2025年下學期高三化學開放性試題專練（二）一、選擇題（共5小題，每小題有1-2個正確選項）1.化學與可持續(xù)發(fā)展下列關于工業(yè)生產與環(huán)境保護的說法中，正確的是（）A.合成氨工業(yè)中，采用高溫高壓條件可提高氮氣轉化率B.氯堿工業(yè)中，使用陽離子交換膜可減少Cl?與NaOH溶液的反應C.煤的氣化和液化均屬于物理變化，可減少SO?排放D.工業(yè)廢水中重金屬離子（如Cu2?、Hg2?）可通過加適量Na?S沉淀去除解析：A錯誤：合成氨反應為N?+3H??2NH?（放熱反應），高壓有利于平衡正向移動，但高溫會使平衡逆向移動，實際生產中高溫是為了提高催化劑活性，并非提高轉化率。B正確：陽離子交換膜只允許Na?通過，阻止OH?與Cl?接觸，避免副反應Cl?+2NaOH=NaCl+NaClO+H?O。C錯誤：煤的氣化（生成CO、H?）和液化（生成甲醇）均為化學變化，可減少直接燃燒產生的SO?。D正確：S2?與重金屬離子形成難溶硫化物（如CuS、HgS），但需控制Na?S用量，避免過量S2?造成二次污染。答案：BD2.物質結構與性質短周期元素X、Y、Z、W的原子序數依次增大，X的基態(tài)原子2p軌道半充滿，Y的電負性最大，Z的單質為淡黃色固體，W的最高價氧化物對應水化物為強堿。下列說法正確的是（）A.原子半徑：W>Z>Y>XB.X的氫化物沸點一定低于Y的氫化物C.Z的最高價含氧酸的濃溶液可干燥X的氫化物D.W與Y形成的化合物中可能存在共價鍵解析：根據條件推斷元素：X為N（2p3半充滿），Y為F（電負性最大），Z為S（淡黃色單質），W為Na或K（強堿對應的金屬元素，原子序數大于S，故為K）。A錯誤：原子半徑K>S>N>F（同周期從左到右減小，同主族從上到下增大）。B錯誤：X的氫化物為NH?（分子間含氫鍵），Y的氫化物為HF（也含氫鍵），但NH?沸點（-33℃）低于HF（19.5℃），若X為其他2p半充滿元素（如P）則不成立，但本題X只能為N，故B正確？需注意：若題目未限定X為第二周期，則可能存在例外，但根據原子序數依次增大及Y為F，X只能為N，因此B正確。C錯誤：Z的最高價含氧酸為H?SO?，濃H?SO?具有強氧化性，會氧化NH?（2NH?+H?SO?=(NH?)?SO?）。D正確：W與Y形成KF（離子鍵），若W為其他堿金屬（如Li）可能形成共價鍵，但本題W為K，KF為離子化合物，故D錯誤。答案：B3.有機化學基礎某有機物結構簡式如圖（未畫出），其分子中含苯環(huán)、羥基、羧基、碳碳雙鍵四種官能團，且每個碳原子上最多連一個官能團。則該有機物的分子式可能為（）A.C?H??O?B.C??H??O?C.C??H??O?D.C??H??O?解析：設分子中含1個苯環(huán)（C?H?-）、1個-OH、1個-COOH、1個碳碳雙鍵（C=C），剩余碳原子數為n，不飽和度Ω=苯環(huán)（4）+雙鍵（1）=5。碳原子總數：6（苯環(huán)）+n（其他碳）+1（羧基碳）=n+7。氫原子數：根據不飽和度公式Ω=(2C+2-H)/2，得H=2C+2-2Ω=2(n+7)+2-10=2n+6。氧原子數：-OH（1）+-COOH（2）=3。結合選項：A.C?H??O?：C=9，則n=2，H=2×2+6=10，O=3，符合；但O?不符合（應為3），故A錯誤。B.C??H??O?：C=10，n=3，H=2×3+6=12，O=4，多1個O，可能含2個羥基，符合“四種官能團”（苯環(huán)、羥基、羧基、雙鍵），正確。C.C??H??O?：C=11，n=4，H=2×4+6=14≠12，錯誤。D.C??H??O?：C=12，n=5，H=2×5+6=16≠14，錯誤。答案：B4.化學反應原理在恒容密閉容器中，反應2NO?(g)?N?O?