2025年下学期高二化学类比推理能力试题

2025年下学期高二化学类比推理能力试题一、选择题（共15题，每题4分）元素周期律应用已知第三周期元素的最高价氧化物对应水化物酸性顺序为：HClO₄>H₂SO₄>H₃PO₄>SiO₂·nH₂O。类比推测第四周期中Ge、As、Se、Br的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为（）A.H₂GeO₃>H₃AsO₄>H₂SeO₄>HBrO₄B.HBrO₄>H₂SeO₄>H₃AsO₄>H₂GeO₃C.H₃AsO₄>H₂SeO₄>HBrO₄>H₂GeO₃D.HBrO₄>H₃AsO₄>H₂SeO₄>H₂GeO₃解析：同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物酸性依次增强。第三周期Cl、S、P、Si的非金属性递减，酸性顺序与题干一致；第四周期Br、Se、As、Ge的非金属性同样递减，故酸性顺序为HBrO₄>H₂SeO₄>H₃AsO₄>H₂GeO₃，选B。化学键类型判断已知NaCl为离子晶体，含有离子键；HCl为分子晶体，含有共价键。类比判断下列物质的化学键类型及晶体类型：①MgO②CO₂③KBr④SiO₂其中属于离子晶体且含离子键的是（）A.①②B.①③C.②④D.③④解析：活泼金属与活泼非金属形成离子键（如MgO、KBr），非金属之间形成共价键（如CO₂、SiO₂）。离子晶体含离子键，分子晶体/原子晶体含共价键，选B。有机反应类型类比已知乙烯（CH₂=CH₂）与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷（CH₂BrCH₂Br）。类比推测下列反应的产物：乙炔（CH≡CH）与过量溴水反应的主要产物是（）A.CHBr=CHBrB.CHBr₂CHBr₂C.CH₂BrC≡CHD.CBr₃CBr₃解析：乙炔含碳碳三键，可与溴水发生两步加成：第一步生成CHBr=CHBr，第二步继续加成生成CHBr₂CHBr₂，因溴水过量，主要产物为后者，选B。物质性质递变规律已知碱金属元素（Li、Na、K、Rb）的单质熔点依次降低：Li（180℃）>Na（98℃）>K（63℃）>Rb（39℃）。类比推测卤族元素（F₂、Cl₂、Br₂、I₂）的单质熔点递变规律是（）A.逐渐升高B.逐渐降低C.先升高后降低D.无规律解析：碱金属单质为金属晶体，随原子序数增大，金属键减弱，熔点降低；卤素单质为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔点升高，选A。实验现象类比已知向AlCl₃溶液中滴加NaOH溶液，先产生白色沉淀（Al(OH)₃），继续滴加沉淀溶解生成NaAlO₂。类比推测向ZnCl₂溶液中滴加氨水，实验现象为（）A.始终无沉淀B.产生白色沉淀，不溶解C.产生白色沉淀，继续滴加沉淀溶解D.产生蓝色沉淀，继续滴加沉淀溶解解析：Al(OH)₃和Zn(OH)₂均为两性氢氧化物。ZnCl₂与氨水反应先生成Zn(OH)₂沉淀，氨水过量时生成可溶性配合物[Zn(NH₃)₄]Cl₂，现象与AlCl₃和NaOH反应类似，选C。氧化还原反应规律已知Cl₂与Fe反应生成FeCl₃（Cl₂作氧化剂，Fe被氧化为+3价），S与Fe反应生成FeS（S作氧化剂，Fe被氧化为+2价）。类比判断Br₂、I₂与Fe反应的产物：①Br₂+Fe②I₂+Fe产物中Fe的化合价分别为（）A.+3、+3B.+3、+2C.+2、+3D.+2、+2解析：氧化剂氧化性越强，将金属氧化为更高价态。氧化性：Cl₂>Br₂>S>I₂，故Br₂将Fe氧化为+3价，I₂仅能氧化为+2价，选B。配合物结构类比已知[Cu(NH₃)₄]²⁺为平面正方形结构，Cu²⁺与4个NH₃通过配位键结合。