北京市西城区2021-2022学年高二上学期期末化学试题

试卷更新日期：2022-11-01 类型：期末考试

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一、单选题

1. 下列装置或过程能实现化学能转化为电能的是（）
A
B
C
D
风力发电
水果电池
燃料燃烧
手机充电

A、A B、B C、C D、D

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2. 下列属于弱电解质的物质是（）

A、NaCl B、NaOH C、H₂SO₄ D、NH₃•H₂O

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3. 下列操作可以使水的离子积常数K_w增大的是（）

A、加热 B、通入少量氯化氢气体 C、通入少量氨气 D、加入少量醋酸钠固体

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4. 下列化学用语正确的是（）

A、Cl^-的结构示意图： B、水的电子式： C、基态铬原子(₂₄Cr)的价层电子排布式：3d⁵4s¹ D、基态氧原子的轨道表示式：

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5. 下列用于解释事实的方程式书写错误的是（）

A、钢铁制品在潮湿空气中的电化学腐蚀：Fe-3e^-=Fe³⁺ B、电解精炼铜的阴极反应：Cu²⁺+2e^-=Cu C、CuSO₄溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成铜蓝(CuS)：Cu²⁺(aq)+ZnS(s) $⇌$ Zn²⁺(aq)+CuS(s) D、加热Na₂CO₃溶液除去油污：H₂O+CO $_{3}^{2 -}$ $⇌$ HCO $_{3}^{-}$ +OH^－

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6. 下列说法正确的是（）

A、s区元素全部是金属元素 B、p能级电子能量不一定高于s能级电子能量 C、同一原子中， $1 s 、 2 s 、 3 s$ 电子的能量逐渐减小 D、第ⅦA族元素从上到下，非金属性依次增强

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7. 用0.1000mol•L^-1HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。有关该实验说法中，错误的是（）

A、本实验可选用酚酞作指示剂 B、用酸式滴定管盛装0.1000mol•L^-1HCl溶液 C、用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次 D、滴定结束时俯视酸式滴定管读数，测量结果偏低

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8. 下列事实能用勒夏特列原理解释的是（）

A、用牺牲阳极法保护船舶的外壳 B、把食品存放在冰箱里可延长保质期 C、合成氨工业中使用铁触媒作催化剂 D、配制 $F e C l_{3}$ 溶液，常将 $F e C l_{3}$ 晶体溶于较浓的盐酸中

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9. 工厂的氨氮废水可用电化学催化氧化法加以处理，其中NH₃在电极表面的氧化过程的微观示意图如图：
下列说法中，错误的是（）

A、过程①②均有N－H键断裂 B、过程③的电极反应式为：NH－e^－+OH^－＝N+H₂O C、过程④中有非极性键形成 D、催化剂可以降低该反应的焓变

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10. 下列图示与化学用语表述内容不相符的是（）
A
B
C
D
NaCl溶于水
电解 $C u C l_{2}$ 溶液
温度对化学平衡移动的影响
$H_{2}$ 与 $C l_{2}$ 反应过程中焓的变化
$N a C l = N a^{+} + C l^{-}$
$C u C l_{2} = C u^{2 +} + 2 C l^{-}$
$2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g)$ $Δ H < 0$
$H_{2} (g) + C l_{2} (g) = 2 H C l (g)$ $Δ H < 0$

A、A B、B C、C D、D

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11. 北京冬奥会赛区内将使用氢燃料清洁能源车辆，某氢氧燃料电池工作示意图如图。下列说法中，错误的是（）

A、电极a为电池的负极 B、电极b表面反应为：O₂+4e^-+2H₂O=4OH^- C、电池工作过程中OH^-向正极迁移 D、氢氧燃料电池将化学能转化为电能的转化率高于火力发电，提高了能源利用率

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12. 下列实验装置(部分夹持装置已略去)可以达到对应实验目的是（）

A
B
C
D
实验目的
测定锌与稀硫酸反应速率
测定中和反应的反应热
比较AgCl和Ag₂S溶解度大小
探究铁的析氢腐蚀
实验装置

A、A B、B C、C D、D

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13. 已知反应：X(g)+Y(g) $\underset{}{⇌}$ 2Z(g) ∆H＜0，400℃时该反应的化学平衡常数K=1。一定条件下，分别在甲、乙、丙3个恒容密闭容器中加入X和Y，反应体系中各物质的物质的量浓度的相关数据如表：
容器
温度/℃
起始时物质的浓度/(mol•L^-1)
10分钟时物质的浓/(mol•L^-1)
c(X)
c(Y)
c(Z)
甲
400
1
1
0.5
乙
T₁
1
1
0.4
丙
400
1
2
a
下列说法中，错误的是（）

A、甲中，10分钟内X的化学反应速率：v(X)=0.025mol•L^-1•min^-1 B、甲中，10分钟时反应已达到化学平衡状态 C、乙中，可能T₁＜400℃ D、丙中，a>0.5

