北京市西城区2020-2021学年上学期高二年级期末考试化学试卷

本试卷共100分。考试时长90分钟。

可能用到的相对原子质量：C 12 N 14 Na 23

第一部分（选择题
共42分）

每小题只有一个选项符合题意（每小题3分）

1. 下列装置或过程能实现电能转化为化学能的是

2. 下列物质属于弱电解质的是

A. NH₃·H₂O B. NaOH C. NaCl D. H₂SO₄

3. CuCl₂溶液中存在如下平衡：

［Cu（H₂O）₄］²⁺+4Cl^–［CuCl₄］^2-+4H₂O △H＞0

（蓝色）
（黄色）

下列可使黄绿色的CuCl₂溶液变成蓝色的方法是

A. 升温 B. 加NaCl（s） C. 加压 D. 加AgNO₃溶液

4. 工业上处理含CO、SO₂烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为S和CO₂。

已知：2CO（g）+O₂（g）＝2CO₂（g）
△H＝-566kJ/mol

S（s）+O₂（g）＝SO₂（g）
△H＝-296kJ/mol

则该条件下2CO（g）+SO₂（g）＝S（s）+2CO₂（g）的△H等于

A. -270 kJ/mol B. +26 kJ/mol C. -582 kJ/mol D. +270 kJ/mol

5. 锌铜原电池装置如下图，下列说法不正确的是

A. 锌电极上发生氧化反应

B. 电子从锌片经电流计流向铜片

C. 盐桥中Cl^–向正极移动

D. 铜电极上发生反应：Cu²⁺+2e^–＝Cu

6. 我国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如下图所示。

已知：

下列说法不正确的是

A. 过程Ⅱ放出能量

B. 若分解2 mol H₂O（g），估算出反应吸收482kJ能量

C. 催化剂能减小水分解反应的焓变

D. 催化剂能降低反应的活化能，增大反应物分子中活化分子的百分数

7. 模拟铁制品镀铜的装置如下图，下列说法正确的是

A. a电极为铁制品

B. 可用CuSO₄溶液作电镀液

C. b电极上发生氧化反应

D. 电镀过程中，溶液中Cu²⁺浓度不断减小

8. 下列化学用语表示正确的是

A. Ca²⁺的结构示意图：

B. 基态碳原子的轨道表示式：

C. 水的电子式：

D. 基态铬原子（₂₄Cr）的价层电子排布式：3d⁵4s¹

9. 下图表示的是元素的某种性质（X）随原子序数的变化关系，则X可能是

A. 元素的原子半径 B. 元素的第一电离能

C. 元素的最高化合价 D. 元素的电负性

10. 已知反应：3M（g）+N（g）P（s）+4Q（g）
△H＜0。下图中a、b曲线表示在密闭容器中不同条件下，M的转化率随时间的变化情况。若使曲线b变为曲线a，可采取的措施是

A. 增大压强 B. 增加N的浓度

C. 加少量固体P D. 升高温度

11. 下列事实不能用勒夏特列原理解释的是

A. 向Fe（SCN）₃溶液中加入少量KSCN固体后颜色变深

B. NO₂和N₂O₄的混合气体升温后红棕色加深

C. SO₂催化氧化成SO₃的反应，往往需要使用催化剂

D. 将FeCl₃溶液加热蒸干不能得到FeCl₃固体

12. 下列用于解释事实的方程式书写不正确的是

A. 将纯水加热至较高温度，水的pH变小：H₂OH⁺+OH^– △H＞0

B. 用明矾［KAl（SO₄）·12H₂O］作净水剂：A1³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺

C. 向氢氧化镁悬浊液中滴入酚酞溶液，溶液变红

Mg（OH）₂（s）Mg²⁺（aq）+2OH^–（aq）

D. 用饱和Na₂CO₃溶液处理锅炉水垢中的CaSO₄：Ca²⁺+CO₃^2-＝CaCO₃

13. 一定温度下，在三个1L的恒容密闭容器中分别进行反应：2X（g）+Y（g）Z（g），达到化学平衡状态时，相关数据如下表。下列说法不正确的是

A. 达到化学平衡时，I中X的转化率为80％

B. 化学平衡常数：K（Ⅱ）＝K（I）

C. 达到化学平衡所需要的时间：Ⅲ＜I

D. 按Ⅱ中的起始浓度进行实验，反应逆向进行

14. 研究小组将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞（如图1）。从胶头滴管中滴入醋酸溶液，容器中的压强随时间的变化曲线如图2。下列说法不正确的是

图1 图2

A. 0-t₁时压强增大的原因不一定是铁发生了析氢腐蚀

B. 铁粉发生反应：Fe-3e^–＝Fe³⁺

C. 碳粉上发生了还原反应

D. t₂时，容器中压强明显小于起始压强，原因是铁发生了吸氧腐蚀

第二部分（非选择题
共58分）

15. （8分）硼氢化钠（NaBH₄）是一种储氢密度较高、价格低廉、兼具安全性与稳定性的固态储氢材料。

（1）基态B原子中电子占据最高能级的符号是________，占据该能级电子的电子云轮廓图为________形。基态B原子中，核外存在________对自旋相反的电子。

