天津市南开中学2024-2025学年高二上学期期末考试化学试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGE试卷第=10页，共=sectionpages1717页PAGE1天津市南开中学2024-2025学年高二上学期期末考试一、单选题1．能够快速、微量、精确地测定相对分子质量的方法是A．质谱法 B．燃烧法 C．核磁共振氢谱法 D．红外光谱法【答案】A【解析】质谱仪用高能电子流等轰击样品使有机分子失去电子形成带正电荷的分子离子和碎片离子等，这些离子因质量不同，电荷不同，在电场和磁场中的运动行为不同，计算机对其进行分析后得到它们的相对质量与电荷数的比值即质荷比，以质荷比为横坐标，以各类离子的相对于丰度为纵坐标，记录测试结果就得到有机化合物的质谱图，质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值就是有机物分子的相对分子质量，A正确；燃烧法能确定有机物中碳、氢元素的质量分数，若有机物为烃或烃的含氧衍生物，则燃烧法可以确定有机物的最简式，B错误；核磁共振是检验不同环境的H的数量，有多少种不同的H，就有多少个峰，各个峰的高度大致上能显示各种H的数量比例，C错误；红外光谱是用于鉴定有机物中所含的各种官能团的，双键，三键，羟基，羧基，羰基等等，D错误。2．SiO2A．F-的结构示意图： B．水分子的空间结构模型：C．SiF4的电子式： D．中子数为15的Si原子：【答案】D【解析】F原子核内质子数为9，得到1个电子形成最外层8个电子的稳定结构，离子结构示意图为：，A错误；空间填充模型能够体现出原子的相对体积大小，水分子是V形，其模型为：，B错误；SiF4中Si、F均满足最外层8电子稳定结构，其正确的电子式为，C错误；质量数=质子数+中子数，故中子数为15的硅原子的质量数为29，符号为1429Si，D正确。3．下列说法正确的是A．CH4和SiH4分子空间结构、VSEPR模型均相同，但由于中心原子C与B．H2O2C．氟的电负性大于氯，因此酸性CF3COOHD．价电子排布式为3d104s1【答案】C【解析】CH4和SiH4分子都是正四面体形，键角都是109o28'，A错误；H2O2中O采用sp3杂化，分子结构如图：，C2H2为sp杂化，是直线形分子，B错误；F的电负性比Cl的大，F-C键的极性大于Cl-C键的极性，使F3C-的极性大于Cl3C-的极性，导致CF3COOH中羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H+，则CF3COOH的酸性强于CCl3COOH，C4．NO2和N2OA．1mol平衡混合气体中含1molN原子B．2molNO2所具有的能量小于1molN2O4所具有的能量C．恒温时，缩小容器体积，压强变大，平衡正向移动，气体颜色变浅D．恒容时，水浴加热，平衡逆向移动，气体颜色变深【答案】D【解析】1molNO2含有1molN原子，而1molN2O4含有2molN原子，则1mol平衡混合气体中所含N原子大于1mol，A错误；放热反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，即2molNO2所具有的能量大于1molN2O4所具有的能量，B错误；缩小容器体积，压强增大，平衡2NO2g⇌N2O5．下列各组离子在相应条件下能大量共存的是A．0.1mol/L醋酸溶液中：SO42-、NH4+B．由水电离产生的cH+=1×10-10mol/L的溶液中：NO3C．cH+cOH-=KwD．0.1mol/L氯化钠溶液中；Fe3+、K+、Ba【答案】A【解析】0.1mol/L醋酸溶液中：SO42-、NH4+、Br-、H+之间都不会发生反应，能大量共存，A正确；由水电离产生的cH+=1×10-10mol/L的溶液中，说明水的电离受到抑制，溶液可能呈酸性也可能呈碱性；若溶液呈酸性，NO3-在酸性条件下具有强氧化性，会氧化Fe2+；若溶液呈碱性，Fe2+与OH-反应生成FeOH2沉淀，不能大量共存，B错误；Kw=cH+·cOH-，若cH+cOH6．用下列实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是A．用装置甲定量测定化学反应速率B．用装置乙实现反应：CuC．用装置丙准确测定中和反应的反应热D．用装置丁验证FeCl3对H【答案】B【解析】生成的氧气可从长颈漏斗逸出，不能测定反应速率，应改为分液漏斗，A错误；Cu作阳极，石墨做阴极，可实现Cu+2H2O电解CuOH2+H2↑，B正确；铁导热性好，会造成热量的散失，中和反应的反应热测定应用玻璃搅拌器，C错误；温度、催化剂均能加快反应速率，在加热的基础上加催化剂，没有控制变量，因此不能验证FeCl7．