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14. 用下图所示装置进行实验，在相同电压、相同时间内，记录现象如下(温度变化均不明显)：
实验序号
X电极材料
现象
Ⅰ
铂(Pt)
两极均有气泡产生，澄清石灰水不变浑浊
Ⅱ
石墨
两极均有气泡产生，澄清石灰水变浑浊
下列说法中，错误的是（）

A、X电极为阳极 B、阴极的电极反应式为： $2 H_{2} O + 2 e^{-} = H_{2} ↑ + 2 O H^{-}$ C、Ⅰ中Pt电极附近发生了反应： $C O_{3}^{2 -} + H^{+} = H C O_{3}^{-}$ D、Ⅱ中石灰水变浑浊的原因是X区产生的 $H^{+}$ 与 $C O_{3}^{2 -}$ 反应生成了 $C O_{2}$

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二、填空题

15. 以氮化镓(GaN)、碳化硅等为代表的第三代半导体材料具有优异性能，对新兴产业有巨大推动作用。回答下列问题：

(1)、写出基态硅原子的电子排布式，其中具有最高能量的电子所处能级符号为，该能级轨道电子云轮廓图的形状为(填字母)。
a．球形 b．哑铃形

(2)、氮、硅和碳3种元素第一电离能由小到的顺序为(填元素符号)。

(3)、镓为元素周期表中第31号元素，镓原子具有个能层，最高能层容纳了个电子。

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16. 电解质在水溶液中的行为影响了电解质溶液的性质(以下讨论均在常温时)。

(1)、0.1mol•L^-1CH₃COOH溶液的pH=3
①CH₃COOH的电离方程式是。
②该溶液中由水电离出的H⁺浓度是mol•L^-1。
③计算CH₃COOH的电离平衡常数K_a=。

(2)、H₂CO₃和HClO的电离平衡常数如表：
化学式
H₂CO₃
HClO
电离平衡常数(K_a)
K_a1=4.5×10^–7
K_a2=4.7×10^–11
4.0×10^–8
①相同物质的量浓度的Na₂CO₃、NaHCO₃、NaClO溶液，pH由小到大的顺序是。
②0.01mol•L^-1NaHCO₃的溶液中c(H₂CO₃)>c(CO $_{3}^{2 -}$ )，结合化学用语解释其原因：。
③NaClO溶液的漂白性与溶液中c(HClO)有关。向NaClO溶液中加入下列物质，能增大c(HClO)的是(填字母)。
a.CH₃COOH b.CO₂ c.Na₂CO₃

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17. 电解是海水资源综合利用的重要手段。

(1)、电解饱和食盐水的原理如图所示。

①电解饱和食盐水的化学方程式是。

②电极a接电源的(填“正”或“负”)极。

③离子交换膜主要允许(填离子符号)通过。

(2)、我国科学家通过电解，从海水中提取到锂单质，其工作原理如图所示。

①生成锂单质的电极反应式是。

②理论分析，阳极电解产物可能有O₂、Cl₂。

i.生成O₂的电极反应式是。

ii.实验室模拟上述过程，气体中未检测到Cl₂ ，推测可能是Cl₂溶于水。写出Cl₂与水反应的化学方程式。

iii.取实验后阳极区溶液进行检验，证实了阳极Cl^-放电。实验所用的试剂及现象是。

可选试剂：AgNO₃溶液、KI溶液、淀粉溶液、品红溶液

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三、综合题

18. 回收利用CO₂是目前解决长期载人航天舱内(如空间站)供氧问题的有效途径，其物质转化如图：

(1)、反应A为CO₂(g)+4H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₄(g)+2H₂O(g)，是回收利用CO₂的关键步骤。
已知：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g) ΔH=-483.6kJ•mol^-1
CH₄(g)+2O₂(g)=2H₂O(g)+CO₂(g) ΔH=-802.3kJ•mol^-1
反应A的ΔH=kJ•mol^-1。

(2)、将原料气按n(CO₂)：n(H₂)=1：4置于恒容密闭容器中发生反应A，在相同时间内测得H₂O的物质的量分数与温度的变化曲线如图所示(虚线为平衡时的曲线)。
①理论上，能提高CO₂平衡转化率的措施有(写出一条即可)。
②空间站的反应器内，通常采用反应器前段加热，后段冷却的方法来提高CO₂的转化效率，原因是。

(3)、下列关于空间站内物质和能量变化的说法中，错误的是(填字母)。
a.反应B的能量变化是电能→化学能或光能→化学能
b.物质转化中O、H原子的利用率均为100%
c.不用Na₂O₂作供氧剂的原因可能是Na₂O₂不易实现循环利用

(4)、用CO₂(g)+2H₂(g) $\underset{}{⇌}$ C(s)+2H₂O(g)代替反应A，可实现氢、氧元素完全循环利用，缺点是使用一段时间后催化剂的催化效果会明显下降，其原因是。

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19. 某化学小组研究草酸(H₂C₂O₄)及其盐的性质。

