化学创新型试题及答案解析

化学创新型试题及答案解析考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、单项选择题（每题只有一个正确选项，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每题3分，共30分）1.某同学设计了一个电解池装置，使用惰性电极，电解一定量的饱和食盐水。关于该过程，下列说法正确的是（）。A.阳极发生还原反应，产生氯气B.阴极附近溶液pH升高C.电解结束后，溶液中Na+浓度不变D.该装置可用于工业上制备金属钠2.元素X的原子最外层有4个电子，元素Y的原子最外层有6个电子。下列关于由X和Y形成的化合物的叙述，一定正确的是（）。A.该化合物中一定存在极性键B.该化合物中X的化合价一定为+4价C.该化合物一定是气体D.水溶液一定呈酸性或碱性3.将一块干燥的金属钠置于空气中，最终可能出现的现象不包含（）。A.表面变暗B.体积膨胀C.质量增加D.变成白色粉末4.下列关于有机化合物的说法，正确的是（）。A.聚乙烯和聚氯乙烯都属于高分子化合物，其单体都能发生加成反应B.乙醇和乙酸都能发生酯化反应，且都属于可再生能源C.油脂在酸性条件下水解得到高级脂肪酸和甘油，该过程属于加成反应D.丁苯橡胶是一种合成高分子材料，其单体是丁烷和苯乙烯5.向某无色溶液中滴加少量新制氯水，溶液变为红褐色，再加入BaCl2溶液，产生白色沉淀。关于原溶液的成分，下列判断合理的是（）。A.一定含有SO₄²⁻B.一定含有Fe²⁺，可能含有SO₄²⁻C.一定含有Fe²⁺，一定不含SO₄²⁻D.可能含有Fe²⁺，一定不含SO₄²⁻6.等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液与某强酸HA溶液混合，所得溶液呈碱性。下列有关说法正确的是（）。A.NaA是强酸强碱盐B.HA是强酸C.混合后溶液中c(Na⁺)>c(A⁻)D.混合后溶液中c(OH⁻)=c(H⁺)7.下列实验操作或装置图中，能够达到实验目的是（）。I.用图甲装置干燥NH₃气体II.用图乙装置分离乙醇和水的混合物III.用图丙装置制备少量NO₂气体A.只有IB.只有IIC.I和IIID.II和III8.热化学方程式：C(s,石墨)+O₂(g)=CO₂(g)ΔH=-393.5kJ/mol；C(s,木炭)+O₂(g)=CO(g)ΔH=-110.5kJ/mol。根据以上信息，不能得出结论的是（）。A.相同条件下，1mol石墨完全燃烧比1mol木炭完全燃烧放热更多B.CO的燃烧热为(-110.5+393.5)kJ/molC.木炭不完全燃烧比完全燃烧经济损失更大D.石墨比木炭更稳定9.向体积均为1L的甲、乙两个烧杯中分别加入1molNa₂O₂和1molNa₂O，再分别加入100g水，最终所得溶液的pH值比较，正确的是（）。A.甲>乙B.甲<乙C.甲=乙D.无法比较10.下列关于催化剂的说法，不正确的是（）。A.催化剂能改变化学反应的平衡常数B.催化剂能提高化学反应的活化能C.催化剂在反应前后质量和化学性质不变D.使用催化剂可以缩短化学反应达到平衡的时间二、多项选择题（每题有两个或两个以上正确选项，请将正确选项的字母填在题后的括号内。每题4分，共20分）11.下列过程中，属于化学变化的是（）。A.碘的升华B.活性炭吸附异味C.酒精燃烧D.水的电解12.下列物质中，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的是（）。A.AlB.Al₂O₃C.NaHCO₃D.Na₂CO₃13.下列说法正确的是（）。A.分子晶体的熔沸点一定低于离子晶体的熔沸点B.在常温常压下，H₂O是液体，而H₂S是气体，说明氢键的影响大于分子量因素的影响C.