人教版高中化学高二上册（选必一）期末测试卷（含答案解析）

这是一份人教版高中化学高二上册（选必一）期末测试卷（含答案解析），共9页。试卷主要包含了全卷满分100分，可能用到的相对原子质量，下列图示与对应的叙述相符的是，下列溶液中,离子能大量共存的是等内容，欢迎下载使用。
1.全卷满分100分。考试用时75分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16
Na-23 Al-27 Si-28 S-32 Fe-56。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的)
1.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列叙述正确的是( )
A.问天实验舱搭载了柔性太阳翼,太阳翼是一种将太阳能转化为电能的新型原电池装置
B.国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,比氟利昂更加环保
C.草木灰(含K2CO3)与铵态氮肥混合施用,有利于促进农作物对肥料的吸收
D.葛洪所著《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,二者为可逆反应
2.2 ml H2(g)与足量的O2(g)充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ,若生成水蒸气的反应热为ΔH',则下列说法正确的是( )
A.ΔH'>-571.6 kJ·ml-1
B.表示氢气燃烧热的热化学方程式为2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1
C.2 ml H2(g)和1 ml O2(g)所具有的总能量低于2 ml H2O(l)具有的能量
D.反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)的ΔH0
3.下列图示与对应的叙述相符的是( )
4.下列溶液中,离子能大量共存的是( )
A.使酚酞试剂显红色的溶液:Na+、Ba2+、NO3-、[Al(OH)4]-
B.滴加KSCN溶液显红色的溶液:NH4+、K+、Cl-、HCO3-
C.加入Al能产生H2的溶液:K+、NH4+、NO3-、CH3COO-、Cl-
D.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-12 ml·L-1的溶液:Fe2+、Mg2+、SO42-、NO3-
5.NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体,常温常压下它们之间的反应:CO(g)+NO(g) CO2(g)+12N2(g) ΔH=-374 kJ·ml-1,K=2.5×1060,反应速率较小。有关该反应的说法正确的是( )
A.NO与CO在排入大气之前未反应完全
B.增大压强,平衡将向右移动,K>2.5×1060
C.升高温度,既增大反应速率又增大K
D.选用适宜催化剂,可以增大K,使尾气排放达到标准
6.现有常温下水电离出的c(H+)均为1×10-11 ml·L-1的4种溶液:①HCl溶液 ②CH3COOH溶液 ③NaOH溶液 ④氨水。有关上述溶液的说法正确的是( )
A.向等体积溶液中分别加水稀释至100倍,溶液的pH:③>④>②>①
B.等体积的①②③分别与足量铝粉反应,生成H2的量①最少
C.①③等体积混合后,溶液显碱性
D.等体积的四种溶液导电能力:③>④>②>①
7.下列各图所示装置能达到实验目的的是( )
8.铋基催化剂对CO2电化学还原制取HCOOH具有高效选择性。其反应历程与能量变化如图所示,其中吸附在催化剂表面的物种用“*”标注。
下列说法错误的是( )
A.使用Bi2O3催化剂更有利于CO2的吸附
B.使用不同铋基催化剂,最大能垒(活化能)不相等,但反应热相等
C.CO2电化学还原制取HCOOH的反应ΔHKh(b)>Kh(a)
B.a点溶液中水电离产生的c水(OH-)>1×10-11 ml·L-1
C.若图中x=7,则b点溶液中c(NH4+)=2c(SO42-)
D.若V3=40,则c点溶液中c(H+)=c(OH-)+c(NH4+)+c(NH3·H2O)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(13分)Ⅰ.一定温度下,向2 L恒容密闭容器中充入0.40 ml无色气体N2O4,发生反应:N2O4(g) 2NO2(g),一段时间后达到平衡,测得数据如下:
(1)0~40 s内,v(NO2)= ml·L-1·s-1。
(2)0~20 s,气体颜色加深,此时余下的N2O4的物质的量为 ml,N2O4的转化率为 。
Ⅱ.NaNO2溶液和NH4Cl溶液可发生反应:NaNO2+NH4Cl N2↑+NaCl+2H2O,为探究反应速率与c(NaNO2)的关系,利用下列装置(夹持仪器等略去)进行实验。