（2）在周期表中，与B元素的化学性质最相似的邻族元素是________。

（3）将物质的量之比为3：1的NaBH₄固体和ScF₃固体混合研磨，得到的复合储氢体系可以显著降低放氢温度。基态₂₁Sc原子的简化电子排布式为________。

16. （8分）合成氨是人类科技发展史上的一项重大突破。

（1）在一定条件下，N₂（g）和H₂（g）反应生成0.2mol NH₃（g），放出9.24kJ的热量，写出该可逆反应的热化学方程式：_______。在下图中画出合成氨反应过程中焓（H）的变化示意图。

（2）将N₂和H₂通入体积为2L的恒温恒容密闭容器中，5min后达到化学平衡，测得NH₃的浓度为0.2mol/L，这段时间内用N₂的浓度变化表示的化学反应速率为_______mol/（L·min）。

（3）理论上，为了增大平衡时H₂的转化率，可采取的措施是________（写出一条）。

（4）下图是某压强下N₂和H₂按物质的量之比1：3投料进行反应，反应混合物中NH₃的物质的量分数随温度的变化曲线。I是平衡时的曲线，Ⅱ是不同温度下反应经过相同时间测得的曲线，下列说法正确的是________。

A. 图中a点，容器内n（N₂）：n（NH₃）＝1：4

B. 图中b点，v_正＜v_逆

C. 400～530℃，Ⅱ中NH₃的物质的量分数随温度升高而增大，原因是升高温度化学反应速率增大

17. （12分）研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。

（1）常温下，用0.1 mol/ L NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol/L CH₃COOH溶液的滴定曲线如下图所示。

①a点溶液的pH_______1（填“＞“、“＜“或“＝“，下同）。

②b点溶液中，c（Na⁺）_______c（CH₃COO^–）。

③c点溶液中，c（Na⁺）_______［c（CH₃COO^–）+c（CH₃COOH）］。

④比较a、c两点水的电离程度：a_______c。

（2）已知：25℃时CH₃COOH、H₂CO₃和HClO的电离平衡常数：

①CH₃COOH的电离平衡常数表达式Ka＝________。

②25℃时，等物质的量浓度的NaClO溶液和CH₃COONa溶液的pH关系为：

pH（NaClO）_______pH（CH₃COONa）（填“＞“、“＜“或“＝“）。

③25℃时，若初始时醋酸中CH₃COOH的物质的量浓度为0.01mol/L，达到电离平衡时溶液中c（H⁺）＝________ mol/L。（已知：＝4.2）

④下列化学反应能发生的是________。

A. HClO+CH₃COONa＝CH₃COOH+NaClO

B. CH₃COOH+Na₂CO₃=NaHCO₃+CH₃COONa

C. CO₂+H₂O+2NaClO＝Na₂CO₃+2HClO

18. （10分）降低能耗是氯碱工业发展的重要方向。

（1）我国利用氯碱厂生产的H₂作燃料，将氢燃料电站应用于氯碱工业，其示意图如下。

①a极为_______（填“正“或“负“）极。

②乙装置中电解饱和NaCl溶液的化学方程式为_______。

③下列说法正确的是_______。

A. 甲装置可以实现化学能向电能转化

B. 甲装置中Na⁺透过阳离子交换膜向a极移动

C. 乙装置中c极一侧流出的是淡盐水

④结合化学用语解释d极区产生NaOH的原因：_______。

⑤实际生产中，阳离子交换膜的损伤会造成OH^–迁移至阳极区，从而在电解池阳极能检测到O₂，产生O₂的电极反应式为_______。下列生产措施有利于提高Cl₂产量、降低阳极O₂含量的是_______。

A. 定期检查并更换阳离子交换膜

B. 向阳极区加入适量盐酸

C. 使用Cl^–浓度高的精制饱和食盐水为原料

（2）降低氯碱工业能耗的另一种技术是“氧阴极技术“。通过向阴极区通入O₂，避免水电离的H⁺直接得电子生成H₂，降低了电解电压，电耗明显减少。“氧阴极技术“的阴极反应为_______。