(1)、已知：H₂C₂O₄ $⇌_{}^{}$ H⁺+HC₂O $_{4}^{-}$ ， HC₂O $_{4}^{-}$ $⇌_{}^{}$ H⁺+C₂O $_{4}^{2 -}$
①将等物质的量浓度、等体积的H₂C₂O₄溶液与KOH溶液混合，反应的离子方程式是。
②向①中继续加入KOH溶液至恰好完全反应，得到K₂C₂O₄溶液。下列关系正确的是(填字母)。
a.c(K⁺)>c(C₂O $_{4}^{2 -}$ )>c(OH^-)>c(H⁺)
b.c(H⁺)+c(K⁺)=c(OH^-)+c(HC₂O $_{4}^{-}$ )+c(C₂O $_{4}^{2 -}$ )
c.c(K⁺)=2[c(C₂O $_{4}^{2 -}$ )+c(HC₂O $_{4}^{-}$ )+c(H₂C₂O₄)]

(2)、C₂O $_{4}^{2 -}$ 中碳元素的化合价是+3价，推测其有还原性。文献表明：相同条件下，C₂O $_{4}^{2 -}$ 的还原性强于Fe²⁺的。为验证此结论，小组同学完成了如下实验：向10mL0.5mol•L^-1FeCl₃溶液中缓慢加入0.5mol•L^-1K₂C₂O₄溶液至过量，充分反应后得到翠绿色溶液和翠绿色晶体。
资料：三水三草酸合铁酸钾[K₃Fe(C₂O₄)₃•3H₂O]为翠绿色晶体
Fe³⁺+3C₂O $_{4}^{2 -}$ $⇌_{}^{}$ [Fe(C₂O₄)₃]^3- K=1.6×10²⁰
①取少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红，继续加入硫酸，溶液变红。用平衡移动原理解释溶液变红的原因是。
②经检验反应后的溶液中无Fe²⁺ ，从反应原理的角度解释C₂O $_{4}^{2 -}$ 和Fe³⁺未发生氧化还原反应的可能原因是。
③某同学利用如图所示装置比较Fe²⁺和C₂O $_{4}^{2 -}$ 的还原性强弱。
i.闭合K，电流计指针偏转，一段时间后，取左侧溶液，(填操作和现象)，证实C₂O $_{4}^{2 -}$ 的还原性强于Fe²⁺。
ii.该装置的优点是。

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20. 氯化钴(CoCl₂)在工业催化、涂料工业、干湿指示剂等领域具有广泛应用。

(1)、某钴矿石的主要成分包括CoO、MnO、Fe₂O₃和SiO₂。由该矿石制CoCl₂•6H₂O固体的方法如图(部分分离操作省略)：
资料：Mn²⁺生成Mn(OH)₂ ，开始沉淀时pH=8.2，完全沉淀时pH=10.2
①上述矿石溶解过程中，能够加快化学反应速率的措施有(写出一条即可)。
②CoO溶于浓硫酸是非氧化还原反应，溶液1中阳离子包括H⁺、Mn²⁺和。
③已知pH=2.8时溶液中Fe³⁺完全沉淀。沉淀2是。
④溶液2中含有Co²⁺和Mn²⁺。
i.已知：25℃时K_sp[Co(OH)₂]≈1×10^-15 ，当c(Co²⁺)<1×10^-5mol•L^-1时可认为Co²⁺完全沉淀。若向溶液2中加入碱溶液，常温下，当pH=时Co²⁺完全沉淀。由此可知，通过调节pH无法将Mn²⁺和Co²⁺完全分离。
ii.溶液2中加入氨水和H₂O₂溶液的目的是。

(2)、可用如下方法测定产品中CoCl₂•6H₂O的质量分数(其他杂质不干扰测定)：
资料：i.M(CoCl₂•6H₂O)=238g•mol^-1
ii.Co²⁺与SCN^-反应生成蓝色的Co(SCN) $_{4}^{2 -}$ ；Co²⁺与EDTA以物质的量比1：1反应，得到红色溶液；后者的反应程度大于前者取mg产品溶于水，向其中滴加几滴KSCN溶液作指示剂。再用cmol•L^-1EDTA溶液滴定，消耗EDTA溶液的体积为vmL。滴定终点时的现象是，产品中CoCl₂•6H₂O的质量分数为(结果用m、v、c表示)。

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	A	B	C	D
实验目的	测定锌与稀硫酸反应速率	测定中和反应的反应热	比较AgCl和Ag₂S溶解度大小	探究铁的析氢腐蚀
实验装置

容器	温度/℃	起始时物质的浓度/(mol•L^-1)		10分钟时物质的浓/(mol•L^-1)
容器	温度/℃	c(X)	c(Y)	c(Z)
甲	400	1	1	0.5
乙	T₁	1	1	0.4
丙	400	1	2	a

实验序号	X电极材料	现象
Ⅰ	铂(Pt)	两极均有气泡产生，澄清石灰水不变浑浊
Ⅱ	石墨	两极均有气泡产生，澄清石灰水变浑浊

A	B	C	D

风力发电	水果电池	燃料燃烧	手机充电