江苏省南通市2022-2023学年高二上学期1月期末考试化学试题

试卷更新日期：2023-02-10 类型：期末考试

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一、单选题

1. 燃料电池能量转化效率高、环境污染少，运行质量高。下列物质均可用作燃料电池的燃料，其中能实现碳中和目标的是

A、甲醇 B、天然气 C、氢气 D、一氧化碳

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2. 铜氨液可以吸收CO，其反应为： ${[C u {(N H_{3})}_{2}]}^{+} + C O + N H_{3} ⇌_{}^{} {[C u {(N H_{3})}_{3} C O]}^{+}$ 。下列说法正确的是

A、 $C u^{+}$ 价层电子排布式为： $3 d^{9} 4 s^{1}$ B、CO为非极性分子 C、 $N H_{3}$ 空间构型为三角锥形 D、 $1 m o l {[C u {(N H_{3})}_{3} C O]}^{+}$ 中含有3mol配位键

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3. 以下4个实验中均产生了白色沉淀。下列说法正确的是

A、 $N a_{2} C O_{3}$ 、 $N a H C O_{3}$ 两溶液中含有微粒种类相同 B、 $A l^{3 +}$ 抑制了、的水解 C、 $C a^{2 +}$ 促进了、的水解 D、滴入溶液后，4支试管内中溶液的pH都变大

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4. 下列实验操作或装置能达到实验目的的是

A、用装置甲探究 $F e^{3 +}$ 、 $C u^{2 +}$ 对 $H_{2} O_{2}$ 分解速率的影响 B、用装置乙蒸干 $F e C l_{3}$ 溶液制备无水 $F e C l_{3}$ 固体 C、用装置丙制备 $F e {(O H)}_{2}$ 并能较长时间观察其颜色 D、用装置丁釆集到的压强数据判断铁钉发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀

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5. 根据下列图示所得出的结论正确的是

A、图甲是常温下用 $0.1000 m o l \cdot L^{- 1} N a O H$ 溶液滴定 $20.00 m L 0.1000 m o l \cdot L^{- 1} C H_{3} C O O H$ 的滴定曲线，Q点表示酸碱中和滴终点 B、图乙是 $1 m o l X_{2} (g)$ 、 $1 m o l Y_{2} (g)$ 反应生成 $2 m o l X Y (g)$ 的能量变化曲线，a表示 $1 m o l X_{2} (g)$ 、 $1 m o l Y_{2} (g)$ 变成气态原子过程中吸收的能量 C、图丙表示表示 $C O_{2}$ 通入饱和 $N a_{2} C O_{3}$ 溶液中，溶液导电能力的变化 D、图丁是 $I_{2} + I^{-} ⇌_{}^{} I_{3}^{-}$ 中 $I_{3}^{-}$ 的平衡浓度随温度变化的曲线，说明平衡常数 $K (T_{1}) < K (T_{2})$

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6. 对于反应 $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 N H_{3} (g)$ $Δ H = - 92.4 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，下列说法正确的是

A、上述反应 $Δ S > 0$ B、及时液化分离出氨气，正反应速率增大 C、增大压强，活化分子百分数增多，反应速率加快 D、若反应放出92.4 kJ热量，则过程中有 $3 m o l H_{2} (g)$ 被氧化

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7. 20世纪初，德国化学家哈伯首次用锇作催化剂在 $1.75 \times 1 0^{7} P a$ 、550℃的条件下以 $N_{2}$ 和 $H_{2}$ 为原料合成了 $N H_{3}$ ： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 N H_{3} (g)$ $Δ H = - 92.4 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。2021年11月，我国报道了新的合成氨催化剂设计策略，该技术可实现温和条件下的氨催化合成。我国最新报道的氨催化合成反应的机理如图所示(*代表微粒吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是

A、整个历程中，反应速率最慢的反应的化学方程式为： $\frac{1}{2} N_{2}^{*} + \frac{3}{2} H_{2}^{*} = N^{*} + 3 H^{*}$ B、催化剂吸附 $N_{2} (g)$ 和 $H_{2} (g)$ 会消耗能量 C、在转化过程中有非极性键的断裂和形成 D、使用该催化剂，降低了合成氨反应的活化能，提高了合成氨的平衡转化率

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8. 20世纪初，德国化学家哈伯首次用锇作催化剂在 $1.75 \times 1 0^{7} P a$ 、550℃的条件下以 $N_{2}$ 和 $H_{2}$ 为原料合成了 $N H_{3}$ ： $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ $Δ H = - 92.4 k J \cdot m o l^{- 1}$ 。2021年11月，我国报道了新的合成氨催化剂设计策略，该技术可实现温和条件下的氨催化合成。一种电化学气敏传感器可以检测生产中氨气的含量，其工作原理如图所示。下列说法正确的是

