2025届高三化学二轮复习 创新思想情境题专练

创新思想情境题 (选择题1~9题，每小题6分，共54分) 1.用含锂废渣(主要成分为Li2CO3，含有Ca、Mg杂质)为原料制备碳酸锂产品的流程如图所示。下列说法错误的是(　　) 已知：常温下Li2CO3微溶于水，且溶解度随温度升高而降低。 A.“浸出”在高温下进行可以提高浸出率 B.盐酸浸出碳酸锂的离子反应为Li2CO3+2H+===2Li++H2O+CO2↑ C.锂离子交换树脂主要交换的是Ca2+、Mg2+ D.升高温度可提高沉锂过程中碳酸锂的回收率 2.常温下，HClO的Ka=3×10-8。在某体系中，H+和ClO-不能穿过隔膜，未电离的HClO可自由穿过该膜(如图所示)。设溶液中c总(HClO)=c(HClO)+c(ClO-)，当达到平衡时，下列叙述错误的是(　　) A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-) B.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中的c(HClO)相等 C.溶液Ⅱ中HClO的电离度为% D.溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中的c总(HClO)之比约为13 3.某化学小组探究铁生锈的因素，设计如图1所示实验装置。将10.0 g铁粉、2.0 g炭粉加入三颈烧瓶，开始采集数据，t1时刻，加入5 mL的饱和氯化钠溶液后，再将一支装有10 mL稀盐酸的注射器插到烧瓶上，某一时刻开始匀速滴加，直至滴加完全，温度、压强与时间的关系如图2、3所示。下列说法正确的是(　　) A.t2时刻，盐酸被滴入三颈烧瓶中 B.三颈烧瓶中Fe粉先发生析氢腐蚀，后发生吸氧腐蚀 C.t1~t2段O2参与的反应式为O2+2H2O+4e-===4OH- D.当正极产生89.6 mL氢气时，负极电极质量减少2.24 g 4.某化学兴趣小组在1 L刚性密闭容器中加入1 mol NO和2 mol O3，发生两步反应，反应Ⅰ：NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)，反应Ⅱ：2NO2(g)N2O4(g)。实验测得体系中含氮物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.曲线②表示NO2浓度随时间变化的曲线 B.当NO和O3的有效碰撞频率不再变化时，反应Ⅰ已达到平衡状态 C.t1时，O3的剩余量为1.25 mol D.通过改变温度的方式可使体系中N2O4的体积分数达到20% 5.某有机物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z组成，基态Y和Z原子均含有2个未成对电子且Z的原子序数是Y的2倍。已知该物质的质谱图如图所示，=139时，其中碎片离子组成为X7W7YZ+。下列说法错误的是(　　) A.原子半径：Z>Y>W B.X、Y的简单氢化物分别为非极性分子、极性分子 C.XZ2为直线形分子且X为sp杂化 D.将W2Z气体通入W2Y2溶液中无明显现象 6.(2024·长沙模拟)实验室可在硝酸铁晶体的催化下，用液氨与钠制备氨基钠(NaNH2)，装置如图(夹持、搅拌、尾气处理装置已省略)。已知：NaNH2几乎不溶于液氨，易与水、氧气等反应。下列说法错误的是(　　) A.加入钠之前向装置A中通入氨气的目的是排出装置中的空气 B.装置B可以防止外界氧气和水蒸气进入装置 C.从反应后A的混合液中提纯氨基钠的操作方法是蒸发结晶 D.钠与液氨反应的化学方程式为2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑ 7.(2024·沈阳模拟)已知硫的两种晶体形态的相图如图所示(相图：用于描述不同温度、压强下硫单质的转化及存在状态的平衡图像)，燃烧的热化学方程式为S(斜方，s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH1；S(单斜，s)+O2(g)===SO2(g)　ΔH2。则下列有关说法正确的是(　　) A.温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa，单斜硫发生液化现象 B.由上述信息可判断：ΔH1>ΔH2 C.斜方硫和单斜硫互为同分异构体 D.图中F→G过程为固态硫的气化，该过程只破坏了分子间作用力 8.(2024·南昌统考二模)实验室可以在50 ℃用浓硝酸在硝酸汞催化下氧化乙炔(C2H2)气体来制备草酸，主要装置如图所示。 下列说法错误的是(　　) A.多孔球泡可增加气体与溶液的接触面积 B.用电石制得的C2H2中含有的H2S杂质，应用FeSO4溶液除去 C.增大硝酸的质量分数，草酸的产率可能会下降 D.实验中会产生氮氧化物等污染性气体，可用NaOH溶液吸收 9.为证明Cu2+形成配离子(配合物)可促使铜与酸置换出氢气反应的发生，进行下列实验。