(g)ΔH<0達到平衡后，下列說法正確的是（）A.升高溫度，混合氣體顏色變淺B.加入催化劑，NO?的轉化率增大C.充入少量He，體系壓強增大，平衡正向移動D.若起始時n(NO?)=2mol，平衡時n(N?O?)=0.5mol，則NO?轉化率為50%解析：A錯誤：正反應放熱，升溫平衡逆向移動，NO?濃度增大，顏色加深。B錯誤：催化劑不影響平衡移動，轉化率不變。C錯誤：恒容充He，各物質濃度不變，平衡不移動。D正確：轉化的NO?為1mol（2NO?→1N?O?），轉化率=1/2×100%=50%。答案：D5.實驗化學下列實驗方案能達到目的的是（）A.用乙醇萃取碘水中的I?，分液后蒸餾分離乙醇和I?B.用濃鹽酸和MnO?加熱制備Cl?時，通過飽和食鹽水和濃硫酸凈化氣體C.用pH試紙測定0.1mol/LNa?CO?溶液和0.1mol/LNaHCO?溶液的pH，比較碳酸和碳酸氫根的酸性D.向FeCl?溶液中滴加NaOH溶液至沉淀不再產生，過濾洗滌后，灼燒固體得到Fe?O?解析：A錯誤：乙醇與水互溶，不能作萃取劑。B正確：飽和食鹽水除去HCl，濃硫酸干燥Cl?。C錯誤：應比較等濃度HCO??和H?CO?的酸性，可測定NaHCO?溶液和H?CO?溶液的pH。D正確：FeCl?+3NaOH=Fe(OH)?↓+3NaCl，灼燒Fe(OH)?分解為Fe?O?（2Fe(OH)?=Fe?O?+3H?O）。答案：BD二、非選擇題（共3小題）6.工業(yè)流程分析（14分）以黃銅礦（主要成分為CuFeS?，含少量SiO?）為原料制備膽礬（CuSO?·5H?O）的工藝流程如下：流程：黃銅礦→粉碎→焙燒→酸浸→過濾→氧化→調節(jié)pH→過濾→蒸發(fā)濃縮→冷卻結晶→膽礬（1）焙燒時，CuFeS?與O?反應生成Cu?S、FeS和SO?，寫出化學方程式：________。（2）酸浸時，需加入過量稀硫酸，目的是________；濾渣1的主要成分是________。（3）氧化步驟中，可選用H?O?或MnO?作氧化劑，若選用MnO?，需在酸性條件下進行，寫出離子方程式：________。（4）調節(jié)pH時，加入CuO的作用是________，若pH過高，會導致的后果是________。（5）結晶后得到的膽礬晶體表面可能附著雜質離子，檢驗SO?2?是否洗凈的方法是________。答案及解析：（1）2CuFeS?+4O?=Cu?S+2FeS+3SO?（根據原子守恒配平，Cu從+2→+1，S部分從-2→+4）。（2）提高浸出率，抑制Fe3?水解；SiO?（SiO?不與硫酸反應）。（3）MnO?+2Fe2?+4H?=Mn2?+2Fe3?+2H?O（MnO?將Fe2?氧化為Fe3?，自身被還原為Mn2?）。（4）中和過量H?，使Fe3?轉化為Fe(OH)?沉淀；Cu2?水解生成Cu(OH)?沉淀，降低產率。（5）取最后一次洗滌液少許，滴加BaCl?溶液，若無白色沉淀生成，則已洗凈。7.化學反應原理綜合（16分）研究NO?與CO的反應對減少汽車尾氣污染有重要意義：2NO(g)+2CO(g)?N?(g)+2CO?(g)ΔH。（1）已知：①N?(g)+O?(g)=2NO(g)ΔH?=+180.5kJ/mol②2C(s)+O?(g)=2CO(g)ΔH?=-221.0kJ/mol③C(s)+O?(g)=CO?(g)ΔH?=-393.5kJ/mol則ΔH=________kJ/mol。（2）在恒容密閉容器中，按n(NO):n(CO)=1:1投料，測得不同溫度下NO的平衡轉化率如圖（未畫出）。①該反應的平衡常數K隨溫度升高而________（填“增大”“減小”或“不變”）。②300℃時，若起始總壓為p?，用分壓表示的平衡常數Kp=________（列出計算式，分壓=總壓×物質的量分數）。