2025年下學(xué)期高二化學(xué)開放題思維拓展試題（二）一、選擇題（每小題只有一個選項符合題意，共10小題）從天然絲縷到高分子材料，纖維的演變推動了人類社會的進程與科技創(chuàng)新。下列屬于有機高分子合成纖維的是（）A.北宋《天工開物》記載的“質(zhì)輕而韌”的葛藤纖維B.小米旗下的高性能電動跑車SU7Ultra大量采用的碳纖維材料C.嫦娥六號月面艙采用玄武巖熔融拉絲制備的硅鋁酸鹽玻璃纖維D.中科院2024年發(fā)布的“綠源絲”生物基聚呋喃二甲酸乙二酯(PEF)纖維設(shè)N?為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法正確的是（）A.1L0.1mol/LFeCl?溶液中Fe2?數(shù)為0.1N?B.3.1gB(OH)?中含有的σ鍵數(shù)為0.3N?C.22.4LH?中含有的原子數(shù)目為2N?D.每生成56gFe，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為2N?VC又稱“抗壞血酸”，是重要的抗氧化劑，其結(jié)構(gòu)具有特定的化學(xué)性質(zhì)。下列說法不正確的是（）A.VC易溶于水和乙醇B.VC分子中有2個手性碳原子C.VC能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.VC與Fe3?反應(yīng)生成紫色配合物下列離子方程式書寫正確的是（）A.將銅片插入硝酸銀溶液中：Cu+Ag?=Cu2?+AgB.向稀硫酸中加入鐵粉：2Fe+6H?=2Fe3?+3H?↑C.向碳酸鈉溶液中加入足量鹽酸：CO?2?+2H?=CO?↑+H?OD.Na[Al(OH)?]溶液和NaHCO?溶液混合產(chǎn)生白色沉淀：[Al(OH)?]?+HCO??=Al(OH)?↓+CO?2?+H?O《中華本草》等重要典籍記載，爐甘石(ZnCO?)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。下列說法不正確的是（）A.Zn元素位于元素周期表的ds區(qū)B.基態(tài)Zn2?的價電子排布式為3d?4s2C.ZnCO?中含有離子鍵和極性鍵D.ZnCO?中陰離子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形下列實驗方法或操作正確且能達到相應(yīng)實驗?zāi)康牡氖牵ǎ﹟選項|實驗方法或操作|實驗?zāi)康膢|----|----|----||A|將一定濃度的雙氧水與NaHSO?溶液混合|證明H?O?具有還原性||B|一定條件下混合氣體中通入一定量的H?|除去乙烷中混有的乙烯||C|將銅絲與濃硫酸加熱反應(yīng)后的氣體通入品紅溶液|驗證濃硫酸具有強氧化性||D|用pH試紙分別測濃度均為0.1mol/L的CH?COONa溶液和NaClO溶液的pH|驗證電離常數(shù)：K?(CH?COOH)>K?(HClO)|M、W、X、Y、Z為五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，它們的原子序數(shù)之和為28。Y元素基態(tài)原子含有3個未成對電子；MZ的水溶液能用于刻蝕玻璃；五種元素能形成特定結(jié)構(gòu)的化合物。下列說法不正確的是（）A.電負性：X>Y>ZB.原子半徑：X>Y>ZC.簡單氫化物的沸點：X>Y>ZD.該分子中W與Y間存在配位鍵長安大學(xué)、香港科技大學(xué)團隊設(shè)計了基于尿素電氧化技術(shù)的空間站新型污水回用系統(tǒng)，為空間站內(nèi)水資源的循環(huán)利用提供了新思路。尿液處理轉(zhuǎn)化流程圖如下：尿液→尿素電解模塊→H?、CO?→H?O（甲烷燃料電池）、CH?。下列說法不正確的是（）A.CO(NH?)?分子中碳原子的雜化方式為sp3B.尿素電解模塊中，尿素發(fā)生氧化反應(yīng)C.Sabatier反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)為：CO?+4H?=CH?+2H?OD.甲烷燃料電池(酸性)中的正極反應(yīng)為：O?+4H?+4e?=2H?O費托合成是以合成氣為原料，在催化劑和適當(dāng)條件下合成烷烴的工藝過程。在容積為1L的密閉容器中充入1.6molCO和6.6molH?，加入催化劑發(fā)生如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ3H?(g)+CO(g)?CH?(g)+H?O(g)△H<0；反應(yīng)Ⅱ5H?(g)+2CO(g)?C?H?