2025年上學期高三化學創(chuàng)新題探究專練（三）一、選擇題（共6小題，每題6分）1.電化學與新能源綜合題我國科學家研發(fā)的新型鈉離子電池采用普魯士藍類似物作為正極材料，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（部分離子未畫出）。電池反應為：Na?Fe[Fe(CN)?]+Na???C??Fe[Fe(CN)?]+C?。下列說法錯誤的是（）A.充電時，陽極的電極反應式為Na?Fe[Fe(CN)?]-xe?=Fe[Fe(CN)?]+xNa?B.放電時，電子由負極經(jīng)外電路流向正極，再通過電解質(zhì)溶液回到負極C.該電池工作時，鈉離子在正負極之間穿梭，實現(xiàn)電荷平衡D.若電池容量為60Ah，理論上放電過程中正極材料質(zhì)量減少約216g（已知1mole?的電量為96500C，Na的相對原子質(zhì)量為23）解析：B項錯誤。放電時電子通過外電路從負極流向正極，但不能通過電解質(zhì)溶液，溶液中是離子定向移動形成電流。計算D項時，先將60Ah轉(zhuǎn)換為電量：60A×3600s=216000C，n(e?)=216000C/96500C·mol?1≈2.24mol，故減少的Na?質(zhì)量為2.24mol×23g/mol≈51.5g，D項數(shù)據(jù)錯誤。本題正確答案為BD（雙選）。2.物質(zhì)結(jié)構(gòu)與納米材料題某新型量子點材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中A原子位于頂點和面心，B原子位于體內(nèi)。已知該晶體密度為ρg/cm3，A、B原子半徑分別為r?pm和r?pm，N?為阿伏加德羅常數(shù)。下列說法正確的是（）A.該晶體的化學式為AB?B.原子A的配位數(shù)為8C.該晶胞中原子的空間利用率為π(r?3+r?3)/a3×100%（a為晶胞邊長）D.晶胞邊長a=[4(M?+2M?)/(ρN?)]^(1/3)×101?pm解析：A項，A原子數(shù)=8×1/8+6×1/2=4，B原子數(shù)=8（體內(nèi)），化學式應為AB?，正確；B項，以頂點A原子為中心，距離最近的B原子有8個，配位數(shù)為8，正確；C項空間利用率計算公式中應包含所有原子體積，即4個A原子和8個B原子的總體積，正確表達式為[4×(4/3)πr?3+8×(4/3)πr?3]/a3×100%，故C錯誤；D項晶胞質(zhì)量為(4M?+8M?)/N?，體積V=a3=4(M?+2M?)/(ρN?)，換算為pm單位時需乘以101?，正確。本題正確答案為ABD。3.有機化學與合成生物學題某研究團隊利用基因編輯技術(shù)改造的大腸桿菌實現(xiàn)了紫杉醇前體的生物合成，其關(guān)鍵步驟如圖所示。已知反應①為羥醛縮合，反應②為脫水反應。下列說法錯誤的是（）A.化合物X中含有3種官能團B.反應①中存在C-C鍵的形成C.化合物Y的核磁共振氫譜有6組峰D.反應②的產(chǎn)物可能存在順反異構(gòu)解析：A項，化合物X含羥基、醛基、醚鍵三種官能團，正確；B項羥醛縮合反應中醛基的α-H與另一醛基的羰基碳形成新的C-C鍵，正確；C項化合物Y結(jié)構(gòu)對稱，苯環(huán)上2種H，側(cè)鏈4種H，共6組峰，正確；D項反應②消除的是羥基和相鄰碳上的H，產(chǎn)物雙鍵碳原子連接兩個相同的甲基，不存在順反異構(gòu)，錯誤。本題正確答案為D。4.化學平衡與碳中和題工業(yè)上利用CO?和H?在催化劑作用下合成甲醇：CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH＜0。在某恒容密閉容器中，按n(CO?):n(H?)=1:3投料，測得不同條件下CO?的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列說法正確的是（）A.曲線Ⅰ對應的條件可能是加入了更高效的催化劑B.