2025年高中化學(xué)知識(shí)競賽“化學(xué)傳播”方案設(shè)計(jì)大賽試題（一）可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H1.008C12.01N14.01O16.00Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45K39.10Ca40.08Fe55.85Cu63.55Zn65.39Ag107.9Ba137.3一、選擇題（本題共5小題，每小題3分，共15分）化學(xué)與生活傳播：2024年某科普?qǐng)F(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“廚房化學(xué)”實(shí)驗(yàn)，用白醋（含CH?COOH）浸泡雞蛋殼（主要成分為CaCO?），觀察到氣泡產(chǎn)生并收集氣體通入澄清石灰水。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.該實(shí)驗(yàn)可用于解釋“水垢去除”原理B.反應(yīng)的離子方程式為CaCO?+2H?=Ca2?+CO?↑+H?OC.若改用濃度相同的鹽酸，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生氣泡更多D.實(shí)驗(yàn)中需用飽和NaHCO?溶液除去CO?中混有的CH?COOH蒸氣材料化學(xué)傳播：某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“可降解塑料”科普展板，介紹聚乳酸（PLA）的合成與降解。PLA的結(jié)構(gòu)簡式為[O-CH(CH?)-CO]?，下列說法正確的是（）A.PLA的單體為乳酸（CH?CHOHCOOH），通過加聚反應(yīng)合成B.PLA降解產(chǎn)物為CO?和H?O，符合綠色化學(xué)理念C.該高分子化合物的鏈節(jié)中含有酯基和羥基D.PLA與聚乙烯（PE）均屬于線性高分子，可通過紅外光譜鑒別環(huán)境化學(xué)傳播：為講解“酸雨形成”，某團(tuán)隊(duì)模擬SO?的催化氧化過程。在恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)ΔH=-196.6kJ/mol，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.升高溫度，正逆反應(yīng)速率均增大，但平衡逆向移動(dòng)B.加入催化劑，能降低反應(yīng)活化能，但ΔH不變C.若SO?和O?的起始濃度分別為2mol/L和1mol/L，平衡時(shí)SO?轉(zhuǎn)化率為80%，則平衡常數(shù)K=160D.用98.3%的濃硫酸吸收SO?，可防止形成酸霧，提高吸收效率結(jié)構(gòu)化學(xué)傳播：某科普視頻展示“超分子籠”結(jié)構(gòu)，其核心單元為[Cu?L?]??（L為有機(jī)配體），Cu2?的配位數(shù)為4。下列關(guān)于該單元的說法正確的是（）A.Cu2?的核外電子排布式為[Ar]3d?B.該單元中Cu2?與L通過離子鍵結(jié)合C.若L為平面結(jié)構(gòu)，則[Cu?L?]??可能具有正四面體對(duì)稱性D.向該單元的水溶液中加入BaCl?溶液，可觀察到白色沉淀實(shí)驗(yàn)化學(xué)傳播：某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“電池DIY”活動(dòng)，用檸檬、銅片、鋅片制作原電池。下列改進(jìn)方案能提高電池效率的是（）A.將檸檬換成等體積的0.1mol/L鹽酸B.增大銅片和鋅片的表面積C.用導(dǎo)線連接銅片和鋅片后直接插入檸檬D.將銅片換成鐵片，形成Fe-Zn-檸檬電池二、填空題（本題共3小題，共30分）化學(xué)史傳播（10分）19世紀(jì)末，科學(xué)家通過對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，揭開了原子結(jié)構(gòu)的面紗。（1）湯姆孫提出“葡萄干布丁模型”，認(rèn)為原子是均勻帶正電的球體，電子鑲嵌其中。盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了該模型，提出了________模型，其要點(diǎn)是________。（2）1913年，玻爾在盧瑟福模型基礎(chǔ)上引入量子化概念，解釋了________（填現(xiàn)象）。氫原子基態(tài)能量為E?=-13.6eV，當(dāng)電子從n=3能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)時(shí)，輻射光的波長為________nm（h=6.63×10?3?J·s，c=3.00×10?m/s，1eV=1.60×10?1?J，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）。工業(yè)化學(xué)傳播（12分）某團(tuán)隊(duì)以“侯氏制堿法”為主題設(shè)計(jì)科普展，展示NH?、CO?與NaCl溶液反應(yīng)制備NaHCO?的過程：（1）反應(yīng)原理為NaCl+NH?+CO?+H?O=NaHCO?↓+NH?Cl。該反應(yīng)能發(fā)生的原因是________。（2）工藝流程中，先向飽和NaCl溶液中通入NH?，再通入CO?，其目的是________。（3）若制得84.0kgNaHCO?，理論上需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO?的體積為________m3（忽略CO?溶解）。（4）某學(xué)生模擬該過程，向500mL0.5mol/LNaCl溶液中通入NH?和CO?至過量，充分反應(yīng)后過濾，得到11.7g固體。若固體全為NaHCO?，其產(chǎn)率為________（保留1位小數(shù)）；若固體中混有NH?HCO?，則實(shí)際產(chǎn)率________（填“偏高”“偏低”或“不變”）。有機(jī)化學(xué)傳播（8分）某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“香料化學(xué)”展板，介紹乙酸異戊酯（梨香精）的合成：CH?COOH+(CH?)?CHCH?CH?OH?CH?COOCH?CH?CH(CH?)?+H?O（1）該反應(yīng)的類型為________，實(shí)驗(yàn)中常用________作催化劑。