2025年上學(xué)期高一化學(xué)創(chuàng)新題探究專練（二）一、情境化實(shí)驗(yàn)探究題：從生活現(xiàn)象到科學(xué)探究（一）試題呈現(xiàn)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)維生素C泡騰片（含檸檬酸、碳酸氫鈉等）加入水垢（主要成分為$\ce{CaCO_{3}}$）懸濁液中，產(chǎn)生大量氣泡。為探究反應(yīng)速率的影響因素，設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)編號泡騰片質(zhì)量（g）水垢懸濁液體積（mL）溫度（℃）氣泡產(chǎn)生速率①1.05025較慢②1.05040較快③2.05025較快請回答：（1）氣泡的主要成分是____；（2）對比實(shí)驗(yàn)①和②，可得出的結(jié)論是____；（3）實(shí)驗(yàn)③中，若想進(jìn)一步探究溫度的影響，需控制的變量是____。（二）考點(diǎn)分析本題以“除水垢”的生活場景為載體，考查酸與碳酸鹽的復(fù)分解反應(yīng)（$\ce{CO_{2}}$生成原理）、影響反應(yīng)速率的因素（溫度、濃度），以及控制變量法的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思想。要求學(xué)生從真實(shí)情境中提取化學(xué)問題并運(yùn)用學(xué)科方法解決，體現(xiàn)“宏觀辨識與微觀探析”“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”等核心素養(yǎng)。（三）解題策略物質(zhì)推斷：泡騰片中的檸檬酸（弱酸，電離出$\ce{H^{+}}$）與水垢中的$\ce{CaCO_{3}}$反應(yīng)生成$\ce{CO_{2}}$，反應(yīng)方程式為$\ce{CaCO_{3}+2H^{+}=Ca^{2+}+CO_{2}\uparrow+H_{2}O}$，故氣泡主要成分為$\ce{CO_{2}}$。變量分析：實(shí)驗(yàn)①和②的唯一變量為溫度（$25^\circ\text{C}\to40^\circ\text{C}$），氣泡速率加快，說明溫度升高，反應(yīng)速率加快。實(shí)驗(yàn)設(shè)計：探究溫度對實(shí)驗(yàn)③的影響時，需保持其他變量不變（如泡騰片質(zhì)量與①或②一致），故控制變量為“泡騰片質(zhì)量為1.0g”。（四）變式訓(xùn)練某小組探究“不同濃度的硫酸與鋅反應(yīng)速率的影響”，設(shè)計實(shí)驗(yàn)如下：實(shí)驗(yàn)編號硫酸濃度（mol/L）鋅粒質(zhì)量（g）溫度（℃）收集50mL$\ce{H_{2}}$所需時間（s）A0.52.0（顆粒）25200B1.02.0（顆粒）2580C1.02.0（粉末）2540回答：（1）實(shí)驗(yàn)A和B的結(jié)論是____；（2）實(shí)驗(yàn)B和C探究的變量是____，說明____會加快反應(yīng)速率。二、微觀粒子行為分析題：從符號表征到模型認(rèn)知（一）試題呈現(xiàn)用“●”代表$\ce{H}$原子，“○”代表$\ce{O}$原子，“■”代表$\ce{Na}$原子，模擬$\ce{NaOH}$溶液與鹽酸反應(yīng)的微觀過程：反應(yīng)前：$\ce{■^{+}}$、$\ce{○●^{-}}$（大量）、$\ce{○●}$（少量）、$\ce{Cl^{-}}$反應(yīng)中：$\ce{○●^{-}}$與$\ce{○●}$結(jié)合生成$\ce{H_{2}O}$反應(yīng)后：$\ce{■^{+}}$、$\ce{Cl^{-}}$、$\ce{H_{2}O}$（大量）、$\ce{○●}$（少量）、$\ce{○●^{-}}$（少量）請回答：（1）寫出反應(yīng)的離子方程式____；（2）反應(yīng)后溶液呈中性的微觀特征是____；（3）若向反應(yīng)后的溶液中加入$\ce{FeCl_{3}}$溶液，微觀粒子的變化是____。