(g)+2H?O(g)△H<0。10min后，測得CH?、C?H?物質(zhì)的量隨溫度變化的情況如圖所示（圖中A(500,0.3)、B(550,0.6)、C(650,0.2)）。已知生成CH?反應(yīng)的選擇性=（消耗CO用于生成CH?的物質(zhì)的量/消耗CO的總物質(zhì)的量）×100%。下列說法不正確的是（）A.合成CH?反應(yīng)的活化能較小B.合成CH?反應(yīng)的平衡常數(shù)：K(A)>K(B)C.C點，反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ均已達到平衡D.650K時，合成CH?反應(yīng)的選擇性為33.3%向AgCl飽和溶液(含有足量AgCl固體)中滴加氨水，發(fā)生反應(yīng)：Ag?+NH??[Ag(NH?)]?K?；[Ag(NH?)]?+NH??[Ag(NH?)?]?K?。溶液中，含銀粒子和NH?的物質(zhì)的量濃度的負對數(shù)關(guān)系如圖所示（圖中曲線Ⅰ、Ⅱ分別對應(yīng)不同含銀粒子）。下列說法不正確的是（）A.曲線Ⅰ可視為-lgc(Ag?)隨-lgc(NH?)變化的曲線B.反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K?=103.2?C.c點NH?的物質(zhì)的量濃度為10?3.?2mol/LD.向溶液中滴加硝酸，會使[Ag(NH?)?]?的濃度減小二、非選擇題（共5小題）根據(jù)要求回答下列問題。（1）向淀粉KI溶液中滴加新制氯水，溶液先變藍，后褪色。寫出反應(yīng)過程中的離子方程式。（2）工業(yè)上用氮氣和硅在高溫下反應(yīng)制備氮化硅，生成的Si?N?沉積在石墨表面，形成一層致密的氮化硅層。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式。（3）將SbCl?緩緩加入大量水中制備Sb?O?，后期加入適量氨水。寫出反應(yīng)過程總的化學(xué)方程式。鋁碳酸鎂是一種常用的抗酸藥，用于治療胃潰瘍、十二指腸潰瘍、胃酸過多癥及胃炎等。其組成可表示為Al?Mg?(OH)?(CO?)?·xH?O。（1）寫出鋁元素基態(tài)原子的價層電子排布式。（2）取一定量鋁碳酸鎂樣品，加入足量鹽酸，產(chǎn)生CO?氣體，經(jīng)過計算得到反應(yīng)物Al(OH)?、Mg(OH)?、NaHCO?的質(zhì)量之比（表示為最簡整數(shù)比）。（3）鋁碳酸鎂熱分解過程中，第一階段失去晶體中間層中的結(jié)晶水，失重率約為12.0%；第二階段失去結(jié)構(gòu)水、碳酸根分解，失重率約為31.2%。寫出經(jīng)兩次分解后最終得到的固體產(chǎn)物的化學(xué)式。（已知：失重率=（失去物質(zhì)的質(zhì)量/原始固體的質(zhì)量）×100%）金屬鎵是一種重要的半導(dǎo)體材料，被譽為“電子工業(yè)的脊梁”，是打破國外技術(shù)封鎖的戰(zhàn)略性反制手段。作為地殼中的稀有分散元素，金屬鎵主要從氧化鋁生產(chǎn)流程中回收提取，現(xiàn)已成為先進半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈中不可或缺的核心原材料。（1）鎵元素位于元素周期表的第幾周期第幾族？其原子序數(shù)為多少？（2）寫出Ga與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式，類比Al與NaOH溶液的反應(yīng)。（3）GaAs是一種重要的半導(dǎo)體材料，其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。寫出GaAs的電子式，并分析其晶體類型及主要性質(zhì)。在一定條件下，在密閉容器中進行的反應(yīng)：P(g)+Q(g)?R(g)+S(g)。（1）下列說法中可以充分說明這一反應(yīng)已經(jīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是（）A.P、Q、R、S的濃度相等B.P、Q、R、S在密閉容器中共存C.用P的濃度表示的化學(xué)反應(yīng)速率與用Q的濃度表示的化學(xué)反應(yīng)速率相等D.正、逆反應(yīng)都在進行并且P、Q、R、S的濃度不再變化（2）若該反應(yīng)在恒溫恒容條件下進行，初始加入P和Q的濃度均為1mol/L，達到平衡時P的轉(zhuǎn)化率為50%，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K為多少？