湖北省咸宁市2023-2024高二下学期期末考试化学试题（含解析）

咸宁市2023—2024学年度下学期高中期末考试
高二化学试卷
本试卷共8页，时长75分钟，满分100分。
可能用到的相对原子质量：H～1 Li～7 C～12 O～16 Na～23 Mg～24 S～32 Cu～64
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．化学与生活、生产、科技密切相关。下列说法正确的是
A．工业生产玻璃、水泥和陶瓷，均需用石灰石作原料
B．发蓝处理后的钢铁耐腐蚀性较强，是因为发蓝过程改变了钢铁的晶体结构
C．用银作催化剂一步完成乙烯和氧气生成环氧乙烷的反应，符合“原子经济”
D．医用外科口罩和防护服所用的熔喷布是一种聚丙烯材料，聚丙烯可以使溴水褪色
2．下列化学用语表示正确的是
A．用电子式表示HCl的形成过程：
B．基态Fe原子的价层电子轨道表示式：
C．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图：
D．1s能级的电子云轮廓图：
3．下列离子方程式书写正确的是
A．过氧化钠在潜水艇中作为的来源：
B．用NaClO溶液吸收少量：
C．热碱去油污：
D．用两个银电极，电解溶液：
4．利用下列装置（夹持装置略）或操作进行实验，能达到实验目的的是
A B C D
用该装置制备少量 证明苯环使羟基活化 用该装置测定醋酸浓度 检验溴乙烷中含有溴元素
5．某有机化合物结构如图所示，下列说法不正确的是
A．分子中含有3种官能团
B．该分子与足量加成后的产物含有4个手性碳原子
C．该化合物既能与酸反应，又能与碱反应
D．该化合物能发生取代反应、加成反应、氧化反应
6．2021年9月24日，中科院天津工业生物技术研究所成果——“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示，设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是
A．30g HCHO与DHA的混合物中所含氧原子数为
B．反应①中消耗44g ，转移电子数为
C．1mol DHA分子中含有键数目为
D．1mol淀粉完全水解消耗个水分子
7．某离子液体的阴离子的结构如图所示，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，W、X、Y、Z原子半径依次减小，且M的原子序数是Y的2倍。下列说法正确的是
A．同周期第一电离能大于X的元素有2种
B．W、X、Y的氢化物沸点依次增大
C．W、Y、M可形成多种具有漂白性的单质或化合物，包含2种漂白原理
D．在配合物中，X提供孤电子对
8．某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是
A．放电时负极质量减小
B．储能过程中电能转变为化学能
C．放电时右侧通过质子交换膜移向左侧
D．充电总反应：
9．物质的结构决定其性质。下列事实与解释不相符的是
选项 事实 解释
A 、、是非极性分子 键的极性的向量和为零
B Ge原子间难以形成π键 Ge原子半径较大，未杂化的p轨道很难重叠
C 键角： 中心原子杂化方式相同，O原子孤电子对数多
D 干冰的熔点低于 2个C＝O键的键能之和小于4个Si—O键的键能之和
10．分析含有少量NaOH的NaClO溶液与溶液的反应。已知：图1表示将溶液逐滴滴加到含少量NaOH的NaClO溶液中的pH变化；图2表示NaClO溶液中含氯微粒的物质的量分数与pH的关系[注：饱和NaClO溶液的pH约为11]。
关于上述实验，下列分析错误的是
A．A点溶液的pH约为13，是NaOH和NaClO共同作用的结果
B．AB段pH显著下降的原因是
C．CD段较BC段pH下降快的主要原因是
D．反应进行至400s时溶液中产生
11．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了光催化，加氢合成甲醇的反应历程，如下图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
下列说法错误的是
A．图示历程包含了8个基元反应
B．反应过程中有非极性键的断裂和形成
C．总反应方程式为
D．总反应的正反应活化能小于逆反应活化能
12．下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A．溶液中加入少量固体，促进分解
B．注射器内装有和的混合气体，压缩体积，平衡后气体颜色加深
C．向AgCl悬浊液中滴加KI溶液，沉淀由白色转变为黄色
D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量固体，加快的产生
13．根据实验目的，下列实验操作及现象、结论都正确的是
