2026年高難度化學(xué)題目化合物應(yīng)用與實驗分析專項第一部分：化合物應(yīng)用分析（共5題，每題14分，合計70分）1.題1（14分）背景材料：某地化工廠在生產(chǎn)聚氯乙烯（PVC）過程中，副產(chǎn)物含有多氯甲烷（CH?Cl?）和三氯甲烷（CHCl?）。為減少環(huán)境污染，工廠采用催化氧化法處理這些副產(chǎn)物，反應(yīng)方程式如下：CH?Cl?+O?→CO?+2HCl+X；CHCl?+O?→CO?+HCl+Y。（1）寫出X和Y的化學(xué)式，并說明該工藝的環(huán)境意義。（2）若工廠年處理含CH?Cl?和CHCl?的混合氣體1萬噸（按質(zhì)量比1:1），需消耗氧氣多少噸？（已知CH?Cl?和CHCl?的摩爾質(zhì)量分別為84g/mol和119g/mol，氧氣的利用率為90%）（3）簡述該工藝中催化劑選擇的重要性和可能存在的副反應(yīng)。2.題2（14分）背景材料：新型鋰硫電池（Li-S電池）因高能量密度備受關(guān)注，其負(fù)極反應(yīng)為2Li+S→Li?S。但實際應(yīng)用中存在硫穿梭效應(yīng)和體積膨脹問題。為解決這些問題，研究人員開發(fā)了碳包覆硫（S@C）復(fù)合材料。（1）寫出Li?S的晶體類型，并分析S@C復(fù)合材料提高電池性能的原理。（2）若某Li-S電池放電時，負(fù)極生成1molLi?S，理論上需轉(zhuǎn)移多少電子？（3）設(shè)計一個實驗方案，驗證S@C復(fù)合材料在電池中的循環(huán)穩(wěn)定性（要求說明實驗步驟、觀察指標(biāo)及數(shù)據(jù)記錄方法）。3.題3（14分）背景材料：雙氧水（H?O?）是水處理和造紙工業(yè)的重要氧化劑。某地某造紙廠廢水含Cr????，采用H?O?還原法處理，反應(yīng)為2CrO?2?+3H?O?+2OH?→2CrO??+3O?↑+4H?O。（1）寫出CrO?2?和CrO??的電子式，并解釋H?O?在此反應(yīng)中的作用。（2）若處理100m3廢水（含Cr????濃度為0.1mol/L），需加入30%的H?O?溶液多少升？（假設(shè)H?O?完全反應(yīng)，密度為1.11g/mL，摩爾質(zhì)量為34g/mol）（3）簡述該工藝中pH控制的重要性，并說明可能存在的安全風(fēng)險。4.題4（14分）背景材料：過硫酸銨（(NH?)?S?O?）是強氧化劑，在印染工業(yè)中用于棉織物的前處理。其分解反應(yīng)為(NH?)?S?O?→N?↑+2SO?↑+4H?O。某印染廠采用此試劑處理100kg棉布，需消耗過硫酸銨多少克？（已知棉布含纖維素，反應(yīng)中每100g纖維素需1.2g(NH?)?S?O?）（1）寫出SO?的分子結(jié)構(gòu)，并解釋其在印染過程中的作用。（2）簡述過硫酸銨儲存和使用時的安全注意事項。（3）設(shè)計一個實驗，測定棉布處理后殘存的(NH?)?S?O?含量（要求說明試劑、步驟及計算公式）。5.題5（14分）背景材料：過氧化鈣（CaO?·xH?O）是海洋養(yǎng)殖中常用的增氧劑，其分解反應(yīng)為2CaO?+2H?O→2Ca(OH)?+O?↑。某養(yǎng)殖戶需在100m3水缸中補充氧氣，若要求水中溶解氧濃度達(dá)到5mg/L，需投入過氧化鈣多少克？（假設(shè)CaO?·xH?O純度為90%，密度為2.15g/cm3）（1）寫出Ca(OH)?的溶解度曲線，并解釋其在增氧過程中的影響。（2）簡述過氧化鈣與水反應(yīng)的速率控制因素。（3）比較過氧化鈣與H?O?作為增氧劑的優(yōu)缺點。第二部分：實驗分析（共5題，每題18分，合計90分）1.題1（18分）實驗?zāi)康模簻y定某市自來水中的氯離子（Cl?）含量。實驗原理：Cl?與硝酸銀（AgNO?）反應(yīng)生成白色沉淀AgCl，通過滴定終點確定Cl?濃度。實驗步驟：1.取100mL自來水，加入幾滴稀硝酸酸化。2.用0.01mol/L的AgNO?溶液滴定至白色沉淀出現(xiàn)并持續(xù)不溶解，記錄消耗體積V?。3.重復(fù)步驟2兩次，取平均值V。實驗數(shù)據(jù)：V?=20.5mL，V?=20.3mL，V?=20.7mL。（1）寫出AgNO?與Cl?反應(yīng)的離子方程式。（2）計算自來水中Cl?的濃度（mg/L）。（3）分析可能影響實驗結(jié)果的誤差來源（至少列出三種）。2.題2（18分）實驗?zāi)康模禾骄坎煌瑴囟葘^氧化氫分解速率的影響。實驗原理：通過測量不同溫度下收集相同體積氧氣所需時間，比較分解速率。實驗步驟：1.將等量H?O?溶液（5%濃度）分別置于不同溫度的水浴中（20℃、40℃、60℃）。2.加入等量MnO?催化，用排水集氣法收集100mL氧氣，記錄時間t。實驗數(shù)據(jù)：|溫度/℃|t/s||--|--||20|120||40|60||60|30|（1）寫出H?O?分解的化學(xué)方程式。（2）計算40℃時H?O?的分解速率（mol/(L·s)）。（3）分析溫度對反應(yīng)速率影響的機理。3.題3（18分）實驗?zāi)康模悍蛛x混合氣體（含CO、CO?、H?）中的CO?。實驗原理：CO?與NaOH溶液反應(yīng)，而CO和H?不反應(yīng)。實驗步驟：1.將混合氣體緩慢通入足量NaOH溶液中。