已知Cu2+能与NH3形成配离子[Cu(NH3)4]2+，与双硫腙(H2Dz，二元弱酸)形成配合物Cu(HDz)2，与EDTA-2Na(用Na2H2Y表示，忽略其电离出的H+)形成配合物CuH2Y。 编号 8 mol·L-1 H2SO4溶液 铜粉 加入某种物质 实验现象 Ⅰ 10 mL 6.4 g 无 无现象 Ⅱ 10 mL 6.4 g 0.1 mol EDTA-2Na固体 有气泡 Ⅲ 10 mL 6.4 g 0.2 mol双硫腙固体 有气泡，比实验Ⅱ密集 Ⅳ 10 mL 6.4 g 0.224 L NH3(标准状况下) 下列有关说法错误的是(　　) A.实验Ⅰ作对照组 B.实验Ⅳ中无气泡产生 C.实验Ⅲ比实验Ⅱ气泡密集的原因可能是实验Ⅲ中H+的浓度比实验Ⅱ中的大 D.实验Ⅰ和实验Ⅱ、实验Ⅰ和实验Ⅲ均能证明形成配合物可促进铜与酸的反应 10.(16分)根据“对角线规则”，BeCl2不是离子化合物，与AlCl3一样属于共价化合物。回答下列问题： (1)根据杂化轨道理论可知，杂化轨道只能形成　　　　(填“σ”或“π”)键。  (2)基态Cl原子的价层电子排布式为　　　　，有　　　　个未成对电子。  (3)AlCl3的空间结构为　　　　　，中心原子为　　　　杂化。  (4)BeCl2可以以单体、二聚体、多聚体的形式存在，其结构如图所示，则BeCl2的空间结构为　　　　，BeCl2二聚体、多聚体中Be原子的杂化方式分别为　　　　、　　　　。  11.(16分)(2024·辽宁统考二模)碘被称为“智力元素”，科学合理地补充碘可防止碘缺乏病。碘酸钾(KIO3)是常用的食盐加碘剂，可采用如下方法进行制备。 已知：①KIO3为无色或白色颗粒或粉末状结晶，是一种较强的氧化剂，其水溶液呈中性。 ②KIO3加热至560 ℃开始分解，不溶于乙醇。 方法一：采用如图所示装置用氯气氧化碘化钾得到碘酸钾溶液，再经一系列操作得到碘酸钾产品。 (1)装置B中盛装的试剂为　　　　，仪器a的名称为　　　。  (2)装置C中多孔球泡的作用是　　　　；C中反应生成碘酸钾的总化学方程式为　　　　　　　。  (3)一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥等多步操作。下列说法正确的是　　　　(填字母)。 A.蒸发浓缩过程中需要使用三脚架、泥三角、坩埚等仪器 B.抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品 C.产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失 D.干燥时高温烘干比低温烘干效果更好 方法二：采用如图实验流程，用碘单质制取碘酸钾产品。 (4)步骤①需控制温度在70 ℃左右，原因是　　　　　　　。  (5)步骤②中生成气体的反应的离子方程式为　　　　。  (6)产品碘酸钾纯度的测定：准确称a g产品配成250 mL溶液，取25.00 mL该溶液于碘量瓶中，加入稍过量的碘化钾溶液，用适量硫酸酸化。用c mol·L-1的硫代硫酸钠标准溶液滴定，滴定至淡黄色，加入少许淀粉溶液。平行滴定三次，平均消耗硫代硫酸钠标准溶液V mL。已知：I2+2S2===2I-+S4，产品的纯度为　　　(用含a、c、V的代数式表示)。  12.(14分)(2024·黑吉辽，18)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K。将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题： (1)ΔS　　　　　0(填“>”或“<”)；T3=　　　　　℃。  (2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH=　　　　　kJ·mol-1。  H2O(l)===H2O(g)　ΔH2=+44.0 kJ·mol-1 H2(g)+Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH3=-184.6 kJ·mol-1 (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是　　　　　(填标号)。  A.增大HCl的流速 B.将温度升高40 ℃ C.增大n(HCl)∶n(O2) D.使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是　　　　。  (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  (6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高，稳定性强，TiO2和RuO2的晶体结构均可用如图表示，二者晶胞体积近似相等，RuO2与TiO2的密度比为1.66，则Ru的相对原子质量为　　　　　(精确至1)。  