山西省太原市2023-2024学年高二上学期期末学业诊断化学试题

试卷更新日期：2024-03-12 类型：期末考试

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一、选择题：本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，请将正确选项的序号填入答案栏内。

1. 工业上合成氰化氢（ $H - C \equiv N$ ）的一种反应原理为： $C H_{4} + N H_{3} = H C N + 3 H_{2}$ 。利用下列相关化学键的键能数据，估算该反应的 $Δ H$ 约为（）
化学键
$C - H$
$N - H$
$C \equiv N$
$H - H$
键能/ $(k J \cdot m o l^{- 1})$
414
389
896
436

A、 $+ 205 k J \cdot m o l^{- 1}$ B、 $- 205 k J \cdot m o l^{- 1}$ C、 $+ 529 k J \cdot m o l^{- 1}$ D、 $- 529 k J \cdot m o l^{- 1}$

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2. 下列各基态原子或离子的电子排布式中，错误的是（）

A、 $K$ $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6} 4 s^{1}$ B、 $F^{-}$ $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{5}$ C、 $C a^{2 +}$ $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6}$ D、 $A r$ $1 s^{2} 2 s^{2} 2 p^{6} 3 s^{2} 3 p^{6}$

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3. 为维护国家安全和利益，经国务院批准，决定对镓、锗相关物项实施出口管制，自2023年8月1日起正式实施。如图为镓和锗在元素周期表中的信息，下列说法错误的是（）

A、镓的核电荷数为31 B、电负性： $G a < G e$ C、镓、锗均位于周期表的 $p$ 区 D、基态锗原子核外有7种能量不同的电子

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4. 阻燃剂 $F R$ 分子结构如图。下列说法错误的是（）

A、第一电离能： $N > O > C$ B、分子中 $P$ 元素的化合价均为+5价 C、基态 $O$ 原子价电子排布式为 $2 s^{2} 2 p^{4}$ D、基态 $C$ 原子的轨道表示式为

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5. 下列说法中，错误的是（）

A、氧原子可以形成 $H_{2} O$ 、 $H_{2} O_{2}$ ，也可能形成 $H_{3} O$ B、 $H_{2} O$ 中的 $O$ 原子的杂化方式为 $s p^{3}$ ，空间结构为 $V$ 形 C、 $N_{2}$ 的分子结构是 $N \equiv N$ ，在 $N_{2}$ 中有1个 $σ$ 键和2个 $π$ 键 D、 $H_{2} O_{2}$ 的分子结构是 $H - O - O - H$ ，在 $H_{2} O_{2}$ 中只有 $σ$ 键没有 $π$ 键

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6. 下列有关金属腐蚀和保护的说法中，错误的是（）

A、生铁中含碳，比纯铁容易生锈 B、牺牲阳极法是利用电解原理保护金属 C、埋在潮湿土壤里的铁管比在干燥的土壤里更容易被腐蚀 D、镀银的铁制品，镀层损坏后，露出的铁比镀银的铁制品更容易被腐蚀

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7. 下列叙述中，不能用盐类水解原理解释的是（）

A、常用明矾 $[K A l {(S O_{4})}_{2} \cdot 12 H_{2} O]$ 作净水剂 B、向沸水中滴加饱和 $F e C l_{3}$ 溶液制备 $F e (O H)_{3}$ 胶体 C、施肥时，草木灰（有效成分 $K_{2} C O_{3}$ ）与铵态氮肥不可混用 D、抢救钡离子中毒者时，可用硫酸钠溶液洗胃

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8. 利用下列装置进行的实验，不能达到预期目的的是（）
A.在铁制品上电镀铜
B.制作水果（柠檬）电池
C.将 $A l C l_{3}$ 溶液蒸干制备无水 $A l C l_{3}$
D.粗测碳酸钠溶液的 $p H$

A、A B、B C、C D、D

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9. 利用电解法可将含有 $F e$ 、 $Z n$ 、 $A g$ 、 $P t$ 等杂质的粗铜提纯。下列叙述正确的是（）