（3）某研究小組探究催化劑對反應速率的影響，實驗數據如下：催化劑反應溫度/℃初始速率v/mol·L?1·min?1無3000.002Pt/C3000.058Pd/C3000.042①由數據可知，________（填“Pt/C”或“Pd/C”）的催化活性更高。②若在Pt/C催化下，300℃時反應達到平衡，NO轉化率為80%，則0~5min內v(CO)=________mol·L?1·min?1。答案及解析：（1）ΔH=ΔH?×2-ΔH?-ΔH?=2×(-393.5)-180.5-(-221.0)=-746.5kJ/mol。（2）①減小（ΔH<0，放熱反應，升溫平衡逆向移動，K減?。?。②設起始n(NO)=n(CO)=1mol，轉化n(NO)=2x，平衡時n(NO)=1-2x，n(CO)=1-2x，n(N?)=x，n(CO?)=2x，總物質的量=2-2x。NO轉化率為α，則2x=α，x=α/2，Kp=[p(N?)·p2(CO?)]/[p2(NO)·p2(CO)]=[x·(2x)2]/[(1-2x)2·(1-2x)2]×p?^(1+2-2-2)=(4x3)/(1-2x)^4×1/p?（若α=80%，則x=0.4，代入得Kp=4×0.43/(0.2)^4×1/p?=0.256/0.0016×1/p?=160/p?）。（3）①Pt/C（相同條件下初始速率更大）。②v(CO)=v(NO)=Δc(NO)/Δt=(1mol/L×80%)/5min=0.16mol·L?1·min?1。8.實驗探究（14分）某小組設計實驗探究Fe3?與I?的反應是否為可逆反應。實驗步驟：①向10mL0.1mol/LFeCl?溶液中滴加5mL0.4mol/LKI溶液，振蕩，溶液變?yōu)樽攸S色。②取少量反應后溶液，滴加CCl?，振蕩，下層為紫紅色。③向步驟②的上層溶液中滴加KSCN溶液，溶液變紅。（1）步驟①中反應的離子方程式為________。（2）步驟②的目的是________，下層紫紅色物質是________（填化學式）。（3）步驟③中溶液變紅能否說明反應為可逆反應？（填“能”或“否”），理由是。（4）若要進一步證明反應的可逆性，可采取的實驗方案是________。答案及解析：（1）2Fe3?+2I?=2Fe2?+I?。（2）檢驗是否生成I?；I?（CCl?萃取I?，下層為I?的CCl?溶液）。（3）否；步驟①中KI過量（0.002molFe3?與0.002molI?反應，KI剩余0.002mol），若Fe3?完全反應，上層溶液中無Fe3?，滴加KSCN變紅說明Fe3?有剩余，即反應可逆（原答案應為“能”，因KI過量，Fe3?仍有剩余，證明反應不完全）。（4）取步驟①反應后溶液，滴加淀粉溶液（檢驗I?是否剩余），若變藍，結合步驟③可證明可逆（或用AgNO?溶液檢驗I?，若有黃色沉淀生成，則I?剩余）。三、計算題（10分）將10.0gFe?O?和CuO的混合物投入500mL1mol/L的H?SO?溶液中，充分反應后，向溶液中加入1mol/LNaOH溶液，當沉淀量達到最大時，消耗NaOH溶液體積為800mL。求原混合物中Fe?O?的質量分數。解析：設Fe?O?質量為xg，CuO質量為(10-x)g。Fe?O?~2Fe3?~6NaOH（Fe3?+3OH?=Fe(OH)?↓）CuO~Cu2?~2NaOH（Cu2?+2OH?=Cu(OH)?↓）剩余H?SO?~2NaOH（H?+OH?=H?O）n(H?SO?)=0.5L×1mol/L=0.5mol，n(NaOH)=0.8L×1mol/L=0.8mol。反應后溶液中H?全部被中和，且金屬離子全部沉淀，根據電荷守恒：n(Na?)=2n(SO?2?)（因Na?SO?中2n(Na?)=n(SO?2?)，但此處n(NaOH)=n(Na?)=0.8mol，n(SO?2?)=0.5mol，0.8=2×0.5-2n(金