2025年下学期高三化学开放性试题专练（二）

2025年下学期高三化学开放性试题专练（二）一、选择题（共5小题，每小题有1-2个正确选项）1.化学与可持续发展下列关于工业生产与环境保护的说法中，正确的是（）A.合成氨工业中，采用高温高压条件可提高氮气转化率B.氯碱工业中，使用阳离子交换膜可减少Cl₂与NaOH溶液的反应C.煤的气化和液化均属于物理变化，可减少SO₂排放D.工业废水中重金属离子（如Cu²⁺、Hg²⁺）可通过加适量Na₂S沉淀去除解析：A错误：合成氨反应为N₂+3H₂⇌2NH₃（放热反应），高压有利于平衡正向移动，但高温会使平衡逆向移动，实际生产中高温是为了提高催化剂活性，并非提高转化率。B正确：阳离子交换膜只允许Na⁺通过，阻止OH⁻与Cl₂接触，避免副反应Cl₂+2NaOH=NaCl+NaClO+H₂O。C错误：煤的气化（生成CO、H₂）和液化（生成甲醇）均为化学变化，可减少直接燃烧产生的SO₂。D正确：S²⁻与重金属离子形成难溶硫化物（如CuS、HgS），但需控制Na₂S用量，避免过量S²⁻造成二次污染。答案：BD2.物质结构与性质短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的基态原子2p轨道半充满，Y的电负性最大，Z的单质为淡黄色固体，W的最高价氧化物对应水化物为强碱。下列说法正确的是（）A.原子半径：W>Z>Y>XB.X的氢化物沸点一定低于Y的氢化物C.Z的最高价含氧酸的浓溶液可干燥X的氢化物D.W与Y形成的化合物中可能存在共价键解析：根据条件推断元素：X为N（2p³半充满），Y为F（电负性最大），Z为S（淡黄色单质），W为Na或K（强碱对应的金属元素，原子序数大于S，故为K）。A错误：原子半径K>S>N>F（同周期从左到右减小，同主族从上到下增大）。B错误：X的氢化物为NH₃（分子间含氢键），Y的氢化物为HF（也含氢键），但NH₃沸点（-33℃）低于HF（19.5℃），若X为其他2p半充满元素（如P）则不成立，但本题X只能为N，故B正确？需注意：若题目未限定X为第二周期，则可能存在例外，但根据原子序数依次增大及Y为F，X只能为N，因此B正确。C错误：Z的最高价含氧酸为H₂SO₄，浓H₂SO₄具有强氧化性，会氧化NH₃（2NH₃+H₂SO₄=(NH₄)₂SO₄）。D正确：W与Y形成KF（离子键），若W为其他碱金属（如Li）可能形成共价键，但本题W为K，KF为离子化合物，故D错误。答案：B3.有机化学基础某有机物结构简式如图（未画出），其分子中含苯环、羟基、羧基、碳碳双键四种官能团，且每个碳原子上最多连一个官能团。则该有机物的分子式可能为（）A.C₉H₁₀O₅B.C₁₀H₁₂O₄C.C₁₁H₁₂O₄D.C₁₂H₁₄O₅解析：设分子中含1个苯环（C₆H₅-）、1个-OH、1个-COOH、1个碳碳双键（C=C），剩余碳原子数为n，不饱和度Ω=苯环（4）+双键（1）=5。碳原子总数：6（苯环）+n（其他碳）+1（羧基碳）=n+7。氢原子数：根据不饱和度公式Ω=(2C+2-H)/2，得H=2C+2-2Ω=2(n+7)+2-10=2n+6。氧原子数：-OH（1）+-COOH（2）=3。结合选项：A.C₉H₁₀O₅：C=9，则n=2，H=2×2+6=10，O=3，符合；但O₅不符合（应为3），故A错误。B.C₁₀H₁₂O₄：C=10，n=3，H=2×3+6=12，O=4，多1个O，可能含2个羟基，符合“四种官能团”（苯环、羟基、羧基、双键），正确。C.C₁₁H₁₂O₄：C=11，n=4，H=2×4+6=14≠12，错误。D.C₁₂H₁₄O₅：C=12，n=5，H=2×5+6=16≠14，错误。答案：B4.化学反应原理在恒容密闭容器中，反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)ΔH<0达到平衡后，下列说法正确的是（）A.