2025年下學(xué)期高一化學(xué)創(chuàng)造性思維試題（二）一、情境化實驗探究題（共30分）（一）生活中的化學(xué)反應(yīng)速率影響因素研究某研究小組發(fā)現(xiàn)，家庭常用的"管道疏通劑"（主要成分為氫氧化鈉和鋁粉）在不同條件下產(chǎn)生氣體的速率差異顯著。為探究影響反應(yīng)速率的關(guān)鍵因素，設(shè)計了以下實驗方案：實驗編號鋁粉質(zhì)量（g）氫氧化鈉溶液濃度（%）溫度（℃）攪拌速率（r/min）氣體產(chǎn)生速率（mL/min）①0.51025012②0.52025028③0.51040035④1.010256023請回答下列問題：寫出管道疏通劑反應(yīng)的化學(xué)方程式：。該反應(yīng)的氧化劑是，每生成1mol氣體轉(zhuǎn)移電子數(shù)為____。對比實驗①和②，可得出的結(jié)論是____；實驗③中氣體速率顯著加快的原因是____（從微觀角度解釋）。設(shè)計實驗驗證"攪拌速率對反應(yīng)速率的影響"，需控制的不變量有____。若將實驗④的攪拌速率提高至120r/min，預(yù)測氣體產(chǎn)生速率可能的變化趨勢并說明理由：____。某同學(xué)提出，可用排水法收集氣體并測量體積來計算反應(yīng)速率。請畫出該實驗的裝置示意圖，并標(biāo)注儀器名稱。若實驗過程中發(fā)現(xiàn)收集到的氣體體積突然減小，可能的原因是____。（二）食品脫氧劑的成分探究市售食品脫氧劑通常含有鐵粉、活性炭和氯化鈉等成分。某興趣小組取10.0g脫氧劑樣品進(jìn)行如下實驗：步驟1：將樣品溶于足量稀硫酸，產(chǎn)生無色氣體，過濾得黑色濾渣（質(zhì)量2.3g）。步驟2：向濾液中滴加KSCN溶液，無明顯現(xiàn)象；再滴加H?O?溶液，溶液變?yōu)檠t色。步驟3：取步驟1中的黑色濾渣，在空氣中充分灼燒，殘留固體質(zhì)量為0.8g?；卮鹣铝袉栴}：步驟1中產(chǎn)生氣體的離子方程式為____，黑色濾渣的主要成分是____。步驟2中溶液變色的原因是____（用離子方程式表示），由此可推斷樣品中一定含有____（填物質(zhì)名稱）。計算樣品中氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計算過程）。若步驟3灼燒不充分，會導(dǎo)致測定結(jié)果____（填"偏高"或"偏低"）。設(shè)計實驗驗證脫氧劑的吸氧腐蝕原理，畫出實驗裝置圖并寫出預(yù)期現(xiàn)象。二、微觀粒子行為分析題（共25分）（一）化學(xué)反應(yīng)的微觀模擬用"●"代表H原子，"○"代表O原子，"?"代表Na原子，"△"代表Cl原子，模擬以下化學(xué)反應(yīng)過程：反應(yīng)Ⅰ：氫氧化鈉溶液與鹽酸反應(yīng)反應(yīng)前：??、○●?、△?、○●（少量）反應(yīng)后：??、△?、○●（大量）反應(yīng)Ⅱ：電解飽和食鹽水反應(yīng)前：??、△?、○●反應(yīng)中：產(chǎn)生兩種氣體，溶液pH增大反應(yīng)后：??、○●?、○●回答下列問題：寫出反應(yīng)Ⅰ的離子方程式：，該反應(yīng)的實質(zhì)是。反應(yīng)后"○●（大量）"形成的微觀原因是____。反應(yīng)Ⅱ中，陽極產(chǎn)生的氣體可用____檢驗，陰極區(qū)域溶液顏色變化是____。若有0.2mol電子轉(zhuǎn)移，理論上可生成____L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。在坐標(biāo)系中畫出反應(yīng)Ⅰ過程中溶液導(dǎo)電性變化曲線（以反應(yīng)時間為橫軸，導(dǎo)電能力為縱軸），并解釋曲線變化的原因：____。（二）晶胞結(jié)構(gòu)與性質(zhì)推斷某新型超導(dǎo)材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（部分原子未畫出），已知晶胞參數(shù)為anm，阿伏伽德羅常數(shù)為N?。（示意圖說明：立方體晶胞中，頂點為Ti原子，面心為Ba原子，體心為Cu原子，棱心為O原子）回答下列問題：該晶體的化學(xué)式為____。若Ti原子的配位數(shù)為6，則與Ti原子距離最近的O原子有____個。計算該晶體的密度ρ=g/cm3（用含a、N?的代數(shù)式表示）。若晶胞中存在空位缺陷，會導(dǎo)致密度測定值（填"大于"或"小于"）理論值。