荆州2025-2026学年第一学期期末教学质量检测试题(卷)高二化学

1、用图示装置及药品制备有关气体，其中能达到实验目的的是(       )

A．A

B．B

C．C

D．D

2、A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：

(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素名称为_______。

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为_______，C的元素符号为_______。

(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_______，其基态原子的电子排布式为_______。

(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为_______，其基态原子的电子排布式为_______。

3、氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。回答下列问题：

（1）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为___________________。

（2）氢气能源有很多优点，佴是氢气直接燃烧的能量转化率远低于燃料电池，写出碱性氢氧燃料电池的负极反应式：_______________________________________。

（3）在一定条件下，1mol某金属氢化物MHX与ymolH2发生储氢反应生成1 mol新的金属氢化物，写出该反应的化学反应方程式：___________________________________。

（4）化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4，同时获得氢气：Fe+2H2O+2OH−FeO42−+3H2↑，工作原理如图所示。装置通电后，铁电极附近生成紫红色的FeO42−，镍电极有气泡产生。已知：Na2FeO4只在强碱性条件下稳定，易被H2还原。

①电解一段时间后，c(OH−)降低的区域在_______（填“阴极室”或“阳极室”）。

②电解过程中，须将阴极产生的气体及时排出，其原因是_______。

4、氨主要用于生产化肥和硝酸。“十三五”期间，预计我国合成氨产量将保持稳中略增。

(1)目前工业上用氮气和氢气合成氨的生产条件为________________________。

(2)如图是不同温度和不同压强下，反应达到平衡后，混合物中NH3含量(体积%)的变化情况。已知初始时n(N2)：n(H2)=1：3。判断p1、p2的大小关系，并简述理由。 _____________________

(3)实验室在2L密闭容器中加入1mol氮气和3mol氢气模拟工业合成氨。若反应2min，气体的总物质的量减少了0.8mol，则2min内氨气的生成速率为____________。

(4)常见氮肥有氨水、氯化铵、硫酸铵、尿素等。常温下，c(NH4+)相等的氨水、氯化铵、硫酸铵三种溶液，氨水、氯化铵、硫酸铵的浓度从大到小的关系为__________________。

(5)草木灰主要含有碳酸钾，解释草木灰不宜与铵态氮肥混合使用的原因__________。

5、电镀废水中含有的络合态镍(Ⅱ)和甘氨酸铬(Ⅲ)等重金属污染已成为世界性环境问题。常用的处理方法是臭氧法和纳米零价铁法。

I．臭氧法

(1)在废水中通入，在紫外光(UV)照射下产生羟基自由基(·OH)，氧化分解络合态Ni(Ⅱ)使镍离子游离到废水中，部分机理如下：

ⅰ．

ⅱ．

ⅲ．

①写出产生·OH的化学方程式：__________。

②加入一定量的有利于提高氧化效果，原因是____________。

Ⅱ．纳米零价铁法

(2)制备纳米零价铁。

将和溶液在乙醇和水的混合溶液中混合搅拌(氛围)，充分反应得到纳米零价铁、、HCl、NaCl和。写出反应的化学方程式_______________。

(3)纳米零价铁处理甘氨酸铬。

①甘氨酸铬(结构简式如图)分子中与铬配位的原子为_________。

②研究表明：纳米零价铁对有机物的降解通常是产生液相·OH对有机物官能团进行断键，使有机络合态Cr(Ⅲ)被释放到溶液中，同时氧化成无机Cr(Ⅵ）。纳米零价铁对甘氨酸铬的去除机理如图所示：

对初始铬浓度为的甘氨酸铬去除率进行研究，总铬去除率随时间的变化如图所示，其可能的原因是____________。

6、不同温度、压强下，在合成氨平衡体系中N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，NH3的物质的量分数见表(N2和H2起始物质的量之比为1：3)：

(1)N原子最外层电子排布式为___，氮气能在大气中稳定存在的原因是___。

(2)已知该反应在2L密闭容器中进行，5min内氨的质量增加了1.7g，则此段时间内H2的平均反应速率为___mol/(L·min)。

(3)该反应的平衡常数表达式___，升高温度，K值___(选填“增大”、“减小”或“不变”)。T℃(K=3.6)的某一时刻下，c(N2)=1mol/L，c(H2)=3mol/L，c(NH3)=9mol/L，在这种情况下该反应是否处于平衡状态___(选填“是”、“否”)，此时反应速率是v正___v逆(选填“>”、“<”或“=”)。