下列说法正确的是A．常温下，等pH的NH4Cl与B．由于NaHSO3属于强碱弱酸盐，因此NaHSOC．常温下，pH=3的①CH3COOH溶液②HCl溶液③AlCl3溶液中水电离程度：③D．常温下，cH+=10-11mol/L的NaOH【答案】C【解析】CH3COOH是弱电解质，NH4Cl为强电解质，溶液中铵根离子水解显酸性，所以常温下，等pH相同时NH4Cl的浓度大于CH3COOH的浓度，溶液导电性：NH4Cl>CH3COOH，A错误；NaHSO3溶液中，存在电离：HSO3-⇌H++SO32-和水解：HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-8．某种化合物(如图)由W、X、Y、Z四种短周期元素组成，其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍；W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法正确的是A．原子半径：Z＜W＜X＜YB．简单离子的氧化性：W＜XC．X与Y、Y与Z均可形成具有漂白性的化合物D．W元素只能形成离子化合物【答案】C【解析】其中W、Y、Z分别位于三个不同周期，Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍：W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同，结合化合物的结构可推知：X为Na、Y为O、Z为H、W为Al。同周期元素随核电荷数增大半径减小，同主族元素随核电荷数增大半径增大，则原子半径：H＜O＜Al＜Na，A错误；Na的还原性强于Al，则简单离子氧化性：Al3+＞Na+，B错误；Na2O2和H2O2均有强氧化性，具有漂白性，C正确；AlCl3是共价化合物，因此Al能形成离子化合物和共价化合物，D错误。9．下列化合物中含有2个手性碳原子的是A． B． C． D．【答案】B10．电离能是衡量元素失电子能力的重要依据，随着元素核电荷数的递增，电离能的值呈现周期性变化规律。用In表示元素的第n电离能，则图中的a、b、c分别代表A．a为I1、b为I2、c为I3 B．a为I3、b为I2、c为I1C．a为I2、b为I3、c为I1 D．a为I1、b为I3、c为I2【答案】C【解析】在第三周期主族元素Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl中，Na的金属性最强，第一电离能最小，Mg的3p轨道全空，其第一电离能比Al的第一电离能大，则c为I1；对于第二电离能，Al失去1个3p电子后，3p轨道全空，其第二电离能比Mg的第二电离能大，Na的第二电离能更大(失去全充满的2p轨道电子)，则a为I2；第三电离能中，Mg失去全充满的2p轨道的电子，而Al失去1个3s电子，所以Mg的第三电离能远大于Al的第三电离能，则b为I3。从而得出a为I2、b为I3、c为I1，C正确。11．若定义pAg=-lgc(Ag+)，pCl=-1gc(C1-)，根据不同温度下氯化银饱和溶液的pAg和pCl可绘制图象如右图所示，且已知氯化银的溶解度随温度的升高而增大，根据该图象，下列表述正确的是A．T3>T2>T1B．将A点的溶液降温，可能得到C点的饱和溶液C．向B点所表示的溶液中加入氯化钠溶液，溶液可能改变至D点D．A点表示的是T1温度下的不饱和溶液【答案】D【解析】pAg=-lgc(Ag+)，pCl=-lgc(Cl-)，则c(Ag+)、c(Cl-)浓度越大，pAg、pCl越小。氯化银的溶解度随温度的升高而增大，图中T3、T2、T1的饱和溶液的pAg、pCl依次减小，溶液中c(Ag+)、c(Cl-)依次越大，则溶解度依次增大，则T3<T2<T1，A错误；将A点的溶液降温，氯化银溶解度减小，pAg、pCl变大，不可能得到C点的饱和溶液，B错误；向B点所表示的溶液中加入氯化钠溶液，c(Cl-)变大，则c(Ag+)变小，且c(Cl-)>c(Ag+)，而D点溶液中c(Cl-)小于c(Ag+)，C错误；A点溶液的pAg、pCl大于T1温度下的饱和溶液，则c(Ag+)、c(Cl-)小，A点表示的是不饱和溶液，D正确。12．关于电解反应，下列说法正确的是A．若要在铁片上镀铜，则X为铜，Y为铁，Z为FeSO4B．若要精炼铜，则X、Y分别为粗铜和纯铜C．若Z是Na2SO4溶液，则D．若Z是饱和NaCl溶液，电解一段时间后，Y电极析出少量的Na【答案】B【解析】在装置中，X电极与电源正极相连，为电解池的阳极；Y极与电源的负极相连，为电解池的阴极。