A、电解时以精铜作阳极 B、电解时阴极上发生的反应为 $C u^{2 +} + 2 e^{-} = C u$ C、用 $C u S O_{4}$ 溶液作电解质溶液，反应一段时间后浓度保持不变 D、电解后，可在电解槽阴极下方收集到少量 $A g$ 、 $P t$ 等金属

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10. 贮备电池具有下列特点：日常将电池的一种组成部分（如电解质溶液）与其他部分隔离备用；使用时电池可迅速被激活并提供足量电能。贮备电池主要用于应急救援和武器系统等。 $M g - A g C l$ 电池是一种可被海水激活的贮备电池，下列叙述错误的是（）

A、负极反应为 $M g - 2 e^{-} = M g^{2 +}$ B、正极反应为 $A g^{+} + e^{-} = A g$ C、电池放电时 $C l^{-}$ 由正极向负极迁移 D、负极可能发生副反应： $M g + 2 H_{2} O = M g (O H)_{2} + H_{2} ↑$

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11. 下列实验事实不能证明 $C H_{3} C O O H$ 是弱电解质的是（）

A、将 $p H = 3$ 的醋酸溶液稀释100倍后 $p H = 4.04$ B、 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ 的醋酸溶液的 $p H$ 约为2.9 C、 $C H_{3} C O O N a$ 溶液能使酚酞试液变红 D、 $100 m L 1 m o l \cdot L^{- 1}$ 的醋酸溶液恰好与 $100 m L 1 m o l \cdot L^{- 1}$ 的 $N a O H$ 溶液中和

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12. 臭氧分解 $2 O_{3} ⇌ 3 O_{2}$ 的反应历程包括：反应① $O_{3} \to O_{2} + O \cdot$ （快）；反应② $O_{3} + O \cdot \to 2 O_{2}$ （慢）。大气中的氯氟烃光解产生的氯自由基（ $C l \cdot$ ）能够催化 $O_{3}$ 分解，加速臭氧层的破坏。下列说法正确的是（）

A、活化能：反应①>反应② B、 $O_{3}$ 分解为 $O_{2}$ 的速率主要由反应①决定 C、 $C l \cdot$ 参与了 $O_{3}$ 的分解反应，改变了 $O_{3}$ 分解的反应历程 D、 $C l \cdot$ 参与反应提高了 $O_{3}$ 分解为 $O_{2}$ 的平衡转化率

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13. 一定条件下，按2：1的比例向容积为 $1 L$ 的密闭容器充入A物质和B物质，发生反应： $2 A (g) + B (g) ⇌ 2 C (g)$ ，温度、压强（ $p$ ）对A物质的平衡转化率的影响如下图所示，下列说法错误的是（）

A、压强： $p_{1} < p_{2}$ B、压强为 $p_{1}$ 时，若 $400 ° C$ 和 $500 ° C$ 时该反应的速率分别为 $v_{1}$ 、 $v_{2}$ ，则： $v_{1} < v_{2}$ C、该反应的 $Δ H > 0$ D、平衡常数：A点=B点

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14. 常温下，将等浓度的 $N a O H$ 溶液分别滴加到等 $p H$ 、等体积的 $H A$ 、 $H B$ 两种弱酸溶液中，溶液的 $p H$ 与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是（）

A、 $H A$ 的浓度大于 $H B$ 的浓度 B、a点水的电离程度小于b点水的电离程度 C、常温下 $H A$ 的电离常数是 $1 \times 1 0^{- 4}$ D、向 $H B$ 溶液中滴加 $N a O H$ 溶液至 $p H = 7$ 时， $c (B^{-}) = 100 c (H B)$