类比推测[Zn(NH₃)₄]²⁺的空间结构及配位键数目：A.正四面体，4个B.平面正方形，4个C.正八面体，6个D.直线形，2个解析：Zn²⁺的价电子构型为3d¹⁰，与NH₃形成配合物时采用sp³杂化，空间结构为正四面体，配位键数目为4，选A。电离平衡类比已知H₂CO₃为二元弱酸，分步电离：H₂CO₃⇌H⁺+HCO₃⁻（K₁）HCO₃⁻⇌H⁺+CO₃²⁻（K₂，K₂<<K₁）类比推测H₂S的电离方程式及平衡常数关系：A.H₂S⇌2H⁺+S²⁻（K₁）B.H₂S⇌H⁺+HS⁻（K₁），HS⁻⇌H⁺+S²⁻（K₂，K₂>>K₁）C.H₂S⇌H⁺+HS⁻（K₁），HS⁻⇌H⁺+S²⁻（K₂，K₂<<K₁）D.H₂S⇌H₂⁺+S²⁻（K₁）解析：二元弱酸分步电离，第一步电离程度远大于第二步，平衡常数K₁>>K₂，选C。电化学原理应用已知铜锌原电池中，Zn为负极（失电子：Zn-2e⁻=Zn²⁺），Cu为正极（得电子：2H⁺+2e⁻=H₂↑）。类比判断铝铜原电池（电解质为稀硫酸）中，正负极及电极反应正确的是（）A.Al为正极：Al-3e⁻=Al³⁺B.Cu为负极：Cu-2e⁻=Cu²⁺C.Al为负极：Al-3e⁻=Al³⁺D.Cu为正极：Cu²⁺+2e⁻=Cu解析：原电池中，活泼金属作负极。Al比Cu活泼，故Al为负极（失电子），Cu为正极（H⁺得电子生成H₂），选C。物质制备方法类比已知工业上通过电解熔融NaCl制备金属Na：2NaCl(熔融)电解̲̲2Na+Cl₂↑。类比推测制备金属Mg的方法是（）A.电解MgO溶液B.电解熔融MgCl₂C.加热MgCO₃D.镁与CuSO₄溶液置换解析：活泼金属（如Na、Mg）通过电解熔融氯化物制备（MgO熔点过高，不适合电解），选B。晶体结构类比已知金刚石中每个C原子与周围4个C原子形成正四面体结构（sp³杂化）。类比推测晶体硅（Si）和二氧化硅（SiO₂）的结构：A.晶体硅中Si原子为sp²杂化，SiO₂中Si原子为sp³杂化B.晶体硅和SiO₂中Si原子均为sp³杂化C.晶体硅中Si原子为sp³杂化，SiO₂中Si原子为sp²杂化D.晶体硅和SiO₂中Si原子均为sp²杂化解析：晶体硅与金刚石结构相似，每个Si原子与4个Si原子形成正四面体（sp³杂化）；SiO₂中每个Si原子与4个O原子形成正四面体（sp³杂化），选B。有机化合物命名类比已知CH₃CH₂CH₂CH₃命名为丁烷，CH₃CH(CH₃)CH₃命名为异丁烷（2-甲基丙烷）。类比命名CH₃CH₂CH(CH₃)₂的正确名称是（）A.2-甲基丁烷B.3-甲基丁烷C.异戊烷D.2-乙基丙烷解析：最长碳链含4个C，第2个C上连甲基，命名为2-甲基丁烷（系统命名法），选A。沉淀溶解平衡类比已知AgCl在水中存在溶解平衡：AgCl(s)⇌Ag⁺(aq)+Cl⁻(aq)，加入NaCl固体后平衡逆向移动，AgCl溶解度降低。类比推测向Ag₂CrO₄饱和溶液中加入K₂CrO₄固体，Ag₂CrO₄的溶解度变化及平衡移动方向（）A.溶解度增大，平衡正向移动B.溶解度减小，平衡逆向移动C.溶解度不变，平衡不移动D.溶解度增大，平衡逆向移动解析：加入相同离子（CrO₄²⁻），沉淀溶解平衡逆向移动，溶解度降低，选B。氧化还原反应方程式配平类比已知MnO₂+4HCl(浓)△̲̲MnCl₂+Cl₂↑+2H₂O中，Mn元素化合价从+4→+2（得2e⁻），Cl元素从-1→0（失1e⁻×2）。类比配平反应：K₂Cr₂O₇+HCl(浓)→KCl+CrCl₃+Cl₂↑+H₂O，其中Cr元素化合价变化及得电子数为（）A.+6→+3，得3e⁻×2B.+6→+2，得4e⁻×2C.+7→+3，得4e⁻×2D.+7→+2，得5e⁻×2解析：K₂Cr₂O₇中Cr为+6价，反应后生成Cr³⁺（+3价），每个Cr得3e⁻，2个Cr共得6e⁻（3e⁻×2），选A。