2025年下學(xué)期高二化學(xué)圖形變換能力試題一、原子結(jié)構(gòu)與元素周期律圖形分析題（一）電子排布式與軌道表示式的轉(zhuǎn)換已知某元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p?3s23p?，請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）在下圖1的軌道表示式中補(bǔ)全未填充的電子，并標(biāo)注自旋方向（用↑、↓表示）。（2）若將該原子的3p軌道電子進(jìn)行激發(fā)，使其躍遷到4s軌道，畫出激發(fā)態(tài)原子的軌道表示式（僅需表示3p和4s軌道）。（3）通過對(duì)比基態(tài)與激發(fā)態(tài)的軌道能量變化，說明該躍遷過程是否需要吸收能量，并解釋原因。（二）元素周期表的圖形變換應(yīng)用圖2為簡(jiǎn)化的元素周期表局部，其中X、Y、Z、W為同一周期元素，且原子序數(shù)依次增大。請(qǐng)根據(jù)以下條件完成問題：（1）若將X元素的位置向右平移2格，得到的元素與Z元素形成AB?型化合物，寫出該化合物的電子式，并判斷其化學(xué)鍵類型（離子鍵或共價(jià)鍵）。（2）若將Y元素的位置繞周期表中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，得到的元素與W元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)，寫出該反應(yīng)的離子方程式。（3）若將Z元素的位置沿對(duì)角線方向（周期+1、族-1）平移，得到的元素原子半徑與原元素相比如何變化？結(jié)合核電荷數(shù)與電子層數(shù)分析原因。二、化學(xué)反應(yīng)原理圖像變換題（一）化學(xué)平衡圖像的動(dòng)態(tài)分析對(duì)于可逆反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)ΔH=-92.4kJ/mol，在不同條件下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，NH?的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化的曲線如圖3所示。請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）若曲線a代表25℃、101kPa條件下的反應(yīng)，曲線b代表50℃、101kPa條件下的反應(yīng)，在圖中用虛線畫出曲線b的變化趨勢(shì)，并標(biāo)注平衡點(diǎn)。（2）若將曲線a的壓強(qiáng)增大至原來的2倍（溫度不變），畫出新條件下的曲線c（需標(biāo)注反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間與原曲線的關(guān)系）。（3）通過對(duì)比曲線a、b、c，總結(jié)溫度和壓強(qiáng)對(duì)該反應(yīng)平衡移動(dòng)方向及反應(yīng)速率的影響規(guī)律。（二）電解質(zhì)溶液中的圖形轉(zhuǎn)換圖4為常溫下0.1mol/LCH?COOH溶液的pH值隨加水稀釋體積變化的曲線。請(qǐng)根據(jù)圖像回答：（1）若將原溶液的濃度變?yōu)?.01mol/L，在圖中畫出新的pH變化曲線（標(biāo)注起點(diǎn)和終點(diǎn)的pH值）。（2）若向原溶液中加入少量CH?COONa固體（忽略體積變化），畫出溶液pH值隨加入量變化的曲線（需體現(xiàn)pH值的變化趨勢(shì)及最終穩(wěn)定值）。（3）計(jì)算稀釋前原溶液中CH?COOH的電離度（已知電離平衡常數(shù)Ka=1.8×10??），并說明稀釋過程中電離度的變化規(guī)律。三、有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)圖形變換題（一）有機(jī)物結(jié)構(gòu)的空間變換圖5為環(huán)己烷的兩種典型構(gòu)象（椅式和船式）。請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）將椅式構(gòu)象繞C-C鍵旋轉(zhuǎn)180°，畫出旋轉(zhuǎn)后的構(gòu)象，并標(biāo)注其中的a鍵（直立鍵）和e鍵（平伏鍵）。（2）若將船式構(gòu)象中的一個(gè)亞甲基（-CH?-）進(jìn)行對(duì)稱變換（沿垂直于環(huán)平面的軸翻轉(zhuǎn)），判斷新構(gòu)象與原構(gòu)象是否為同分異構(gòu)體，并說明理由。（3）對(duì)比椅式和船式構(gòu)象的穩(wěn)定性，從鍵角張力和空間位阻角度分析原因。（二）有機(jī)反應(yīng)歷程的圖形表示圖6為乙烯與Br?加成反應(yīng)的歷程示意圖，其中①~④為反應(yīng)的關(guān)鍵步驟。請(qǐng)根據(jù)圖像回答：（1）在圖中標(biāo)出步驟②中形成的中間體（溴鎓離子）的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并用箭頭表示電子轉(zhuǎn)移方向。（2）若將反應(yīng)體系的溶劑由CCl?改為H?O，中間體將與水分子發(fā)生反應(yīng)，畫出新的反應(yīng)歷程圖（需體現(xiàn)中間體與H?O的結(jié)合方式）。（3）對(duì)比兩種溶劑條件下的產(chǎn)物結(jié)構(gòu)差異，說明溶劑極性對(duì)加成反應(yīng)regioselectivity（區(qū)域選擇性）的影響。四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與圖形綜合應(yīng)用題（一）實(shí)驗(yàn)裝置的圖形優(yōu)化圖7為實(shí)驗(yàn)室制取Cl?并驗(yàn)證其性質(zhì)的裝置圖（部分儀器未畫出）。請(qǐng)根據(jù)以下要求完成問題：（1）若將裝置中的分液漏斗替換為長(zhǎng)頸漏斗，畫出修改后的裝置圖，并分析該改動(dòng)可能導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差（從氣體收集純度和安全性角度說明）。