升高温度，混合气体颜色变浅B.加入催化剂，NO₂的转化率增大C.充入少量He，体系压强增大，平衡正向移动D.若起始时n(NO₂)=2mol，平衡时n(N₂O₄)=0.5mol，则NO₂转化率为50%解析：A错误：正反应放热，升温平衡逆向移动，NO₂浓度增大，颜色加深。B错误：催化剂不影响平衡移动，转化率不变。C错误：恒容充He，各物质浓度不变，平衡不移动。D正确：转化的NO₂为1mol（2NO₂→1N₂O₄），转化率=1/2×100%=50%。答案：D5.实验化学下列实验方案能达到目的的是（）A.用乙醇萃取碘水中的I₂，分液后蒸馏分离乙醇和I₂B.用浓盐酸和MnO₂加热制备Cl₂时，通过饱和食盐水和浓硫酸净化气体C.用pH试纸测定0.1mol/LNa₂CO₃溶液和0.1mol/LNaHCO₃溶液的pH，比较碳酸和碳酸氢根的酸性D.向FeCl₃溶液中滴加NaOH溶液至沉淀不再产生，过滤洗涤后，灼烧固体得到Fe₂O₃解析：A错误：乙醇与水互溶，不能作萃取剂。B正确：饱和食盐水除去HCl，浓硫酸干燥Cl₂。C错误：应比较等浓度HCO₃⁻和H₂CO₃的酸性，可测定NaHCO₃溶液和H₂CO₃溶液的pH。D正确：FeCl₃+3NaOH=Fe(OH)₃↓+3NaCl，灼烧Fe(OH)₃分解为Fe₂O₃（2Fe(OH)₃=Fe₂O₃+3H₂O）。答案：BD二、非选择题（共3小题）6.工业流程分析（14分）以黄铜矿（主要成分为CuFeS₂，含少量SiO₂）为原料制备胆矾（CuSO₄·5H₂O）的工艺流程如下：流程：黄铜矿→粉碎→焙烧→酸浸→过滤→氧化→调节pH→过滤→蒸发浓缩→冷却结晶→胆矾（1）焙烧时，CuFeS₂与O₂反应生成Cu₂S、FeS和SO₂，写出化学方程式：________。（2）酸浸时，需加入过量稀硫酸，目的是________；滤渣1的主要成分是________。（3）氧化步骤中，可选用H₂O₂或MnO₂作氧化剂，若选用MnO₂，需在酸性条件下进行，写出离子方程式：________。（4）调节pH时，加入CuO的作用是________，若pH过高，会导致的后果是________。（5）结晶后得到的胆矾晶体表面可能附着杂质离子，检验SO₄²⁻是否洗净的方法是________。答案及解析：（1）2CuFeS₂+4O₂=Cu₂S+2FeS+3SO₂（根据原子守恒配平，Cu从+2→+1，S部分从-2→+4）。（2）提高浸出率，抑制Fe³⁺水解；SiO₂（SiO₂不与硫酸反应）。（3）MnO₂+2Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+2Fe³⁺+2H₂O（MnO₂将Fe²⁺氧化为Fe³⁺，自身被还原为Mn²⁺）。（4）中和过量H⁺，使Fe³⁺转化为Fe(OH)₃沉淀；Cu²⁺水解生成Cu(OH)₂沉淀，降低产率。（5）取最后一次洗涤液少许，滴加BaCl₂溶液，若无白色沉淀生成，则已洗净。7.化学反应原理综合（16分）研究NOₓ与CO的反应对减少汽车尾气污染有重要意义：2NO(g)+2CO(g)⇌N₂(g)+2CO₂(g)ΔH。（1）已知：①N₂(g)+O₂(g)=2NO(g)ΔH₁=+180.5kJ/mol②2C(s)+O₂(g)=2CO(g)ΔH₂=-221.0kJ/mol③C(s)+O₂(g)=CO₂(g)ΔH₃=-393.5kJ/mol则ΔH=________kJ/mol。（2）在恒容密闭容器中，按n(NO):n(CO)=1:1投料，测得不同温度下NO的平衡转化率如图（未画出）。①该反应的平衡常数K随温度升高而________（填“增大”“减小”或“不变”）。②300℃时，若起始总压为p₀，用分压表示的平衡常数Kp=________（列出计算式，分压=总压×物质的量分数）。