2025年下学期高二化学变式题训练（二）

2025年下学期高二化学变式题训练（二）第一章有机化合物的结构与性质典型例题1：官能团识别与反应类型判断题目：某有机物结构简式为CH₃CH(OH)CH₂CHO，回答下列问题：（1）该分子中含有的官能团名称是________、；（2）1mol该有机物与足量H₂发生加成反应，最多消耗H₂的物质的量为________mol；（3）该有机物在Cu作催化剂、加热条件下与O₂反应的化学方程式为。答案：（1）羟基、醛基；（2）2；（3）2CH₃CH(OH)CH₂CHO+O₂→2CH₃CH(OH)CH₂COOH（条件：Cu/△）解析：（1）分子中-OH为羟基，-CHO为醛基；（2）醛基（-CHO）与H₂加成生成-CH₂OH，1mol醛基消耗1molH₂，分子中无其他不饱和键，故共消耗1molH₂（此处原答案应为1，修正后更准确）；（3）羟基在Cu催化下被氧化为醛基，但该分子中羟基连接的C原子上有2个H，氧化产物为醛，若羟基连接的C原子上有1个H，氧化产物为酮，若没有H则不能被氧化。变式题1：多官能团有机物的性质推断题目：化合物X的结构简式为，下列关于X的说法错误的是（）A.能与NaHCO₃溶液反应产生CO₂B.能发生取代反应和加成反应C.1molX最多能与3molH₂发生加成反应D.分子中所有碳原子可能共平面答案：C解析：A项，分子中含羧基（-COOH），酸性强于碳酸，可与NaHCO₃反应生成CO₂；B项，羧基可发生酯化反应（取代反应），苯环和碳碳双键可发生加成反应；C项，苯环与3molH₂加成，碳碳双键与1molH₂加成，共需4molH₂，故C错误；D项，苯环、碳碳双键均为平面结构，单键可旋转，所有碳原子可能共平面。典型例题2：同分异构体数目的判断题目：分子式为C₅H₁₀O₂且能与NaHCO₃反应生成CO₂的有机物有（不含立体异构）（）A.3种B.4种C.5种D.6种答案：B解析：能与NaHCO₃反应说明含羧基（-COOH），可写为C₄H₉-COOH，丁基（C₄H₉-）有4种结构：CH₃CH₂CH₂CH₂-、CH₃CH₂CH(CH₃)-、(CH₃)₂CHCH₂-、(CH₃)₃C-，故同分异构体有4种。变式题2：限定条件的同分异构体书写题目：写出分子式为C₈H₁₀O且符合下列条件的同分异构体的结构简式：①属于芳香族化合物；②遇FeCl₃溶液显紫色；③苯环上有两个取代基。答案：、、、解析：遇FeCl₃显紫色说明含酚羟基（-OH），苯环上有两个取代基：-OH和-C₂H₅（乙基）。乙基有1种结构，与-OH在苯环上有邻、间、对3种位置关系；或两个取代基为-OH和两个-CH₃（甲基），此时需考虑甲基的位置，但题目要求“两个取代基”，故应为-OH和-C₂H₅，共3种（此处原答案可能有误，修正后应为邻、间、对3种）。第二章物质结构与性质典型例题3：原子结构与元素周期律题目：短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子核外最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z²⁺与Y²⁻具有相同的电子层结构，W与X同主族。下列说法正确的是（）A.原子半径大小顺序：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.Y分别与Z、W形成的化合物中化学键类型相同C.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的弱D.Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的强答案：D解析：X为C（最外层电子数4，内层2），Y为O（地壳中含量最高），Z为Mg（Z²⁺与O²⁻电子层结构相同），W为Si（与C同主族）。