2025年下學(xué)期高三化學(xué)創(chuàng)新題探究專(zhuān)練（二）一、選擇題（共5小題）1.化學(xué)與STSE2025年我國(guó)在新能源材料領(lǐng)域取得重大突破，某團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的鈣鈦礦太陽(yáng)能電池效率達(dá)31.2%，其核心組分為CH?NH?PbI?。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.該材料中Pb2?的價(jià)電子排布式為5d1?6s2B.CH?NH??中N原子的雜化方式為sp3C.晶體結(jié)構(gòu)分析顯示I?作立方最密堆積，Pb2?填充八面體空隙D.制備過(guò)程中需控制濕度，防止PbI?·H?O生成導(dǎo)致晶胞畸變解析：本題以鈣鈦礦電池為背景，融合物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)模塊核心考點(diǎn)。A項(xiàng)Pb為第六周期ⅣA族元素，Pb2?價(jià)電子排布應(yīng)為6s2（5d全滿(mǎn)穩(wěn)定），錯(cuò)誤；B項(xiàng)CH?NH??中N形成4個(gè)σ鍵（1個(gè)N-H、3個(gè)C-N），sp3雜化正確；C項(xiàng)碘離子半徑較大，符合立方最密堆積特征，鉛離子半徑匹配八面體空隙，正確；D項(xiàng)水合會(huì)破壞鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，正確。答案選A。2.電化學(xué)原理創(chuàng)新應(yīng)用利用雙極膜（BP）電解處理含苯酚廢水的裝置如圖，雙極膜可解離出H?和OH?。下列說(shuō)法正確的是（）A.a極區(qū)發(fā)生反應(yīng)：C?H?OH-28e?+11H?O=6CO?↑+28H?B.電解過(guò)程中Na?向b極區(qū)遷移C.雙極膜中OH?向陽(yáng)極區(qū)移動(dòng)，H?向陰極區(qū)移動(dòng)D.電路中通過(guò)28mol電子時(shí)，理論上生成22.4LCO?（標(biāo)準(zhǔn)狀況）解析：本題創(chuàng)新點(diǎn)在于雙極膜的應(yīng)用分析。a極為陽(yáng)極，苯酚氧化為CO?，碳元素從-2/7價(jià)升至+4價(jià)，1mol苯酚失去28mol電子，A項(xiàng)正確；Na?應(yīng)向陰極（b極）遷移，B正確；雙極膜解離的OH?向陽(yáng)極中和H?，H?向陰極中和OH?，C正確；D項(xiàng)未考慮陽(yáng)極可能生成O?副反應(yīng)，錯(cuò)誤。答案選D。二、非選擇題（共3小題）3.工藝流程與資源循環(huán)蛇紋石（主要成分為Mg?Si?O?(OH)?，含F(xiàn)e?O?雜質(zhì)）是重要的鎂資源。某研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的綜合利用工藝如下：（1）酸浸時(shí)控制pH=1.5，測(cè)得濾液中金屬離子濃度：c(Mg2?)=0.85mol/L，c(Fe3?)=0.012mol/L。已知Ksp[Fe(OH)?]=4×10?3?，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明Fe3?是否沉淀完全：__________（2）萃取步驟使用P204（二(2-乙基己基)磷酸）萃取Fe3?，其反應(yīng)為Fe3?+3HA(有機(jī)相)?FeA?(有機(jī)相)+3H?。工業(yè)上常在萃取前加入NaClO，目的是__________（3）沉鎂過(guò)程中先通NH?調(diào)節(jié)pH至8.0，再加入NH?HCO?。已知Ksp[Mg(OH)?]=5.6×10?12，Ka?(H?CO?)=4.2×10??，Ka?=5.6×10?11。①計(jì)算此時(shí)溶液中c(Mg2?)=mol/L②生成的沉淀組成為xMgCO?·yMg(OH)?·zH?O，熱重分析顯示200℃失重13.8%（失去結(jié)晶水），600℃失重30.2%（分解為MgO），則x:y:z=解析：（1）pH=1.5時(shí)c(OH?)=10?12.?mol/L，Qc=0.012×(10?12.?)3=1.2×10?3?＜Ksp，未沉淀完全。（2）將Fe2?氧化為Fe3?，提高萃取效率（Fe2?與P204結(jié)合能力弱）。（3）①pH=8.0時(shí)c(OH?)=10??mol/L，c(Mg2?)=5.6×10?12/(10??)2=5.6×10??mol/L；②設(shè)沉淀1mol，結(jié)晶水失重z×18=13.8%×M，600℃總失重z×18+y×18=30.2%×M，解得z=3，y=1，由電荷守恒2(x+y)=2x+2y（CO?2?與OH?總數(shù)），結(jié)合Mg守恒x+y=1，得x=1，故1:1:3。4.有機(jī)合成與機(jī)理探究某研究小組以苯乙炔為原料合成抗炎藥物萘普生的中間體，路線如下：（1）A→B的反應(yīng)類(lèi)型為_(kāi)_________，E中含氧官能團(tuán)名稱(chēng)為_(kāi)_________（2）寫(xiě)出C→D的化學(xué)方程式：__________（3）已知D→E為分子內(nèi)傅克反應(yīng)，中間體的核磁共振氫譜顯示有4組峰，寫(xiě)出中間體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：__________（4）設(shè)計(jì)以和CH?I為原料合成的路線（無(wú)機(jī)試劑任選）：__________解析：（1）A→B為苯乙炔與HBr的加成反應(yīng)（反馬氏規(guī)則）；E含羧基、醚鍵。（2）C→D為酯交換反應(yīng)：（3）分子內(nèi)傅克反應(yīng)形成六元環(huán)，中間體為（4）合成路線需注意保護(hù)酚羥基：5.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)分析某小組探究“水熱法制備納米SnO?”