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15. 常温下，将过量 $C a C O_{3}$ 粉末置于水中，达到沉淀溶解平衡： $C a C O_{3} (s) ⇌ C a^{2 +} (a q) + C O_{3}^{2 -} (a q)$ ， $p H = 9$ 。[已知： $K_{s p} (C a C O_{3}) = 3.4 \times 1 0^{- 9}$ ， $K_{s p} (C a S O_{4}) = 4.9 \times 1 0^{- 5}$ ， $K_{a l} (H_{2} C O_{3}) = 4.5 \times 1 0^{- 7}$ ， $K_{a 2} (H_{2} C O_{3}) = 4.7 \times 1 0^{- 11}$ ]，下列说法错误的是（）

A、上层清液中： $c (C a^{2 +}) = c (C O_{3}^{2 -}) + c (H C O_{3}^{-}) + c (H_{2} C O_{3})$ B、上层清液中： $\frac{c (H C O_{3}^{-})}{c (C O_{3}^{2 -})} \approx 21$ C、向体系中通入 $C O_{2}$ 气体，溶液中 $c (C a^{2 +})$ 增大 D、向体系中加入 $N a_{2} S O_{4}$ 溶液，存在： $C a C O_{3} (s) + S O_{4}^{2 -} (a q) ⇌ C a S O_{4} (s) + C O_{3}^{2 -} (a q)$ $K = 1.44 \times 1 0^{4}$

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二、必做题：本题包括4小题，共45分。

16. 下表为元素周期表的一部分，每个字母分别代表一种元素。
回答下列问题：

(1)、元素Y、Z、M、Q中，原子半径最大的是（填元素名称）。

(2)、基态Q原子中，其占据的最高能层的符号是，其最高能级的原子轨道的形状是。

(3)、下列关于R的说法正确的是（填序号）。
①R的原子序数为26
②依据核外电子排布，把元素周期表划分为5个区，R位于ds区
③基态 $R^{3 +}$ 的价层电子轨道表示式为

(4)、 $Y Q_{3}$ 的中心原子杂化轨道类型为，键角为。 $Z X_{3}$ 的空间结构名称为。

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17. 室温下，相关弱酸的电离常数如下表所示：
弱酸
$H N O_{2}$
$C H_{3} C O O H$
$H C l O$
电离常数 $K_{a}$
$5.6 \times 1 0^{- 4}$
$1.75 \times 1 0^{- 5}$
$4.0 \times 1 0^{- 8}$
回答下列问题：

(1)、室温下，浓度相同的 $C H_{3} C O O N a$ 和 $N a C l O$ 两种溶液的 $p H$ 大小： $C H_{3} C O O N a$ $N a C l O$ （填“<”或“>”），判断依据是。

(2)、室温下，向 $10 m L 0.1 m o l / L$ 的 $H N O_{2}$ 溶液中加入相同浓度的 $N a O H$ 溶液。
①当滴加 $N a O H$ 溶液至溶液中的 $c (N O_{2}^{-}) = c (N a^{+})$ 时，溶液的 $p H$ 7（填“<”“=”或
“>”，下同），此时 $V$ （ $N a O H$ 溶液） $10 m L$ 。
②该温度下，反应 $N O_{2}^{-} + H_{2} O ⇌ H N O_{2} + O H^{-}$ 的平衡常数 $K =$ （列出计算式即可）。

(3)、为测定某 $N a O H$ 溶液的浓度，取 $25.00 m L$ 待测溶液于锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，用浓度为 $0.1000 m o l / L$ 的 $H C l$ 标准溶液滴定。
①达到滴定终点的现象是。
②某同学第一次滴定后 $H C l$ 标准溶液的液面如图所示，读数为 $m L$ 。
③平行滴定三次的实验数据如下表所示，请计算待测 $N a O H$ 溶液的浓度为 $m o l / L$ 。
实验次数
$H C l$ 溶液的体积/ $m L$
待测 $N a O H$ 溶液的体积/ $m L$
1
②
25.00
2
24.71
25.00
3
24.69
25.00

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18. 某研究性学习小组用如图所示的装置进行实验，探究原电池、电解池和电解制备钴的工作原理。一段时间后装置甲的两极均有气体产生，且 $X$ 极处溶液逐渐变成紫红色；停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。请根据实验现象及所查资料，回答下列问题：
查阅资料：高铁酸根（ $F e O_{4}^{2 -}$ ）在溶液中呈紫红色。