（3）若升高溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K增大，則該反應(yīng)的△H是大于0還是小于0？說明理由。某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計了如下實驗方案，探究鐵及其化合物的性質(zhì)。（1）將鐵粉加入到足量的稀硝酸中，觀察到的現(xiàn)象是什么？寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）向上述反應(yīng)后的溶液中加入過量的NaOH溶液，觀察到的現(xiàn)象是什么？寫出相關(guān)的離子方程式。（3）將上述沉淀暴露在空氣中一段時間，觀察到的現(xiàn)象是什么？寫出相關(guān)的化學(xué)方程式。（4）若要驗證Fe3?的氧化性，可以選擇哪些試劑？并寫出相應(yīng)的實驗現(xiàn)象和離子方程式。三、計算題（共1小題）取一定量的Na?CO?和NaHCO?的混合物，加熱至恒重，收集到標準狀況下的氣體2.24L。向剩余固體中加入足量的鹽酸，產(chǎn)生標準狀況下的氣體4.48L。（1）計算原混合物中Na?CO?和NaHCO?的物質(zhì)的量之比。（2）若將原混合物溶于水，加入足量的Ca(OH)?溶液，產(chǎn)生沉淀的質(zhì)量是多少？參考答案及解析一、選擇題D解析：有機高分子合成纖維是指通過化學(xué)合成方法制得的高分子材料加工而成的纖維。A項葛藤纖維屬于天然纖維；B項碳纖維屬于無機非金屬材料；C項硅鋁酸鹽玻璃纖維屬于無機非金屬材料；D項聚呋喃二甲酸乙二酯(PEF)纖維是通過聚合反應(yīng)制得的有機高分子材料，屬于合成纖維。B解析：A項Fe2?會發(fā)生水解，1L0.1mol/LFeCl?溶液中Fe2?數(shù)小于0.1N?；B項3.1gB(OH)?的物質(zhì)的量為0.05mol，每個B(OH)?分子中含有3個B-Oσ鍵和3個O-Hσ鍵，共6個σ鍵，所以0.05molB(OH)?中含有的σ鍵數(shù)為0.3N?；C項未指明標準狀況，22.4LH?的物質(zhì)的量不一定是1mol；D項生成56gFe（即1mol），若Fe由+3價還原得到，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3N?。D解析：VC分子中含有多個羥基，易溶于水和乙醇，A項正確；VC分子中有2個手性碳原子，B項正確；VC具有還原性，能被酸性高錳酸鉀溶液氧化，使其褪色，C項正確；VC與Fe3?反應(yīng)，F(xiàn)e3?被還原為Fe2?，不會生成紫色配合物，D項錯誤。C解析：A項電荷不守恒，正確的離子方程式為Cu+2Ag?=Cu2?+2Ag；B項稀硫酸與鐵粉反應(yīng)生成Fe2?，正確的離子方程式為Fe+2H?=Fe2?+H?↑；C項向碳酸鈉溶液中加入足量鹽酸，反應(yīng)生成CO?和H?O，離子方程式正確；D項正確的離子方程式為[Al(OH)?]?+HCO??=Al(OH)?↓+CO?2?+H?O。B解析：Zn元素位于元素周期表的第四周期ⅡB族，屬于ds區(qū)，A項正確；基態(tài)Zn原子的價電子排布式為3d1?4s2，失去2個電子形成Zn2?，價電子排布式為3d1?，B項錯誤；ZnCO?中Zn2?與CO?2?之間存在離子鍵，CO?2?中C與O之間存在極性鍵，C項正確；CO?2?的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形，D項正確。D解析：A項雙氧水與NaHSO?溶液混合，H?O?表現(xiàn)氧化性，將HSO??氧化為SO?2?；B項乙烷中混有的乙烯，通入H?會引入新的雜質(zhì)H?；C項銅絲與濃硫酸加熱反應(yīng)后的氣體中含有SO?和水蒸氣，SO?能使品紅溶液褪色，可驗證濃硫酸具有強氧化性；D項用pH試紙分別測濃度均為0.1mol/L的CH?COONa溶液和NaClO溶液的pH，pH越小，對應(yīng)酸的酸性越強，電離常數(shù)越大，可驗證K?(CH?COOH)>K?(HClO)。A解析：根據(jù)題意，M、W、X、Y、Z為五種短周期主族元素，原子序數(shù)依次增大，原子序數(shù)之和為28，Y元素基態(tài)原子含有3個未成對電子，則Y可能為N或P；MZ的水溶液能用于刻蝕玻璃，MZ為HF，所以M為H，Z為F；則Y只能為N，原子序數(shù)為7，M、Z的原子序數(shù)之和為1+9=10，所以W、X的原子序數(shù)之和為28-10-7=11，且原子序數(shù)依次增大，所以W為B，X為O。電負性：F>O>N，即Z>X>Y，A項錯誤；原子半徑：B>N>F，即W>Y>Z，B項錯誤；簡單氫化物的沸點：H?O>NH?