（二）考點(diǎn)分析本題通過微觀粒子模型考查離子反應(yīng)本質(zhì)（$\ce{H^{+}+OH^{-}=H_{2}O}$）、溶液酸堿性的微觀判斷（$\ce{H^{+}}$與$\ce{OH^{-}}$濃度關(guān)系），以及復(fù)分解反應(yīng)的微觀實(shí)質(zhì)。要求學(xué)生從“符號表征”進(jìn)階到“模型認(rèn)知”，理解“宏觀現(xiàn)象—微觀本質(zhì)—符號表達(dá)”的三重聯(lián)系。（三）解題策略離子方程式書寫：$\ce{NaOH}$與$\ce{HCl}$反應(yīng)的本質(zhì)是$\ce{H^{+}}$與$\ce{OH^{-}}$結(jié)合生成$\ce{H_{2}O}$，$\ce{Na^{+}}$和$\ce{Cl^{-}}$不參與反應(yīng)，故離子方程式為$\ce{H^{+}+OH^{-}=H_{2}O}$。中性微觀特征：溶液呈中性時，$\ce{H^{+}}$與$\ce{OH^{-}}$濃度相等，微觀上表現(xiàn)為“$\ce{H_{2}O}$分子大量存在，$\ce{○●}$（$\ce{H^{+}}$）與$\ce{○●^{-}}$（$\ce{OH^{-}}$）的粒子數(shù)相近”。后續(xù)反應(yīng)分析：加入$\ce{FeCl_{3}}$后，$\ce{Fe^{3+}}$與$\ce{OH^{-}}$結(jié)合生成$\ce{Fe(OH){3}}$沉淀，微觀上“$\ce{○●^{-}}$（$\ce{OH^{-}}$）減少，生成$\ce{Fe(OH){3}}$的粒子聚集體”。（四）變式訓(xùn)練用“●”代表$\ce{Cu}$原子，“○”代表$\ce{SO_{4}^{2-}}$，模擬$\ce{CuSO_{4}}$溶液與$\ce{BaCl_{2}}$溶液反應(yīng)的微觀過程：反應(yīng)前：$\ce{●^{2+}}$、$\ce{○^{2-}}$、$\ce{Ba^{2+}}$、$\ce{Cl^{-}}$反應(yīng)后：$\ce{●^{2+}}$、$\ce{Cl^{-}}$、$\ce{BaSO_{4}}$沉淀回答：（1）反應(yīng)的離子方程式是____；（2）反應(yīng)后“$\ce{●^{2+}}$”和“$\ce{Cl^{-}}$”未減少的原因是____。三、跨學(xué)科融合應(yīng)用題：從單一學(xué)科到知識網(wǎng)絡(luò)（一）試題呈現(xiàn)溶洞中鐘乳石、石筍的形成與石灰?guī)r（$\ce{CaCO_{3}}$）的系列反應(yīng)有關(guān)：①$\ce{CaCO_{3}+CO_{2}+H_{2}O\rightleftharpoonsCa(HCO_{3}){2}}$（溶有$\ce{CO{2}}$的水與$\ce{CaCO_{3}}$反應(yīng)）②$\ce{Ca(HCO_{3}){2}\xlongequal{\Delta}CaCO{3}\downarrow+CO_{2}\uparrow+H_{2}O}$（$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}}$分解）結(jié)合地理知識分析：（1）地下水中$\ce{CO_{2}}$濃度較高的原因；（2）鐘乳石在夏季生長較慢的原因（已知反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)）；（3）寫出石筍形成的化學(xué)方程式（結(jié)合反應(yīng)①②）。（二）考點(diǎn)分析本題融合地理（地下水循環(huán)、溫度對溶解平衡的影響）與化學(xué)（可逆反應(yīng)、平衡移動原理）知識，考查學(xué)生用化學(xué)原理解釋自然現(xiàn)象的能力。體現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”素養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識的綜合應(yīng)用。