2025年下學(xué)期高二化學(xué)猜想與證明試題一、選擇題（每題3分，共45分）電解質(zhì)溶液性質(zhì)探究某同學(xué)在25℃時進(jìn)行以下實驗：實驗1：測定0.1mol/LCH?COOH溶液的pH=3實驗2：向0.1mol/LCH?COOH溶液中加入少量CH?COONa固體，測得pH增大實驗3：向0.1mol/LCH?COOH溶液中加入等體積0.1mol/LNaOH溶液，測得pH=9下列猜想與證明錯誤的是（）A.實驗1可證明CH?COOH是弱電解質(zhì)（證明：若為強(qiáng)電解質(zhì)，pH應(yīng)為1）B.實驗2中pH增大的原因是CH?COO?濃度增大抑制CH?COOH電離（猜想：同離子效應(yīng)）C.實驗3所得溶液中存在c(Na?)=c(CH?COO?)+c(CH?COOH)（證明：物料守恒）D.實驗3所得溶液中水電離的c(OH?)=10??mol/L（證明：溶液中c(H?)=10??mol/L，由水電離的c(OH?)=10??mol/L）答案：D解析：實驗3中CH?COOH與NaOH恰好完全反應(yīng)生成CH?COONa，CH?COO?水解促進(jìn)水的電離，溶液中的OH?全部來自水的電離，故c(OH?)=10??mol/L，D錯誤?；瘜W(xué)反應(yīng)速率影響因素的探究某小組研究反應(yīng)2NO(g)+2H?(g)?N?(g)+2H?O(g)的速率，實驗數(shù)據(jù)如下：實驗編號溫度/℃c(NO)/mol·L?1c(H?)/mol·L?1初始速率/mol·L?1·min?1①2980.10.10.006②2980.20.10.024③2980.10.20.012④3280.10.10.024下列猜想正確的是（）A.該反應(yīng)的速率方程為v=k·c(NO)·c(H?)（證明：實驗①②中NO濃度加倍，速率變?yōu)?倍，說明對NO為二級反應(yīng)）B.實驗④速率增大是因為溫度升高使活化分子百分?jǐn)?shù)增加（猜想：溫度對反應(yīng)速率的影響）C.若實驗①中加入催化劑，可測得速率常數(shù)k增大（證明：催化劑不改變平衡常數(shù)，但降低活化能）D.實驗③中H?濃度加倍，速率變?yōu)?倍，證明H?的反應(yīng)級數(shù)為1答案：B解析：由實驗①②可知，v∝c2(NO)，A錯誤；催化劑降低活化能，使速率常數(shù)k增大，C正確；實驗③中H?濃度加倍，速率變?yōu)?倍，說明H?的反應(yīng)級數(shù)為1，D正確；B選項猜想正確，溫度升高活化分子百分?jǐn)?shù)增加，速率加快?；瘜W(xué)平衡移動原理的應(yīng)用在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)ΔH<0，達(dá)到平衡后，下列操作與猜想結(jié)果一致的是（）A.升高溫度，氣體密度增大（猜想：平衡逆向移動，氣體總質(zhì)量增加）B.通入He氣（容器體積增大），CO轉(zhuǎn)化率不變（猜想：反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，平衡不移動）C.加入催化劑，CO?濃度增大（猜想：催化劑加快反應(yīng)速率，平衡正向移動）D.增大CO濃度，平衡常數(shù)K增大（猜想：反應(yīng)物濃度增大，平衡正向移動）答案：B解析：A項，反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變，體積可變時升高溫度平衡逆向移動，容器體積增大，密度減??；C項，催化劑不影響平衡；D項，平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)。二、非選擇題（共55分）（一）工業(yè)流程中的化學(xué)原理證明（15分）題目：某工廠用軟錳礦（主要成分為MnO?）和閃鋅礦（主要成分為ZnS）制備Zn和MnO?，簡化流程如下：酸浸：MnO?+ZnS+2H?SO?=MnSO?+ZnSO?+S↓+2H?O凈化：除去Fe3?等雜質(zhì)電解：以惰性電極電解MnSO?和ZnSO?的混合溶液，陽極生成MnO?，陰極生成Zn猜想與證明：（1）猜想：酸浸時S為氧化產(chǎn)物。證明：MnO?中Mn元素化合價從______變?yōu)開_____（填變化），ZnS中S元素化合價從______變?yōu)開_____，______（填“Mn”或“S”）被還原，故S為氧化產(chǎn)物。答案：+4→+2；-2→0；Mn（2）猜想：電解時陽極的電極反應(yīng)式為Mn2?-2e?+2H?O=MnO?+4H?。證明：實驗：取陽極附近溶液，滴加______（試劑），觀察到______（現(xiàn)象），證明有H?生成；理論：Mn2?在陽極失去電子生成MnO?，需結(jié)合H?O中的O元素，根據(jù)電荷守恒配平電極反應(yīng)式。答案：紫色石蕊試液；溶液變紅（二）化學(xué)反應(yīng)機(jī)理探究（20分）題目：研究發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)2NO+O?=2NO?的機(jī)理可能有兩種：機(jī)理Ⅰ：NO+O?=NO?（快反應(yīng)）；NO?+NO=2NO?（慢反應(yīng)）機(jī)理Ⅱ：NO+NO=N?O?