2025年下學(xué)期高二化學(xué)小組合作探究試題第一部分化學(xué)反應(yīng)原理綜合探究探究主題：影響化學(xué)反應(yīng)速率的多因素分析背景資料：某化工廠在合成氨工藝中發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)速率受溫度、催化劑用量及氣體分壓等因素影響。為優(yōu)化生產(chǎn)效率，需通過實驗確定最佳反應(yīng)條件。任務(wù)1：實驗方案設(shè)計（小組分工：方案設(shè)計組、數(shù)據(jù)分析組、誤差評估組）（1）提出假設(shè)：結(jié)合碰撞理論，預(yù)測溫度（T）、催化劑濃度（c）與反應(yīng)速率（v）的關(guān)系，寫出2個定量假設(shè)（如v∝T2）。（2）實驗設(shè)計：提供試劑：0.1mol/LH?O?溶液、MnO?粉末（0.5g/袋）、蒸餾水、恒溫水浴鍋（0-100℃）、氣壓傳感器（精度±0.1kPa）。要求設(shè)計3組對照實驗，每組至少包含2個變量（提示：可測定單位時間內(nèi)O?生成量）。用表格形式呈現(xiàn)實驗步驟（需注明溫度控制范圍、催化劑用量梯度等關(guān)鍵參數(shù)）。任務(wù)2：數(shù)據(jù)處理與結(jié)論（每組提供以下實驗數(shù)據(jù)）實驗序號溫度/℃催化劑用量/g反應(yīng)時間/minO?生成量/mL1250.5512.02450.5528.53651.0545.0（1）計算實驗2的反應(yīng)速率（以O(shè)?體積變化表示，寫出計算過程）。（2）繪制“溫度-反應(yīng)速率”關(guān)系曲線，分析曲線斜率變化的微觀原因。（3）若實驗3中改用1.5g催化劑，預(yù)測O?生成量并說明理由。任務(wù)3：誤差分析與方案優(yōu)化（1）指出實驗中可能導(dǎo)致誤差的3個操作因素（如裝置氣密性）。（2）設(shè)計一個改進實驗方案，驗證“氣體分壓對合成氨反應(yīng)速率的影響”（需說明實驗裝置的關(guān)鍵改進點）。第二部分有機化學(xué)基礎(chǔ)探究探究主題：阿司匹林的合成與純度測定背景資料：阿司匹林（乙酰水楊酸）是常用解熱鎮(zhèn)痛藥，可通過水楊酸與乙酸酐在濃硫酸催化下合成。小組需合作完成合成、分離提純及純度測定全過程。任務(wù)1：有機合成實驗（小組分工：合成組、提純組、表征組）（1）反應(yīng)原理：寫出水楊酸（C?H?O?）與乙酸酐（C?H?O?）反應(yīng)的化學(xué)方程式，注明反應(yīng)類型。（2）實驗操作：提供儀器：圓底燒瓶、冷凝管、布氏漏斗、紅外光譜儀。關(guān)鍵步驟：①向5g水楊酸中加入10mL乙酸酐和5滴濃硫酸，控制溫度80-90℃反應(yīng)30分鐘；②反應(yīng)結(jié)束后加入50mL冰水，待晶體析出后抽濾；③用飽和NaHCO?溶液洗滌晶體，再用鹽酸酸化?；卮穑翰襟E③中加入NaHCO?的目的是什么？寫出相關(guān)離子方程式。任務(wù)2：結(jié)構(gòu)表征與純度分析（1）紅外光譜分析：對比水楊酸與阿司匹林的紅外光譜圖，指出阿司匹林在1750cm?1處的特征吸收峰對應(yīng)的官能團。（2）中和滴定法測定純度：稱取0.3g粗產(chǎn)品，用乙醇溶解后加入2滴酚酞，用0.1mol/LNaOH溶液滴定至終點，消耗NaOH溶液22.5mL。計算產(chǎn)品純度（阿司匹林摩爾質(zhì)量180g/mol，寫出計算式）。若滴定終點時溶液呈粉紅色持續(xù)10秒不退，是否會導(dǎo)致結(jié)果偏高？第三部分跨模塊綜合應(yīng)用探究主題：電池廢料中重金屬的回收與處理背景資料：某鉛酸蓄電池廢料主要含PbSO?和PbO?，小組需設(shè)計方案回收鉛并減少環(huán)境污染。任務(wù)1：工藝流程設(shè)計（結(jié)合氧化還原反應(yīng)與沉淀溶解平衡）（1）溶解步驟：用Na?CO?溶液處理廢料，使PbSO?轉(zhuǎn)化為更易溶于酸的PbCO?。寫出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式（已知Ksp(PbSO?)=2.5×10??，Ksp(PbCO?)=7.4×10?1?）。（2）還原步驟：向PbCO?中加入H?C?O?（草酸）生成PbC?O?沉淀，寫出該反應(yīng)的離子方程式并判斷是否為氧化還原反應(yīng)。任務(wù)2：實驗驗證與環(huán)保評估（1）設(shè)計實驗驗證Pb2?已完全沉淀（提供試劑：0.1mol/LKI溶液）。（2）計算處理1kg含鉛廢料至少需要Na?CO?的質(zhì)量（假設(shè)Pb的回收率為90%）。（3）提出一種“綠色回收”方案，替代傳統(tǒng)的火法冶煉（需說明優(yōu)點，如能耗、污染控制等）。第四部分合作探究反思列舉在實驗設(shè)計中體現(xiàn)“變量控制思想”的3個具體操作。若小組在合成阿司匹林時忘記加濃硫酸，可能觀察到什么現(xiàn)象？從反應(yīng)機理角度解釋原因。結(jié)合本次探究，說明化學(xué)反應(yīng)原理在解決環(huán)境問題中的2個應(yīng)用實例。（注：全卷共4大題，滿分100分，小組討論時間40分鐘，需提交實驗方案報告、數(shù)據(jù)記錄單及反思總結(jié)各1份）命題說明：本題型覆蓋《化學(xué)反應(yīng)原理》中“反應(yīng)速率與平衡”“電化學(xué)基礎(chǔ)”及《有機化學(xué)基礎(chǔ)》中“羧酸衍生物”等核心模塊，符合2025年教學(xué)大綱對“宏觀辨識與微觀探析”“證據(jù)推理與模型認知”素養(yǎng)的要求。任務(wù)設(shè)計強調(diào)分工協(xié)作，如“方案設(shè)計組”需運用控制變量法，