答案精析 1.A　[由图可知，浸出时加入盐酸，高温下盐酸易挥发，浓度降低，会导致浸出率下降，A错误；加入盐酸，Li2CO3、Ca、Mg分别转化为Li+、Ca2+、Mg2+，常温下Li2CO3微溶于水，则盐酸浸出碳酸锂的离子反应为Li2CO3+2H+===2Li++H2O+CO2↑，要得到Li2CO3产品，需除去Ca2+和Mg2+，故锂离子交换树脂主要交换的是Ca2+、Mg2+，B、C正确；已知Li2CO3的溶解度随温度升高而降低，故升高温度可提高沉锂过程中碳酸锂的回收率，D正确。] 2.D　[常温下，溶液Ⅰ中的pH=7，溶液中c(H+)=c(OH-)，A正确；由题意可知，未电离的HClO可自由穿过该膜，故达到平衡时，两溶液中c(HClO)相等，B正确；电离度可表示为×100%，溶液Ⅱ的pH=3，则c(H+)=10-3 mol·L-1，Ka==3×10-8，结合c总(HClO)=c(HClO)+c(ClO-)，则=3×10-8，可得×100%=%，C正确；由C分析可知，溶液Ⅱ中c总(HClO)=c(HClO)，同理可得，溶液Ⅰ中c总(HClO)=c(HClO)，溶液Ⅰ和Ⅱ中c总(HClO)之比为[c(HClO)]∶[c(HClO)]≈1.3，D错误。] 3.C　[由题可知，三颈烧瓶中的Fe粉与炭粉在NaCl溶液中发生电化学腐蚀，刚开始加入饱和食盐水，溶液呈中性，Fe粉发生吸氧腐蚀，后向三颈烧瓶中注入盐酸，溶液呈酸性，Fe粉发生析氢腐蚀，B错误；结合图2、图3可知，Fe粉发生吸氧腐蚀时放出热量，随着反应进行，放出热量减小且温度降低，当滴入盐酸后，Fe粉发生析氢腐蚀，产生氢气，放出热量且气体压强增大，故t3时刻滴入盐酸，A错误；t1~t2段，Fe粉发生吸氧腐蚀，O2参与的反应式为O2+4e-+2H2O===4OH-，C正确；未说明是否为标准状况，无法计算产生氢气的物质的量，D错误。] 4.D　[由反应的化学方程式可知，随着反应的进行，NO的浓度逐渐减小，N2O4的浓度逐渐增大，开始时以发生反应Ⅰ为主，NO2的浓度逐渐增大，随后以发生反应Ⅱ为主，NO2浓度逐渐减小，故曲线①、②、③分别表示NO、NO2、N2O4，A正确；当NO和O3的有效碰撞频率不再变化时，则反应Ⅰ正反应速率不再变化，说明此反应已达到平衡状态，B正确；由题图可知，t1时，c(NO)=c(NO2)=c(N2O4)，设t1时，c(NO)=c(NO2)=c(N2O4)=a mol·L-1，又由氮元素守恒可得，(a+a+2a) mol=1 mol，解得a=0.25，由关系式：N2O4~2NO2可知，消耗NO2的物质的量为0.5 mol，则第一步生成NO2的物质的量为(0.25+0.5) mol=0.75 mol，可列三段式： 　　　　　　NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) 起始/mol　　1　　　2　　　　0　　　0 转化/mol　　0.75　　0.75　　0.75　　0.75 t1时/mol　　0.25　　1.25　　　　　　0.75 故t1时，O3的剩余量为1.25 mol，C正确；由C选项分析可知，当NO完全转化为NO2、NO2又完全转化成N2O4时，N2O4的体积分数为×100%=20%，但是两步反应均为可逆反应，均不可能完全转化，D错误。] 5.D　[由题意知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Y和Z原子均含有2个未成对电子且Z的原子序数是Y的2倍，可知Y为O，Z为S。质谱图中=139时，其中碎片离子组成为X7W7YZ+，可得X与W的相对原子质量之和为=13，由此可知W为H，X为C。同一周期元素从左到右，原子半径逐渐减小；同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，则原子半径：S>O>H，A正确；X、Y的简单氢化物分别为CH4、H2O，CH4为非极性分子，H2O为极性分子，B正确；XZ2为CS2，CS2为直线形分子，且CS2中C原子为sp杂化，C正确；W2Z为H2S，W2Y2为H2O2，将H2S气体通入H2O2溶液中有浅黄色沉淀出现，发生反应：H2O2+H2S===2H2O+S↓，D错误。] 6.C　[由题意知，NaNH2易与水和氧气发生反应，加入钠之前先通入氨气的目的是排尽密闭体系中的空气，A正确；装置B中Hg可防止外界氧气、水蒸气进入密闭体系，B正确；NaNH2难溶于液氨，可过滤除去液氨，得到产品NaNH2，C错误；钠与液氨反应生成NaNH2和氢气，反应的化学方程式为2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑，D正确。] 