的最佳條件，實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)編號(hào)錫源溫度/℃時(shí)間/hpH產(chǎn)物粒徑/nm1SnCl?16042852SnCl?160421203SnCl?18042624SnCl?16062785SnCl?1604455（1）實(shí)驗(yàn)1、3的目的是__________（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最佳制備條件為_(kāi)_________（3）用動(dòng)態(tài)光散射儀測(cè)粒徑時(shí)，需將樣品分散在乙醇中超聲處理，目的是__________（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)物為SnO?而非Sn(OH)?：__________解析：（1）探究溫度對(duì)粒徑的影響（控制錫源、時(shí)間、pH相同）。（2）SnCl?為錫源、180℃、4h、pH=4（粒徑最小55nm）。（3）打破團(tuán)聚體，獲得單分散體系，確保測(cè)量準(zhǔn)確性。（4）取少量產(chǎn)物，加入濃鹽酸，若溶解且無(wú)氣泡產(chǎn)生（Sn(OH)?會(huì)生成SnCl?和H?O），再滴加KSCN溶液無(wú)血紅色（排除Sn??水解），灼燒后X射線衍射與SnO?標(biāo)準(zhǔn)卡片匹配。三、計(jì)算題（1小題）利用CO?和H?合成甲醇是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要途徑，反應(yīng)為CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH=-49.0kJ/mol。在某恒容密閉容器中，通入1molCO?和3molH?，在300℃達(dá)到平衡，此時(shí)CO?轉(zhuǎn)化率為50%。（1）計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)K=__________（2）若將溫度升至400℃，K值變?yōu)樵瓉?lái)的1/8，在新平衡體系中通入1molH?O(g)，CO?的轉(zhuǎn)化率將__________（填“增大”“減小”或“不變”）（3）已知該反應(yīng)的速率方程為v=k·p(CO?)·p(H?)，其中k=Ae^(-Ea/RT)。在300℃時(shí)，當(dāng)p(CO?)=0.5MPa、p(H?)=1.5MPa時(shí)，反應(yīng)速率為v?；400℃時(shí)，p(CO?)=0.8MPa、p(H?)=2.4MPa時(shí)，反應(yīng)速率為v?。若Ea=60kJ/mol，計(jì)算v?/v?=__________（已知e^(1.2)=3.32）解析：（1）平衡時(shí)各物質(zhì)濃度：CO?=0.5mol/L，H?=1.5mol/L，CH?OH=0.5mol/L，H?O=0.5mol/L，K=(0.5×0.5)/(0.5×1.53)=4/27≈0.148。（2）正反應(yīng)放熱，升溫平衡左移，K減??；通入H?O（產(chǎn)物），平衡進(jìn)一步左移，CO?轉(zhuǎn)化率減小。（3）k?/k?=e^[Ea/R(1/T?-1/T?)]=e^[60000/8.314(1/573-1/673)]=e^(1.2)=3.32，v?/v?=3.32×(0.8×2.4)/(0.5×1.5)=3.32×2.56=8.50。三、創(chuàng)新題型（共2小題）6.圖像分析與原理綜合研究NO?在水微滴表面的氧化機(jī)理，得到中間體濃度隨時(shí)間變化曲線（如圖）：（1）寫(xiě)出總反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________（2）t=100μs時(shí)，體系中主要中間體為_(kāi)_________，其原因是__________（3）已知·OH的鍵能為462kJ/mol，H?O?中O-O鍵能為143kJ/mol，計(jì)算該反應(yīng)的焓變?chǔ)=__________（4）下列說(shuō)法正確的是（）A.水微滴表面的·OH濃度是體相的10?倍B.反應(yīng)過(guò)程中有非極性鍵的斷裂與生成C.該機(jī)理可解釋“霧霾天氣NO?轉(zhuǎn)化率異常升高”現(xiàn)象解析：（1）由中間體變化可知總反應(yīng)為3NO?+H?O=2HNO?+NO。（2）t=100μs時(shí)主要中間體為NO??，因NO?與·OH加成反應(yīng)速率快于NO??的氧化速率。（3）ΔH=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和=3×(NO?鍵能)+2×462-[2×(HNO?鍵能)+NO鍵能]，但題目數(shù)據(jù)不足，實(shí)際應(yīng)為實(shí)驗(yàn)測(cè)得ΔH=-138kJ/mol。（4）AC正確（B項(xiàng)無(wú)O-O非極性鍵生成）。7.跨學(xué)科綜合題2025年我國(guó)“人造太陽(yáng)”EAST裝置實(shí)現(xiàn)1.2億℃持續(xù)403秒運(yùn)行，其核聚變反應(yīng)為2H+3H→?He+n。（1）計(jì)算該反應(yīng)釋放的能量（已知2H、3H、?He、n的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0160u、4.0026u、1.0087u，1u=931.5MeV）（2）若將能量全部轉(zhuǎn)化為電能，需多少摩爾燃料才能滿(mǎn)足我國(guó)2024年全社會(huì)用電量（9.1萬(wàn)億千瓦時(shí)）？解析：（1）質(zhì)量虧損Δm=(2.0141+3.0160)-(4.0026+1.0087)=0.0188u，釋放能量0.0188×931.5≈17.5MeV。（2）1mol燃料釋放能量6.02×1023×17.5×1.6×10?13J=1.