A、溶液中 $K^{+}$ 向电极a移动 B、电极a的电极反应式为 $2 N H_{3} + 6 e^{-} + 6 O H^{-} = N_{2} + 6 H_{2} O$ C、在传感器工作一定时间后中电极b周围溶液pH减小 D、当电极b消耗标准状况下 $16.8 L O_{2}$ 时，理论上电极a检测到 $17 g N H_{3}$

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9. Li/Li₂O体系的能量循环如图所示。已知： $[O (g) \overset{- 142 k J \cdot m o l^{- 1}}{\to} O^{-} (g) \overset{844 k J \cdot m o l^{- 1}}{\to} O^{2 -} (g)]$ 。下列说法正确的是

A、△H₁+△H₂+△H₃+△H₄+△H₅=△H₆ B、△H₂＜0 C、△H₃＜0 D、△H₅＞△H₆

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10. $H_{2} O_{2}$ 是常用的绿色氧化剂，可用如图所示装置电解 $H_{2} O$ 和 $O_{2}$ 制备 $H_{2} O_{2}$ 。下列说法正确的是

A、该装置工作时将化学能转化为电能 B、装置工作时总反应为 $2 H_{2} O_{2} \begin{array}{l} \underline{\underline{电解}} \end{array} H_{2} O + O_{2} ↑$ C、装置工作过程中a极消耗的 $O_{2}$ 大于b极生成的 $O_{2}$ D、电解生成 $1 m o l H_{2} O_{2}$ 时，电子转移的数目为 $4 \times 6.02 \times 1 0^{23}$

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11. 以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO，另含少量 $F e_{2} O_{3}$ 、CuO、 $S i O_{2}$ )为原料可生产草酸锌晶体 $(Z n C_{2} O_{4} \cdot 2 H_{2} O)$ 。已知： $K s p (C u S) = 6.4 \times 1 0^{- 36}$ ； $K s p (Z n S) = 1.6 \times 1 0^{- 24}$
下列说法正确的是

A、“除铁”中生成的滤渣 $n [F e {(O H)}_{3}]$ 与消耗的 $n (Z n O)$ 比值为1∶1 B、“除铜”后，此时溶液中 $c (Z n^{2 +}) / c (C u^{2 +}) = 2.5 \times 1 0^{11}$ C、“沉淀”时所用 ${(N H_{4})}_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液中： $c (N H_{4}^{+}) = 2 c (C_{2} O_{4}^{2 -}) + 2 c (H C_{2} O_{4}^{-}) + 2 c (H_{2} C_{2} O_{4})$ D、“沉淀”时可以用 $N a_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液代替 ${(N H_{4})}_{2} C_{2} O_{4}$ 溶液，晶体品质更好

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12. 室温下，下列实验探究方案能达到探究目的的是

选项	探究方案探究	目的
A	向 $5 m L 0.1 m o l \cdot L^{- 1} A g N O_{3}$ 溶液中依次滴加5滴同浓度NaCl溶液和KI溶液，振荡，观察溶液颜色变化	探究 $K s p (A g C l) > K s p (A g I)$
B	向 $5.0 m L 0.1 m o l \cdot L^{- 1} K I$ 溶液中加入 $1.0 m L 0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ $F e C l_{3}$ 溶液，用 $C C l_{4}$ 萃取，观察分层情况，分液后，向水层中滴入KSCN溶液，观察溶液变化	$F e^{3 +}$ 与 $I^{-}$ 发生的反应为可逆反应
C	分别向 $N a_{2} C O_{3}$ 和 $N a H C O_{3}$ 两溶液中各滴加1滴酚酞，观察红色深浅程度	与水解程度
D	用pH计测量醋酸、盐酸的pH，比较溶液pH大小	$C H_{3} C O O H$ 是弱电解质

A、A B、B C、C D、D

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13. 用 $K_{a 1} (H_{2} S O_{3})$ 、 $K_{a 2} (H_{2} S O_{3})$ 表示 $H_{2} S O_{3}$ 的两步电离常数。常温下通过下列实验探究 $N a_{2} S O_{3}$ 、 $N a H S O_{3}$ 溶液的性质。
实验1 测得 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N a H S O_{3}$ 溶液的pH约为3.5
实验2  分别向浓度相等的 $N a_{2} S O_{3}$ 和 $N a H S O_{3}$ 溶液中滴加 $B a {(O H)}_{2}$ 溶液，均有白色沉淀生成
实验3  向 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液中滴几滴酚酞，加水稀释，溶液红色变浅
实验4  向 $0.1 m o l \cdot L^{- 1} N a H S O_{3}$ 溶液中滴加少量氯水，振荡后溶液呈无色
下列说法正确的是