(1)、上述装置中，发生还原反应的电极有____（填字母）。

A、 $X (F e)$ B、 $Y (C)$ C、 $C o$ D、 $Z n$

(2)、丙池中的 $S O_{4}^{2 -}$ （填“从左向右”“从右向左”或“不”）移动。

(3)、若撤掉装置乙中的阳离子交换膜，石墨电极上产生的气体除 $O_{2}$ 外，还可能有。

(4)、乙池是电解制备金属钴的装置图，相比电解前，电解完成后理论上I室中 $n (H^{+})$ （填“变大”“变小”或“不变”），该电解池总反应的化学方程式是。

(5)、反应过程中， $X$ 极处发生的电极反应为 $4 O H^{-} - 4 e^{-} = 2 H_{2} O + O_{2} ↑$ 和。

(6)、一段时间后，若 $X$ 极质量减小 $1.12 g$ ， $Y$ 极收集到 $2.24 L$ 气体，则在 $X$ 极收集到的气体体积为 $m L$ （均已折算为标准状况时的气体体积）。

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19. $C O_{2}$ 的资源化有利于实现“碳中和”，利用 $C O_{2}$ 氧化烷烃可制得烯烃。以 $C O_{2}$ 和乙苯（）为原料合成苯乙烯（）为例，涉及以下反应：
I. $⇌$ + $H_{2} (g)$ $Δ H_{1} = + 117.6 k J \cdot m o l^{- 1}$
Ⅱ. $+ C O_{2} (g) ⇌$ $+ C O (g) + H_{2} O (g)$ $Δ H_{2} = + 158.7 k J m o l^{- 1}$
回答下列问题：

(1)、写出 $C O_{2}$ 与 $H_{2}$ 反应生成 $C O$ 和 $H_{2} O (g)$ 的热化学方程式：。

(2)、下列说法正确的是____。（填字母）

A、当 $v (C O_{2}) = v (C O)$ 时，反应Ⅱ达到平衡状态 B、升高温度，反应Ⅱ的正、逆反应速率都增大 C、增大压强，反应I平衡逆向移动，平衡常数 $K$ 减小 D、反应I加入催化剂，可降低该反应的活化能

(3)、在刚性容器中，进料浓度比[ $c$ （乙苯）： $c (C O_{2})$ ]分别等于1：5、1：15、1：50时，乙苯的平衡
转化率随反应温度的变化关系如图所示：
曲线 $c$ 的进料浓度比[ $c$ （乙苯）： $c (C O_{2})$ ]为，判断依据是。

(4)、某温度下，等物质的量的乙苯和 $C O_{2}$ 在刚性容器内只发生反应Ⅱ。若初始的总压强为 $p_{0}$ ，平衡时乙苯的转化率为40%，则平衡时的总压强为（用 $p_{0}$ 表示，下同），反应Ⅱ的平衡常数 $K_{p} =$ 。（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压 $\times$ 物质的量分数）

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三、选做题：以下两组题任选一组题作答，共10分，A组较简单，若两组都做，按A组计分。

20. 工业上将一种以 $Z n S O_{4}$ 为主要成分的浸出液（含有 $F e^{3 +}$ 、 $F e^{2 +}$ 、 $C u^{2 +}$ 、 $C l^{-}$ 等杂质）经过一系列处理后，用于制备金属锌，其流程如下：
已知该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的 $p H$ 如下表所示：
金属离子
$F e^{3 +}$
$F e^{2 +}$
$C u^{2 +}$
$Z n^{2 +}$
开始沉淀的 $p H$
2.3
6.8
4.7
6.2
完全沉淀的 $p H$
3.2
8.3
6.7
8.2
回答下列问题：