若要在铁片上镀铜，则铜作阳极，X为铜，铁片作阴极，Y为铁片，电解液中含有Cu2+，所以Z为CuSO4溶液，A错误；若要精炼铜，则粗铜作阳极，纯铜作阴极，所以X、Y分别为粗铜和纯铜，B正确；阳极电极反应与电极材料有关，若Z是Na2SO4溶液，若阳极为活性电极，则阳极材料失电子，若阳极材料为惰性电极，则水电离产生的OH-失电子，此时X电极(阳极)反应式为：2H2O-4e-=4H++O2↑，C错误；若Z是饱和NaCl溶液，Na13．燃料电池法可以处理高浓度氨氮废水，示意图如下。下列说法不正确的是A．H⁺通过质子交换膜向a极室迁移B．工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度不变C．电极b的电极反应：2D．电池的总反应：4【答案】B【解析】从图中可以看出，在b电极，NH4+失电子转化为N2，N元素由-3价升高到0价，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出电极反应式为2NH4+-6e-=N2↑+8H+，b电极为负极；a电极为正极，O2得电子产物与电解质反应生成H2O，依据得失电子守恒、电荷守恒和质量守恒，可得出电极反应式为O2+4e-+4H+电池工作时，a电极为正极，b电极为负极，阳离子向正极移动，则H⁺通过质子交换膜向a极室迁移，A正确；a极发生的反应为O2+4e-+4H+=2H2O，消耗H+，b极室中的H+透过质子交换膜向a极区移动，H+的物质的量不变，但a极区生成H2O，使硫酸的浓度减小，所以工作一段时间后，a极室中稀硫酸的浓度减小，B不正确；由分析可知，电极b的电极反应式为：2NH4+-6e-=8H++N2↑，C正确；负极反应式为2NH4+-6e-=N2↑+8H+14．某二次电池的工作原理如下图所示；储能时PbSO4转化为PbA．储能过程是化学能转变为电能B．放电时右池溶液pH减小C．放电时负极极板的质量减小D．充电时总反应：Pb【答案】B【解析】该储能电池储能时为电解池是电能转化为化学能，A错误；该储能电池放电时右池多孔碳电极为正极，发生反应Fe3++e-=Fe2+，电解质溶液中的阳离子向正极移动，左侧的H+通过质子交换膜移向右侧溶液，pH减小，B正确；放电时Pb为负极，电极反应式为Pb-2e-+SO42-=PbSO4，负极极板的质量增加，二、填空题15．按要求回答下列问题。(1)SO2和NO3-的空间结构分别为，试判断SO2和NO(2)成语“信口雌黄”中的雌黄化学式为As2S3，分子结构如图所示，As原子的杂化方式为，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H(3)某绿色农药结构简式如图，回答下列问题。分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为。【答案】(1)V形、平面三角形SO2的键角小于NO3-的键角，二者的中心原子均为sp2杂化，SO2中S存在1个孤电子对，NO3(2)sp3杂化正四面体形(3)四面体形【解析】（1）SO2分子中，中心S原子的价层电子对数为62=3，发生sp2杂化，但S原子的最外层有1个孤电子对，则分子结构呈V形，NO3-的中心N原子的价层电子对数为5+12=3，发生sp2杂化，中心N原子的最外层无孤电子对，则分子呈平面三角形，所以空间结构分别为V形、平面三角形；SO2和NO3-的中心S、N原子都发生sp2杂化，VSEPR模型都呈平面三角形，但SO2的中心原子的最外层的孤电子对与成键电子对间的排斥作用比成键电子间的大，所以SO2键角小于NO3-的键角，原因：二者的中心原子均为sp2杂化，SO（2）从As2S3的分子结构看，1个As原子形成3个共价键，且还有1个孤电子对，则杂化方式为sp3杂化；SnCl4分子中，中心Sn原子的价层电子对数为4+1×42=4，发生sp3杂化，则VSEPR（3）从图中可以看出，分子中编号为①的碳原子，与1个C原子、1个N原子、2个H原子各形成1个共价键(σ键)，则①号碳原子发生sp3杂化，构成的空间结构为四面体形。三、解答题16．下表列出了①~⑩十种元素在周期表中的位置。族周期ⅠAⅡA…ⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01①2…②③④3⑤⑥…-⑦⑧⑨⑩回答下列问题：(1)在第三周期中，离子半径最小的元素的基态原子价层电子轨道表示式为；原子序数为28的元素在元素周期表中的位置。(2)④、⑤按原子个数比1∶1组成的物质的电子式为。(3)用离子方程式表示⑧和⑨两种元素的非金属性强弱：。(4)均由①、④、⑤、⑧四种元素组成的两种化合物，相互之间可以发生反应，其离子方程式为。(5)已知砷(As)与Ga同周期，As与③同主族。ⅰ．GaAs的熔点为1238℃，且熔融状态不导电，据此判断，该化合物是(填“共价化合物”或“离子化合物”)。ⅱ．用原子结构理论推测，GaAs中As元素的化合价为。ⅲ．