【化学】山西省长治市第二中学2019-2020学年高二上学期期末考试（解析版）

【化学】山西省长治市第二中学2019-2020学年高二上学期期末考试（解析版）

山西省长治市第二中学 2019-2020 学年高二上学期期末考试 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Cr-52 Fe-56 I-127 第Ⅰ卷（选择题 共 48 分） 一、选择题（每小题 3 分，共 48 分。每小题只有一个正确选项，将正确答案填在答题卡上） 1.化学与社会、生活密切相关。下列说法正确的是 A. 棉花、羊毛、蚕丝和麻是天然纤维 B. 蛋白质溶液中，加入浓的硫酸铵溶液有沉淀析出，加水后沉淀不溶解 C. 油脂是单位质量内产生能量最高的营养物质，有共同的水解产物乙二醇 D. 聚乳酸是一种可降解高分子材料，它是由单体之间通过加聚而合成的 【答案】A 【解析】 【详解】A. 棉花、羊毛、蚕丝和麻均是自然界原有的或经人工培植的植物上、人工饲养的 动物上直接取得的纺织纤维，均属于天然纤维，故 A 符合题意； B. 浓的硫酸铵溶液可使蛋白质盐析，盐析是可逆的，加水后蛋白质又会溶解，故 B 不符合 题意； C.油脂属于高级脂肪酸甘油酯，其水解的共同产物是丙三醇，故 C 不符合题意； D. 聚乳酸是由羟基和羧基脱水而形成的，属于缩聚反应，而不是 加聚反应，故 D 不符合 题意； 综上，本题选 A。 2.下列由电子排布式或排布图所得的结论错误的是 选项 电子排布式或排布图 结论 A 1s22s22p63s23px2 违背洪特规则 B 1s22s22p63s23p63d3 违背能量最低原理 C Ni 原子的价电子排布图 该原子处于基态 D S 原子的电子排布图 违背泡利原理 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A.3p 轨道上的两个电子应排在不同轨道上, 违背洪特规则，故 A 不符合题意； B. 排布时应先排能量低的 4s 轨道，而不是排能量高的 3d，违反了能量最低原理，故 B 不 符合题意； C. Ni 原子序数为 28，其价电子排布式为 3d84s2，当价电子排布图为 时， 该原子处于基态，故 C 不符合题意； D. S 原子的电子排布图 ，违背了洪特规则，故 D 符合题意； 综上，本题选 D。 【点睛】解决此类问题应熟记泡利原理以及洪特规则。泡利原理指出：在一个原子轨道里， 最多只能容纳两个电子，而且它们的自旋状态相反；洪特规则指出：当电子排布在同一能级 的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。 3.山萘酚结构简式如下图所示，且大量存在于水果、蔬菜、豆类、茶叶中，具有多种生物学 作用，如抗氧化、抑制肿瘤生长及保护肝细胞等作用。下列有关山萘酚的叙述正确的是 A. 山萘酚含有苯环和羟基、醚键、羰基、碳碳双键五种官能团 B. 可发生取代反应、水解反应、加成反应 C. 可与 NaOH 反应，不能与 NaHCO3 反应 D. 1 mol 山萘酚与溴水反应最多可消耗 4 mol Br2 【答案】C 【解析】 【分析】 从山萘酚结构简式入手，分析该物质中含有的官能团，从而推测其性质。如：该物质中含有 羟基、醚键、羰基、碳碳双键四种官能团，可发生加成反应、取代反应等 【详解】A.苯环不属于官能团，山萘酚含有羟基、醚键、羰基、碳碳双键四种官能团，故 A 不符合题意； B.由结构简式可知，山萘酚中不含酯基、卤原子这类能水解的官能团，不能发生水解反应， 故 B 不符合题意； C.山萘酚中含有酚羟基，具有酸性，但酸性比碳酸弱，则可与 NaOH 反应，不能与 NaHCO3 反应，故 C 符合题意； D.山萘酚分子中含有 3 个酚羟基，共有 4 个邻位 H 原子可被取代，且含有 1 个碳碳双键， 可与溴发生加成反应，共需 5mol，故 D 不符合题意； 综上，本题选 C。 4.