(1)、“调 $p H$ ”时选择氧化锌的目的是，优点是。

(2)、若“滤渣1”的主要成分是 $F e (O H)_{3}$ ， “调 $p H$ ”的范围应是，写出相关反应的离子方程式：。

(3)、“除氯”时发生反应： $A g_{2} S O_{4} (s) + 2 C l^{-} (a q) ⇌ 2 A g C l (s) + S O_{4}^{2 -} (a q)$ 。已知： $25 ° C$ 时， $K_{s p} (A g_{2} S O_{4}) = 1.2 \times 1 0^{- 5}$ ， $K_{s p} (A g C l) = 1.8 \times 1 0^{- 10}$ ，请计算该反应的平衡常数 $K =$ （列出计算式即可）。

(4)、“电解”时生成产品的一极是（填“阴极”或“阳极”）；缺少“除氯”步骤的影响是

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21. 湿法炼锌净化钴渣中含有 $Z n$ 、 $C o$ 、 $C u$ 和 $F e$ 的单质及 $Z n (O H)_{2}$ ，可利用过硫酸钠（ $N a_{2} S_{2} O_{8}$ ）氧化水解法实现钴的富集，其工艺流程如下：
已知：该工艺条件下，有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的 $p H$ 见下表：
金属离子
$F e^{3 +}$
$F e^{2 +}$
$C o^{2 +}$
开始沉淀（ $c = 0.01 m o l \cdot L^{- 1}$ ）的 $p H$
2.2
6.8
7.7
沉淀完全（ $c = 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ ）的 $p H$
3.2
8.3
9.2
回答下列问题：

(1)、“浸渣”的主要成分为。

(2)、根据以上流程判断离子的还原性： $C o^{2 +}$ （填“小于”或“大于”） $F e^{2 +}$ 。

(3)、利用上述表格数据，计算 $C o (O H)_{2}$ 的 $p K_{s p} =$ 。如果“滤液I”中 $C o^{2 +}$ 浓度为 $0.1 m o l \cdot L^{- 1}$ ，则“除铁”应控制的 $p H$ 范围是。（ $p K_{s p} = - l g K_{s p}$ ）

(4)、①已知过硫酸钠中 $S$ 的化合价为+6，则 $1 m o l$ 过硫酸钠中含有的过氧键（ $- O - O -$ ）数目为。（用 $N_{A}$ 表示阿伏加德罗常数的值）
②写出“沉钴”时发生反应的离子方程式：。

(5)、上述流程中____（填字母）可返回湿法炼锌系统，提高锌的利用率。

A、浸渣 B、滤渣I C、滤液I D、滤渣Ⅱ E、滤液Ⅱ

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化学键	$C - H$	$N - H$	$C \equiv N$	$H - H$
键能/ $(k J \cdot m o l^{- 1})$	414	389	896	436


A.在铁制品上电镀铜	B.制作水果（柠檬）电池	C.将 $A l C l_{3}$ 溶液蒸干制备无水 $A l C l_{3}$	D.粗测碳酸钠溶液的 $p H$

弱酸	$H N O_{2}$	$C H_{3} C O O H$	$H C l O$
电离常数 $K_{a}$	$5.6 \times 1 0^{- 4}$	$1.75 \times 1 0^{- 5}$	$4.0 \times 1 0^{- 8}$

实验次数	$H C l$ 溶液的体积/ $m L$	待测 $N a O H$ 溶液的体积/ $m L$
1	②	25.00
2	24.71	25.00
3	24.69	25.00

金属离子	$F e^{3 +}$	$F e^{2 +}$	$C u^{2 +}$	$Z n^{2 +}$
开始沉淀的 $p H$	2.3	6.8	4.7	6.2
完全沉淀的 $p H$	3.2	8.3	6.7	8.2

金属离子	$F e^{3 +}$	$F e^{2 +}$	$C o^{2 +}$
开始沉淀（ $c = 0.01 m o l \cdot L^{- 1}$ ）的 $p H$	2.2	6.8	7.7
沉淀完全（ $c = 1.0 \times 1 0^{- 5} m o l \cdot L^{- 1}$ ）的 $p H$	3.2	8.3	9.2