化學(xué)推理能力最終評估試題一、物質(zhì)推斷題（一）無機化合物推斷例題1：現(xiàn)有A、B、C、D四種物質(zhì)，其中A為黑色固體單質(zhì)，B為紅棕色粉末，C和D為氣體。A與B在高溫條件下反應(yīng)生成C和一種金屬單質(zhì)；C通入澄清石灰水可生成白色沉淀；D為無色有毒氣體，在空氣中不完全燃燒生成C。請推斷：（1）寫出物質(zhì)的化學(xué)式：A______，B______，C______，D______。（2）寫出A與B反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）D在空氣中不完全燃燒的化學(xué)方程式：。解題思路：特征突破法：根據(jù)“紅棕色粉末”推斷B可能為Fe?O?；“黑色固體單質(zhì)”A可能為C（碳）或CuO，但CuO與Fe?O?不反應(yīng)，故A為C。反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)推斷：C與Fe?O?高溫反應(yīng)生成CO?和Fe，CO?使澄清石灰水變渾濁，驗證C為CO?；D為有毒氣體且不完全燃燒生成CO?，故D為CO。（二）有機化合物推斷例題2：某有機物X由C、H、O三種元素組成，其相對分子質(zhì)量為46。將X在氧氣中完全燃燒，生成的CO?和H?O的物質(zhì)的量之比為2:3。X能與金屬鈉反應(yīng)生成氫氣，且能發(fā)生酯化反應(yīng)。請推斷：（1）X的分子式為______。（2）X的結(jié)構(gòu)簡式為______，官能團名稱是______。（3）寫出X與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)的化學(xué)方程式：______。解題思路：計算輔助推斷：設(shè)X的分子式為C?H?O?，由燃燒產(chǎn)物CO?:H?O=2:3得a:b=2:6=1:3，結(jié)合相對分子質(zhì)量12a+b+16y=46，解得a=2，b=6，y=1，即C?H?O。性質(zhì)驗證：能與鈉反應(yīng)且酯化，確定為乙醇（CH?CH?OH），官能團為羥基（-OH）。二、元素周期律推斷題例題3：短周期主族元素A、B、C、D的原子序數(shù)依次增大，其中A的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍；B是地殼中含量最高的元素；C?與Ne原子的電子層結(jié)構(gòu)相同；D的最高價氧化物對應(yīng)水化物為強酸。請回答：（1）寫出元素符號：A______，B______，C______，D______。（2）A與B形成的化合物中，屬于非極性分子的是______（填化學(xué)式）。（3）比較C、D的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性強弱：>（填化學(xué)式）。（4）用電子式表示C與D形成化合物的過程：______。解題思路：原子結(jié)構(gòu)與位置推斷：A的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍，可能為C（2層4電子）或S（3層6電子），但S原子序數(shù)大于B（O），故A為C；B為O；C?與Ne（10電子）同結(jié)構(gòu)，C為Na；D為Cl（最高價含氧酸HClO?為強酸）。性質(zhì)遞變驗證：Na的金屬性強于Cl，故NaOH堿性強于HClO?。三、化學(xué)反應(yīng)流程推斷題例題4：工業(yè)上以黃銅礦（主要成分為CuFeS?）為原料冶煉銅的主要流程如下：黃銅礦→[焙燒]→冰銅（Cu?S和FeS）→[鼓入空氣熔煉]→粗銅（含Cu、Fe、Au等）→[電解精煉]→精銅（1）焙燒時，CuFeS?與O?反應(yīng)生成Cu?S、FeS和SO?，寫出化學(xué)方程式：。（2）熔煉時，F(xiàn)eS與O?反應(yīng)生成FeO和SO?，F(xiàn)eO與SiO?反應(yīng)生成爐渣（FeSiO?），寫出FeO與SiO?反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）電解精煉時，粗銅作______極，陰極反應(yīng)式為______。陽極泥的主要成分是______。解題思路：反應(yīng)條件與產(chǎn)物分析：焙燒時S元素被氧化為SO?，Cu、Fe元素價態(tài)變化需配平；熔煉時酸性氧化物SiO?與堿性氧化物FeO反應(yīng)生成鹽。實驗原理應(yīng)用：電解精煉中粗銅作陽極失電子，純銅在陰極析出，不活潑金屬（Au、Ag）形成陽極泥。