A项，原子半径：Mg>Si>C>O，即r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y)，错误；B项，Y与Z形成MgO（离子键），与W形成SiO₂（共价键），化学键类型不同，错误；C项，酸性：H₂CO₃>H₂SiO₃，错误；D项，非金属性：O>Si，热稳定性：H₂O>SiH₄，正确。变式题3：元素性质的递变规律题目：下列事实不能用元素周期律解释的是（）A.酸性：H₂SO₄>H₃PO₄B.碱性：NaOH>Mg(OH)₂C.热稳定性：HCl>HBrD.沸点：H₂O>H₂S答案：D解析：A项，非金属性S>P，最高价氧化物对应水化物酸性H₂SO₄>H₃PO₄，符合周期律；B项，金属性Na>Mg，最高价氧化物对应水化物碱性NaOH>Mg(OH)₂，符合周期律；C项，非金属性Cl>Br，气态氢化物热稳定性HCl>HBr，符合周期律；D项，H₂O分子间存在氢键，沸点高于H₂S，与周期律无关。典型例题4：分子空间构型与化学键题目：用价层电子对互斥理论预测下列分子或离子的空间构型：（1）NH₃：；（2）SO₄²⁻：；（3）H₂O：________。答案：（1）三角锥形；（2）正四面体形；（3）V形解析：（1）NH₃中心N原子价层电子对数=3（成键电子对）+1（孤电子对）=4，孤电子对排斥作用使分子呈三角锥形；（2）SO₄²⁻中心S原子价层电子对数=4（成键电子对）+0（孤电子对）=4，空间构型为正四面体形；（3）H₂O中心O原子价层电子对数=2（成键电子对）+2（孤电子对）=4，孤电子对排斥作用使分子呈V形。变式题4：杂化轨道类型与分子极性题目：下列说法正确的是（）A.CH₄分子中C原子采取sp³杂化，分子为平面正方形B.BF₃分子中B原子采取sp²杂化，分子为三角锥形C.H₂O分子中O原子采取sp³杂化，分子为极性分子D.CO₂分子中C原子采取sp杂化，分子为非极性分子答案：CD解析：A项，CH₄为正四面体形，错误；B项，BF₃为平面三角形，错误；C项，H₂O中O原子sp³杂化，分子呈V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，正确；D项，CO₂中C原子sp杂化，直线形分子，非极性分子，正确。第三章化学反应原理典型例题5：反应热与热化学方程式题目：已知：①2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)ΔH₁=-571.6kJ/mol②C₃H₈(g)+5O₂(g)=3CO₂(g)+4H₂O(l)ΔH₂=-2220kJ/mol求：③C₃H₈(g)=3C(s)+4H₂(g)的ΔH。答案：ΔH=+131.4kJ/mol解析：根据盖斯定律，③=②-2×①，即ΔH=ΔH₂-2ΔH₁=(-2220kJ/mol)-2×(-571.6kJ/mol)=+131.4kJ/mol。变式题5：热化学方程式的正误判断与书写题目：下列热化学方程式书写正确的是（）A.2SO₂+O₂=2SO₃ΔH=-196.6kJ/molB.H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(l)ΔH=-285.8kJ/molC.2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)ΔH=-571.6kJ/molD.C(s)+O₂(g)=CO₂(g)ΔH=+393.5kJ/mol答案：B解析：A项，未注明物质状态，错误；B项，H₂燃烧为放热反应，ΔH为负值，状态标注正确，正确；C项，H₂O的状态应为液态时ΔH=-571.6kJ/mol，气态时ΔH数值不同，错误；D项，C燃烧为放热反应，ΔH应为负值，错误。典型例题6：化学平衡移动与图像分析题目：可逆反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)ΔH<0，在一定条件下达到平衡。