（三）解題策略地下水$\ce{CO_{2}}$濃度高的原因：土壤中微生物分解有機(jī)物產(chǎn)生$\ce{CO_{2}}$，$\ce{CO_{2}}$溶于雨水或地下水，使地下水中$\ce{CO_{2}}$濃度高于空氣中。夏季鐘乳石生長慢的原因：反應(yīng)②為吸熱反應(yīng)（$\DeltaH>0$），夏季溫度升高，平衡正向移動（$\ce{Ca(HCO_{3}){2}}$分解加快），導(dǎo)致可沉積的$\ce{CaCO{3}}$減少，故生長速率減慢。石筍形成的方程式：石筍為地下水滴落時$\ce{Ca(HCO_{3}){2}}$在洞底分解沉積而成，方程式同反應(yīng)②：$\ce{Ca(HCO{3}){2}\xlongequal{\Delta}CaCO{3}\downarrow+CO_{2}\uparrow+H_{2}O}$。（四）變式訓(xùn)練海洋酸化是由于$\ce{CO_{2}}$溶于海水：$\ce{CO_{2}+H_{2}O\rightleftharpoonsH_{2}CO_{3}\rightleftharpoonsH^{+}+HCO_{3}^{-}}$。珊瑚蟲通過吸收$\ce{Ca^{2+}}$和$\ce{HCO_{3}^{-}}$生成$\ce{CaCO_{3}}$骨骼：$\ce{Ca^{2+}+2HCO_{3}^{-}=CaCO_{3}\downarrow+CO_{2}\uparrow+H_{2}O}$?；卮穑海?）海洋酸化會導(dǎo)致珊瑚骨骼溶解，用平衡移動原理解釋：；（2）全球變暖加劇海洋酸化的原因是。四、跨學(xué)科融合應(yīng)用題：從化學(xué)原理到實(shí)際問題（一）試題呈現(xiàn)“碳中和”是指通過植樹造林、節(jié)能減排等方式抵消$\ce{CO_{2}}$排放。某研究團(tuán)隊利用太陽能將$\ce{CO_{2}}$轉(zhuǎn)化為甲醇（$\ce{CH_{3}OH}$），反應(yīng)原理如下：$\ce{CO_{2}(g)+3H_{2}(g)\xlongequal[\Delta]{催化劑}CH_{3}OH(g)+H_{2}O(g)}$（放熱反應(yīng)）回答：（1）該反應(yīng)中，反應(yīng)物的總能量____（填“>”“<”或“=”）生成物的總能量；（2）為提高$\ce{CH_{3}OH}$產(chǎn)率，可采取的措施是____（寫一條）；（3）若生成1mol$\ce{CH_{3}OH}$，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為____mol。（二）考點(diǎn)分析本題結(jié)合“碳中和”熱點(diǎn)，考查化學(xué)反應(yīng)與能量、化學(xué)平衡移動、氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移等知識，要求學(xué)生運(yùn)用化學(xué)原理解決環(huán)境問題，體現(xiàn)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”核心素養(yǎng)。（三）解題策略能量判斷：該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故反應(yīng)物總能量**>**生成物總能量。平衡移動措施：降低溫度（放熱反應(yīng)平衡正向移動）、增大壓強(qiáng)（氣體分子數(shù)減少，加壓平衡正向移動）或分離$\ce{CH_{3}OH}$均可提高產(chǎn)率。電子轉(zhuǎn)移計算：$\ce{CO_{2}}$中$\ce{C}$為+4價，$\ce{CH_{3}OH}$中$\ce{C}$為-2價，生成1mol$\ce{CH_{3}OH}$轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6mol（$\ce{C}$元素化合價降低6）。（四）變式訓(xùn)練氫氧燃料電池是綠色能源，總反應(yīng)為$\ce{2H_{2}+O_{2}=2H_{2}O}$?；卮穑海?）