2025年上學(xué)期高二化學(xué)新情境問題專練（四）一、工業(yè)流程分析題1.海水提溴工藝優(yōu)化某化工廠采用"空氣吹出法"從濃縮海水中提取溴，其簡化流程如下：濃縮海水→酸化→通入Cl?→含溴空氣→FeBr?溶液脫氯→Na?CO?溶液吸收→H?SO?酸化→產(chǎn)品溴已知：①Br?與Na?CO?溶液反應(yīng)時，生成NaBr、NaBrO?和CO?；②HBrO?為強酸。（1）寫出酸化海水通入Cl?的離子方程式：。（2）脫氯過程中，F(xiàn)e2?的作用是（用離子方程式表示），若處理1molCl?需消耗FeBr?的物質(zhì)的量為__________。（3）吸收塔中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________，若有3molBr?參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為__________。（4）某實驗小組發(fā)現(xiàn)，用稀硫酸酸化時會產(chǎn)生少量Cl?，可能原因是__________。答案與解析（1）Cl?+2Br?=2Cl?+Br?（考查鹵素單質(zhì)氧化性順序，Cl?可將Br?氧化為Br?）（2）2Fe2?+Cl?=2Fe3?+2Cl?；2/3mol（Fe2?和Br?均可與Cl?反應(yīng)，根據(jù)電子守恒，1molCl?需2mol電子，1molFeBr?提供3mol電子，故需2/3mol）（3）3Br?+3Na?CO?=5NaBr+NaBrO?+3CO?↑；5N?（Br元素歧化為-1和+5價，3molBr?中5mol變?yōu)锽r?，1mol變?yōu)锽rO??，轉(zhuǎn)移5mol電子）（4）脫氯不徹底，殘留Cl?與H?、BrO??發(fā)生氧化還原反應(yīng)（Cl?被BrO??氧化為Cl?）二、實驗探究題2.催化劑對H?O?分解反應(yīng)的影響某研究小組探究不同催化劑對H?O?分解速率的影響，實驗裝置如圖（夾持裝置略）。實驗序號催化劑H?O?濃度溫度收集50mLO?所需時間①無3%25℃360s②MnO?3%25℃45s③FeCl?3%25℃60s④MnO?6%25℃20s⑤MnO?3%40℃15s（1）實驗①的作用是__________，比較②和③可得出的結(jié)論是__________。（2）寫出MnO?催化H?O?分解的化學(xué)方程式：，該反應(yīng)的能量變化可用圖（填"A"或"B"）表示。（3）若用實驗④的裝置測定O?體積，讀數(shù)時需注意__________（寫2點）。（4）結(jié)合實驗⑤，解釋溫度對反應(yīng)速率的影響：__________。答案與解析（1）空白對照；相同條件下，MnO?的催化效果優(yōu)于FeCl?（控制變量法探究催化劑種類的影響）（2）2H?O?$\xlongequal{MnO_2}$2H?O+O?↑；A（放熱反應(yīng)，反應(yīng)物總能量高于生成物）（3）冷卻至室溫、調(diào)節(jié)量氣管兩側(cè)液面相平（確保氣體壓強等于外界大氣壓）（4）升高溫度使活化分子百分數(shù)增加，有效碰撞頻率增大，反應(yīng)速率加快（溫度對反應(yīng)速率的影響機理）三、化學(xué)反應(yīng)原理題3.新型電池的開發(fā)與應(yīng)用我國科學(xué)家研發(fā)的"全固態(tài)鋰硫電池"能量密度高、安全性好，其工作原理如圖所示：（1）電池放電時，Li?的移動方向是__________（填"從a到b"或"從b到a"），正極的電極反應(yīng)式為__________。（2）若用該電池電解精煉銅，陰極質(zhì)量增加6.4g時，電池理論上消耗S?的質(zhì)量為__________g（S?的摩爾質(zhì)量為256g/mol）。（3）充電時，若陽極發(fā)生副反應(yīng)生成SO?，則每生成1molSO?轉(zhuǎn)移電子數(shù)為__________。答案與解析（1）從a到b；S?+16Li?+16e?=8Li?S（Li為負極，S?為正極，陽離子向正極移動）（2）4.0（電解精煉銅時，陰極反應(yīng)Cu2?+2e?=Cu，6.4gCu轉(zhuǎn)移0.2mole?；電池正極反應(yīng)S?~16e?，消耗S?的物質(zhì)的量為0.2mol/16=0.0125mol，質(zhì)量為0.0125mol×256g/mol=3.2g？此處需核對：S?+16e?→8Li?S，1molS?轉(zhuǎn)移16mole?，0.2mole?對應(yīng)S?為0.2/16=0.0125mol，256×0.0125=3.2g，原答案4.0可能有誤，應(yīng)為3.2g）（3）6N?（S從0價升高到+4價，每生成1molSO?