(4)合成氨是生产条件一般为压强在20MPa~50MPa，温度为500℃左右，选用该条件的主要原因是___。

(5)从表中数据可知，在该条件下氨的平衡含量并不高，为提高原料利用率，工业生产中采取的措施是___。

(6)工业上用氨水吸收SO2尾气，最终得到化肥(NH4)2SO4。(NH4)2SO4溶液中离子浓度由大到小的顺序是___。

7、研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。

（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式： 。

②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是 。

a．容器中压强不变     b．H2的体积分数不变

c．c(H2)=3c(CH3OH)   d．容器中密度不变

e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。

（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将   转化为   。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)

②催化剂b表面的电极反应方程式为   。

（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：

①写出CaH2的电子式   。

②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：   。

③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式 。

8、聚合氯化铝是一种新型净水剂，其中铝的总浓度(用c表示）包括三类：主要为A l3+的单体形态铝（用Ala表示）总浓度，主要为主要为[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的中等聚合形态铝总浓度(用Alb 表示)和Al(OH)3胶体形态铝(用A1c表示)总浓度。

（1）真空碳热还原一氧化法可实现由铝土矿制备金属铝，相关反应的热化学方程式如下：

①Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)△H1=akJ·mol-1

②3AlCl(g)= 2Al(s)+AlCl3(g) △H2=bkJ·mol-1

则反应Al2O3(s)+33C(s)= 2Al(s)+ 3CO(g)△H=______kJ·mol-1（用含a、b的代数式表尔）。 反应①在常压、1900 ℃ 的高温下才能进行，说明△H______( 填“>”“=”或“<”）。

（1）用膜蒸馏（简称MD）浓缩技术将聚合氯化铝溶液进行浓缩，实验过程中不同浓度聚合氯化铝溶液中铝形态分布（百分数）如下表：

①在一定温度下，c越大,Al(OH)3胶体的百分含量______(填“越大”“越小”或“不变”)。

②若将c=2.520mol/L的聚合氯化铝溶液加水稀释，则稀释过程中发生的主要反应的离子方程式为_____________。

（3）一定条件下，向1.0mol/L的AlCl3溶液中加入0.6 mol/L的NaOH溶液，可制得Alb含量约为86 % 的聚合氯化铝溶液。写出生成[AlO4 Al12(OH)24(H2O)12 ]7+的离子方程式：_______。

（4）已知Al3++4X=2，X表示显色剂， 表示有色物质，通过比色分析得到25 ℃时Al3+浓度随时间的变化关系如图所示（初始时X的浓度为0.194mol·L-1）。

①1min时, 的浓度为___________。

②0～3min内该反应的速率vx＝________。

③第9min时，反应达到平衡，K=__________(用代数式表示）。

9、【化学―选修 3 物质结构与性质】

氮族元素（Nitrogen group）是元素周期表VA 族的所有元素，包括氮（N）、磷（P）、砷（As）、锑（Sb）、铋（Bi）和Uup共计六种。

（1）氮族元素的外围电子排布式的通式为 ；基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为   ，该能层具有的原子轨道数为   。

（2）PH3分子的VSEPR模型为______________,键角NH3   H2O（填“>”、“<”或“=”)。

（3）氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成：已知其阴离子构型为平面正三角形，则其阳离子中氮的杂化方式为 。

（4）从化合物NF3和NH3的结构与性质关系比较，回答它们两者如下性质差异原因：

①NF3的沸点为－129℃，而NH3的沸点为－33℃，其原因是 。

②NH3易与Cu2+反应，而NF3却不能，其原因是   。

（5）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层，磷化硼晶体的晶胞结构与金刚石类似，磷原子作面心立方最密堆积，则硼原子的配位数为________；已知磷化硼的晶胞边长a=" 478" pm，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（dB-P）=__________pm（保留三位有效数字）。

10、三草酸合铁酸钾为翠绿色晶体，易溶于水(0℃时；100℃时)，难溶于乙醇。110℃下可失去结晶水，230℃时分解。此物质对光敏感，受光照时分解，翠绿色变为黄色，同时产生二氧化碳。用制备的原理如下：

①

②

③

实验步骤：

请回答：

(1)“溶解”时，加入H2SO4溶液的作用是_______。

(2)“沉淀”操作为：加入饱和H2C2O4溶液，沸水加热，完全沉淀后用倾析法分离并洗涤沉淀。分离沉淀之前应该将沉淀煮沸几分钟，目的是_______。

(3)下列说法正确的是_______。

A．在“氧化”过程中，应保持合适的反应温度，若温度太低，则氧化速率太慢

B．若“氧化”后的溶液能使酸性高锰酸钾溶液褪色，说明亚铁离子未完全被氧化

C．“酸溶”时若pH过高，Fe(OH)3可能溶解不充分

D．若“酸溶”后溶液浑浊，则需过滤，且最好用热水洗涤沉淀

(4)重结晶前，“一系列操作”是为了得到三草酸合铁酸钾粗产品，从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序：蒸发浓缩→_______→_______→_______→_______→_______→重结晶。

a．加入适量95%乙醇溶液    b．放置于暗处结晶 c．加热烘干    d．蒸发结晶    e．冷却至室温              f．减压过滤           g．用95%乙醇溶液洗涤