选项 实验目的 实验操作及现象 结论
A 比较和的水解平衡常数 用pH试纸分别测浓度均为0.1mol/L的和NaClO溶液的pH，后者大于前者
B 检验铁锈中是否含有二价铁 将铁锈溶于浓盐酸，滴入溶液，紫色褪去 铁锈中含有二价铁
C 探究氢离子浓度对、相互转化的影响 向溶液中缓慢滴加浓硫酸，溶液由黄色变为橙色 增大浓度，平衡向生成的方向移动
D 检验Cu与足量浓硫酸反应是否生成 将反应混合物冷却后，再向反应器中加入冷水，溶液变蓝 Cu与足量浓硫酸反应生成了
14．常温下，用浓度为0.0200mol/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200mol/L的HCl和的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η（）的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．的数量级为
B．当时，
C．点c：
D．水的电离程度：
15．图甲是的拉维斯结构，Mg以金刚石方式堆积，在八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的Cu。图乙是沿立方格子对角面取得的截图，下列说法不正确的是
A．晶胞中与Mg等距离且最近的Mg原子有4个
B．两个Cu原子之间的最短距离为
C．Mg原子围成的八面体空隙的边长为
D．的密度
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．（14分）电解锰渣中含有很多重金属[主要含有、、、、、]会造成环境污染。下图1工艺流程既能解决污染问题又能取得较好的经济效益。
（1）元素Fe在元素周期表中的位置是_________。
（2）“还原酸浸”时氧化产物是S，被还原的离子方程式为__________________。
（3）操作X与系列操作共同的仪器有_________（写一种）。“浸出渣”的主要成分为S、_________。
（4）“沉铅”步骤的离子方程式____________________________________。
（5）调pH所加的试剂Y，可选择_________（填字母）。
a．NaOH b． c．氨水 d． e．铁屑
（6）若“除钙”后溶液中，则应控制溶液中的范围为________（当溶液中金属离子浓度小于，可以认为该离子沉淀完全。已知：的；的，）。
（7）硫酸锰晶体的溶解度曲线如图2，则“系列操作”为________、_________、洗涤、干燥。
17．（13分）化合物H是有机合成重要中间体，其合成路线如图：
已知：
（1）的名称为_________；H所含官能团的名称为_________。
（2）E→F的反应类型为_________。
（3）C与E在一定条件下反应生成高聚物的化学方程式为___________________________。
（4）G的结构简式为___________________________。
（5）B同时满足下列条件的同分异构体有_________种。
①能与溶液发生显色反应
②能水解且能发生银镜反应。
其中，核磁共振氢谱有五组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为_________。
18．（14分）（硫化锂）是一种潜在的锂电池的电解质材料。某小组选择下列装置利用氢气还原硫酸锂制备硫化锂。已知：易潮解，在加热条件下易被空气中的氧化。实验室用粗锌（含少量铜、FeS）和稀硫酸反应制备。
请回答下列问题：
（1）实验中装置C中有两种产物生成，请写出反应的化学方程式_______________________。
（2）按气流从左至右，装置的连接顺序是a→________（按气流方向，填小写字母，装置可重复利用）。
（3）利用装置A制氢气的主要优点是________，还可用该装置制备的下列气体是________（填标号）。
A．：70％硫酸、亚硫酸钠粉末 B．：稀盐酸、大理石
C．：浓氨水、生石灰 D．：饱和食盐水、电石
（4）实验完毕后，采用图1、图2（夹持装置已略去）装置对装置A中混合物进行分离可得到副产物皓矾（）晶体。先选择图1装置进行过滤，并将滤液进行蒸发浓缩、降温结晶，再选择图2装置过滤，得到粗皓矾晶体。
下列有关说法不正确的是_________（填标号）。
A．采用图1装置过滤的优点是避免析出
B．采用图1装置过滤主要是分离和溶液
C．粗皓矾晶体中可能含少量杂质
D．采用图2装置过滤可以加快过滤速度
（5）欲探究产品的成分，现进行如下实验：
实验 操作与现象 结论
Ⅰ 取少量样品，滴加足量的稀盐酸，将气体通入品红溶液中，溶液不褪色 样品不含a
Ⅱ 在实验Ⅰ的溶液中滴加溶液，产生白色沉淀 样品含