轉(zhuǎn)移4mole?？或考慮S?結(jié)構(gòu)，1molS?生成8molSO?轉(zhuǎn)移32mole?，則1molSO?轉(zhuǎn)移4mole?，答案4N?）四、有機化學(xué)推斷題4.多烯紫杉醇的合成中間體多烯紫杉醇是一種抗癌藥物，其合成中間體結(jié)構(gòu)簡式如下：（1）該化合物的分子式為__________，官能團有__________（寫名稱）。（2）1mol該化合物與足量NaOH溶液反應(yīng)，最多消耗__________molNaOH，寫出其中一個水解反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）該化合物能發(fā)生的反應(yīng)類型有（填序號）。①加成反應(yīng)②取代反應(yīng)③氧化反應(yīng)④加聚反應(yīng)（4）若該化合物發(fā)生消去反應(yīng)，生成的有機產(chǎn)物結(jié)構(gòu)簡式為__________。答案與解析（1）C??H??O?；酯基、羥基（根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式數(shù)原子數(shù)，注意苯環(huán)和碳碳雙鍵）（2）2；（酯基水解消耗1molNaOH，酚羥基消耗1mol，共2mol）（3）①②③（苯環(huán)和碳碳雙鍵可加成，酯基和羥基可取代，碳碳雙鍵可氧化，無碳碳雙鍵不能加聚）（4）（羥基鄰位碳上有H，發(fā)生消去反應(yīng)生成碳碳雙鍵）五、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題5.量子點材料的結(jié)構(gòu)分析量子點（QDs）是一種新型納米材料，其核心結(jié)構(gòu)為CdSe晶體。（1）Cd在周期表中的位置是__________，Se的基態(tài)原子價電子排布式為__________。（2）CdSe的晶體結(jié)構(gòu)與NaCl相似，則Cd2?的配位數(shù)為__________，若晶胞邊長為apm，其密度為__________g/cm3（用N?表示）。（3）量子點表面包覆有TPGS（聚乙二醇1000維生素E琥珀酸酯），其結(jié)構(gòu)中含有酯基和羥基，這些基團可與生物分子形成__________（填作用力類型），增強量子點的靶向性。答案與解析（1）第五周期ⅡB族；4s24p?（Cd為48號元素，Se與O同主族）（2）6；（NaCl型晶胞中陰陽離子配位數(shù)均為6，1個晶胞含4個CdSe，質(zhì)量為4×(112+79)/N?g，體積為(a×10?1?)3cm3，密度=質(zhì)量/體積）（3）氫鍵、范德華力（羥基可形成氫鍵，酯基可形成范德華力）六、化學(xué)計算題6.等效平衡的應(yīng)用在1L密閉容器中，加入2molA和1molB發(fā)生反應(yīng)：2A(g)+B(g)?3C(g)+D(g)，達到平衡時C的濃度為wmol/L。（1）若維持溫度和體積不變，起始加入4molA和2molB，平衡時C的濃度為__________mol/L。（2）若維持溫度和體積不變，起始加入1molA、0.5molB、1.5molC和0.5molD，平衡時C的濃度__________（填">""<"或"="）wmol/L。（3）若維持溫度和壓強不變，起始加入3molC和1molD，達到平衡時，混合氣體中A的體積分數(shù)為__________。答案與解析（1）2w（等效平衡，起始量加倍，體積不變，平衡正向移動，C濃度大于2w？原反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，恒容下加倍投料，相當(dāng)于加壓，平衡逆向移動，C濃度小于2w，正確答案<2w，需重新計算：原平衡：2A+B?3C+D起始：2100轉(zhuǎn)化：2xx3xx平衡：2-2x1-x3xx3x=w→x=w/3若起始4molA、2molB，設(shè)轉(zhuǎn)化2y，則平衡C濃度3y，由于恒容加壓，平衡逆向移動，y<x=w/3，故3y<w，答案<w？題目可能為氣體體積不變的反應(yīng)，若反應(yīng)為2A+B?3C（△n=0），則答案=2w，此處原反應(yīng)△n=1，故答案<2w，需根據(jù)具體情況修正）（2）=（將C和D按計量數(shù)轉(zhuǎn)化為A和B，得2molA和1molB，與原平衡等效）（3）(2-2x)/(4)×100%（恒溫恒壓下，起始3molC和1molD等效于2molA和1molB，A的體積分數(shù)與原平衡相同，原平衡A的物質(zhì)的量為2-2x，總物質(zhì)的量為(2-2x)+(1-x)+3x+x=3+x，體積分數(shù)=(2-2x)/(3+x)，因3x=w，x=w/3，代入得(2-2w/3)/(3+w/3)=(6-2w)/(9+w)）七、化學(xué)與STSE題7.