四、實驗現(xiàn)象與原理推斷題例題5：某無色溶液可能含有Na?、K?、Mg2?、Al3?、Cl?、SO?2?、CO?2?中的若干種。進行如下實驗：①取少量溶液，加入足量BaCl?溶液，產(chǎn)生白色沉淀，過濾后向沉淀中加入足量鹽酸，沉淀部分溶解并產(chǎn)生氣泡。②向①的濾液中加入足量NaOH溶液，產(chǎn)生白色沉淀，沉淀部分溶解。③用焰色反應(yīng)檢驗溶液中的陽離子，火焰呈黃色，透過藍色鈷玻璃觀察無紫色火焰。請推斷：（1）溶液中一定存在的離子是______，一定不存在的離子是______。（2）寫出①中沉淀部分溶解的離子方程式：。（3）寫出②中沉淀部分溶解的離子方程式：。解題思路：特征實驗現(xiàn)象分析：①中白色沉淀部分溶于鹽酸且產(chǎn)生氣泡，說明沉淀為BaSO?和BaCO?，原溶液含SO?2?、CO?2?；②中加NaOH生成白色沉淀部分溶解，說明含Mg2?（Mg(OH)?不溶）和Al3?（Al(OH)?溶）；③焰色反應(yīng)排除K?，確定含Na?。離子共存驗證：CO?2?與Mg2?、Al3?不能共存，矛盾嗎？注意①中加入足量BaCl?已除去CO?2?，故原溶液中CO?2?與Mg2?、Al3?不共存，因此原溶液不含CO?2?？重新分析：①中沉淀溶解產(chǎn)生氣泡證明CO?2?存在，則原溶液中Mg2?、Al3?不能存在，②中沉淀應(yīng)為BaCO?溶解后引入的Ba2?與OH?反應(yīng)？需重新排查邏輯，最終確定CO?2?與Mg2?、Al3?不共存，故②中沉淀為Mg(OH)?，原溶液含Mg2?，則CO?2?不存在，①中沉淀溶解應(yīng)為亞硫酸根？題目信息需嚴謹，此處假設(shè)沉淀為BaSO?和BaCO?，則原溶液含CO?2?，無Mg2?、Al3?，②中沉淀可能為Ba2?與OH?不反應(yīng)，因此需修正結(jié)論：原溶液含SO?2?、CO?2?、Na?、Cl?，不含Mg2?、Al3?、K?。五、元素化合物綜合推斷題例題6：A、B、C、D、E為中學(xué)化學(xué)常見物質(zhì)，其中A為淡黃色固體，B為無色氣體，C為無色液體，D為強堿，E為正鹽。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：A+B→F+G；A+C→D+H↑；D+F→E+C（1）寫出物質(zhì)的化學(xué)式：A______，B______，C______，D______，E______。（2）寫出A+C反應(yīng)的化學(xué)方程式：，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為。（3）寫出D+F反應(yīng)的離子方程式：______。解題思路：特征物質(zhì)突破：淡黃色固體A可能為Na?O?或S，A與無色液體C反應(yīng)生成強堿D和氣體H，故A為Na?O?，C為H?O，D為NaOH，H為O?。轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建：A（Na?O?）與B（無色氣體）反應(yīng)生成F和G，B可能為CO?，反應(yīng)生成Na?CO?（F）和O?（G）；NaOH（D）與Na?CO?（F）不反應(yīng)，故B應(yīng)為SO?，生成Na?SO?（F）和O?，NaOH與Na?SO?不反應(yīng)，排除。重新推斷：B為CO?，F(xiàn)為Na?CO?，D（NaOH）與F（Na?CO?）不反應(yīng)，故E應(yīng)為NaHCO?，則D+F應(yīng)為NaOH+CO?=NaHCO?+H?O，因此A+B反應(yīng)為Na?O?+2CO?=2Na?CO?+O?，D+F為Na?CO?+CO?+H?O=2NaHCO?，C為H?O，符合轉(zhuǎn)化關(guān)系。六、化學(xué)計算與推理綜合題例題7：將10.8g某金屬單質(zhì)M投入足量稀硫酸中，產(chǎn)生標準狀況下13.44LH?。已知M的相對原子質(zhì)量為27，且M在化合物中顯+3價。（1）計算M的物質(zhì)的量：______mol，H?的物質(zhì)的量：mol。（2）寫出M與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：。（3）若反應(yīng)后溶液體積為500mL，計算所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度：______mol/L。解題思路：定量關(guān)系計算：n(M)=10.8g/27g/mol=0.4mol，n(H?)=13.44L/22.4L/mol=0.6mol；根據(jù)電子守恒，M→M3?失去3e?，H?→H?得到2e?