实验步骤:往A中加入一定体积的2.0 ml·L-1 NaNO2溶液、2.0 ml·L-1 NH4Cl溶液和水,充分搅拌。控制体系温度,通过分液漏斗往A中加入1.0 ml·L-1醋酸。当导管口气泡均匀稳定冒出时,开始用排水法收集气体。用秒表测量收集1.0 mL N2所需的时间,重复多次取平均值。
(3)仪器A的名称为 。
(4)若需控制体系的温度为36 ℃,采取的合理加热方式为 。
(5)测定的实验数据如表所示。
V1= ,V3= 。
17.(13分)硼化钛(TiB2)常用于制备导电陶瓷材料和PTC材料。工业上以高钛渣(主要成分为TiO2、SiO2、Al2O3和CaO,另有少量MgO、Fe2O3)为原料制取TiB2的流程如下:
已知:①电弧炉是由石墨电极和石墨坩埚组成的高温加热装置;②B2O3高温下易挥发;③TiO2可溶于热的浓硫酸形成TiO2+。
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”的浸出率,可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)“酸解”后滤渣的主要成分为 (写化学式)。
(3)“水解”需在沸水中进行,离子方程式为 ;该工艺中,经处理可循环利用的物质为 (写化学式)。
(4)“热还原”中发生反应的化学方程式为 ,B2O3的实际用量超过了理论化学计算用量,原因是 。
(5)原料中的B2O3可由硼酸脱水制得。以NaB(OH)4为原料,用电渗析法制备硼酸(H3BO3)的装置如图所示。已知装置中阳膜只允许阳离子通过,关闭NaOH溶液进出口阀门后电解一段时间,NaOH溶液的质量变化11 g,则产品室中制得H3BO3的质量为 g。
18.(14分)乙酸、碳酸、次氯酸、亚磷酸(H3PO3)在生产、生活及医药方面有广泛用途。
Ⅰ.已知:25 ℃时,部分物质的电离常数如表所示。
(1)根据表中数据,上述三种酸酸性最弱的是 (填标号)。
a.CH3COOH b.H2CO3 c.HClO
(2)常温下相同浓度的下列溶液:①CH3COONH4溶液 ②CH3COONa溶液 ③CH3COOH溶液,其中c(CH3COO-)由大到小的顺序是 (填序号)。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH-)= ml/L;请设计实验,比较常温下0.1 ml/L CH3COONa的水解程度和0.1 ml/L CH3COOH的电离程度大小: (简述实验步骤和结论)。
Ⅱ.常温下,已知H3PO3溶液中含磷微粒的浓度之和为0.1 ml/L,溶液中各含磷微粒的pc-pOH关系如图所示。
已知:pc=-lg c,pOH=-lg c(OH-);x、z两点的坐标分别为(7.3,1.3)、(12.6,1.3)。
(4)H3PO3与足量NaOH溶液反应的离子方程式为 。
(5)表示pc(H2PO3-)随pOH变化的曲线是 (填“①”“②”或“③”)。
(6)常温下,NaH2PO3溶液中的c(HPO32-) c(H3PO3)(填“”或“=”)。
19.(15分)二氧化碳的综合利用是当下研究的重要课题。回答下列问题:
(1)已知下列热化学方程式:
反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-164.9 kJ·ml-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·ml-1
则反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3= kJ·ml-1。
(2)①向体积均为V L的恒压密闭容器中通入1 ml CO2、3 ml H2,分别在0.1 MPa和1 MPa下发生上述反应Ⅰ和反应Ⅱ,分析温度对平衡体系中CO2、CO、CH4的影响,设这三种气体的物质的量分数之和为1,其中CO和CH4的物质的量分数与温度变化的关系如图所示。下列叙述能说明反应体系达到平衡状态的是 (填字母)。
A.CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等
B.混合气体的密度不再发生变化
C.容器内气体压强不再发生变化
②图中表示1 MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填字母)。
(3)一种从高炉气回收CO2制储氢物质HCOOH的综合利用示意图如图所示:
①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中c(H2CO3)c(CO32-)= [已知:该温度下Ka1(H2CO3)=5×10-7,Ka2(H2CO3)=5×10-11]。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,电解过程中还伴随着析氢反应,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移3 ml e-时,阴极室溶液的质量增加