下列事实不能用元素周期律解释的是(填标序号)。a．原子半径：Ga>Asb．热稳定性：NH3＞AsH3c．碱性：Ga(OH)3＞Al(OH)3d．酸性：H3AsO4＞H3AsO3【答案】(1)第四周期第VⅢ族(2)(3)Cl2+S2-=2Cl-(4)HSO(5)共价化合物-3d【解析】（1）在第三周期中，金属元素形成的阳离子比原子少1个电子层，且金属元素的核电荷数越大，阳离子半径越小，则离子半径最小的元素为铝，基态原子价层电子表示式为3s23p1，价电子轨道表示式为；原子序数为28的元素为Ni，价电子排布式为3d84s2，在元素周期表中第四周期第VⅢ族。（2）④为O、⑤为Na按原子个数比1∶1组成的物质为Na2O2，电子式为。（3）⑧为S、⑨为Cl，可用Cl2与Na2S或H2S的置换反应确定Cl2的氧化性大于S，从而得出Cl的非金属性大于S，离子方程式为：Cl2+S2-=2Cl-+S（4）均由①为H、④为O、⑤为Na、⑧为S四种元素组成的两种化合物相互之间可以发生反应，则两种物质为NaHSO3、NaHSO4，二者反应的离子方程式为HSO3（5）ⅰ．GaAs的熔点为1238℃，且熔融状态下不导电，表明熔融时没有离子生成，则该化合物是共价化合物。ⅱ．As与N同主族，则其最外层有5个电子，Ga为第四周期第ⅢA族元素，则在GaAs中As元素的化合价为-3。ⅲ．同周期元素从左到右，原子半径依次减小，则原子半径：Ga＞As，a不符合题意；非金属性越强，简单氢化物越稳定，非金属性：N＞As，则热稳定性：NH3＞AsH3，b不符合题意；Ga、Al为同主族元素，Ga的金属性比Al强，则碱性：Ga(OH)3＞Al(OH)3，c不符合题意；H3AsO4比H3AsO3的非羟基氧原子个数多，所以酸性：H3AsO4＞H3AsO3，但不能用元素周期律解释，d符合题意。17．A、B、C、D均为石墨电极，E、F为两种金属材料，这两种金属元素均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应。按图示接通线路，反应一段时间。(1)甲池、乙池分别为_______。A．原电池原电池B．电解池电解池C．原电池电解池D．电解池原电池(2)F极为(填“正极”“负极”“阳极”或“阴极”，下同)，电极反应式为。(3)B极为，电极反应式为。(4)溶液会变蓝的是(填“a”或“b”)，U形管中先变红的是填“C”或“D”)极附近的溶液，U形管中发生的总反应的化学方程式为。(5)已知烧杯和U形管中的溶液均足量，当烧杯中有25.4gI2生成时，甲池中溶液的质量会减少g。【答案】(1)D(2)正极2(3)阴极Cu(4)aD2H(5)8.0【解析】（1）A、B、C、D均为石墨电极，E、F为两种金属材料，这两种金属元素均位于短周期，且位置相邻，E能与NaOH溶液反应，则E为Al，E为负极，F为正极，乙为原电池，则甲为电解池，D正确。（2）乙为原电池，E为负极，F为正极，NaOH溶液中的水得电子生成H2和OH-，电极反应式为2H（3）E为负极，B与E电极相连，为阴极，溶液中的Cu2+得电子生成Cu，电极反应式为Cu2+（4）C电极为阳极，Cl-失电子生成Cl2，Cl2与溶液中的I-反应生成I2，I2使淀粉变蓝色，则a溶液会变蓝；D电极为阴极，电极反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-（5）在a烧杯，Cl2~I2~2e-，则转移电子的物质的量为n(e-)=25.4g254g/mol×2=0.2mol，在甲烧杯，发生的电池反应为2H2O+2CuSO4电解2Cu+O2↑+2H2SO4，由此可得出关系式：2Cu~O2~4e-，则转移0.2mole-时，溶液中生成的Cu为0.1mol、O2为0.0518．完成下列问题。Ⅰ．已知几种化学键的键能和热化学方程式如下：化学键H-NN-NCl-ClNH-Cl键能(kJ/mol)abcxd(1)N2H4g+2ClⅡ．工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：CO(2)判断反应达到平衡状态的依据是_______。A．生成CH3OH的速率与消耗B．混合气体的密度不变C．混合气体平均相对分子质量不变D．CH3OH、CO、(3)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数K。温度250℃300℃350℃K2.0410.2700.012①由表中数据判断该反应ΔH(填“>”、“=”或“<”)0②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得cCO=0.2mol/L，则CO的转化率为，此时的温度为(4)要提高CO的转化率，可以采取的措施是。a．升温b．加入催化剂c．增加CO的浓度`