聚乙炔衍生物分子 M 的结构简式及 M 在稀硫酸作用下的水解反应如图所示。下列有关说 法不正确的是 ( ) M A. M 与 A 均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色 B. B 中含有羧基和羟基两种官能团，能发生消去反应和酯化反应 C. 1 mol M 与热的烧碱溶液反应，可消耗 2n mol NaOH D. A、B、C 各 1 mol 分别与金属钠反应，放出气体的物质的量之比为 1∶2∶2 【答案】D 【解析】 【分析】 M 中含-COOC-，水解得到 A 为 ，C 为 OHCH2CH2OH，B 为 ， 据此分析作答。 【详解】A、M、A 中均含碳碳双键，则均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色，正确； B、B 中含-OH、-COOH，-OH 可发生消去反应，-OH、-COOH 可发生酯化反应，正确； C、1molM 中含 2nmol-COOC-，则 1molM 与热的烧碱溶液反应，可消耗 2n mol 的 NaOH， 正确； D、由 2-COOH～2-OH～H2↑可知，A、B、C 各 1mol 分别与金属钠反应，放出的气体的物 质的量之比为 n：2：2，错误； 答案选 D。 5.铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某 FexNy 的制备需铁、氮气、 丙酮和乙醇参与。下列说法正确的是 A. Fe3＋基态核外价电子排布式为[Ar]3d5 B. 1 mol 丙酮能与 2mol Ag(NH3)2OH 发生反应 C. C、H、O 三种元素的原子半径按由小到大的顺序为 He;电负性：d>a C. 气态氢化物的稳定性：a＞e＞d D. a 与 b 形成的化合物不可能含有共价键 【答案】C 【解析】 【分析】 短周期元素中 a 为-2 价、e 为+6 价，处于 VIA 族,可推知 a 为 O、e 为 S，b 有+1 价，原子序 数大于氧，则 b 为 Na，由原子序数可以知道 c、d 处于第三周期，化合价分别为+3、+5，则 c 为 Al、d 为 P，据此分析； 【详解】A. 33e 和 34e 互为同位素，化学性质不会有明显不同，故 A 不符合题意； B.同周期从左到右第一电离能增大，但是原子外层电子为全满或半充满状态，第一电离能较 大，则第一电离能 d>e，电负性 dS>P，则气态氢化物的稳定性：a＞e＞d，故 C 符合题意； D.a 为 O，b 为 Na，形成的化合物 Na2O2 中含有共价键，故 D 不符合题意； 综上，本题选 C。 13.X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的四种短周期元素,其中 Z 为金属元素,X、W 为同一 主族元素。X、Z、W 形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙，丙常用于制作光导纤维。x、 y2、z、w 分别为 X、Y、Z、W 的单质，丁是化合物。其转化关系如图所示，下列判断错误 的是 A. 四种元素中，W 的原子半径最大 B. 反应①②③都属于氧化还原反应 C. Na 着火时，不可用甲扑灭 D. 一定条件下，x 与甲反应生成丁 【答案】A 【解析】 【分析】 本题主要考查元素周期表和元素周期律，碳、硅及其化合物之间的性质，结合元素周期律进 行分析。W 形成的最高价氧化物丙常用于制作光导纤维，则 W 为 Si。X、W 为同一主族， 则 X 为 C。在高温下碳与二氧化硅反应生成 W 和丁，则丁为一氧化碳。y2 为氧气，碳与氧 气反应生成甲为二氧化碳，Z 为镁，镁在二氧化碳中点燃生成碳和乙（为氧化镁）。 【详解】A.同周期元素原子半径自左而右逐渐减小，同主族元素原子半径自上而下逐渐增大， 所以镁原子半径最大，故 A 符合题意； B.