已知Cu原子在晶胞中的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（0.5，0.5，0.5），則距離該Cu原子最近的Ba原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為____。三、跨學(xué)科融合應(yīng)用題（共35分）（一）環(huán)境化學(xué)與地理學(xué)科綜合酸雨形成與大氣污染物SO?、NO?的轉(zhuǎn)化有關(guān)，主要反應(yīng)如下：①SO?+H?O?H?SO?（K?=1.5×10?2）②2H?SO?+O?=2H?SO?（催化劑：飄塵）③3NO?+H?O=2HNO?+NO（ΔH=-136kJ/mol）某地區(qū)雨水樣品的pH隨時間變化數(shù)據(jù)如下表：|采樣時間（h）|0|1|2|4|8||---------------|------|------|------|------|------||pH|5.6|5.3|4.8|4.5|4.3|回答下列問題：解釋雨水pH隨時間降低的原因：。寫出反應(yīng)②的平衡常數(shù)表達(dá)式K=。結(jié)合地理知識分析，該地區(qū)酸雨類型以____為主，判斷依據(jù)是____。若該地區(qū)位于我國南方，夏季酸雨危害更嚴(yán)重的原因是____。計算反應(yīng)③的標(biāo)準(zhǔn)熵變ΔS____0（填">"或"<"），說明理由：。在25℃、101kPa下，該反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行？（通過計算ΔG判斷）。設(shè)計一種新型脫硫技術(shù)，要求同時實現(xiàn)SO?的回收利用。畫出工藝流程圖并標(biāo)注關(guān)鍵反應(yīng)。（二）生物化學(xué)與能量轉(zhuǎn)換光合作用與呼吸作用的能量轉(zhuǎn)換過程涉及復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)：光合作用：6CO?+6H?O→C?H??O?+6O?（ΔH=+2803kJ/mol）呼吸作用：C?H??O?+6O?→6CO?+6H?O（ΔH=-2870kJ/mol）回答下列問題：計算光合作用的能量轉(zhuǎn)換效率（已知太陽常數(shù)為1.36kW/m2，葉綠素的吸收波長主要在400-700nm）。寫出計算過程中需要的物理常數(shù)：____。繪制光合作用過程中ATP合成的能量轉(zhuǎn)化示意圖，標(biāo)注能量形式的轉(zhuǎn)變。若某植物葉片在1小時內(nèi)吸收44mgCO?，理論上可生成____molATP（假設(shè)每固定1molCO?生成3molATP）。結(jié)合化學(xué)平衡原理，解釋溫室效應(yīng)加劇對光合作用的影響：。從熵變角度分析，呼吸作用能自發(fā)進(jìn)行的原因是。（三）材料化學(xué)與工程技術(shù)鋰離子電池的正極材料通常采用LiCoO?，其制備過程如下：①CoCO?+2HNO?=Co(NO?)?+CO?↑+H?O②LiNO?+Co(NO?)?+2C?H?OH→LiCoO?+4CO?↑+5H?O↑回答下列問題：寫出反應(yīng)①的離子方程式：。若反應(yīng)中產(chǎn)生2.24LCO?（標(biāo)準(zhǔn)狀況），轉(zhuǎn)移電子數(shù)為。反應(yīng)②中C?H?OH的作用是____，該反應(yīng)的溫度應(yīng)控制在200-300℃的原因是____。某工廠計劃生產(chǎn)1000kgLiCoO?，已知Co元素的轉(zhuǎn)化率為80%，計算需要含CoCO?90%的礦石質(zhì)量（寫出計算過程）。若生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的CO?全部回收，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為____m3。四、創(chuàng)新設(shè)計題（共10分）（一）實驗方案設(shè)計現(xiàn)有濃度均為0.1mol/L的NaCl、NaBr、NaI溶液，以及淀粉溶液、氯水、四氯化碳等試劑。請設(shè)計實驗驗證鹵族元素的非金屬性遞變規(guī)律，要求：寫出實驗原理（用化學(xué)方程式表示）；設(shè)計至少兩種不同的實驗方案（包括實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象）；對實驗方案進(jìn)行評價（從安全性、可操作性、環(huán)保性等方面）。（二）化學(xué)模型構(gòu)建已知某元素X的原子結(jié)構(gòu)滿足以下條件：最外層電子數(shù)是次外層的2倍最高價氧化物的水