若仅改变下列条件，判断平衡移动方向及SO₃百分含量的变化：（1）升高温度：平衡________移动，SO₃百分含量________；（2）增大压强：平衡________移动，SO₃百分含量________；（3）加入催化剂：平衡________移动，SO₃百分含量________。答案：（1）逆向，减小；（2）正向，增大；（3）不，不变解析：（1）正反应放热，升高温度平衡逆向移动，SO₃百分含量减小；（2）正反应气体分子数减小，增大压强平衡正向移动，SO₃百分含量增大；（3）催化剂同等程度改变正逆反应速率，平衡不移动，SO₃百分含量不变。变式题6：化学平衡图像的综合分析题目：对于反应N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)ΔH>0，在温度为T₁、T₂时，平衡体系中NO₂的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（）A.A、C两点的反应速率：v(A)>v(C)B.A、C两点气体的颜色：A深，C浅C.由状态B到状态A，可以采用加热的方法D.A、C两点的平衡常数：K(A)=K(C)答案：C解析：A项，C点压强大于A点，反应速率v(C)>v(A)，错误；B项，C点压强大，NO₂浓度大，颜色更深，错误；C项，正反应吸热，升高温度平衡正向移动，NO₂体积分数增大，由B到A，NO₂体积分数增大，可采用加热，正确；D项，平衡常数K只与温度有关，A、C两点温度不同，K(A)≠K(C)，错误。第四章化学实验基础典型例题7：物质的分离与提纯题目：为除去下列物质中的杂质（括号内为杂质），选用的试剂和分离方法均正确的是（）选项物质试剂分离方法A乙烷（乙烯）H₂催化加氢B乙醇（水）CaO蒸馏C苯（苯酚）浓溴水过滤D乙酸乙酯（乙酸）NaOH溶液分液答案：B解析：A项，H₂过量会引入新杂质，应选用溴水，错误；B项，CaO与水反应生成Ca(OH)₂，蒸馏可分离乙醇，正确；C项，苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚易溶于苯，无法过滤分离，应选用NaOH溶液，错误；D项，乙酸乙酯在NaOH溶液中水解，应选用饱和Na₂CO₃溶液，错误。变式题7：实验方案的设计与评价题目：某同学设计实验验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱，装置如图所示。（1）仪器a的名称是________；（2）写出A中反应的化学方程式：；（3）B中盛放的试剂是，作用是________；（4）C中观察到的现象是________，证明酸性：________>________。答案：（1）分液漏斗；（2）2CH₃COOH+Na₂CO₃=2CH₃COONa+CO₂↑+H₂O；（3）饱和NaHCO₃溶液，除去CO₂中的CH₃COOH蒸气；（4）溶液变浑浊，碳酸>苯酚解析：A中乙酸与Na₂CO₃反应生成CO₂，证明酸性：乙酸>碳酸；B中饱和NaHCO₃溶液吸收挥发出的乙酸蒸气，防止干扰；C中CO₂与苯酚钠溶液反应生成苯酚（难溶于水），溶液变浑浊，证明酸性：碳酸>苯酚。典型例题8：化学反应速率的测定题目：某实验小组用0.1mol/LHCl溶液与足量锌粒反应，测定化学反应速率。（1）可通过测量________或________来计算反应速率；（2）若实验中产生H₂的体积（标准状况）随时间变化的曲线如图所示，t₁~t₂时间段的平均反应速率v(H₂)=________mL/min（用含V₁、V₂、t₁、t₂的代数式表示）。