（3）某研究小组探究催化剂对反应速率的影响，实验数据如下：催化剂反应温度/℃初始速率v/mol·L⁻¹·min⁻¹无3000.002Pt/C3000.058Pd/C3000.042①由数据可知，________（填“Pt/C”或“Pd/C”）的催化活性更高。②若在Pt/C催化下，300℃时反应达到平衡，NO转化率为80%，则0~5min内v(CO)=________mol·L⁻¹·min⁻¹。答案及解析：（1）ΔH=ΔH₃×2-ΔH₁-ΔH₂=2×(-393.5)-180.5-(-221.0)=-746.5kJ/mol。（2）①减小（ΔH<0，放热反应，升温平衡逆向移动，K减小）。②设起始n(NO)=n(CO)=1mol，转化n(NO)=2x，平衡时n(NO)=1-2x，n(CO)=1-2x，n(N₂)=x，n(CO₂)=2x，总物质的量=2-2x。NO转化率为α，则2x=α，x=α/2，Kp=[p(N₂)·p²(CO₂)]/[p²(NO)·p²(CO)]=[x·(2x)²]/[(1-2x)²·(1-2x)²]×p₀^(1+2-2-2)=(4x³)/(1-2x)^4×1/p₀（若α=80%，则x=0.4，代入得Kp=4×0.4³/(0.2)^4×1/p₀=0.256/0.0016×1/p₀=160/p₀）。（3）①Pt/C（相同条件下初始速率更大）。②v(CO)=v(NO)=Δc(NO)/Δt=(1mol/L×80%)/5min=0.16mol·L⁻¹·min⁻¹。8.实验探究（14分）某小组设计实验探究Fe³⁺与I⁻的反应是否为可逆反应。实验步骤：①向10mL0.1mol/LFeCl₃溶液中滴加5mL0.4mol/LKI溶液，振荡，溶液变为棕黄色。②取少量反应后溶液，滴加CCl₄，振荡，下层为紫红色。③向步骤②的上层溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红。（1）步骤①中反应的离子方程式为________。（2）步骤②的目的是________，下层紫红色物质是________（填化学式）。（3）步骤③中溶液变红能否说明反应为可逆反应？（填“能”或“否”），理由是。（4）若要进一步证明反应的可逆性，可采取的实验方案是________。答案及解析：（1）2Fe³⁺+2I⁻=2Fe²⁺+I₂。（2）检验是否生成I₂；I₂（CCl₄萃取I₂，下层为I₂的CCl₄溶液）。（3）否；步骤①中KI过量（0.002molFe³⁺与0.002molI⁻反应，KI剩余0.002mol），若Fe³⁺完全反应，上层溶液中无Fe³⁺，滴加KSCN变红说明Fe³⁺有剩余，即反应可逆（原答案应为“能”，因KI过量，Fe³⁺仍有剩余，证明反应不完全）。（4）取步骤①反应后溶液，滴加淀粉溶液（检验I⁻是否剩余），若变蓝，结合步骤③可证明可逆（或用AgNO₃溶液检验I⁻，若有黄色沉淀生成，则I⁻剩余）。三、计算题（10分）将10.0gFe₂O₃和CuO的混合物投入500mL1mol/L的H₂SO₄溶液中，充分反应后，向溶液中加入1mol/LNaOH溶液，当沉淀量达到最大时，消耗NaOH溶液体积为800mL。求原混合物中Fe₂O₃的质量分数。解析：设Fe₂O₃质量为xg，CuO质量为(10-x)g。Fe₂O₃~2Fe³⁺~6NaOH（Fe³⁺+3OH⁻=Fe(OH)₃↓）CuO~Cu²⁺~2NaOH（Cu²⁺+2OH⁻=Cu(OH)₂↓）剩余H₂SO₄~2NaOH（H⁺+OH⁻=H₂O）n(H₂SO₄)=0.5L×1mol/L=0.5mol，n(NaOH)=0.8L×1mol/L=0.8mol。反应后溶液中H⁺全部被中和，且金属离子全部沉淀，根据电荷守恒：n(Na⁺)=2n(SO₄²⁻)（因Na₂SO₄中2n(Na⁺)=n(SO₄²⁻)，但此处n(NaOH)=n(Na⁺)=0.8mol，n(SO₄²⁻)=0.5mol，0.8=2×0.5-2n(金