該反應在高溫下更易自發(fā)進行C.若X點對應溫度為T，此時平衡常數(shù)K=16/3（mol/L）?2D.維持Y點溫度不變，向容器中再充入CO?和H?O各1mol，平衡正向移動解析：A項催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率，錯誤；B項ΔH＜0、ΔS＜0，根據(jù)ΔG=ΔH-TΔS，低溫下更易自發(fā)，錯誤；C項設初始CO?為1mol、H?為3mol，體積為1L，X點轉(zhuǎn)化率50%，平衡時各物質(zhì)濃度為CO?:0.5、H?:1.5、CH?OH:0.5、H?O:0.5，K=(0.5×0.5)/(0.5×1.53)=16/27，錯誤；D項Y點Qc=(1×1)/(1×33)=1/27＜K，平衡正向移動，正確。本題正確答案為D。5.實驗分析與誤差判斷題用如圖所示裝置測定空氣中SO?的含量（反應原理：SO?+I?+2H?O=H?SO?+2HI）。下列說法錯誤的是（）A.該實驗需在密閉體系中進行，防止I?蒸氣逸出B.若通入空氣速率過快，會導致測定結(jié)果偏低C.滴定時若用甲基橙作指示劑，終點顏色變化為紅色→橙色D.若碘標準液實際濃度低于標注值，會導致測定結(jié)果偏高解析：C項錯誤，碘水呈黃色，與SO?反應后變?yōu)闊o色，無需額外指示劑，且甲基橙的變色范圍（3.1-4.4）與反應終點pH不符。B項通氣過快導致SO?未充分吸收，測定結(jié)果偏低；D項c(I?)偏小，則計算的n(SO?)偏大，結(jié)果偏高。本題正確答案為C。6.工業(yè)流程與綠色化學題以蛇紋石（主要成分為Mg?Si?O?(OH)?，含F(xiàn)e?O?雜質(zhì)）為原料制備高純MgO的工藝流程如下：蛇紋石→粉碎→酸浸→過濾→除雜→沉鎂→煅燒→MgO已知：Ksp[Fe(OH)?]=4×10?3?，Ksp[Mg(OH)?]=1.8×10?11。下列說法錯誤的是（）A.酸浸時可選用稀硫酸，提高鎂的浸出率B.除雜時需控制pH=3.5，使Fe3?完全沉淀（離子濃度≤10??mol/L）C.沉鎂過程中加入過量氨水可提高Mg2?的沉淀率，但會降低產(chǎn)品純度D.煅燒MgCO?時，通入適量CO?可抑制MgCO?分解，提高產(chǎn)品產(chǎn)率解析：D項錯誤，MgCO?煅燒生成MgO和CO?，通入CO?會使平衡逆向移動，降低分解率。B項計算Fe3?完全沉淀時c(OH?)=3√(4×10?3?/10??)=3√4×10?11≈1.58×10?11mol/L，pH≈3.2，故控制pH=3.5合理。本題正確答案為D。二、非選擇題（共4小題）7.有機化學基礎（14分）化合物G是一種新型抗腫瘤藥物，其合成路線如下：（1）A的化學名稱為________，B中官能團的名稱為________。（2）C→D的反應類型為________，E的結(jié)構(gòu)簡式為________。（3）F→G的化學方程式為________。（4）寫出滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：________（任寫一種）。①能發(fā)生銀鏡反應②能與FeCl?溶液發(fā)生顯色反應③核磁共振氫譜有四組峰，峰面積比為1:2:2:3（5）設計由苯和乙烯為原料制備化合物的合成路線（其他試劑任選）。答案：（1）苯甲醛；羥基、醛基（各1分）（2）取代反應；（2分）（3）（3分）（4）或（2分）（5）（4分）8.物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（15分）鈣鈦礦材料CsPbI?具有優(yōu)異的光電性能，其立方晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。（1）Pb2?的價電子排布式為________，基態(tài)Cs原子中電子占據(jù)的最高能層符號為________。（2）I?的半徑大于Br?的原因是________，CsPbI?