（2）若用CH?CO1?OH與異戊醇反應(yīng)，寫出產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：。（3）為提高乙酸轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有（寫出2條）。三、計(jì)算題（本題共1小題，共15分）能源化學(xué)傳播氫能是清潔能源，某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“氫氧燃料電池”科普裝置，其總反應(yīng)為2H?+O?=2H?O。（1）已知：H?(g)+?O?(g)=H?O(l)ΔH=-285.8kJ/mol，H?O(l)=H?O(g)ΔH=+44.0kJ/mol。則1gH?完全燃燒生成氣態(tài)水時(shí)放出的熱量為________kJ。（2）該燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)，寫出負(fù)極反應(yīng)式：________。若電路中通過0.4mol電子，理論上消耗H?的體積為________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。（3）某學(xué)生用該電池為LED燈供電，LED燈的功率為0.5W（功率P=UI，假設(shè)能量轉(zhuǎn)化率為100%）。若消耗1molH?，LED燈可連續(xù)發(fā)光多少小時(shí)？（計(jì)算過程中保留2位小數(shù)）四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題（本題共1小題，共25分）化學(xué)傳播創(chuàng)新方案某中學(xué)計(jì)劃舉辦“化學(xué)與生活”主題展，需設(shè)計(jì)一個(gè)互動(dòng)實(shí)驗(yàn)，向公眾展示“膠體的性質(zhì)”。請(qǐng)你完成以下方案設(shè)計(jì)：（1）實(shí)驗(yàn)名稱：________（2）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^直觀現(xiàn)象展示膠體的________（至少2種）性質(zhì)，說明膠體在生活中的應(yīng)用。（3）實(shí)驗(yàn)原理：①制備Fe(OH)?膠體：向沸水中滴加飽和FeCl?溶液，繼續(xù)煮沸至溶液呈紅褐色，反應(yīng)的離子方程式為________。②丁達(dá)爾效應(yīng)：用激光筆照射膠體，可觀察到________，原因是________。③電泳現(xiàn)象：在U型管中加入Fe(OH)?膠體，插入石墨電極，通電后________（填“陰極”或“陽極”）附近顏色加深，說明Fe(OH)?膠粒帶________電荷。（4）實(shí)驗(yàn)用品：儀器：燒杯、酒精燈、（至少寫出3種）。試劑：蒸餾水、飽和FeCl?溶液、（至少寫出2種）。（5）實(shí)驗(yàn)步驟（用文字描述或流程圖表示）：①________②________③________（6）安全與環(huán)保：①實(shí)驗(yàn)中需注意________（至少1項(xiàng)安全事項(xiàng)）。②實(shí)驗(yàn)后的膠體廢液處理方法：。（7）傳播設(shè)計(jì)：①為吸引觀眾參與，可設(shè)計(jì)的互動(dòng)環(huán)節(jié)：。②用簡潔語言向非專業(yè)觀眾解釋“膠體為什么能凈水”：________。五、推斷題（本題共1小題，共20分）物質(zhì)性質(zhì)傳播某團(tuán)隊(duì)在“金屬元素探奇”展區(qū)展示了三種常見金屬單質(zhì)A、B、C及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系（部分產(chǎn)物已略去）：請(qǐng)回答：（1）寫出物質(zhì)的化學(xué)式：A________，D________，I________。（2）寫出反應(yīng)的離子方程式：①D+稀硫酸：________②F+Cl?：________③I+E：________（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)鑒別溶液E和G：。（4）若將金屬C投入CuSO?溶液中，觀察到的現(xiàn)象是，反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。六、綜合題（本題共1小題，共25分）化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展傳播“雙碳”目標(biāo)下，CO?的捕集與轉(zhuǎn)化是研究熱點(diǎn)。某團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)“CO?變廢為寶”科普方案，介紹CO?的資源化利用技術(shù)。（1）CO?的捕集：用氨水吸收CO?生成NH?HCO?，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：。若氨水濃度為2mol/L，吸收標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCO?，至少需要氨水的體積為________mL（忽略CO?溶解）。（2）CO?的轉(zhuǎn)化：①光催化還原CO?制甲醇：2CO?+6H?O$\xrightarrow{\text{光催化劑}}$2CH?OH+3O?。該反應(yīng)中，CO?發(fā)生________反應(yīng)（填“氧化”或“還原”），每生成1molCH?OH轉(zhuǎn)移________mol電子。②電催化還原CO?制乙烯：2CO?+12H?+12e?=C?H?+4H?O。若電解時(shí)通入CO?的速率為0.1mol/min，電流強(qiáng)度為10A（1A=1C/s，F(xiàn)=96500C/mol），則CO?的轉(zhuǎn)化率為（保留1位小數(shù)）。（3）應(yīng)用前景分析：與傳統(tǒng)化石燃料相比，CO?資源化利用的優(yōu)勢有________（至少寫出2點(diǎn)）。目前該技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)是________（至少寫出1點(diǎn)）。（4）科普設(shè)計(jì)：為向中學(xué)生講解“CO?轉(zhuǎn)化的意義”，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)比喻：________