（2）若將尾氣處理裝置中的NaOH溶液替換為飽和Na?CO?溶液，寫出新的尾氣吸收反應(yīng)方程式，并比較兩種溶液的吸收效率。（3）設(shè)計(jì)一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，通過圖形變換（如裝置串聯(lián)順序調(diào)整）驗(yàn)證Cl?的氧化性強(qiáng)于Br?，畫出實(shí)驗(yàn)裝置圖并說明預(yù)期現(xiàn)象。（二）物質(zhì)性質(zhì)的圖像表征圖8為某同學(xué)繪制的金屬Al與不同濃度鹽酸反應(yīng)的速率隨時(shí)間變化的曲線（反應(yīng)溫度相同）。請(qǐng)根據(jù)圖像回答：（1）若曲線A代表1mol/L鹽酸，曲線B代表3mol/L鹽酸，在圖中用實(shí)線補(bǔ)全曲線B的變化趨勢(shì)（需標(biāo)注反應(yīng)結(jié)束時(shí)間與曲線A的關(guān)系）。（2）若將曲線A的反應(yīng)溫度升高至原來的2倍（濃度不變），畫出新的曲線C，并解釋溫度對(duì)反應(yīng)速率影響的微觀機(jī)理。（3）通過計(jì)算曲線A在0~5min內(nèi)的平均反應(yīng)速率（假設(shè)生成H?的體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為2.24L），寫出計(jì)算過程。五、無機(jī)化學(xué)綜合圖形題（一）物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系的圖形推導(dǎo)圖9為部分短周期元素的單質(zhì)及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（反應(yīng)條件已略去），其中A、B、C為氣體，D、E為固體，F(xiàn)為液體。請(qǐng)根據(jù)以下條件完成問題：（1）若將A與B的反應(yīng)條件由“點(diǎn)燃”改為“催化劑、加熱”，畫出新的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖（需調(diào)整反應(yīng)箭頭方向或添加中間產(chǎn)物）。（2）若將D物質(zhì)的位置沿轉(zhuǎn)化鏈逆向移動(dòng)一步（即與C物質(zhì)反應(yīng)），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并判斷是否屬于氧化還原反應(yīng)。（3）通過分析轉(zhuǎn)化關(guān)系圖中各物質(zhì)的元素組成，推斷A、B、C的化學(xué)式，并說明推斷依據(jù)。（二）晶體結(jié)構(gòu)的圖形變換圖10為NaCl晶胞結(jié)構(gòu)示意圖（白球代表Na?，黑球代表Cl?）。請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）若將晶胞沿體對(duì)角線方向拉長(zhǎng)至原長(zhǎng)度的1.5倍（保持底面不變），畫出變形后的晶胞結(jié)構(gòu)，并計(jì)算新晶胞的體積與原晶胞體積之比。（2）若將晶胞中的Na?全部替換為Ca2?，為保持晶體電中性，Cl?的位置需要如何調(diào)整？畫出調(diào)整后的晶胞示意圖。（3）對(duì)比NaCl與CsCl晶胞結(jié)構(gòu)的差異，從離子半徑比角度解釋為何兩者的配位數(shù)不同（已知r(Na?)=102pm，r(Cs?)=169pm，r(Cl?)=181pm）。六、化學(xué)與生活圖形應(yīng)用題（一）工業(yè)流程的圖形優(yōu)化圖11為工業(yè)合成氨的簡(jiǎn)易流程圖。請(qǐng)根據(jù)綠色化學(xué)理念完成以下問題：（1）若將“原料氣凈化”步驟與“壓縮”步驟互換位置，畫出調(diào)整后的流程圖，并分析該改動(dòng)對(duì)后續(xù)反應(yīng)的影響（從催化劑壽命和反應(yīng)速率角度說明）。（2）若在“合成塔”后增加“熱交換器”裝置，利用反應(yīng)放出的熱量預(yù)熱原料氣，畫出改進(jìn)后的流程圖，并計(jì)算理論上可節(jié)約的能源比例（假設(shè)反應(yīng)放出的熱量有60%被回收利用）。（3）結(jié)合流程圖，說明合成氨工業(yè)中如何體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則（用化學(xué)反應(yīng)方程式表示）。（二）環(huán)境化學(xué)的圖像分析圖12為某城市空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI）隨季節(jié)變化的曲線，其中PM2.5和NO?為主要污染物。請(qǐng)根據(jù)圖像回答：（1）若將冬季（12-2月）的供暖方式由燃煤改為天然氣，畫出修改后的PM2.5濃度變化曲線，并標(biāo)注與原曲線的差異。（2）若將夏季（6-8月）的汽車限行政策取消，預(yù)測(cè)NO?濃度的變化趨勢(shì)，并解釋原因（從光化學(xué)反應(yīng)角度分析）。（3）設(shè)計(jì)一個(gè)家庭空氣質(zhì)量改善方案，通過圖形變換（如室內(nèi)綠植擺放位置調(diào)整）降低PM2.5濃度，畫出示意圖并說明原理。七、選做題（從以下兩題中任選一題作答）（一）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)圖13為CO?分子的空間結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)完成以下任務(wù)：（1）若將CO?分子中的一個(gè)O原子替換為S原子，形成COS分子，畫出其路易斯結(jié)構(gòu)式，并判斷分子的極性（極性分子或非極性分子）。（2）若將CO?分子的直線型結(jié)構(gòu)彎曲成120°角（保持鍵長(zhǎng)不變），計(jì)算分子的偶極矩變化（假設(shè)原偶極矩為0），并解釋結(jié)構(gòu)變化對(duì)分子性質(zhì)的影響（如熔沸點(diǎn)）。（二）有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)圖14為乙醇的核磁共振氫譜（1H-NMR）圖。請(qǐng)根據(jù)以