中化學鍵的類型為________。（3）該晶胞中Cs?的配位數(shù)為________，若晶胞參數(shù)為apm，晶體密度ρ=g/cm3（用含a、N?的代數(shù)式表示）。（4）CsPbI?在光照下會發(fā)生離子遷移，導致性能衰減。遷移的Pb2?可與乙二胺形成穩(wěn)定配合物，其原因是。答案：（1）5d1?6s2；O（各1分）（2）I?電子層數(shù)多于Br?；離子鍵（各2分）（3）12；(4×(133+207+127×3))/(N?a3×10?3?)（各2分）（4）乙二胺中N原子提供孤對電子與Pb2?形成配位鍵（2分）9.化學原理綜合（14分）研究CO?的資源化利用具有重要意義。（1）CO?與CH?重整反應：CO?(g)+CH?(g)?2CO(g)+2H?(g)ΔH=+247kJ/mol。該反應在________（填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）下能自發(fā)進行，原因是________。（2）在某密閉容器中通入1molCO?和1molCH?，測得平衡時H?的體積分數(shù)與溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。①壓強p?________p?（填“＞”“＜”或“=”），判斷依據(jù)是________。②500℃時，該反應的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)）。（3）利用電解法將CO?轉(zhuǎn)化為HCOOH的裝置如圖所示，陰極的電極反應式為，若電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上可制得HCOOH________g。答案：（1）高溫；ΔH＞0、ΔS＞0，高溫下ΔG＜0（各2分）（2）①＜；該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，增大壓強平衡逆向移動，H?體積分數(shù)減小（2分）②(p2/4)（3分）（3）CO?+2e?+2H?=HCOOH；46（各2分）10.化學實驗探究（15分）某小組探究Fe3?與I?的反應限度，設計如下實驗：實驗Ⅰ：向10mL0.1mol/LFeCl?溶液中滴加5mL0.1mol/LKI溶液，振蕩，溶液變?yōu)樽攸S色。實驗Ⅱ：向?qū)嶒灑竦娜芤褐械渭覥Cl?，振蕩、靜置，下層為紫紅色。實驗Ⅲ：取實驗Ⅱ的上層清液，滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)榧t色。（1）實驗Ⅰ中反應的離子方程式為________。（2）實驗Ⅱ的目的是________，下層溶液中含碘單質(zhì)的檢驗方法是________。（3）甲同學認為實驗Ⅲ能證明反應存在限度，乙同學提出質(zhì)疑，理由是________。（4）設計實驗證明Fe3?與I?的反應存在限度：________。（5）查閱資料知，該反應的平衡常數(shù)K=1.3×102?。取實驗Ⅰ反應后的溶液，測得c(Fe3?)=0.02mol/L，則c(I?)=________mol/L（保留兩位有效數(shù)字）。答案：（1）2Fe3?+2I??2Fe2?+I?（2分）（2）檢驗生成的I?；取下層溶液少許于試管中，滴加淀粉溶液，溶液變藍（各2分）（3）可能是Fe3?未完全反應，也可能是Fe2?被氧化（2分）（4）向?qū)嶒灑竦娜芤褐屑尤隟?[Fe(CN)?]溶液，若生成藍色沉淀，證明有Fe2?生成，結(jié)合實驗Ⅲ可證明反應存在限度（3分）（5）0.010（3分）三、計算題（12分）11.工業(yè)流程計算以含MnO?80%的軟錳礦（雜質(zhì)不含錳元素）為原料制備KMnO?，工藝流程如下：軟錳礦→粉碎→焙燒→浸取→過濾→電解→結(jié)晶→KMnO?已知焙燒時發(fā)生反應：2MnO?+4KOH+O?2K?MnO?+2H?O電解時發(fā)生反應：2K