离子键是阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键D.共价键是原子间通过得失电子形成的化学键14.一定条件下，可逆反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)ΔH<0。为了提高SO₂的转化率，可以采取的措施有（）。A.升高温度B.增大压强C.使用催化剂D.增大O₂的浓度15.下列关于生活中常见物质的说法，正确的是（）。A.氯化钠是常用的调味品B.小苏打是发酵粉的主要成分之一C.氢氟酸可用于雕刻玻璃D.甲醛水溶液（福尔马林）可用于保存生物标本三、非选择题（共50分）16.（10分）某兴趣小组用图示装置（部分仪器已省略）进行钠与水的反应实验，并探究钠在不同条件下的化学性质。(1)写出仪器a的名称：_____________。(2)进行钠与水反应实验时，应将钠块放置在试管口的原因是：_____________。(3)若将钠改为钠屑，反应速率会_____________（填“加快”、“减慢”或“不变”），请解释原因：_____________。(4)实验结束后，发现试管底部有黑色固体生成，该固体可能是_____________（写化学式）。为验证该固体成分，小组设计了如下实验方案：①将黑色固体放入试管中，加入足量稀盐酸，振荡，观察现象：_____________。②若步骤①现象明显，则还需进行的实验操作及现象是：_____________。17.（12分）A、B、C、D四种化合物均为含氧酸或其盐，它们之间存在如下转化关系（部分反应物和生成物已省略）：请根据转化关系回答：(1)若A是一种常见的强氧化性酸，则B的化学式为_____________，C溶液中含有的主要阳离子除H⁺外还有_____________（写离子符号）。(2)写出A与D反应生成C的化学方程式：_____________。(3)写出B与NaOH溶液反应的化学方程式：_____________。(4)比较B和C的酸性，并用化学方程式或离子方程式解释原因：_____________。18.（14分）能源与环境是当今社会面临的重要问题。请回答下列问题：(1)太阳能电池的主要材料是_____________，其工作原理是将_____________能转化为电能。(2)氢能是一种理想的清洁能源，工业上制取氢气常用的方法有_____________（写一种即可）。为提高氢气的利用效率，可以研究氢燃料电池，其总反应式为：2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(l)ΔH<0。该反应___________（填“吸热”或“放热”）。(3)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质之一。汽车尾气中的NO和CO可以催化反应生成N₂和CO₂，该反应的化学方程式为：____________________。为减少汽车尾气中的NOx污染，可以采取的措施有_____________（写一种即可）。(4)酸雨是大气污染的另一种形式，其pH值低于_____________。写出SO₂溶于水形成亚硫酸的化学方程式：_____________。19.（14分）化学与生活息息相关。请回答下列问题：(1)食品包装袋中常充入氮气以防腐，利用了氮气化学性质_____________的性质。(2)碳酸钙是重要的建筑材料和补钙剂。工业上用石灰石高温煅烧制备生石灰，该反应的化学方程式为：_____________。用生石灰干燥氨气时，反应的化学方程式为：_____________。(3)硅是地壳中含量第二丰富的元素，硅酸钠（Na₂SiO₃）溶液俗称水玻璃，可用作耐火材料、粘合剂等。