反应①二氧化碳与镁反应、反应②碳与氧气反应、反应③高温下碳与二氧化硅反应都属于 氧化还原反应，故 B 不符合题意； C.Na 可以在二氧化碳中继续燃烧，故 C 不符合题意； D.高温下碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，故 D 不符合题意； 综上，本题选 A。 14.下列有机物同分异构体数目判断错误的是 选项 有机物 同分异构体数目 A 某烃相对氢气的密度为 28，且不能使溴的四氯化碳溶液褪色 2 B 萘 的七氯代物 4 C 分子式为 C5H12O，可被氧化为醛 4 D 分子式为 C3H8O 的醇与分子式为 C4H8O2 的羧酸形成的酯 4 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A.相对氢气的密度为 28，则摩尔质量为 56g/mol，可知分子式为 C4H8，不能使溴 的四氯化碳溶液褪色，说明不含碳碳双键，满足该条件的同分异构体数目共 2 种：甲基环丙 烷和环丁烷，故 A 不符合题意； B.萘 中共含有 9 个氢，其七氯代物和二氯代物的同分异构体是一样多的。先根据等效 氢找一氯代物， 由结构对称可知，萘中含 2 种位置的 H，则其一氯代物有 2 种 （ ），二氯代物有 10 种 ，同理，萘 的 七氯代物共有 10 种，故 B 符合题意； C.分子式为 C5H12O，可被氧化为醛的有机分子中含有-CH2OH 结构，所以符合条件的分子的 种类，即是丁基的种数，共四种，故 C 不符合题意； D.C3H8O 分子式可对应的醇有 2 种：CH3CH2CH2OH、CH3CHOHCH3，分子式为 C4H8O2 的 羧酸有 2 种：CH3CH2CH2COOH、CH3CH(CH3)COOH，两者之间组合形成的酯有 4 种，故 D 不符合题意； 综上，本题选 B。 15.常温下，下列有关溶液的说法正确的是 A. pH 相等的①NH4Cl ②NH4Al(SO4)2 ③NH4HSO4 溶液：浓度的大小顺序为①>②>③ B. HA 的电离常数 Ka =4.93×10−10，则等浓度的 NaA、HA 混合溶液中：c(Na+) >c(HA) >c(A−) C. NaHCO3 溶液加水稀释，c(Na+)与 c(HCO3−)的比值将减小 D. 已知在相同条件下酸性 HF >CH3COOH，则物质的量浓度相等的 NaF 与 CH3COOK 溶液 中：c(Na+) – c(F−) >c(K+ ) − c(CH3COO−) 【答案】A 【解析】 A．NH4Cl 水解时氯离子不影响铵根离子水解，由于 NH4HSO4 电离时产生 H+使溶液呈酸性， NH4+的水解被抑制，因此 NH4HSO4 中 NH4+的浓度小于 NH4Cl，NH4Al(SO4)2 中铝离子水解 抑制铵根离子的水解，因此 NH4Al(SO4)2 中 NH4+的浓度大于 NH4Cl，浓度的大小顺序应为： ①>②>③，选项 A 正确；B、NaA 中水解平衡常数 Kb= 14 5 10 10 2.02 104.93 10 w a K K      ， 水解平衡常数大于电离平衡常数，c(HA)−)，选项 B 错误；C、NaHCO3 溶液加水稀释，促进 碳酸氢根离子水解，钠离子物质的量不变，碳酸氢根 减小，c(Na+)与 c(HCO3-)的比值保持 增大，选项错误；D、HF 、CH3COOH 都是弱酸，所以 NaF 与 CH3COOK 都是强碱弱酸盐， 由于酸性 HF >CH3COOH，水解程度 F－＜CH3COO－，水解程度越大剩余离子浓度越小，故 c(Na+) – c(F−)＜c(K+ ) − c(CH3COO−)，选项 D 错误。答案选 A。 16.化合物 A 经李比希法和质谱法分析得知其分子式是 C8H8O2，相对分子质量为 136。A 分 子中只含一个苯环，且苯环上只有一个取代基，其核磁共振氢谱与红外光谱如图。关于 A 的下列说法中，不正确的是 A. A 分子属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应 B. 