2.收集未反應(yīng)氣體，干燥后點燃，觀察現(xiàn)象。實驗現(xiàn)象：-通入NaOH后，溶液變渾濁；-未反應(yīng)氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰。（1）寫出CO?與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）簡述收集未反應(yīng)氣體的方法。（3）若未反應(yīng)氣體體積為100mL，燃燒后生成多少克CO?？（假設(shè)完全燃燒）4.題4（18分）實驗?zāi)康模簻y定某土壤樣品中的重金屬Pb2?含量。實驗原理：Pb2?與DDTC（二乙基二硫代氨基甲酸鈉）反應(yīng)生成紅色沉淀Pb(DDTC)?。實驗步驟：1.稱取5g土壤樣品，用稀鹽酸溶解，過濾。2.取濾液，加入過量DDTC溶液，攪拌后靜置，離心分離沉淀。3.用HCl溶解沉淀，用EDTA標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點，記錄消耗體積V。實驗數(shù)據(jù)：V=25.3mL，EDTA濃度為0.01mol/L。（1）寫出Pb(DDTC)?的分子式。（2）計算土壤中Pb2?的含量（mg/kg）。（3）簡述實驗中需要注意的安全操作。5.題5（18分）實驗?zāi)康模候炞C勒夏特列原理——改變壓強對合成氨反應(yīng)平衡的影響。實驗原理：N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減少。實驗步驟：1.將等量N?和H?置于密閉容器中，在高溫高壓下反應(yīng)。2.分別測定反應(yīng)前后氣體體積變化（保持溫度恒定）。實驗數(shù)據(jù)：|壓強/MPa|反應(yīng)前體積/mL|反應(yīng)后體積/mL||-|-|-||10|500|450||20|500|420|（1）寫出合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。（2）根據(jù)數(shù)據(jù)計算20MPa時氨氣的產(chǎn)率。（3）解釋壓強升高對平衡移動的影響。答案與解析第一部分：化合物應(yīng)用分析題1（14分）（1）X為Cl?，Y為H?SO?。該工藝將有毒的CH?Cl?和CHCl?轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)（CO?、H?O、HCl、Cl?），減少環(huán)境危害。（2）CH?Cl?和CHCl?質(zhì)量比為1:1，則混合物中CH?Cl?和CHCl?各5000噸。摩爾數(shù)：CH?Cl?→5000t/84g/mol≈59523mol；CHCl?→5000t/119g/mol≈42035mol。氧氣需求：CH?Cl?消耗1.5倍O?，CHCl?消耗1倍O?，總需O?=(59523×1.5+42035)×32g≈3.2萬噸。實際消耗：3.2萬噸×90%≈2.88萬噸。（3）催化劑需高效活化O?，且選擇性高（避免副產(chǎn)物如CO生成）；可能副反應(yīng)：CH?Cl?分解為CH?和Cl?。題2（14分）（1）Li?S為離子晶體。S@C復(fù)合材料通過石墨烯網(wǎng)絡(luò)限制硫遷移（阻止穿梭效應(yīng)），且緩沖體積膨脹。（2）2Li+S→2e?生成Li?S，轉(zhuǎn)移2mol電子。（3）實驗方案：-將S@C和純硫分別裝入電池，循環(huán)充放電10次，記錄容量衰減率；-XRD檢測循環(huán)后物相變化。題3（14分）（1）CrO?2?為四面體，CrO??為直線形。H?O?作還原劑（自身氧化為O?）。（2）100m3含Cr????=100L×0.1mol/L=10mol，需H?O?=3/2×10mol=15mol，對應(yīng)510g（約1.5L30%溶液）。（3）pH影響Cr????/CrO??平衡，強堿易產(chǎn)生沉淀；風(fēng)險：H?O?分解爆炸。題4（14分）（1）SO?為平面三角形，與纖維素反應(yīng)生成羧基，提高染色牢度。（2）防潮、防曬、遠(yuǎn)離易燃物；避免與還原劑混用。（3）實驗：用BaCl?滴定剩余硫酸根，差量即為(NH?)?S?O?消耗量。題5（14分）（1）Ca(OH)?溶解度隨溫度升高下降，抑制氧氣溶解。（2）速率受H?O?濃度、MnO?表面積影響。（3）優(yōu)缺點：過氧化鈣可長期儲存，但H?O?更快速；過氧化鈣產(chǎn)生堿性物質(zhì)，需調(diào)節(jié)pH。第二部分：實驗分析題1（18分）（1）Ag?+Cl?→AgCl↓（2）Cl?濃度=0.01mol/L×20.5mL/100mL×35.5g/mol=0.77mg/L（3）誤差來源：滴定過量、未洗滌沉淀、CO?干擾。題2（18分）（1）2H?O?→2H?O+O?↑（2）40℃速率=1/60L/s=0.017mol/(L·s)（3）溫度升高活化能降低，分子碰撞頻率增加。題3（18分）（1）CO?+2NaOH→Na?CO?+H?O（2）未反應(yīng)氣體含CO、H?，燃燒生成CO?。（3）CO燃燒：CO+0.5O?→CO?，生成CO?體積=100mL/2=50mL≈1.8g。題4（18分）（1）Pb(DDTC)?（2）Pb含量