写出硅酸钠与盐酸反应的化学方程式：_____________。(4)服用某种维生素（主要成分为维生素C，化学式为C₆H₈O₆）可以增强抵抗力。维生素C具有酸性，其水溶液的pH值_____________7（填“大于”、“小于”或“等于”）。写出维生素C与锌粒、稀硫酸共热反应生成金属锌和二氧化碳的化学方程式（假设只发生此反应）：_____________。试卷答案一、单项选择题1.B2.A3.B4.B5.B6.C7.C8.B9.A10.B解析1.A.阳极发生氧化反应，失电子，饱和食盐水中的氯离子失去电子生成氯气。错误。B.阴极发生还原反应，得电子，溶液中的氢离子得电子生成氢气，导致阴极附近氢氧根离子浓度增大，pH升高。正确。C.电解过程中，水被电解，阴极产生氢气，阳极产生氯气，溶液中水减少，钠离子浓度相对增大。错误。D.电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠，无法制备金属钠。错误。故选B。2.A.X为第14族元素，Y为第16族元素。若形成的化合物为CO，则含极性键；若形成的化合物为N₄C，则含非极性键。不能确定一定存在极性键。错误。B.若形成的化合物为Na₂O，X为+4价；若形成的化合物为Na₂O₂，X为-2价；若形成的化合物为Na₂S，X为-2价。X的化合价不一定为+4价。错误。C.CO为气体，Na₂O为固体，Na₂O₂为固体，Na₂S为固体。形成的化合物不一定是气体。错误。D.若形成的化合物为Na₂O，溶液呈强碱性；若形成的化合物为Na₂O₂，溶液呈碱性；若形成的化合物为Na₂S，溶液呈强碱性；若形成的化合物为CO₂，水溶液呈酸性。水溶液一定呈酸性或碱性。正确。故选A。3.A.钠表面变暗是因为与空气中的氧气反应生成Na₂O。正确。B.钠与水反应生成氢气和氢氧化钠，体积膨胀。正确。C.钠与水反应，质量增加。正确。D.钠最终生成Na₂CO₃，Na₂CO₃易吸湿，变成白色粉末状固体。正确。题目要求选出“不包含”的现象，故选B（体积膨胀，通常是变小的描述可能引起歧义，但反应后产物占据空间，宏观表现为膨胀）。4.A.聚乙烯单体是乙烯（C₂H₄），聚氯乙烯单体是氯乙烯（CH₂=CHCl），聚氯乙烯单体不含碳碳双键，不能发生加成反应。错误。B.乙醇和乙酸都能与醇发生酯化反应，乙醇可以通过发酵等生物过程制得，乙酸可以通过乙醇氧化制得，均属于可再生能源范畴。正确。C.油脂属于酯类，在酸性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油，该过程是酯键的断裂，属于水解反应，不是加成反应。错误。D.丁苯橡胶是由丁二烯和苯乙烯两种单体通过加聚反应合成的高分子材料。正确。故选A。5.A.溶液变为红褐色，说明生成了Fe(OH)₃胶体。加入BaCl₂溶液产生白色沉淀，说明原溶液中可能含有SO₄²⁻（生成BaSO₄）或SO₃²⁻（生成BaSO₃，但SO₃²⁻在氯水中会被氧化）。若原溶液含Fe²⁺和SO₄²⁻，则加入氯水：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl⁻，Fe³⁺+3H₂O=Fe(OH)₃（红褐色）+3H⁺；加入BaCl₂：Ba²⁺+SO₄²⁻=BaSO₄（白色沉淀）。若原溶液只含Fe²⁺，则加入氯水：2Fe²⁺+Cl₂=2Fe³⁺+2Cl⁻，Fe³⁺+3H₂O=Fe(OH)₃（红褐色）+3H⁺；加入BaCl₂，若无SO₄²⁻，则无白色沉淀。因此，原溶液中一定含有Fe²⁺，且一定含有能被BaCl₂检出的阴离子，可能是SO₄²⁻，也可能不含。选项B表述为一定含有Fe²⁺，可能含有SO₄²⁻，是合理的判断。选项A说一定含有SO₄²⁻过于绝对。选项C和D的表述均不完全合理。故选B。6.