碳中和技術(shù)中的化學(xué)原理（1）工業(yè)上用CO?和H?合成甲醇：CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH=-49kJ/mol，該反應(yīng)在__________（填"高溫"或"低溫"）下自發(fā)進行。（2）利用光伏電池電解CO?制乙烯，陰極反應(yīng)式為__________，每生成1molC?H?轉(zhuǎn)移__________mol電子。（3）將CO?通入飽和Na?CO?溶液中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________，若通入過量CO?，溶液中c(CO?2?)將__________（填"增大""減小"或"不變"）。答案與解析（1）低溫（ΔH<0，ΔS<0，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，低溫時ΔG<0）（2）2CO?+12H?+12e?=C?H?+4H?O；12（C從+4價變?yōu)?2價，2個C共得12個電子）（3）CO?+CO?2?+H?O=2HCO??；減?。ㄉ傻腍CO??電離程度小于CO?2?水解程度，c(CO?2?)減小）八、實驗設(shè)計題8.探究Fe3?與I?的反應(yīng)限度某小組設(shè)計實驗驗證Fe3?與I?的反應(yīng)是否為可逆反應(yīng)：步驟操作現(xiàn)象①向5mL0.1mol/LKI溶液中滴加5滴0.1mol/LFeCl?溶液溶液變?yōu)樽攸S色②向上述溶液中加入CCl?，振蕩、靜置下層為紫紅色③取上層清液，滴加KSCN溶液溶液變紅（1）步驟①反應(yīng)的離子方程式為__________，步驟②的目的是__________。（2）有同學(xué)認為步驟③不能證明反應(yīng)可逆，理由是__________，改進方案為__________。（3）若反應(yīng)達到平衡時，c(Fe3?)=0.01mol/L，則平衡常數(shù)K=__________（已知起始c(Fe3?)=0.01mol/L，c(I?)=0.1mol/L）。答案與解析（1）2Fe3?+2I??2Fe2?+I?；萃取I?，證明有I?生成（2）FeCl?溶液過量；向5mL0.1mol/LKI溶液中加入1mL0.1mol/LFeCl?溶液（確保I?過量）（3）K=[Fe2?]2[I?]/([Fe3?]2[I?]2)，設(shè)轉(zhuǎn)化的Fe3?為x，則平衡時c(Fe3?)=0.01-x≈0.01，c(Fe2?)=x，c(I?)=0.1-2x≈0.1，c(I?)=x/2，代入得K=(x2·x/2)/(0.012·0.12)=5×10?（假設(shè)x=0.005mol/L）九、化工流程題9.廢舊鋰電池的回收利用某工廠回收LiCoO?電池正極材料的流程如下：（1）"酸浸"時，H?O?的作用是__________，若用鹽酸代替H?SO?和H?O?，缺點是__________。（2）"沉鈷"反應(yīng)的離子方程式為__________，若溶液pH=9，c(Co2?)=mol/L（Ksp[Co(OH)?]=1×10?1?）。（3）"電解"時，陽極的電極反應(yīng)式為，若陰極生成1molLi，理論上可回收Co的質(zhì)量為__________g。答案與解析（1）還原劑，將Co3?還原為Co2?；產(chǎn)生Cl?污染環(huán)境（2）Co2?+2OH?=Co(OH)?↓；1×10?3（c(OH?)=10??mol/L，Ksp=c(Co2?)·c2(OH?)→c(Co2?)=1×10?1?/(10??)2=1×10??mol/L）（3）4OH?-4e?=O?↑+2H?O；59（LiCoO?中Co為+3價，電解時Co2?在陰極得電子生成Co，1molLi對應(yīng)1molCo，質(zhì)量59g）十、綜合計算題10.化學(xué)反應(yīng)熱與平衡的綜合應(yīng)用已知反應(yīng)：CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)ΔH=-41kJ/mol（1）在2L密閉容器中，通入1molCO和1molH?O(g)，在800℃達到平衡，CO轉(zhuǎn)化率為50%，則v(H?)=mol/(L·min)（假設(shè)反應(yīng)時間為10min）。（2）若溫度升高到900℃，K=0.64，則CO的轉(zhuǎn)化率將（填"增大""減小"或"不變"），判斷依據(jù)是__________。（3）工業(yè)上用該反應(yīng)生產(chǎn)H?，為提高H?產(chǎn)率，可采取的措施有___