①由上述实验Ⅰ可知，a的化学式为________，实验Ⅱ中存在杂质的原因可能是_____________。
②测定产品纯度的方法：取样品加入稀硫酸（过量，杂质不与硫酸反应）中，充分反应后，煮沸溶液以除去残留的酸性气体；滴加酚酞溶液作指示剂，用标准NaOH溶液滴定过量的硫酸，消耗NaOH溶液。则样品的纯度为________％（用含，、、、w的计算式表示）。
19．（14分）氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
（1）已知在25℃和101kPa时存在下列反应：
①
②
③
已知：标准摩尔生成焓是指在25℃和101kPa时，由元素最稳定的单质生成1mol纯化合物的焓变，如上述反应②可表示为的标准摩尔生成焓。请写出表示乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式_________。
（2）在一容积为2L的密闭容器中，CO和初始物质的量均为2mol，在一定条件下发生反应，测得CO的平衡转化率与温度、压强关系如图所示：
①下列说法能说明该反应在上述条件下达到平衡状态的是________（填字母）。
A．体系的密度不再发生变化
B．断裂2mol H—H键的同时生成2mol C＝O键
C．各组分的物质的量浓度不再改变
D．体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化
E．体积分数：
②由图可知，压强（填“＞”或“＜”），原因是_____________________。压强为时，升高温度，反应的平衡常数将_________（填“增大”、“减小”或“不变”）。
③温度为1100℃、压强为时，平衡常数K为_________。
④在一定温度、的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa，则CO的平衡转化率为__________。
（3）固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（）在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。则b区发生的电极反应式为_____________________________________。
咸宁市2023—2024学年度下学期高中期末考试
高二化学参考答案
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。
1．C 【解析】生产玻璃和水泥的原料中都石灰石，而陶瓷的没有，选项A错误；发蓝处理可以在钢铁表面形成一层致密的氧化物薄膜，从而增强耐腐蚀性，并未改变钢铁的晶体结构，选项B错误；在Ag催化条件下，，选项C正确；聚丙烯中已无碳碳双键，故不能使溴水褪色，选项D错误。
2．B 【解析】HCl是共价化合物，H原子和Cl原子通过电子对的共用形成共价键，故用电子式表示形成过程为，选项A错误；Fe是26号元素，基态Fe原子的价层电子排布式为，价层电子轨道表示式为：，选项正确；用氢键表示法表示邻羟基苯甲醛分子内氢键为，选项C错误；s能级电子云是球形，故D项错误。
3．B 【解析】过氧化钠是金属氧化物，在离子方程式中不能拆，A错误；次氯酸钠溶液吸收少量有次氯酸生成，，B正确；油污的主要成分是高级脂肪酸甘油酯，C错误；银是活性电极，阳极银失电子生成银离子，阴极银离子得电子生成单质银，不会生成氧气，D错误。
4．A 【解析】浓氨水与氧化钙混合后，可以制备，故A项正确；饱和溴水加入苯中，发生萃取，而饱和溴水加入苯酚溶液中，发生取代反应，生成三溴苯酚，只能说明酚羟基使苯环邻对位上的氢变得活泼，易于被取代。故B项错误；用标准NaOH溶液滴定醋酸，NaOH溶液应该用碱式滴定管，指示剂应该选用变色点与理论终点相近的酚酞。故C项错误；溴乙烷加NaOH溶液水解后应加硝酸酸化后再加硝酸银溶液，故D项错误。
5．B 【解析】该有机分子含有碳碳三建、氨基、酯基3种官能团，故A项正确；该有机物分子与足量加成后的产物含有2个手性碳原子如图所示，故B项错误；该有机分子氨基可以与酸反应，酯基可以与碱反应，故C项正确；该有机分子苯环上可以发生取代反应，碳碳三键可以发生加成反应，苯环侧链及炔基可以发生氧化反应，故D项正确。
6．C 【解析】HCHO与DHA的最简式相同，30g HCHO与DHA的混合物所含氧原子数为，故A项正确；反应①，消耗1mol ，同时消耗3mol ，转移电子数为，故B项正确；1mol DHA分子含有键数目为，故C项错误；1mol淀粉完全水解消耗n mol水分子，故D项正确。