符合题中 A 分子结构特征的有机物只有一种 C. 1mol A 在一定条件下可与 3mol H2 发生加成反应 D. 与 A 属于同类化合物的同分异构体只有 3 种 【答案】D 【解析】 【分析】 有机物 A 的分子式 C8H8O2，不饱和度为 5，A 分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代 基，其核磁共振氢谱有四个吸收峰，说明分子中含有 4 种 H 原子，峰面积之比为 1：2：2： 3，则四种氢原子个数之比=1：2：2：3，结合红外光谱可知，分子中存在酯基等基团，故 有机物 A 的结构简式为 【详解】A．A 分子中含有酯基，属于酯类化合物，在一定条件下能发生水解反应，故 A 不 符合题意； B．符合题中 A 分子结构特征的有机物为 ，只有一种，故 B 不符合题意； C．1mol 有机物 A 含有 1mol 苯环，可以与 3mol 氢气发生加成反应，故 C 不符合题意； D．与 A 属于同类化合物，应含有酯基、苯环，若为羧酸与醇形成的酯有：甲酸苯甲酯，若 为羧酸与酚形成的酯，可以是乙酸酚酯，可以是甲酸与酚形成的酯，甲基有邻、间、对三种 位置，故 5 种异构体，故 D 符合题意； 综上，本题选 D。 第Ⅱ卷（非选择题 共 52 分） 二、非选择题 17.X、Y、Z、M、R、Q 为元素周期表中前四周期元素，且原子序数之和为 105。X 位于周 期表的 s 区，有两种氧化物；Y 是良好的半导体材料，晶体 Y 结构与金刚石类似；Z 原子价 电子层的 p 轨道半充满，核外电子总数是最外层电子数的 3 倍；X＋与 M－相差一个电子层； M 原子得到一个电子后 3p 轨道全充满；R 有“生物金属”之称，R4＋离子和氩原子的核外电子 排布相同。 请回答下列问题： (1)六种元素中电负性最大的是____________(填元素符号)，其最高能级电子云的形状是 ______形；Z 的价电子排布图为____________；Y、Z、M 最高价含氧酸的酸性由强到弱的 顺序是__________________。（用化学式表示） (2)X、Y、Z、M 的第一电离能由小到大的顺序是____________(填元素符号)，若 M 元素第 一次电离能突变出现在 In，则 n=_____。 (3)Q 元素可形成两种常见的离子 Q2＋与 Q3＋，其中化学性质较稳定的是__________(填离子 符号)，其原因是______________________。 (4)与 R 位于同周期的元素中，基态原子的电子排布中 4s 轨道上只有 1 个电子的元素有 ____________(填元素名称)。 【答案】 (1). Cl (2). 哑铃（纺锤） (3). (4). HClO4 >H3PO4 >H2SiO3 (5). NaH3PO4>H2SiO3，故答案为：Cl、哑铃（纺锤）、 、HClO4 >H3PO4 >H2SiO3； (2) Na、Si、P、Cl 处于同一周期，随原子序数递增，第一电离能逐渐增大，故第一电离能 由小到大的顺序是：Na”“<”或“=”）。 (2)下列各项可说明反应达到平衡状态的是_______ a．容器内压强保持不变 b．v（N2）正 = 3v（H2）逆 c．容器内 N2、H2、NH3 浓度比为 1：3：2 d．混合气体平均摩尔质量保持不变 e．混合气体密度保持不变 (3)以下措施中，既能加快反应速率，又能增大 H2 转化率的是______ a．升高温度 b．减小容器体积 c．使用催化剂 d．不断增加 H2 的浓度 e．移走 NH3 (4)某温度下，在 1L 恒温恒容容器中充入 1mol N2 和 3mol H2 进行上述反应，10min 达平衡， 此时容器内压强变为原来的 7 8 。 ①该过程的平均反应速率 v（NH3）=__________ ②N2 的平衡转化率为_______ ③此温度下的平衡常 K=________（保留至小数点后两位） ④此时若保持容器温度和体积不变，向其中再加入 2.25mol N2 和 0.5mol NH3，则平衡_______ （填“正向”“逆向”或“不”）移动。 