g。[B的电解效率=n(生成B转移的电子)n(通过电极的电子)]。
答案与分层梯度式解析
1.B 太阳翼将太阳能转化为电能,而原电池装置将化学能转化为电能,故太阳翼不属于原电池装置,A错误;氟利昂能破坏臭氧层,国家速滑馆“冰丝带”采用了CO2制冰技术,更加环保,B正确;草木灰与铵态氮肥混合施用,CO32-与NH4+会发生互相促进的水解反应而降低肥效,C错误;“丹砂烧之成水银”涉及的反应为HgS Hg+S,“积变又还成丹砂”涉及的反应为Hg+S HgS,两个过程的反应条件不同,不属于可逆反应,D错误。
2.A 2 ml H2(g)与足量的O2(g)充分反应,生成液态水时放出的热量为571.6 kJ,生成水蒸气放出的热量小于571.6 kJ,但反应热ΔH>-571.6 kJ·ml-1,A正确;表示氢气燃烧热的热化学方程式为H2(g)+12O2(g) H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·ml-1,B错误;氢气燃烧放热,2 ml H2(g)和1 ml O2(g)所具有的总能量高于2 ml H2O(l)具有的能量,C错误;反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(l)的ΔH①>②,A错误;Al足量时,2 ml HCl反应生成1 ml H2,2 ml NaOH反应生成3 ml H2,②的浓度比①大,生成的H2比①多,故三种溶液中①生成H2的量最少,B正确;①③浓度相等,等体积混合恰好生成NaCl,溶液呈中性,C错误;四种溶液中水电离出的c(H+)相同,溶液中自由移动的离子总浓度几乎相等,导电能力相同,D错误。
7.A 用酸式滴定管盛装盐酸,用酚酞做指示剂,可测定未知浓度的NaOH溶液浓度,A正确;应用干燥的pH试纸测定盐酸pH,用湿润的pH试纸测定会稀释待测液,B错误;Al能与NaOH溶液反应而Mg不反应,不能据此比较Mg和Al的金属性强弱,C错误;直接蒸干MgCl2溶液会促进Mg2+水解,最终蒸干产物为Mg(OH)2,应在HCl氛围中蒸干水分,D错误。
8.D 据图可知使用Bi2O3催化剂时,CO2变为吸附态释放的能量更多,更有利于吸附,A正确;催化剂可改变反应的活化能,但不改变反应热,B正确;据图可知反应物的能量高于生成物的能量,故该反应为放热反应,ΔHKb,A正确;设平衡时一氧化碳转化了x ml,根据题中数据列出三段式如下:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
起始物质的量/ml120
转化物质的量/mlx2xx
平衡物质的量/ml1-x2-2xx
a点时CH3OH的物质的量分数为40%,则x3-2x×100%=40%,解得x=23,三种气体的分压分别为p(CO)=1-x3-2xp1 kPa=0.2p1 kPa,p(H2)=2-2x3-2xp1 kPa=0.4p1 kPa,p(CH3OH)=x3-2xp1 kPa=0.4p1 kPa,压强平衡常数KP=0.4p1kPa(0.4p1kPa)2×0.2p1kPa=12.5p1-2(kPa)-2,B正确;若达平衡后,再充入1 ml CO和2 ml H2,相当于增大了压强,平衡正向移动,CO的转化率增大,C错误;恒容条件下,混合气体的物质的量是变量,混合气体的平均摩尔质量也是变量,当其不再随时间的变化而变化时,达到平衡状态,D正确。
13.C 根据整个流程图可知,制备NiSO4和FeSO4·7H2O,所得产品中阴离子都为SO42-,两次“酸溶”都应选择稀硫酸,A正确;反应Ⅰ为Cu2++FeS CuS+Fe2+,则滤渣2含CuS和过量FeS,在此过程中可能有-2价的S被氧化成S单质,故滤渣2中还可能有S,B正确;反应Ⅰ为Cu2++FeS CuS+Fe2+,发生了沉淀的转化,说明CuS比FeS更难溶,C错误;题述流程中用含镍废料制备了NiSO4、FeSO4·7H2O等,合理处理了废弃物,有利于保护环境并使资源再利用,D正确。
14.C 结合图像可知,当c(H3AsO3)=c(H2AsO3-)时,溶液的pH≈9,则H3AsO3的Ka1=c(H2AsO3-)×c(H+)c(H3AsO3)≈10-9,A正确;据图可知,溶液中有四种含As元素的微粒,说明H3AsO3有三步电离,则H3AsO3为三元弱酸,B正确;pH为8~11时,随pH增大,H3AsO3的物质的量分数减小、H2AsO3-的物质的量分数增加,主要反应的离子方程式为H3AsO3+OH- H2AsO3-+H2O,C错误;pH=12时,溶液中存在电荷守恒:c(H2AsO3-)+2c(HAsO32-)+3c(AsO33-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),D正确。