等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液与强酸HA溶液混合，若混合后溶液呈碱性，说明NaOH的量过量，反应后溶液中存在NaA和过量的NaOH。A.NaA是强酸强碱盐，其溶液呈中性。错误。B.若HA是强酸，则混合后溶液呈中性（若n(NaOH)=n(HA)）或酸性（若n(NaOH)<n(HA)）。错误。C.混合后溶液中存在Na⁺、A⁻、OH⁻、H⁺。由于溶液呈碱性，c(OH⁻)>c(H⁺)。根据电荷守恒，c(Na⁺)+c(H⁺)=c(A⁻)+c(OH⁻)。因为c(OH⁻)>c(H⁺)，所以c(Na⁺)>c(A⁻)。正确。D.混合后溶液中c(OH⁻)>c(H⁺)。错误。故选C。7.I.NH₃是碱性气体，不能用浓硫酸干燥，但可以用碱石灰（CaO与NaOH混合物）或固体NaOH干燥。若图甲是用干燥管盛装固体干燥剂干燥NH₃，且进气口在下方，出气口在上方（因NH₃密度小于空气），则可行。假设装置符合此条件。II.乙醇和水的沸点相近（乙醇沸点78.5℃，水沸点100℃），难以通过简单蒸馏分离。需加入生石灰（CaO）吸水，然后蒸馏，但题目未提供加生石灰和蒸馏装置。若图乙装置是普通蒸馏装置，直接用于分离乙醇和水不可行。III.NO₂和O₂反应生成红棕色的N₂O₄：2NO₂(g)+O₂(g)⇌N₂O₄(g)。若图丙装置是用导气管将NO₂和O₂混合通入一个容器中，能观察到红棕色变浅并可能生成少量白雾（N₂O₄可能水解），则可行。假设装置符合此条件。综上，若图甲为盛装碱石灰的干燥管，图丙为NO₂和O₂混合装置，则I和III可行。II不可行。故选C。8.A.石墨燃烧生成CO₂，放热393.5kJ；木炭燃烧生成CO，放热110.5kJ。1mol石墨放热多于1mol木炭。正确。B.该两个方程式相减：C(s,木炭)-C(s,石墨)=CO(g)-CO₂(g)ΔH=-110.5-(-393.5)=+283.0kJ/mol。这表示石墨转化为木炭吸热283.0kJ/mol。CO的燃烧热定义为1molCO完全燃烧生成CO₂放出的热量。根据盖斯定律，CO的燃烧热=木炭燃烧热-石墨转化为木炭的热量=110.5kJ/mol-283.0kJ/mol=-172.5kJ/mol。选项B的计算错误，应为-172.5kJ/mol。错误。C.木炭不完全燃烧（生成CO）释放的热量小于完全燃烧（生成CO₂）释放的热量。从能源利用效率角度看，不完全燃烧经济损失更大。正确。D.石墨能量状态低于木炭，更稳定。正确。故选B。9.Na₂O₂与水反应：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑。1molNa₂O₂反应生成2molNaOH，溶液呈强碱性，pH很高。Na₂O与水反应：Na₂O+H₂O=2NaOH。1molNa₂O反应生成2molNaOH，溶液也呈强碱性，pH很高。两者反应都生成等物质的量的NaOH，且溶液体积相同（均为100g水，假设密度为1g/mL，即体积为1L），因此溶液中NaOH的浓度相同，pH值相同。故选C。10.A.催化剂改变化学反应速率，通过改变反应的活化能，但不改变化学平衡常数。正确。B.催化剂降低反应的活化能。错误。C.催化剂在反应前后质量和化学性质不变。正确。D.使用催化剂可以加快正逆反应速率，使化学反应更快达到平衡状态。正确。故选B。二、多项选择题11.A.碘升华是由固态直接变为气态，分子间作用力被克服，属于物理变化。错误。B.活性炭具有吸附性，是物理吸附，分子间作用力被利用，没有新物质生成，属于物理变化。错误。C.酒精燃烧生成二氧化碳和水，有新物质生成，属于化学变化。正确。D.水的电解生成氢气和氧气，有新物质生成，属于化学变化。正确。故选CD。12.A.Al与盐酸反应：2Al+6HCl=2AlCl₃+3H₂↑。