7．A 【解析】W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大，W、X、Y、Z的原子半径依次减小，说明X、Y、Z同周期，M连接6个共价键，Y连接2个共价键，则Y为O元素，M为S元素，Z连接1个共价键，Z为F元素，W连接4个共价键，W为C元素，X为N元素，以此解答。同周期从左到右元素的第一电离能依次增大，但第ⅢA和第ⅤA族反常，比N大的有F和Ne这2种，故A正确；氢化物种类均不止一种，故B错误；W、Y、M可形成3种具有漂白性物质、、活性炭C，包含3种漂白原理，故C错误；在配合物中，C电负性小，容易提供孤对电子，故D错误。
8．B 【解析】该储能电池放电时，Pb为负极，失电子结合硫酸根离子生成，则多孔碳电极为正极，正极上得电子转化为，充电时，多孔碳电极为阳极，失电子生成，电极为阴极，得电子生成Pb和硫酸。放电时负极上Pb失电子结合硫酸根离子生成附着在负极上，负极质量增大，A错误；储能过程中，该装置为电解池，将电能转化为化学能，B正确；放电时，右侧为正极，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的通过质子交换膜移向右侧，C错误；充电时，总反应为，D错误。
9．D 【解析】干冰为分子晶体、二氧化硅为共价晶体，共价晶体熔沸点高于分子晶体，解释错误，D不符合题意。
10．B 【解析】刚开始滴入溶液时，被氧化生成，与溶液中本来存在结合生成沉淀，使pH显著下降，当溶液中原本存在的反应完全后，和发生双水解生成弱酸HClO，溶液的pH缓慢下降，当溶液中溶质主要为HClO后，再滴入溶液，HClO将氧化成，同时生成强酸HCl，所以pH迅速下降，随着的滴入，溶液中HCl的浓度越来越大，pH越来越小，小到一定程度后开始溶解消耗氢离子，所以pH变化缓慢，据此回答。饱和NaClO溶液的pH约为11，A点溶液的pH约为13，说明是NaOH和NaClO共同作用的结果，A正确；根据分析可知，AB段pH下降的原因为被氧化生成，与溶液中本来存在结合生成沉淀，，B错误；当溶液中原本存在的反应完全后，和发生双水解生成弱酸HClO，BC段pH缓慢下降，再滴入溶液，HClO将氧化成，同时生成强酸HCl，所以CD段pH迅速下降，CD段较BC段pH下降快的主要原因是，C正确；反应进行至400s时，，发生反应，D正确。
11．B 【解析】反应历程中断键或成键或既有断键也有成键的步骤都算一个基元反应，但是吸附在催化剂表面或者脱离催化剂表面都不算基元反应，所以图示历程包含了8个基元反应，A正确；反应过程中只有非极性键的断裂（H—H键的断裂），没有非极性键的形成，B错误；总反应方程式为，C正确；总反应，所以，D正确。
12．C 【解析】会催化分解，与平衡移动无关，A项错误；，压缩体积虽然平衡正向移动，但是浓度仍然增大，混合气体颜色加深，B项错误；，滴加KI溶液时，与结合成溶解度更小的AgI沉淀，使AgCl溶解平衡正向移动，C项正确；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。
13．C 【解析】NaClO溶液有漂白性，pH试纸无法测出其pH，A错误；浓盐酸也能与发生反应，使溶液紫色褪去，B错误；中存在平衡，缓慢滴加硫酸，浓度增大，平衡正向移动，故溶液由黄色变成橙色，C正确；Cu与足量浓硫酸反应后还剩余大量浓硫酸，所以不能向反应器中加入冷水，应将反应混合物倒入水中，边到边搅拌，D错误。
14．D 【解析】NaOH溶液和HCl、混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，未发生反应，溶质成分为NaCl和；b点时NaOH溶液反应掉一半的，溶质成分为NaCl、和；c点时NaOH溶液与恰好完全反应，溶质成分为NaCl、；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、和NaOH，据此解答。由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和，，，，所以数量级为，A错误；点b时，，溶液中含有NaCl及等浓度的和，由于，溶液显酸性，说明的电离程度大于的水解程度，则，若要当时，，故B错误；c点溶液为等浓度的NaCl和混合溶液，存在物料守恒关系，故C错误；开始时是酸溶液，水的电离受到抑制，滴加NaOH溶液过程中，与酸发生中和反应，水电离的抑制程度减小，c点时恰好中和，水解促进水的电离，所以水的电离程度，故D正确。
15．C 【解析】A．由晶胞结构可知，Mg以金刚石方式堆积，为面心立方堆积，晶胞中与Mg等距离且最近的Mg原子有4个，A正确；由图乙可知，立方格子面对角线长为，即为4个Cu原子直径之和，则Cu原子之间最短距离为，故B正确；由晶胞结构可知，Mg原子围成的八面体空隙的边长为晶胞面对角线的一半，为，故C错误；该晶胞含有16个Cu原子，个Mg，的密度，故D正确。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．（14分，除标注外每空2分）
（1）第四周期第Ⅷ族（1分）