15.B 升高温度能促进NH4+水解,水解平衡常数增大,由题图可知,温度:T(b)>T(a)>T(c),则a、b、c三点对应NH4+的水解平衡常数:Kh(b)>Kh(a)>Kh(c),A错误;a点溶液的pOH=3,即c(OH-)=10-3 ml·L-1,此时温度高于25 ℃,则水电离产生的c水(OH-)>1×10-11 ml·L-1,B正确;根据电荷守恒,b点溶液中存在c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),b点时温度高于25 ℃,KW>10-14,当c(OH-)=10-7 ml·L-1时,溶液不呈中性,c(NH4+)≠2c(SO42-),C错误;c点溶液中加入稀硫酸的体积为40 mL,则原氨水中的NH3·H2O和加入的稀硫酸中H2SO4的物质的量相等,c点溶液的溶质是NH4HSO4,根据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),根据元素守恒:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(SO42-),两式联立得c(H+)=c(OH-)+c(NH4+)+2c(NH3·H2O),D错误。
16.答案 (除标注外,每空2分)(1)0.005
(2)0.28 ml 30%
(3)锥形瓶(1分)
(4)水浴加热
(5)4.0 6.0
解析 (1)0~40 s,Δc(NO2)=0.20 ml·L-1,v(NO2)=0.20ml·L-140 s =0.005 ml·L-1·s-1。
(2)0~20 s,生成NO2的物质的量为0.24 ml,转化的N2O4的物质的量为0.12 ml,余下的N2O4的物质的量为0.4 ml-0.12 ml=0.28 ml,N2O4的转化率为×100%=30%。
(4)控制体系的温度为36 ℃,该温度小于100 ℃,可采用水浴加热。
(5)根据实验3、4可知,溶液的总体积为20.0 mL,则V1=20.0-4.0-4.0-8.0=4.0;该实验的目的是探究NaNO2溶液的浓度对化学反应速率的影响,则只能改变c(NaNO2),根据分析比较实验1和实验3中数据,实验2和实验4中数据可知,V2=6.0,则V3=20.0-4.0-4.0-6.0=6.0。
17.答案 (除标注外,每空2分)(1)粉碎高钛渣(或适当加热、搅拌)
(2)SiO2 (1分)
(3)TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+2H+ H2SO4
(4)TiO2+B2O3+5C TiB2+5CO↑ B2O3高温下易挥发,只有部分参加了反应
(5)31
解析 (1)粉碎高钛渣,增大反应物的接触面积或者适当加热、搅拌,均可提高“酸浸”的浸出率。
(2)“酸解”后,TiO2溶于热的浓硫酸形成TiO2+,SiO2不溶,滤渣的主要成分为SiO2。
(3)“水解”需在沸水中进行,TiO2+在沸水中形成TiO2·xH2O,离子方程式为TiO2++(x+1)H2O TiO2·xH2O↓+2H+;该工艺中,经处理可循环利用的物质为H2SO4。
(4)TiO2·xH2O脱水后在电弧炉中与B2O3和C发生“热还原”反应生成TiB2和CO,化学方程式为TiO2+B2O3+5C TiB2+5CO↑;B2O3的实际用量超过了理论化学计算用量,原因是高温下B2O3易挥发,只有部分参加了反应。
(5)最左边极室为阳极室,1膜为阳膜,氢离子由阳极室通过1膜进入产品室,2膜为阴膜,原料室中的[B(OH)4]-通过2膜进入产品室,产品室中发生反应的离子方程式为H++[B(OH)4]- H3BO3+H2O。原料室中的钠离子通过阳膜进入阴极室,转移1 ml电子时,阴极室有1 ml H+转化为H2,且有1 ml Na+由原料室进入阴极室,NaOH溶液的质量变化为23 g-1 g=22 g,此时制得的H3BO3的物质的量为1 ml,质量为62 g,若反应前后NaOH溶液的质量变化11 g,则制得的H3BO3的质量为6222×11 g=31 g。
18.答案 (每空2分)(1)c
(2)②>①>③
(3)10-4 将0.1 ml/L的CH3COONa、CH3COOH溶液等体积混合,然后测定混合溶液的pH。若pH7,说明CH3COOH的电离程度小于CH3COO-的水解程度
(4)H3PO3+2OH- HPO32-+2H2O
(5)②
(6)>
解析 (1)根据题表中数据可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO,c正确。
(2)CH3COONH4、CH3COONa均为强电解质,完全电离,而CH3COOH是弱酸,只有很少部分发生电离,故CH3COOH溶液中c(CH3COO-)最小;CH3COONa溶液中CH3COO-部分水解,而在CH3COONH4溶液中CH3COO-、NH4+互相促进水解,即CH3COONH4溶液中c(CH3COO-)比CH3COONa溶液中少;综上分析,溶液中c(CH3COO-):②>①>③。