負(fù)極反應(yīng)式為____；（2）若消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4L$\ce{H_{2}}$，轉(zhuǎn)移電子____mol。五、數(shù)據(jù)圖表分析題：從圖像到規(guī)律提取（一）試題呈現(xiàn)某小組探究“$\ce{MnO_{2}}$對$\ce{H_{2}O_{2}}$分解速率的影響”，在不同條件下測量$\ce{O_{2}}$體積隨時間變化的曲線如圖（忽略溫度變化）：回答：（1）曲線2和3的斜率大于曲線1，說明____；（2）曲線2和3的最終$\ce{O_{2}}$體積相同，原因是____；（3）若將曲線3的溫度升高至35℃，畫出其變化趨勢（在原圖中補(bǔ)充）。（二）考點(diǎn)分析本題通過速率曲線考查催化劑對反應(yīng)速率的影響、反應(yīng)物濃度與產(chǎn)物量的關(guān)系，以及溫度對速率的影響。要求學(xué)生從圖像中提取數(shù)據(jù)、分析規(guī)律，體現(xiàn)“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”素養(yǎng)。（三）解題策略催化劑作用：曲線2和3（有$\ce{MnO_{2}}$）斜率更大，說明催化劑能加快反應(yīng)速率。產(chǎn)物體積相同的原因：$\ce{H_{2}O_{2}}$的初始濃度和體積相同，故完全分解生成的$\ce{O_{2}}$總量相同（催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率）。溫度對曲線的影響：升高溫度會加快反應(yīng)速率（斜率增大），但不改變$\ce{O_{2}}$最終體積，故曲線3的溫度升高后，斜率大于原曲線3，終點(diǎn)與原曲線3相同。（四）變式訓(xùn)練某反應(yīng)$\ce{A(g)+B(g)\rightleftharpoonsC(g)}$的平衡常數(shù)$K$與溫度$T$的關(guān)系如下表：$T$/℃200300400500$K$1.00.50.30.1判斷該反應(yīng)為____（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)，理由是____。六、開放性探究題：從方案設(shè)計到誤差分析（一）試題呈現(xiàn)某同學(xué)欲測定某品牌白醋中醋酸的濃度（假設(shè)白醋中其他成分不與$\ce{NaOH}$反應(yīng)），設(shè)計方案如下：用移液管量取20.00mL白醋，稀釋至100mL；取25.00mL稀釋液，滴加2滴酚酞，用0.1000mol/L$\ce{NaOH}$溶液滴定至終點(diǎn)，消耗$\ce{NaOH}$溶液15.00mL?；卮穑海?）寫出醋酸與$\ce{NaOH}$反應(yīng)的化學(xué)方程式____；（2）計算白醋中醋酸的濃度（寫出計算過程）；（3）若滴定前俯視讀數(shù)，滴定后仰視讀數(shù)，會導(dǎo)致結(jié)果____（填“偏大”“偏小”或“無影響”）。（二）考點(diǎn)分析本題通過定量實(shí)驗(yàn)考查酸堿中和反應(yīng)、溶液稀釋計算、實(shí)驗(yàn)誤差分析，要求學(xué)生設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案并評估可靠性，體現(xiàn)“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識”素養(yǎng)。（三）解題策略化學(xué)方程式：$\ce{CH_{3}COOH+NaOH=CH_{3}COONa+H_{2}O}$。濃度計算：稀釋后醋酸濃度：$c(\text{稀釋})=\frac{c(\ce{NaOH})\cdotV(\ce{NaOH})}{V(\text{稀釋液})}=\frac{0.1000\times15.00}{25.00}=0.0600\\text{mol/L}$原白醋濃度：$c(\text{原})=0.0600\times\frac{100}{20}=0