实验装置类比已知实验室用MnO₂与浓盐酸共热制备Cl₂（固液加热型装置），用向上排空气法收集。类比选择实验室制备下列气体的装置：①O₂（KClO₃与MnO₂共热）②CO₂（CaCO₃与稀盐酸）③NH₃（NH₄Cl与Ca(OH)₂共热）④H₂（Zn与稀硫酸）其中需使用固固加热型装置的是（）A.①③B.②④C.①④D.②③解析：固固加热型适用于固体混合物加热反应（如制O₂、NH₃），固液不加热型适用于固体与液体常温反应（如制CO₂、H₂），选A。二、非选择题（共3题，共40分）元素周期表应用与类比推理（14分）下表为短周期部分元素的性质数据：元素原子半径（10⁻¹⁰m）主要化合价X0.74-2Y1.60+2Z1.10+5、-3W0.99+7、-1Q1.86+1（1）根据元素周期律，推断X、Y、Z、W、Q在周期表中的位置（填周期/族）：X位于第______周期______族；Q位于第______周期______族。（2）类比同主族元素性质递变规律，比较Z（N）和同族下一周期元素As的氢化物稳定性：>（填化学式）。（3）Y（Mg）与水反应缓慢，生成Mg(OH)₂和H₂；类比推测Q（Na）与水反应的现象及产物：现象为____________________，产物为______和______（填化学式）。答案：（1）二；ⅥA；三；ⅠA（2）NH₃；AsH₃（3）钠浮在水面上，迅速熔化成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声；NaOH；H₂解析：（1）X（-2价）为O（第二周期ⅥA族），Y（+2价）为Mg（第三周期ⅡA族），Z（+5/-3价）为N（第二周期ⅤA族），W（+7/-1价）为Cl（第三周期ⅦA族），Q（+1价）为Na（第三周期ⅠA族）。（2）同主族元素从上到下非金属性减弱，氢化物稳定性减弱（NH₃>AsH₃）。（3）Na比Mg活泼，与水反应更剧烈，生成NaOH和H₂。有机化学反应机理类比（14分）已知乙醇（CH₃CH₂OH）在浓硫酸催化下加热至170℃发生消去反应生成乙烯（CH₂=CH₂）和水，反应机理为：CH₃CH₂OH→[H⁺]CH₃CH₂OH₂⁺→[Δ]CH₂=CH₂↑+H₂O（1）类比推测2-丙醇（(CH₃)₂CHOH）在浓硫酸催化下加热发生消去反应的主要产物结构简式：。（2）若乙醇与浓硫酸加热至140℃，发生分子间脱水生成乙醚（CH₃CH₂OCH₂CH₃），该反应类型为（填“取代”或“加成”）。类比推测甲醇（CH₃OH）在类似条件下的产物：______（填结构简式）。答案：（1）CH₂=CHCH₃（2）取代；CH₃OCH₃解析：（1）2-丙醇消去时，羟基与邻位C上的H结合生成水，剩余部分形成碳碳双键，主要产物为丙烯（CH₂=CHCH₃）。（2）乙醇分子间脱水生成乙醚，属于取代反应（-OH被-OCH₂CH₃取代）；甲醇分子间脱水生成二甲醚（CH₃OCH₃）。实验设计与类比推理（12分）某同学为探究卤素单质的氧化性强弱，设计了如下实验：①将Cl₂通入NaBr溶液中，溶液变为橙黄色（生成Br₂）；②将Br₂通入KI溶液中，溶液变为棕黄色（生成I₂）。（1）根据实验①②，得出卤素单质氧化性强弱顺序：>>（填化学式）。（2）类比推测：若将F₂通入NaCl溶液中，是否能置换出Cl₂？（填“能”或“否”），理由是____________________。答案：（1）Cl₂；Br₂；I₂（2）否；F₂的氧化性极强，会先与水反应生成HF和O₂，无法置换出Cl₂解析：（1）氧化剂氧化性强于氧化产物，由Cl₂置换Br₂、Br₂置换I₂，得氧化性Cl₂>Br₂>I₂。（2）F₂与水剧烈反应：2F₂+2H₂O=4HF+O₂，无法与Cl⁻反应置换出Cl₂。三、附加题（10分）结构与性质综合类比已知C₆₀（富勒烯）是由60个C原子构成的足球状分子，分子中只