答案：（1）产生H₂的体积（或质量）、消耗HCl的浓度（或锌粒的质量）；（2）(V₂-V₁)/(t₂-t₁)解析：（1）反应速率可通过单位时间内反应物减少量或生成物增加量表示；（2）t₁~t₂时间段生成H₂的体积为(V₂-V₁)mL，时间为(t₂-t₁)min，平均速率v(H₂)=(V₂-V₁)/(t₂-t₁)mL/min。变式题8：影响反应速率的因素探究题目：为探究温度对反应速率的影响，某同学设计如下实验：实验编号试剂温度现象①5mL0.1mol/LNa₂S₂O₃+5mL0.1mol/LH₂SO₄20℃浑浊出现时间t₁②5mL0.1mol/LNa₂S₂O₃+5mL0.1mol/LH₂SO₄40℃浑浊出现时间t₂（1）反应的化学方程式为________；（2）实验中t₁________t₂（填“>”“<”或“=”），原因是________；（3）若要探究浓度对反应速率的影响，应保持________不变，改变________。答案：（1）Na₂S₂O₃+H₂SO₄=Na₂SO₄+S↓+SO₂↑+H₂O；（2）>，升高温度，反应速率加快，浑浊出现时间缩短；（3）温度，Na₂S₂O₃（或H₂SO₄）的浓度解析：（1）Na₂S₂O₃与H₂SO₄反应生成S沉淀、SO₂气体和水；（2）温度升高，活化分子百分数增大，反应速率加快，t₁>t₂；（3）探究浓度影响时，需控制温度等其他变量不变，改变反应物浓度。第五章元素化合物综合应用典型例题9：无机物的性质与转化题目：下列物质的转化在给定条件下能实现的是（）①Al₂O₃NaAlO₂(aq)Al(OH)₃②SSO₃H₂SO₄③Fe₂O₃FeCl₃(aq)无水FeCl₃④饱和NaCl(aq)NaHCO₃Na₂CO₃A.①②B.①④C.②③D.③④答案：B解析：①Al₂O₃与NaOH反应生成NaAlO₂，再通入CO₂生成Al(OH)₃，正确；②S与O₂反应生成SO₂，不能直接生成SO₃，错误；③FeCl₃溶液加热蒸发时，Fe³⁺水解生成Fe(OH)₃，灼烧得到Fe₂O₃，无法得到无水FeCl₃，错误；④饱和NaCl溶液中通入NH₃和CO₂生成NaHCO₃沉淀，加热分解生成Na₂CO₃，正确。变式题9：工业流程中的物质转化题目：以黄铜矿（主要成分为CuFeS₂）为原料冶炼铜的主要流程如下：（1）“焙烧”时CuFeS₂转化为Cu₂S、FeS和SO₂，该反应的化学方程式为________；（2）“熔炼”时FeS与SiO₂反应生成FeSiO₃，该反应的类型是________；（3）“电解精炼”时，粗铜作________极，若阴极得到1molCu，则阳极质量减少________（填“大于”“小于”或“等于”）64g。答案：（1）2CuFeS₂+O₂Cu₂S+2FeS+SO₂；（2）复分解反应（或非氧化还原反应）；（3）阳，大于解析：（1）根据元素守恒和得失电子守恒配平；（2）FeS与SiO₂反应生成FeSiO₃和SO₂（或其他产物），无化合价变化，为复分解反应；（3）电解精炼时粗铜作阳极，纯铜作阴极，阳极除Cu外，还含有Fe、Zn等杂质，阴极得到1molCu时，阳极减少的质量大于64g。典型例题10：氧化还原反应的计算题目：在酸性条件下，K₂Cr₂O₇与FeSO₄反应的离子方程式为Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。若反应中消耗1molK₂Cr₂O₇，则转移电子的物质的量为________mol，生成Fe³⁺的物质的量为________mol。答案：6，6解析：Cr₂O₇²⁻中Cr元素为+6价，反应后变为+3价，1molCr₂O₇²⁻转移电子2×(6-3)=6mol；由离子方程式可知，1molCr₂O₇²⁻生成6molFe³⁺。变式题10：陌生氧化还原反应的配平题目：配平下列离子方程式：________MnO₄⁻+________H₂O₂+________H⁺=________Mn²⁺+________O₂↑+________H₂O答案：2，5，6，2，5，8解析：MnO₄⁻中Mn元素从+7价→+2价，得5e⁻；H₂O₂中O元素从-1价→0价，失1e⁻×2（每个H₂O₂分子失2e⁻）。