与NaOH溶液反应：2Al+2NaOH+2H₂O=2NaAlO₂+3H₂↑。错误。B.Al₂O₃与盐酸反应：Al₂O₃+6HCl=2AlCl₃+3H₂O。与NaOH溶液反应：Al₂O₃+2NaOH+3H₂O=2NaAl(OH)₄（或写为AlO₂⁻）。正确。C.NaHCO₃与盐酸反应：NaHCO₃+HCl=NaCl+H₂O+CO₂↑。与NaOH溶液反应：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O。正确。D.Na₂CO₃与盐酸反应：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑。与NaOH溶液不反应（Na₂CO₃是正盐）。错误。故选BC。13.A.分子晶体的熔沸点与分子间作用力有关，离子晶体的熔沸点与离子键强度有关。水分子间存在氢键，分子间作用力强，其熔沸点高于二氧化碳（CO₂），后者只存在范德华力。但分子晶体的熔沸点不一定低于离子晶体，例如二氧化硅（SiO₂，分子晶体）的熔点远高于NaCl（离子晶体）。错误。B.常温常压下，H₂O是液体，H₂S是气体，说明H₂O分子间存在氢键，氢键是一种较强的分子间作用力，使得H₂O的沸点高于H₂S（H₂S分子间只有范德华力）。氢键的影响大于分子量因素（H₂O和H₂S分子量相近）。正确。C.离子键是阴阳离子之间通过静电作用形成的化学键。正确。D.共价键是原子间通过共享电子对形成的化学键。错误。故选BC。14.2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)ΔH<0是一个放热、有气体体积缩小的可逆反应。A.升高温度，根据勒夏特列原理，平衡向吸热方向（逆反应）移动，SO₂转化率降低。错误。B.增大压强，平衡向气体体积减小的方向（正反应）移动，SO₂转化率提高。正确。C.使用催化剂，只改变反应速率，不改变平衡位置，SO₂转化率不变。错误。D.增大O₂的浓度，平衡向正反应方向移动，SO₂转化率提高。正确。故选BD。15.A.氯化钠(NaCl)是常用的调味品。正确。B.小苏打是碳酸氢钠(NaHCO₃)的俗称，是发酵粉的主要成分之一。正确。C.氢氟酸(HF)能与玻璃中的二氧化硅(SiO₂)反应：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O，因此氢氟酸可用于雕刻玻璃。正确。D.甲醛水溶液（福尔马林，HCHO的水溶液）具有杀菌消毒作用，可用于保存生物标本。正确。故选ABCD。三、非选择题16.(1)试管(2)钠浮在水面上，反应剧烈，产生氢气，熔成小球，四处游动，发出嘶嘶声。为防止反应过快产生大量热量导致水沸腾溅出，应将钠块放在试管口。(3)加快(4)产生大量气泡（或冒出无色气体）(5)将产生的气体通入澄清石灰水中，澄清石灰水不变浑浊（或加入BaCl₂溶液，无白色沉淀产生）解析：(1)根据装置图（虽未提供，但通常包含加热仪器），仪器a是试管。(2)钠的密度小于水，熔点低，与水反应放热，导致钠熔化并在水面游动，产生氢气推动钠球运动，同时发出嘶嘶声。为安全起见，应将反应物钠放在试管口，控制反应速率，防止热量集中导致危险。(3)钠屑的表面积远大于钠块，增大了反应物接触面积，根据反应速率影响因素，接触面积越大，反应速率越快。(4)黑色固体可能是钠与水反应生成的氢氧化钠吸收空气中的二氧化碳生成的碳酸钠，也可能是未反应的碳（如炭黑）。将固体加入稀盐酸：若含Na₂CO₃：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，产生大量气泡。若含C：C不与稀盐酸反应，无明显现象。(5)若步骤①产生大量气泡，说明固体中含有能与酸反应的物质（很可能是Na₂CO₃）。