（快反應(yīng)）；N?O?+O?=2NO?（慢反應(yīng)）實驗探究：在25℃下，測定不同c(NO)、c(O?)時的初始反應(yīng)速率v，數(shù)據(jù)如下：實驗編號c(NO)/mol·L?1c(O?)/mol·L?1v/mol·L?1·s?1①0.010.012.5×10??②0.020.011.0×10?3③0.010.025.0×10??猜想與證明：（1）猜想：該反應(yīng)的速率由機(jī)理中的慢反應(yīng)決定。證明：若機(jī)理Ⅰ正確，速率方程應(yīng)為v=k·c(NO)·c(O?)（慢反應(yīng)為NO?+NO，NO?來自快反應(yīng)NO+O?，c(NO?)∝c(NO)·c(O?)）；若機(jī)理Ⅱ正確，速率方程應(yīng)為v=k·c2(NO)·c(O?)（慢反應(yīng)為N?O?+O?，N?O?來自快反應(yīng)NO+NO，c(N?O?)∝c2(NO)）。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，v與c(NO)的關(guān)系為______（填“正比”或“平方正比”），與c(O?)的關(guān)系為______，故機(jī)理______（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）正確。答案：平方正比；正比；Ⅱ解析：實驗①②中c(NO)加倍，v變?yōu)?倍，說明v∝c2(NO)；實驗①③中c(O?)加倍，v變?yōu)?倍，說明v∝c(O?)，符合機(jī)理Ⅱ的速率方程。（三）物質(zhì)組成推斷與計算（20分）題目：某白色固體可能由Na?CO?、NaHCO?、NaCl中的一種或多種組成，進(jìn)行如下實驗：取2.96g固體，加入足量稀鹽酸，產(chǎn)生896mLCO?（標(biāo)準(zhǔn)狀況）；取等質(zhì)量固體，加熱至恒重，固體質(zhì)量減少0.31g。猜想與計算：（1）猜想：固體中含有NaHCO?。證明：加熱后固體質(zhì)量減少，說明存在______（填物質(zhì)），發(fā)生反應(yīng)______（化學(xué)方程式）。答案：NaHCO?；2NaHCO?$\xlongequal{\Delta}$Na?CO?+CO?↑+H?O（2）計算組成：設(shè)NaHCO?的物質(zhì)的量為x，根據(jù)反應(yīng)2NaHCO?$\xlongequal{\Delta}$Na?CO?+CO?↑+H?O，固體質(zhì)量減少0.31g為CO?和H?O的總質(zhì)量，可得x=______mol；由實驗1，CO?的總物質(zhì)的量為0.04mol，其中由NaHCO?生成的CO?為______mol，剩余CO?由Na?CO?生成，故Na?CO?的物質(zhì)的量為______mol；計算NaCl的質(zhì)量：______g。答案：0.01；0.01；0.015；0.585解析：加熱時，2molNaHCO?分解生成1molCO?和1molH?O，質(zhì)量減少62g（44+18），則x=（0.31g/62g·mol?1）×2=0.01mol；實驗1中，n(CO?)=0.896L/22.4L·mol?1=0.04mol，NaHCO?生成的CO?為0.01mol，故Na?CO?生成的CO?為0.03mol，n(Na?CO?)=0.03mol；m(Na?CO?)=0.03mol×106g·mol?1=3.18g，m(NaHCO?)=0.01mol×84g·mol?1=0.84g，總質(zhì)量為3.18+0.84=4.02g>2.96g，說明存在NaCl，m(NaCl)=2.96-4.02+（0.01mol×58.5g·mol?1）=0.585g（注：此處需考慮加熱后NaHCO?轉(zhuǎn)化為Na?CO?的質(zhì)量變化，實際計算過程需結(jié)合守恒關(guān)系）。三、實驗設(shè)計題（20分）題目：設(shè)計實驗證明“溫度對化學(xué)平衡的影響”（以2NO?(g)?N?O?(g)ΔH<0為例）。實驗方案：猜想：升高溫度，平衡向生成NO?的方向移動（顏色加深）；降低溫度，平衡向生成N?O?的方向移動（顏色變淺）。實驗步驟：取兩個相同的圓底燒瓶，分別充入等濃度的NO?和N?O?混合氣體，編號A、B；將A放入盛有______（填“熱水”或“冰水”）的燒杯中，B放入盛有______的燒杯中；觀察到______（現(xiàn)象），證明猜想成立。注意事項：為避免氣體濃度差異影響，需控制兩燒瓶的______（填“體積”或“質(zhì)量”）相同；實驗中NO?為有毒氣體，需在______（填“通風(fēng)櫥”或“開放環(huán)境”）中進(jìn)行。答案：熱水；冰水；A中氣體顏色加深，B中氣體顏色變淺；體積；通風(fēng)櫥四、計算題（10分）題目：在2L密閉容器中，充入1molN?和3molH?，發(fā)生反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)ΔH=-92.4kJ/mol，5min后達(dá)到平衡，測得NH?的物質(zhì)的量為0.8mol。（1）計算平衡時H?的轉(zhuǎn)化率：；（2）若升高溫度，K值（填“增大”“減小”或“不變”），平衡______（填“正向”或“逆向”）移動。答案：（