，0.4mol×3=0.6mol×2，守恒成立，確定M為Al，反應(yīng)方程式為2Al+3H?SO?=Al?(SO?)?+3H?↑。濃度計算：n(Al?(SO?)?)=0.4mol/2=0.2mol，c=0.2mol/0.5L=0.4mol/L。七、工業(yè)流程與綠色化學(xué)推斷題例題8：以廢舊鋰電池正極材料（主要成分為LiCoO?，含少量Al、Cu等雜質(zhì)）為原料回收Li和Co的流程如下：正極材料→[酸浸]→浸出液（含Li?、Co2?、Al3?、Cu2?）→[調(diào)pH除雜]→濾液（含Li?、Co2?）→[萃取分離]→Co2?溶液→[沉淀]→Co(OH)?→[煅燒]→CoO（1）酸浸時，LiCoO?與H?SO?和H?O?反應(yīng)生成CoSO?、Li?SO?和O?，寫出化學(xué)方程式：。H?O?的作用是。（2）調(diào)pH除雜時，應(yīng)控制pH的范圍是______（已知：Al(OH)?完全沉淀pH=5.2，Co(OH)?開始沉淀pH=7.6）。（3）萃取分離時，Co2?進入有機相，Li?留在水相，該過程利用了物質(zhì)的______差異。解題思路：氧化還原反應(yīng)分析：LiCoO?中Co為+3價，被H?O?還原為Co2?，H?O?被氧化為O?，配平得2LiCoO?+3H?SO?+H?O?=Li?SO?+2CoSO?+O?↑+4H?O。實驗條件控制：調(diào)pH使Al3?沉淀完全（pH≥5.2），而Co2?不沉淀（pH<7.6），故pH范圍為5.2~7.6。分離原理應(yīng)用：萃取基于物質(zhì)在水相和有機相中的溶解度差異。八、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)推斷題例題9：短周期元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，X的基態(tài)原子有2個未成對電子，Y的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍，Z的單質(zhì)為銀白色金屬，在空氣中燃燒生成淡黃色固體，W的基態(tài)原子3p軌道上有4個電子。（1）寫出元素符號：X______，Y______，Z______，W______。（2）Y的氫化物中，分子間存在氫鍵的是______（填化學(xué)式）。（3）Z與W形成的化合物的電子式為______，該化合物中化學(xué)鍵的類型是______。（4）X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性______W的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性（填“強于”或“弱于”）。解題思路：原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)推斷：Y最外層電子數(shù)是內(nèi)層3倍，為O；Z燃燒生成淡黃色固體（Na?O?），Z為Na；W3p軌道4個電子，為S；X有2個未成對電子，原子序數(shù)小于O，為C（2p2）或O（2p?），但Y為O，故X為C。性質(zhì)比較：C的最高價含氧酸為H?CO?，S為H?SO?，酸性H?CO?弱于H?SO?。九、有機合成路線推斷題例題10：以乙烯為原料合成乙酸乙酯的路線如下：乙烯→[①]→乙醇→[②]→乙醛→[③]→乙酸→[④]→乙酸乙酯（1）寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式：，反應(yīng)類型是。（2）反應(yīng)②的條件是______，反應(yīng)③的化學(xué)方程式：。（3）反應(yīng)④中，乙酸與乙醇的物質(zhì)的量之比為1:1，實際生產(chǎn)中乙醇需過量，目的是。解題思路：官能團轉(zhuǎn)化分析：乙烯（CH?=CH?）與H?O加成生成乙醇（①）；乙醇氧化生成乙醛（②，Cu/Ag催化加熱）；乙醛氧化生成乙酸（③，O?催化）；乙酸與乙醇酯化生成乙酸乙酯（④，濃硫酸加熱）。反應(yīng)條件與原理：酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng)，乙醇過量可提高乙酸轉(zhuǎn)化率。十、化學(xué)平衡與反應(yīng)原理推斷題例題11：在一定溫度下，可逆反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)ΔH<0達到平衡。改變下列條件，判斷平衡移動方向及NH?濃度變化：（1）增大N?濃度，平衡向______移動，NH?濃度______。（2）升高溫度，平衡向______移動，K值_