【答案】 (1). > (2). ad (3). b (4). 0.05mol/（Lmin） (5). 25% (6). 0.03 (7). 不 【解析】 【分析】 (1)正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小； (2)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等，各组分的浓度、含量保持不变，由此 衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不变 化说明到达平衡； (3)结合勒夏特烈原理进行分析； (4)根据反应过程中的三段式求解。 【详解】(1)正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数 K1＞ K2，故答案为：>； (2)a．随反应进行，混合气体物质的量变化，容器内压强发生变化，压强保持不变说明到达 平衡，故 a 正确； b．平衡时不同物质表示的正逆速率之比等于化学计量数之比，应是 3v（N2）正=v（H2）逆 时反应到达平衡状态，故 b 错误； c．容器内 N2、H2、NH3 浓度比与起始浓度及转化率有关，平衡时不一定等于化学计量数之 比，故 c 错误； d．混合气体总质量不变，随反应进行，混合气体物质的量变化，则平均摩尔质量变化，若 混合气体平均摩尔质量保持不变，说明到达平衡，故 d 正确； e．混合气体总质量不变，容器容积不变，混合气体密度始终保持不变，故 e 错误； 故答案为：ad； (3) a．升高温度反应速率加快，平衡逆向移动， H2 转化率降低，a 错误； b．减小容器体积反应速率加快，平衡正向移动， H2 转化率升高，b 正确； c．使用催化剂反应速率加快， H2 转化率不变，c 错误； d．不断增加 H2 的浓度反应速率加快， H2 转化率降低，d 错误； e．移走 NH3 反应速率减慢， H2 转化率升高，e 错误； 综上，答案为：b； (4) 在 1L 恒温恒容容器中充入 1mol N2 和 3mol H2，10min 达平衡， N2（g）+3H2（g）═2NH3（g） 起始量（mol）：1 3 0 转化量（mol）：x 3x 2x 平衡量（mol）：1-x 3-3x 2x 压强之比等于物质的量之比，则 4 4 2x = 7 8 ，计算得出 x=0.25， ①v（NH3）= 0.5mol 1L 10min =0.05mol•L-1•min-1； ②氮气转化率= 0.25mol 1mol ×100%=25%； ③此温度下的平衡常 2 3 3 2 2 c (NH )K= c(N ) c (H ) = 2 3 0.5 0.75 2.25 = 0.03； ④此时若保持容器温度和体积不变，并再向其中再加入 2.25mol N2 和 0.5mol NH3，则容器 中各物质浓度为 3mol/L N2、2.25 mol/L H2、1 mol/L NH3，此时的平衡常数 2 3 3 2 2 c (NH )K= c(N ) c (H ) = 2 3 1 3 2.25 =0.03，加入气体前后平衡常数不变，即平衡不移动； 综上，答案为：0.05mol/（L．min）、 25% 、0.03 、 不 20.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。某工厂对制革 工业污泥中 Cr(Ⅲ)以难溶物 CrOH(H2O)5SO4 的形式回收，处理工艺流程如下： 已知：①硫酸浸取液中的金属离子主要是 Cr3＋，其次是 Fe3＋、Al3＋、Ca2＋和 Mg2＋。 ②常温下，部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 如下： 阳离子 Fe3＋ Mg2＋ Al3＋ Cr3＋ Ca2+ 沉淀完全 时的 pH 3.7 11.1 5.4(>8 溶解) 9(>9)溶解 13.9 (1)H2O2 的作用是将滤液Ⅰ中的 Cr3＋转化为 Cr2O72-，写出此反应的离子方程式： _______________________。 (2)加入 NaOH 溶液使溶液呈碱性，Cr2O72-转化为 CrO42-。但溶液的 pH 不能超过 8，其理由 是_______________ (3)钠离子交换树脂的反应原理为 Mn＋＋nNaR=MRn＋nNa＋，则利用钠离子交换树脂可除去 滤液Ⅱ中的金属阳离子有________。 (4)沉淀滴定法是测定粒子浓度的方法之一，为了测定某废水中 SCN－的浓度，可用标准 AgNO3 溶液滴定待测液，已知： 银盐 AgCl AgI AgCN Ag2CrO4 AgSCN 颜色 白 黄 白 砖红 白 Ksp 1.8×10－10 8.3×10－17 1.2×10－16 3.5×10－11 1.0×10－12 滴定时可选为滴定指示剂的是________(填字母)，滴定终点的现象是 _________________________________。 A．NaCl B．K2CrO4 C．KI D．NaCN 【答案】 (1). 2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O72-＋8H＋ (2). pH 超过 8 会使部分 Al(OH)3 溶 解生成 AlO2-，最终影响 Cr(III)的回收与再利用 (3). Mg2＋、Ca2＋ (4). B (5). 当滴 入最后一滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内沉淀颜色不改变 【解析】 【分析】 (1)三步法配平离子方程式①化合价升降相等配平化合价变化的元素②根据左右两边电荷守 恒确定氢离子系数③根据左右两边原子守恒确定水的系数； (2) pH>8 会使部分 Al(OH)3 溶解； (3)学会知识迁移，联想硬水的软化就可确定 Ca2+和 Mg2+，或者根据阳离子互换原则确定； (4)指示剂选择原则①颜色变化明显②Ksp 略微大于 AgSCN。 【详解】(1)三步法配平离子方程式①化合价升降相等配平化合价变化的元素②根据左右两 边电荷守恒确定氢离子系数③根据左右两边原子守恒确定水的系数，离子方程式为 2Cr3+＋ 3H2O2＋H2O＝Cr2O72-＋8H＋；故答案为：2Cr3＋＋3H2O2＋H2O=Cr2O72-＋8H＋； (2)由表格可知，pH>8 时会使部分 Al(OH)3 溶解生成 AlO2-，最终影响 Cr(III)的回收与再利用， 故答案为：pH 超过 8 会使部分 Al(OH)3 溶解生成 AlO2-，最终影响 Cr(III)的回收与再利用； (3)根据框图转化关系可知，滤液Ⅱ中主要阳离子为 Na+、Mg2+ 、Ca2+，钠离子交换树脂就 是对滤液Ⅱ进行离子交换，交换的离子是 Mg2+ 、和 Ca2+，增加的是 Na+，故答案为：Mg2＋、 Ca2＋； (4)指示剂选择原则①颜色变化明显②Ksp 略微大于 AgSCN，确定 K2CrO4 作为指示剂，滴定 终点现象是当滴入最后一滴标准液时，沉淀由白色变为砖红色，且半分钟内沉淀颜色不再改 变。故答案为：B、当滴入最后一滴标准液时，出现砖红色沉淀，且半分钟内沉淀颜色不改 变 【点睛】解决工艺流程这类问题时要知晓该流程的目的，看懂生产流程图;了解流程图以外 的文字描述、表格信息、后续设问中的提示性信息，并在下一步分析和解题中随时进行联系 和调用;解析流程图并思考从原料到产品依次进行了什么反应，利用了什么原理。每一步操 作进行到什么程度最佳，每一步除目标物质外还产生了什么杂质或副产物，杂质或副产物是 怎样除去的等等。其次本题（4）中考察：沉淀滴定法中指示剂选择原则除了一定要现象明 显，还要注意指示剂离子沉淀浓度略大于测定离子所需沉淀浓度。