A、实验1说明 $K_{a 1} (H_{2} S O_{3}) > \frac{K_{w}}{K_{a 2} (H_{2} S O_{3})}$ B、实验2中发生两个离子反应方程式均为： $S O_{3}^{2 -} + B a^{2 +} = B a S O_{3} ↓$ C、实验3中溶液红色变浅，说明水解程度变小 D、实验4中反应后的溶液中存在： $c (N a^{+}) + c (H^{+}) = c (C l^{-}) + c (S O_{4}^{2 -}) + c (O H^{-}) + c (S O_{3}^{2 -}) + c (H S O_{3}^{-})$

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14. $C O_{2}$ 催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术。 $C O_{2}$ 催化加氢主要反应有：
反应I. $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$ $Δ H_{1} = - 49.4 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应II. $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = C O (g) + H_{2} O (g)$ $Δ H_{2} = + 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
压强分别为 $p_{1}$ 、 $p_{2}$ 时，将 $\frac{n_{起始} (C O_{2})}{n_{起始} (H_{2})} = 1 ： 3$ 的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中 $C O_{2}$ 的平衡转化率和 $C H_{3} O H$ 、CO的选择性如图所示。
$C H_{3} O H$ (或CO)的选择性 $= \frac{n (C H_{3} O H) 或 n (C O)}{n (C O_{2}) 参与反应}$
下列说法正确的是

A、反应 $C O (g) + 2 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g)$ 为吸热反应 B、曲线③、④表示CO的选择性，且 $p_{1} > p_{2}$ C、相同温度下，反应I、II的平衡常数 $K (Ⅰ) > K (Ⅱ)$ D、一定温度下，调整 $\frac{n_{起始} (C O_{2})}{n_{起始} (H_{2})} = 1 ： 2$ ，可提高 $C O_{2}$ 的平衡转化率

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二、综合题

15. 高铁酸钾( $K_{2} F e O_{4}$ )是一种新型的污水处理剂。

(1)、 $K_{2} F e O_{4}$ 的制备：具体工艺流程如下：
①i中 $H_{2} O_{2}$ 的作用是。
②ii中反应的离子方程式为。
③iii中反应说明溶解度： $N a_{2} F e O_{4}$ $K_{2} F e O_{4}$ (填“>”或“<”)。

(2)、 $K_{2} F e O_{4}$ 的性质：
①将 $K_{2} F e O_{4}$ 固体溶于蒸馏水中，有少量无色气泡产生，经检验为 $O_{2}$ ，液体有丁达尔效应。
②将 $K_{2} F e O_{4}$ 固体溶于浓KOH溶液中，放置2小时无明显变化。
③将 $K_{2} F e O_{4}$ 固体溶于硫酸中，产生无色气泡的速率明显比①快。
$K_{2} F e O_{4}$ 的氧化性与溶液pH的关系是。

(3)、 $K_{2} F e O_{4}$ 的应用： $K_{2} F e O_{4}$ 可用于生活垃圾渗透液的脱氮(将含氮物质转化为 $N_{2}$ )处理。 $K_{2} F e O_{4}$ 对生活垃圾渗透液的脱氮效果随水体pH的变化结果如图：
①酸性条件下生活垃圾渗透液中含氮物质主要以形式存在。
②由上图可知 $K_{2} F e O_{4}$ 脱氮的最佳pH约为8，试分析可能原因。

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16. $S O_{2}$ 是燃煤烟气中的主要污染物之一，可通过如下多种方法治理。

(1)、用生物质热解气(主要成分CO、 $H_{2}$ )将 $S O_{2}$ 在高温下还原成单质硫。其中涉及到的主要反应有：
反应1： $2 H_{2} (g) + S O_{2} (g) = S (g) + 2 H_{2} O (g)$    $Δ H_{1} = + 90.4 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应2： $2 C O (g) + O_{2} (g) = 2 C O_{2} (g)$    $Δ H_{2} = - 566.0 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应3： $2 H_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 H_{2} O (g)$    $Δ H_{3} = - 483.6 k J \cdot m o l^{- 1}$
①反应1的平衡常数表达式为 $K =$ 。
②CO和 $S O_{2}$ 反应生成S(g)和 $C O_{2}$ 的热化学方程式为。