7.B　[由题图可知，温度高于119 ℃且压强小于0.4 Pa，单斜硫转化为气态，A项错误；将两个热化学方程式相减可得S(斜方，s)S(单斜，s)　ΔH=ΔH1-ΔH2，根据图示，升高温度，斜方硫转化为单斜硫，说明升高温度，该平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH=ΔH1-ΔH2>0，ΔH1>ΔH2，B项正确；斜方硫和单斜硫为硫元素的不同单质，互为同素异形体，C项错误；F→G过程包括斜方硫和单斜硫的转化，该过程为化学变化，破坏了化学键，D项错误。] 8.B　[多孔球泡让通入的气体以小气泡的形式和液体接触，能增加接触面积，故A正确；用电石制得的C2H2中含有的H2S杂质，应用CuSO4溶液除去，故B错误；草酸具有较强的还原性，硝酸是氧化性酸，增大硝酸质量分数可能会氧化草酸而导致草酸产率下降，故C正确；实验中硝酸可能被还原为NO、NO2等污染性气体，可以用NaOH溶液吸收，故D正确。] 9.D　[实验Ⅳ中NH3为碱性气体，能与硫酸反应生成N而无法与Cu2+形成配离子，故实验Ⅳ中不会有氢气产生，B正确；实验Ⅱ和实验Ⅲ中H+的浓度不同，与Cu2+配合的物质也不同，这两个因素都可能导致实验Ⅲ中的气泡比实验Ⅱ密集，C正确；本实验中以实验Ⅰ为对照组，另外一组实验应该满足的条件为铜粉的质量相同、c(H+)相同、加入的物质能与Cu2+配合，实验Ⅱ中EDTA-2Na能与Cu2+形成配合物，能达到实验目的，实验Ⅲ与实验Ⅰ的c(H+)不同，不能达到实验目的，A正确，D错误。] 10.(1)σ　(2)3s23p5　1　(3)平面三角形　sp2　(4)直线形　sp2　sp3 解析　(4)由图可知，Be原子的价层电子对数为2，BeCl2的空间结构为直线形，由图可知BeCl2二聚体中Be原子形成3个σ键，不含孤电子对，Be原子的杂化方式为sp2，BeCl2多聚体中Be原子形成4个σ键，不含孤电子对，Be原子的杂化方式为sp3。 11.(1)饱和食盐水　三颈烧瓶 (2)增大氯气与氢氧化钾和碘化钾混合溶液的接触面积，使氯气充分反应，提高产率　6KOH+KI+3Cl2===KIO3+6KCl+3H2O　(3)BC　(4)硝酸和过氧化氢受热易分解 (5)2H+===H2O+CO2↑　(6)cV% 解析　(3)三脚架、泥三角、坩埚等仪器可用于固体灼烧，蒸发浓缩过程中需要使用蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒等仪器，A错误；抽滤可以加快过滤速率，获得较为干燥的产品，B正确；由已知得，碘酸钾不溶于乙醇，故产品可用乙醇洗涤以减少溶解损失，C正确；由于KIO3加热至560 ℃开始分解，故不能采用高温烘干，D错误。 (5)KIO3水溶液呈中性证明HIO3为强酸，步骤②中，碳酸钾与碘酸反应生成气体的离子方程式为2H+===H2O+CO2↑。 (6)由+5I-+6H+===3I2+3H2O和+2S2===2I-+S4得，~3I2~6S2，则)=n(S2)=××cV×10-3 mol=cV×10-3 mol，m(KIO3)=n(KIO3)×Mr=cV×10-3 mol×214 g·mol-1=cV g，故产品的纯度为×100%=cV%。 12.(1)<　360　(2)-285.8　(3)BD　(4)反应未达平衡时，流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低　(5)6　(6)101 解析　(1)2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)反应后气体分子数目减小，该反应 ΔS <0；该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，由图像可知，T1代表的温度为440 ℃，T3为360 ℃。(2)根据盖斯定律可得反应H2(g)+O2(g)===H2O(l)的ΔH=ΔH1+ΔH3-ΔH2=-57.2 kJ·mol-1-184.6 kJ·mol-1-44.0 kJ·mol-1=-285.8 kJ·mol-1，即氢气的燃烧热ΔH=-285.8 kJ·mol-1。(3)增大HCl的流速，由图像可知，HCl的转化率减小，A不符合题意；M点对应的温度为360 ℃，由图像可知，温度升高40 ℃为400 ℃时，HCl的转化率增大，B符合题意；增大n(HCl)∶n(O2)，HCl的转化率减小，C不符合题意；M点时，反应未达到平衡，使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增加，D符合题意。(5)由图像可知，N点HCl的平衡转化率为80%，设起始n(HCl)=n(O2)=4 mol，可列出三段式： 　　　　　2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g) 起始量/mol　4　　　4　　　　0　　　0 变化量/mol　3.2　　0.8　　　1.6　　1.6 平衡量/mol　0.8　　3.2　　　1.6　　1.6 则K==6。(6)由于二者的晶体结构相似，体积近似相等，则其密度之比等于摩尔质量之比，故=1.66，则Ru的相对原子质量约为101。 学科网（北京）股份有限公司 $$