为确定是否含碳，需检验是否有CO₂生成。将产生的气体通入澄清石灰水，若不变浑浊，说明没有CO₂；或加入BaCl₂溶液，若无白色沉淀（BaCO₃），也说明没有CO₂。若确实只有CO₂，则固体成分为Na₂CO₃。17.(1)CO₂；Na⁺(2)2Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑(3)CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O（或Na₂O₂+2CO₂=2Na₂CO₃+O₂↑，若认为A为Na₂O₂）(4)B为CO₂，C为Na₂CO₃。CO₂溶于水形成碳酸（H₂CO₃），是弱酸；Na₂CO₃是强碱弱酸盐，其水溶液中的碳酸根离子（CO₃²⁻）会发生水解：CO₃²⁻+H₂O⇌HCO₃⁻+OH⁻，导致溶液呈碱性。因此，碳酸的酸性大于碳酸钠的水溶液。或者，若B为Na₂O，C为Na₂O₂，则Na₂O₂溶于水生成NaOH（强碱）和H₂O₂，溶液呈强碱性；Na₂O溶于水生成NaOH（强碱），溶液呈强碱性。但题目给出转化关系暗示B为酸性氧化物CO₂，C为碳酸盐Na₂CO₃。则解释为：CO₂形成的碳酸酸性较强，而Na₂CO₃水解显碱性。解析：(1)根据转化关系和常见物质，A为强氧化性酸，如HNO₃。B为HNO₃与Na反应生成的NaNO₃。C为Na₂O₂或Na₂O。D为Na₂CO₃。若A为HNO₃，B为NaNO₃，C为Na₂O₂，D为Na₂CO₃。则转化关系可能是：Na+HNO₃=NaNO₃+H₂↑；Na₂O₂+CO₂=Na₂CO₃+O₂↑。此时B为NaNO₃，C为Na₂CO₃，阳离子除H⁺外还有Na⁺。若A为H₂SO₄，B为Na₂SO₄，C为Na₂O₂，D为Na₂CO₃。则转化关系可能是：Na+H₂SO₄=Na₂SO₄+H₂↑；Na₂O₂+CO₂=Na₂CO₃+O₂↑。此时B为Na₂SO₄，C为Na₂CO₃，阳离子除H⁺外还有Na⁺。若A为Na₂O₂，B为CO₂，C为Na₂CO₃，D为NaHCO₃。则转化关系可能是：Na₂O₂+CO₂=Na₂CO₃+O₂↑；Na₂CO₃+H₂O+CO₂=2NaHCO₃。此时B为CO₂，C为Na₂CO₃，阳离子除H⁺外还有Na⁺。综合来看，B最可能为CO₂，C为Na₂CO₃，阳离子除H⁺外还有Na⁺。(2)若A为Na₂O₂，D为Na₂CO₃。转化关系为Na₂O₂+CO₂=Na₂CO₃+O₂↑。(3)若B为CO₂，则CO₂与NaOH溶液反应：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O。若B为Na₂O，则Na₂O与NaOH溶液不反应。若B为Na₂O₂，则Na₂O₂与NaOH溶液反应：Na₂O₂+2NaOH=2NaNaO₂+H₂O（或写为2NaOH+Na₂O₂=2NaO₂⁻+H₂O）。题目中C为Na₂CO₃，暗示B为CO₂。(4)比较CO₂（形成的碳酸）和Na₂CO₃（水溶液）的酸碱性。CO₂+H₂O⇌H₂CO₃，H₂CO₃是弱酸。Na₂CO₃是强碱弱酸盐，CO₃²⁻+H₂O⇌HCO₃⁻+OH⁻，溶液呈碱性。因此，碳酸的酸性大于碳酸钠溶液的碱性。或者，从氧化物角度看，Na₂O₂（碱性氧化物）与水生成强碱NaOH，Na₂O（碱性氧化物）与水生成强碱NaOH，两者溶液都呈强碱性。但题目暗示A为强氧化性酸（如HNO₃），B为酸性氧化物CO₂，C为碳酸盐Na₂CO₃。则解释碳酸酸性更强。18.(1)石墨；光(2)电解水（或工业上用石灰石制取生石灰再与水、碳反应等）；放热(3)2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)；安装催化转化器(4)5.6；SO₂+H₂O=H₂SO₃解析：(1)目前主流的太阳能电池主要材料是硅（单晶硅、多晶