>HF，即X>Y>Z，C項正確；該分子中B與N間存在配位鍵，D項正確。A解析：CO(NH?)?分子中碳原子與兩個氨基和一個羰基相連，雜化方式為sp2，A項錯誤；尿素電解模塊中，尿素失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，B項正確；Sabatier反應(yīng)器中CO?與H?反應(yīng)生成CH?和H?O，化學(xué)方程式為CO?+4H?=CH?+2H?O，C項正確；甲烷燃料電池(酸性)中，正極O?得到電子，與H?結(jié)合生成H?O，電極反應(yīng)為O?+4H?+4e?=2H?O，D項正確。C解析：由圖可知，溫度較低時，CH?的生成速率較快，說明合成CH?反應(yīng)的活化能較小，A項正確；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，所以K(A)>K(B)，B項正確；C點時，CH?和C?H?的物質(zhì)的量仍在變化，反應(yīng)未達到平衡，C項錯誤；650K時，生成CH?的物質(zhì)的量為0.2mol，生成C?H?的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)反應(yīng)方程式，消耗CO的物質(zhì)的量為0.2mol+2×0.2mol=0.6mol，合成CH?反應(yīng)的選擇性為(0.2mol/0.6mol)×100%=33.3%，D項正確。B解析：曲線Ⅰ表示-lgc(Ag?)隨-lgc(NH?)變化的曲線，曲線Ⅱ表示-lgc{[Ag(NH?)]?}隨-lgc(NH?)變化的曲線，A項正確；反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K?=c{[Ag(NH?)]?}/[c(Ag?)·c(NH?)]，取曲線Ⅰ和曲線Ⅱ的交點(1,5.16)，此時c(Ag?)=c{[Ag(NH?)]?}，c(NH?)=10?1mol/L，所以K?=1/c(NH?)=101=101.??，B項錯誤；根據(jù)圖像，c點-lgc(NH?)=3.52，所以NH?的物質(zhì)的量濃度為10?3.?2mol/L，C項正確；向溶液中滴加硝酸，H?與NH?結(jié)合生成NH??，使平衡逆向移動，[Ag(NH?)?]?的濃度減小，D項正確。二、非選擇題（1）Cl?+2I?=2Cl?+I?（溶液變藍）；5Cl?+I?+6H?O=10Cl?+2IO??+12H?（溶液褪色）（2）3Si+2N?=Si?N?（高溫）（3）2SbCl?+3H?O+2NH?·H?O=Sb?O?↓+6NH?Cl+H?O（1）3s23p1（2）根據(jù)反應(yīng)生成CO?的量，結(jié)合原子守恒計算，得出Al(OH)?、Mg(OH)?、NaHCO?的質(zhì)量之比為26:29:42（3）經(jīng)過兩次分解，失去結(jié)晶水和結(jié)構(gòu)水、碳酸根分解，最終得到的固體產(chǎn)物為Al?O?·MgO（1）鎵元素位于元素周期表的第四周期ⅢA族，原子序數(shù)為31（2）2Ga+2NaOH+6H?O=2Na[Ga(OH)?]+3H?↑（3）GaAs的電子式為Ga:As:，其晶體類型為原子晶體，具有熔點高、硬度大、不導(dǎo)電等性質(zhì)（1）D解析：化學(xué)平衡狀態(tài)的標志是正逆反應(yīng)速率相等，各物質(zhì)的濃度不再變化，D項正確（2）初始濃度：c(P)=1mol/L，c(Q)=1mol/L，平衡時P的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡濃度：c(P)=0.5mol/L，c(Q)=0.5mol/L，c(R)=0.5mol/L，c(S)=0.5mol/L，平衡常數(shù)K=[c(R)·c(S)]/[c(P)·c(Q)]=(0.5×0.5)/(0.5×0.5)=1（3）△H>0解析：升高溫度，平衡常數(shù)K增大，說明平衡正向移動，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，△H>0（1）現(xiàn)象：鐵粉逐漸溶解，有氣泡產(chǎn)生，溶液變?yōu)辄S色，反應(yīng)后溶液中有棕色氣體產(chǎn)生?；瘜W(xué)方程式：Fe+4HNO?(稀)=Fe(NO?)?+NO↑+2H?O（2）現(xiàn)象：產(chǎn)生紅褐色沉淀。離子方程式：Fe3?+3OH?=Fe(OH)?↓（3）現(xiàn)象：紅褐色沉淀逐漸變?yōu)榧t棕色?；瘜W(xué)方程式：4Fe(OH)?+O?+