(2)、烟气中 $S O_{2}$ 可以用“亚硫酸铵吸收法”处理。
①吸收时发生反应的化学方程式为。
②测得25℃时溶液pH与各组份物质的量分数的变化关系如图所示。b点时溶液 $p H = 7$ ，则 $n (N H_{4}^{+}) ： n (H S O_{3}^{-}) =$ 。

(3)、电解法脱硫：用 $N a_{2} S O_{3}$ 溶液吸收 $S O_{2}$ 气体，所得混合液用图所示的装置进行电解，可实现吸收剂的循环利用。
①图中a由极要连接电源的填(“正”或“负”)极。
②电解装置中使用阴离子交换膜而不使用阳离子交换膜的原因是。

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17. 实验室以工业废渣(主要含 $C a S O_{4} \cdot 2 H_{2} O$ 及杂质)为原料与 ${(N H_{4})}_{2} C O_{3}$ 溶液进行浸取，然后过滤取滤渣再进行纯化得轻质 $C a C O_{3}$ 。

(1)、将氨水和 $N H_{4} H C O_{3}$ 溶液混合，可制得 ${(N H_{4})}_{2} C O_{3}$ 溶液，其离子方程式为；浸取废渣时，向 ${(N H_{4})}_{2} C O_{3}$ 溶液中加入适量浓氨水的目的是。

(2)、废渣浸取控制反应温度在60～70℃，搅拌，反应3小时。温度过高将会导致 $C a S O_{4}$ 的转化率下降，其原因是。

(3)、样品中 $C a C O_{3}$ 的测定：已知 $2 M n O_{4}^{-} + 5 H_{2} C_{2} O_{4} + 6 H^{+} = 2 M n^{2 +} + 10 C O_{2} ↑ + 8 H_{2} O$ 请补充完整实验方案：
①取一定量样品碾碎后放入足量盐酸中充分反应(设该样品的其余部分不与HCl反应)过滤，取滤液加入 ${(N H_{4})}_{2} C_{2} O_{4}$ ，使 $C a^{2 +}$ 完全生成 $C a C_{2} O_{4}$ 沉淀。将沉淀过滤洗涤后溶解于强酸中，将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容
②按规定操作分别将 $0.020000 m o l \cdot L^{- 1} K M n O_{4}$ 溶液和待测 $C a^{2 +}$ 溶液装入如图所示的滴定管中；
③。

(4)、若上述实验中一定量样品为1.25g，取用待测 $C a^{2 +}$ 溶液体积为25.00 mL，最终消耗 $K M n O_{4}$ 溶液体积为20.00 mL，请计算样品中碳酸钙的含量(写出计算过程)。

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18. 二氧化碳作为温室气体，其减排和再利用是世界气候问题的重大课题，而利用二氧化碳催化加氢制甲醇，就是减少温室气体二氧化碳的探索之一。回答下列问题：

(1)、 $C O_{2}$ 分子中存在个 $π$ 键。

(2)、我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为 $Z n O / Z r O_{2}$ 固溶体。四方 $Z r O_{2}$ 晶胞如图所示， $Z r^{4 +}$ 离子在晶胞中的配位数是。

(3)、二氧化碳催化加氢制甲醇，涉及反应有：
反应I. $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌_{}^{} C O (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H_{1} = + 41 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应II. $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g)$    $Δ H_{2} = - 90 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应III. $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌_{}^{} C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H_{3} = - 49 k J \cdot m o l^{- 1}$
某压强下在体积固定的密闭容器中，按照 $n (C O_{2}) ： n (H_{2}) = 1 ： 3$ 投料发生反应I、II、III。平衡时，CO、 $C H_{3} O H$ 在含碳产物中物质的量分数及 $C O_{2}$ 转化率随温度的变化如图所示。
n曲线代表的物质为。
②在150～250℃范围内， $C O_{2}$ 转化率随温度升高而降低的原因是。

(4)、 $C O_{2}$ 和 $H_{2}$ 反应制备 $C H_{3} O H$ 的反应机理如图所示(带*的表示吸附在催化剂表面)
①研究表明，图中过程ii的活化能小但实际反应速率慢，是控速步骤，导致该步反应速率小的原因可能是。
A． $H_{2} O$ 对该反应有阻碍作用
B．其它物种的存在削弱了同一吸附位上H的吸附
C．温度变化导致活化能增大
D．温度变化导致平衡常数减小
②已知：图中HCOO为甲酸物种，结构是， $C H_{3} O$ 为甲氧基物种。从化学键视角将图中i与ii的过程可描述为。

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