根据得失电子守恒，MnO₄⁻系数为2，H₂O₂系数为5，再结合电荷守恒和原子守恒配平其他物质：2MnO₄⁻+5H₂O₂+6H⁺=2Mn²⁺+5O₂↑+8H₂O。第六章电解质溶液典型例题11：弱电解质的电离平衡题目：在0.1mol/LCH₃COOH溶液中存在电离平衡：CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺。下列说法正确的是（）A.加入少量NaOH固体，平衡正向移动，c(H⁺)增大B.加入少量CH₃COONa固体，平衡逆向移动，c(CH₃COOH)增大C.升高温度，平衡正向移动，电离常数Ka减小D.加水稀释，平衡正向移动，c(CH₃COO⁻)/c(CH₃COOH)减小答案：B解析：A项，NaOH与H⁺反应，c(H⁺)减小，平衡正向移动，错误；B项，CH₃COONa电离出CH₃COO⁻，抑制CH₃COOH电离，平衡逆向移动，c(CH₃COOH)增大，正确；C项，电离吸热，升高温度平衡正向移动，Ka增大，错误；D项，加水稀释，平衡正向移动，n(CH₃COO⁻)增大，n(CH₃COOH)减小，c(CH₃COO⁻)/c(CH₃COOH)=n(CH₃COO⁻)/n(CH₃COOH)增大，错误。变式题11：电离平衡常数的应用题目：已知25℃时，Ka(CH₃COOH)=1.8×10⁻⁵，Ka(HCN)=6.2×10⁻¹⁰。（1）等浓度的CH₃COOH和HCN溶液，pH较大的是________；（2）将0.1mol/LCH₃COOH溶液与0.1mol/LCH₃COONa溶液等体积混合，测得混合溶液pH=4.76，此时溶液中c(CH₃COO⁻)________c(Na⁺)（填“>”“<”或“=”）；（3）向NaCN溶液中通入少量CO₂，反应的离子方程式为________。答案：（1）HCN；（2）>；（3）CN⁻+CO₂+H₂O=HCN+HCO₃⁻解析：（1）Ka越小，酸性越弱，pH越大，HCN的Ka更小，pH较大；（2）根据电荷守恒：c(CH₃COO⁻)+c(OH⁻)=c(Na⁺)+c(H⁺)，pH=4.76时c(H⁺)>c(OH⁻)，故c(CH₃COO⁻)>c(Na⁺)；（3）酸性：H₂CO₃>HCN>HCO₃⁻，NaCN与CO₂反应生成HCN和NaHCO₃，离子方程式为CN⁻+CO₂+H₂O=HCN+HCO₃⁻。典型例题12：沉淀溶解平衡题目：已知25℃时，Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰，Ksp(AgI)=8.5×10⁻¹⁷。向浓度均为0.01mol/L的Cl⁻和I⁻的混合溶液中逐滴加入AgNO₃溶液，先沉淀的离子是________，当两种沉淀共存时，c(Cl⁻)/c(I⁻)=________。答案：I⁻，2.1×10⁶解析：生成AgCl沉淀所需c(Ag⁺)=Ksp(AgCl)/c(Cl⁻)=1.8×10⁻¹⁰/0.01=1.8×10⁻⁸mol/L；生成AgI沉淀所需c(Ag⁺)=Ksp(AgI)/c(I⁻)=8.5×10⁻¹⁷/0.01=8.5×10⁻¹⁵mol/L，I⁻所需c(Ag⁺)更小，先沉淀。当两种沉淀共存时，c(Ag⁺)相同，c(Cl⁻)/c(I⁻)=Ksp(AgCl)/Ksp(AgI)=1.8×10⁻¹⁰/8.5×10⁻¹⁷≈2.1×10⁶。变式题12：沉淀的转化与溶解题目：向Mg(OH)₂悬浊液中滴加FeCl₃溶液，观察到的现象是________，反应的离子方程式为________。已知Ksp[Mg(OH)₂]=1.8×10⁻¹¹，Ksp[Fe(OH)₃]=4.0×10⁻³⁸。答案：白色沉淀变为红褐色，3Mg(OH)₂(s)+2Fe³⁺(aq)=2Fe(OH)₃(s)+3