(5)重结晶后，产品中K3[Fe(C2O4)3]∙3H2O含量的测定可采用滴定分析等方法。

①下列关于滴定分析的操作，不正确的是_______。

A．滴定润洗时，润洗液应从滴定管下端放出

B．滴定过程中，左手控制活塞，手心需避免碰到活塞

C．用移液管排放溶液时，应将移液管下端垂直插入溶液中

D．滴定开始时，滴定液可以呈线状流下，滴定后期应逐滴下滴

②某同学经过测定，发现产品中K3[Fe(C2O4)3]∙3H2O含量明显偏低，可能原因是_______。

11、以下方法常用于对废水中的苯酚进行定量测定：取含苯酚废水，加过量溴水使苯酚完全反应，煮沸，再加入过量溶液生成三溴苯酚，再用标准溶液滴定至终点，消耗溶液．已知(三溴苯酚)．和溶液颜色均为无色．

(1)消耗的物质的量为________．

(2)废水中苯酚的物质的量浓度为_______(写出简要计算过程)．

12、乙烯是重要的基础化工原料，工业上利用乙烷脱氢制乙烯的相关反应如下：

反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

(1)反应的_______。

(2)以和的混合气体为起始投料(不参与反应)，保持混合气体总物质的量不变，在恒容的容器中对反应Ⅰ进行研究。下列说法正确的是_______。

A．升高温度，正、逆反应速率同时增大

B．和的物质的量相等时，反应达到平衡状态

C．增加起始投料时的体积分数，单位体积的活化分子数增加

D．增加起始投料时的体积分数，平衡转化率增大

(3)科研人员研究催化剂对乙烷无氧脱氢的影响

①在一定条件下，催化乙烷脱氢转化为乙烯的反应历程如图所示，该历程的各步反应中，生成下列物质速率最慢的是_______。

A．       B．       C．       D．

②用基催化剂研究催化脱氢，该催化剂对键和键的断裂均有高活性，易形成碳单质。一定温度下，基催化剂在短时间内会失活，其失活的原因是_______。

(4)在和催化剂条件下，向体积固定的容器中充入与一定量发生反应(忽略反应Ⅰ和反应Ⅱ外的其它反应)，平衡时和的物质的量分数随起始投料比的变化关系如图所示。

①图中曲线c表示的物质为，表示的曲线为_______(填“a”或“b”)，判断依据是_______。

②当时，平衡时体系压强为P，计算反应Ⅰ的平衡常数_______(写出计算过程，结果保留2位有效数字；对于，，)。

13、CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。其中CO2转换为CH3OH被认为是最可能利用的路径，该路径涉及反应如下：

反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.4kJ/mol

反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2＞0

请回答下列问题：

(1)若已知H2和CO的燃烧热，计算反应II的ΔH2，还需要的一个只与水有关的物理量为___________。

(2)在催化剂条件下，反应I的反应机理和相对能量变化如图1(吸附在催化剂表面上的粒子用*标注，TS为过渡态)。

完善该反应机理中相关的化学反应方程式：OH*+H2(g)=___________；以TS3为过渡态的反应，其正反应活化能为___________eV。

(3)在恒温恒压下，CO2和H2按体积比1：3分别在普通反应器(A)和分子筛膜催化反应器(B)中反应，测得相关数据如下表。

已知：①分子筛膜催化反应器(B)具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能：

②CH3OH的选择性=

①在普通反应器(A)中，下列能作为反应(反应I和反应II)达到平衡状态的判据是___________(填标号)。

A．气体压强不再变化     B．气体的密度不再改变。

C．v正(CO2)=3v逆(H2) D．各物质浓度比不再改变

②平衡状态下，反应器(A)中，甲醇的选择性随温度升高而降低，可能的原因是___________；在反应器(B)中，CO2的平衡转化率明显高于反应器(A)，可能的原因是：___________。

③若反应器(A)中初始时n(CO2)=1mol，反应I从开始到平衡态的平均反应速率v(CH3OH)=___________mol/s；反应II的化学平衡常数Kp(II)=___________(用最简的分数表示)；

(4)近年来，有研究人员用CO2通过电催化生成CH3OH，实现CO2的回收利用，其工作原理如图2所示。请写出Cu电极上的电极反应式：___________。