19. （10分）高铁酸盐在能源、环保等领域有着广泛的应用。

资料：高铁酸钾（K₂FeO₄）固体呈紫色，能溶于水，微溶于浓KOH溶液。K₂FeO₄在碱性溶液中性质稳定。

（1）研究人员用Ni、Fe作电极电解浓KOH溶液制备K₂FeO₄，装置示意图如下。

①Ni电极作_______（填“阴“或“阳“）极。

②Fe电极上的电极反应为_______。

③循环使用的物质是_______（填化学式）溶液。

④向阳极流出液中加入饱和KOH溶液，析出紫色固体。试从平衡的角度解释析出固体的原因：_______。

（2）K₂FeO₄可用于处理废水中的NaCN。用如下方法测定处理后的废水中NaCN的含量（废水中不含干扰测定的物质）。

资料：Ag⁺+2CN^–＝Ag（CN）₂^– Ag⁺+I^–＝AgI↓（黄色）

CN^–优先于I^–与Ag⁺反应。

取a mL处理后的废水于锥形瓶中，滴加几滴KI溶液作指示剂，再用c mol/L AgNO₃溶液滴定，消耗AgNO₃溶液的体积为V mL。滴定终点时的现象是_______，经处理后的废水中NaCN的含量为______g/L。（已知：NaCN的摩尔质量：49g/mol）

20. （10分）实验小组制备硫代硫酸钠（Na₂S₂O₃）并探究其性质。

资料：i. S₂O₃^2-+2H⁺＝S↓+O₂↑+H₂O。

ii. Fe³⁺+3S₂O₃^2-Fe（S₂O₃）₃^3-（紫黑色）。

iii. Ag₂S₂O₃是难溶于水、可溶于Na₂S₂O₃溶液的白色固体。

（1）实验室可利用反应：2Na₂S+Na₂CO₃+4SO₂＝3Na₂S₂O₃+CO₂制备Na₂S₂O₃，装置如下图。

①用化学用语解释Na₂S和Na₂CO₃的混合溶液呈碱性的原因：

S^2-+H₂OHS^–+OH^–、______。

②为了保证Na₂S₂O₃的产量，实验中通入的SO₂不能过量。要控制SO₂的生成速率，可以采取的措施有：_______（写出一条）。

（2）探究Na₂S₂O₃溶液与不同金属的硫酸盐溶液间反应的多样性。

①I中产生白色沉淀的离子方程式为________。

②经检验，现象Ⅱ中的沉淀有Al（OH）₃和S，用平衡移动原理解释Ⅱ中的现象：________。

③经检验，现象Ⅲ中的无色溶液中含有Fe²⁺。从化学反应速率和限度的角度解释Ⅲ中Fe³⁺与S₂O₃^2-反应的实验现象：________。

以上实验说明：Na₂S₂O₃溶液与金属阳离子反应的多样性和阳离子的性质有关。

参考答案

第一部分
（选择题
共42分）

每小题3分

第二部分
（非选择题
共58分）

说明：其他合理答案均可参照本标准给分。

15. （8分）

（1）2p（2分）
哑铃（2分） 2（2分）

（2）Si（1分）

（3）［Ar］3d¹4s²（1分）

16. （8分）

（1）N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）
△H＝-92.4kJ/mol（2分）

（1分）

（2）0.02（2分）

（3）降温、增大压强或及时分离出NH₃（2分）

（4）AC（1分）

17. （12分）

（1）①＞（2分）
②＝（2分）

③＝（2分）
④＜（2分）

（2）①（1分）
②＞（1分）

③4.2×10^-4（1分）
④B（1分）

18. （10分）

（1）①负（1分）

②2NaCl+2H₂O2NaOH+H₂↑+Cl₂↑（2分）

③AC（2分）

④d极发生反应：2H₂O+2e^–＝H₂↑+2OH^–生成OH^–，且Na⁺从阳极区透过阳离子交换膜进入d极区，生成NaOH（2分）

⑤4OH^–-4e^–＝O₂↑+2H₂O（1分） ABC（1分）

（2）O₂+4e^–+2H₂O＝4OH^–（1分）

19. （10分）

（1）①阴（2分）

②Fe-6e^–+8OH^–＝FeO₄^2-+4H₂O（2分）

③KOH（2分）

④对平衡K₂FeO₄（s）2K⁺（aq）+FeO₄^2-（aq），增大c（K⁺），溶液中的离子积c²（K⁺）·c（FeO₄^2-）大于平衡常数，使平衡逆向进行，溶液析出固体（2分）

（2）产生黄色沉淀（1分） 98cV/a（1分）

20. （10分）

（1）①CO₃^2-+H₂OHCO₃^–+OH^–（2分）

②控制反应温度或调节硫酸的滴加速率（2分）

（2）①2Ag⁺+S₂O₃^2-＝Ag₂S₂O₃↓（2分）

②Al³⁺+3H₂OAl（OH）₃+3H⁺，S₂O₃^2-与H⁺反应生成S，使c（H⁺）降低，平衡正向移动，生成Al（OH）₃沉淀。（2分）

③Fe³⁺与S₂O₃^2-反应生成紫黑色Fe（S₂O₃）₃^3-的化学反应速率大，化学反应的限度相对小；Fe³⁺与S₂O₃^2-反应生成Fe²⁺的化学反应的限度相对大（2分）