(3)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中c(H+)=10-10 ml/L,则溶液中c(OH-)=10-4 ml/L,溶液中OH-完全由水电离产生,故水电离出的c(OH-)=10-4 ml/L。要比较0.1 ml/L CH3COONa水解程度和0.1 ml/L CH3COOH电离程度的相对大小,可使两溶液等体积混合,测混合溶液的pH,若pH7,说明CH3COO-的水解程度大于CH3COOH的电离程度。
(4)图示有三条曲线说明H3PO3是二元弱酸,即H3PO3与足量NaOH溶液反应产生Na2HPO3和H2O,其离子方程式为H3PO3+2OH- HPO32-+2H2O。
(5)结合图示曲线可知,①、②、③分别表示pc(HPO32-)、pc(H2PO3-)、pc(H3PO3)随pOH变化的曲线,表示pc(H2PO3-)随pOH变化的曲线是②。
(6)常温下NaH2PO3溶液中存在H2PO3-电离产生的HPO32-和H+,也存在H2PO3-水解产生的H3PO3和OH-。由于①表示pc(HPO32-)随pOH变化的曲线,③表示pc(H3PO3)随pOH变化的曲线,据图可知,在y点c(HPO32-)=c(H3PO3),此时溶液pOH=10,说明H2PO3-的水解程度小于其电离程度,因此c(HPO32-)>c(H3PO3)。
19.答案 (每空3分)(1)+206.1
(2)①B ②a
(3)①4 ②55.2
解析 (1)根据盖斯定律Ⅱ-Ⅰ得CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH3=[+41.2-(-164.9)] kJ·ml-1=+206.1 kJ·ml-1。
(2)①反应Ⅰ和反应Ⅱ均消耗CO2,只有反应Ⅰ生成甲烷,所以CO2的消耗速率和CH4的消耗速率相等,反应体系没有达到平衡状态,A错误;气体总质量不变、反应Ⅰ反应前后气体物质的量是变量,容器体积是变量,密度是变量,混合气体的密度不再发生变化,反应体系一定是平衡状态,B正确;恒压密闭容器,容器内气体压强是恒定的,压强不再发生变化,体系不一定达到平衡状态,C错误。
②反应Ⅰ正反应放热,其他条件不变时,升高温度,平衡逆向移动;其他条件不变时,增大压强,反应Ⅰ平衡正向移动,CH4物质的量分数增大,所以图中表示1 MPa时CH4的物质的量分数随温度变化关系的曲线是a。
(3)①某温度下,当吸收池中溶液的pH=8时,此时该溶液中c(H2CO3)c(CO32-)=c(H2CO3)·c(HCO3-)·c2(H+)c(CO32-)·c(HCO3-)·c2(H+)=c2(H+)Ka1×Ka2=10-165×10-7×5×10-11=4。
②利用电化学原理控制反应条件能将CO2电催化还原为HCOOH,阴极的电极反应为CO2+2e-+2H+ HCOOH、2H++2e- H2↑,若生成HCOOH的电解效率为80%,当电路中转移3 ml e-时,阴极吸收1.2 ml CO2,放出0.3 ml H2,同时有3 ml H+移入阴极室,阴极室溶液的质量增加1.2 ml×44 g/ml+3 ml×1 g/ml-0.3 ml×2 g/ml=55.2 g。
A.铁勺上镀铜
B.验证温度对2NO2(g) N2O4(g)平衡的影响
C.粗铜的精炼
D.中和反应反应热的测定
A.用已知浓度的盐酸测定NaOH溶液浓度
B.用pH试纸测定盐酸的pH
C.比较Mg和Al的金属性强弱
D.蒸干MgCl2溶液制取无水MgCl2
实验
现象
结论
A
相同的铝片分别与同温同体积,且c(H+)=1 ml/L的盐酸、硫酸反应
铝与盐酸反应产生气泡较快
可能是Cl-对该反应起到促进作用
B
在醋酸钠溶液中滴入酚酞溶液并加热
加热后红色加深
证明盐类水解是吸热反应
C
将FeCl3溶液加入Mg(OH)2悬浊液中,振荡
沉淀由白色变为红褐色
Fe(OH)3的溶解度小于Mg(OH)2的溶解度
D
向5 mL 0.1 ml/L的AgNO3溶液中先滴加5滴0.1 ml/L NaCl溶液,再加5滴0.1 ml/L KI溶液
白色沉淀变为黄色沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
时间/s
20
40
60
80
100
c(NO2)/(ml·L-1)
0.12
0.20
0.26
0.30
0.30
实验编号
V/mL
t/s
NaNO2溶液
NH4Cl溶液
醋酸
水
1
4.0
V1
4.0
8.0
334
2
V2
4.0
4.0
V3
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
弱酸
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离常数
1.8×10-5
Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11
3.0×10-8
1.B
2.A
3.B
4.A
5.A
6.B
7.A
8.D
9.D
10.D
11.D
12.C
13.C
14.C
15.B