（2）
（3）玻璃棒或烧杯或漏斗（1分） 、（答对一个得1分）
（4）
（5）bd（答对一个得1分，见错不得分）
（6）
（7）在40℃以上进行蒸发浓缩（1分） 趁热过滤（或者“蒸发浓缩，40℃以上趁热过滤”）（1分）
【解析】（3）操作X是过滤，“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，所以均会用到玻璃棒、烧杯和漏斗。
（5）加入试剂Y调节pH时，不能引入新的杂质，该工艺流程制备的是硫酸锰，并且在随后的流程中除去了钙离子，在该步骤中除去了铁，故可以选择的试剂为bd。
（6）据流程可知，加入的离子方程式为，当离子沉淀完全时，此时，当时，，故其范围为。
17．（13分，除标注外每空2分）
（1）1，3-丁二烯（或丁二烯）（1分） 酮羰基和羧基
（2）酯化反应或取代反应
（3）
（4） （5）13
18．（14分，除标注外每空2分）
（1）
（2）f→g→c→b→d→e（或e→d）→c→b
（3）可实现随开随用，随关随停（1分） B
（4）BC
（5）①（或）（1分） 未完全反应或通入的不足或温度不高（答任意一条均给分，答“被氧化”也可）
②
【解析】利用氢气还原硫酸锂制备硫化锂，原理是，制得的氢气通过浓硫酸干燥，再与硫酸锂反应得到硫化锂，后一个装置B用于吸收空气中的水蒸气。
（1）实验中装置C为生成硫化锂的反应，反应中有两种产物生成，根据氧化还原反应原理和元素守恒，反应的原理是。
（2）依题意，硫化锂易潮解，所以装置连接顺序为A制取氢气、D净化氢气、B干燥氢气、C制取硫化锂、B防止空气中水蒸气干扰；其中装置D的作用是除去氢气中的硫化氢杂质，前一个装置B用于干燥氢气，后一个装置B用于防止空气中的水蒸气进入；故装置的连接顺序是f→g→c→b→d→e→c→b。
（3）装置A能控制反应的发生和停止，其主要优点是可实现随开随用，随关随停，即随制随停；装置A适用于常温下块状固体与溶液反应且放热少、产生的气体难溶。亚硫酸钠呈粉末状，A不选；大理石呈块状和稀盐酸生成二氧化碳，B选；生石灰易溶于水，与浓氨水混合放出大量热量，且产物极易溶于水，C不选；电石与水反应放大量热量，会损坏启普发生器，且该反应太过剧烈，难以控制，D不选。
（4）第一次过滤除去难溶杂质如铜等，趁热过滤，避免析出硫酸锌晶体，选项A正确；过滤是为了分离铜等杂质和溶液，不是为了分离硫酸亚铁晶体和硫酸锌溶液，选项B错误；铜不与稀硫酸反应，选项C错误；第二次采用减压过滤（抽滤），在抽气条件下过滤，过滤速率快，选项D正确。答案选BC。
（5）①加入盐酸产生不使品红褪色的气体，应该没有，所以固体中不含有或；
②，，消耗的硫酸的物质的量为，测得的样品的纯度为。
19．（14分，除标注外每空2分）
（1）
（2）①CD
②＜（1分） 该反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大减小（1分）
③100 ④75％
（3）
【解析】（1）①
②
③
根据盖斯定律得乙烷标准摩尔生成焓的热化学方程式
。
（2）①气体总质量不变，容器体积不变，气体密度是恒量，体系的密度不再发生变化，反应不一定平衡，故不选A；断裂2mol H—H键的同时生成2mol C＝O键，不能判断正逆反应速率相等，反应不一定平衡，故不选B；反应达到平衡，各物质浓度不再改变，各组分的物质的量浓度不再改变，反应一定达到平衡状态，故C正确；气体总质量不变，气体总物质的量减小，平均相对分子质量增大，体系的气体的平均相对分子质量不再发生变化，反应一定达到平衡状态，故D正确；体积分数，不能判断浓度是否还发生改变，反应不一定平衡，故不选E；选CD。
②该反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，由图可知，压强。压强为时，升高温度，CO转化率降低，反应的平衡常数将减小。
③只要温度相同，K就相同，所以利用温度为1100℃、压强为时来计算K，CO平衡转化率为80％，
初始（mol/L） 1 1 0 0
转化（mol/L） 0.8 0.8 0.4 0.4
平衡（mol/L） 0.2 0.2 0.4 0.4
x点的平衡常数K为。
④在一定温度、的初始条件下，该反应达到平衡后体系的压强变为100kPa，
设CO减少了2x mol/L，即
初始（mol/L） 1 1 0 0
转化（mol/L） 2x 2x x x
平衡（mol/L） x x
则，，所以CO的平衡转化率为。
（3）固体氧化物甲烷燃料电池以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子（），在其间通过。该电池的工作原理如图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应。根据图示，b区甲烷失电子生成二氧化碳、水，则b区发生的电极反应式为。