2025年大學(xué)《資源化學(xué)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——化學(xué)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新方向考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪項(xiàng)不屬于近年來(lái)化學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注的重大科技創(chuàng)新方向？A.可控核聚變化學(xué)B.基因編輯與合成生物學(xué)C.新型高效太陽(yáng)能電池材料D.綠色化學(xué)合成路線(xiàn)設(shè)計(jì)2.在資源化學(xué)領(lǐng)域，下列哪種綠色化學(xué)原則的應(yīng)用最能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”？A.盡可能使用可再生資源B.原子級(jí)規(guī)模分離和回收C.反應(yīng)條件溫和、環(huán)境友好D.產(chǎn)物易于降解、無(wú)毒性3.針對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問(wèn)題，化學(xué)科技創(chuàng)新在以下哪方面顯示出巨大潛力？A.開(kāi)發(fā)高效選擇性吸附材料去除水體污染物B.研究新型燃燒技術(shù)減少大氣排放C.利用化學(xué)方法將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有用化學(xué)品D.以上都是4.下列哪種儲(chǔ)能技術(shù)的核心在于利用鋰離子在正負(fù)極材料中的可逆嵌入/脫出？A.鉛酸蓄電池B.鈉離子電池C.鋰離子電池D.鎳氫電池5.在現(xiàn)代工業(yè)資源利用中，下列哪種化學(xué)分離技術(shù)因其高效、選擇性和環(huán)境友好性而備受關(guān)注？A.傳統(tǒng)蒸餾法B.重結(jié)晶法C.膜分離技術(shù)D.萃取法6.為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，化學(xué)科技創(chuàng)新在能源轉(zhuǎn)化領(lǐng)域的主要著力點(diǎn)之一是？A.提高化石燃料的燃燒效率B.開(kāi)發(fā)高效的光電轉(zhuǎn)換材料用于太陽(yáng)能利用C.增強(qiáng)化學(xué)合成過(guò)程中的能耗D.減少石油基產(chǎn)品的使用7.下列哪項(xiàng)是近年來(lái)生物醫(yī)用材料領(lǐng)域的一項(xiàng)重要化學(xué)科技創(chuàng)新？A.開(kāi)發(fā)出具有優(yōu)異力學(xué)性能的合金材料B.設(shè)計(jì)出可降解的聚乳酸（PLA）類(lèi)材料用于骨修復(fù)C.研發(fā)出新型陶瓷刀具材料D.制備了高純度的硅材料用于半導(dǎo)體8.在資源化學(xué)視角下，下列哪種材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用有助于推動(dòng)資源的循環(huán)利用？A.壽命極長(zhǎng)的塑料制品B.可生物降解的包裝材料C.設(shè)計(jì)易于回收的高價(jià)值合金D.難以降解的復(fù)合材料9.下列哪種化學(xué)傳感技術(shù)利用特定化學(xué)物質(zhì)與傳感器材料發(fā)生相互作用導(dǎo)致信號(hào)變化，可用于環(huán)境或資源的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)？A.光學(xué)傳感技術(shù)B.電化學(xué)傳感技術(shù)C.聲波傳感技術(shù)D.磁性傳感技術(shù)10.下列哪項(xiàng)化學(xué)領(lǐng)域的突破性進(jìn)展可能為未來(lái)利用太空資源（如月球、火星資源）提供基礎(chǔ)？A.高效的氫燃料電池技術(shù)B.基于微流控的化學(xué)合成方法C.新型高溫合金材料D.太陽(yáng)能光熱轉(zhuǎn)換材料二、簡(jiǎn)答題（每題5分，共25分）1.簡(jiǎn)述“綠色催化化學(xué)”的基本理念及其在資源化學(xué)工業(yè)中的重要性。2.簡(jiǎn)要介紹一種近年來(lái)在新能源領(lǐng)域具有代表性的化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)及其工作原理。3.闡述化學(xué)科技創(chuàng)新在提高礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)利用效率方面的具體體現(xiàn)。4.結(jié)合實(shí)例，說(shuō)明化學(xué)領(lǐng)域的前沿科技如何助力解決環(huán)境污染問(wèn)題。5.解釋什么是“化學(xué)生物學(xué)”，并簡(jiǎn)述其在資源化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域（如生物采礦）的應(yīng)用前景。三、論述題（每題10分，共30分）1.論述化學(xué)科技創(chuàng)新在推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型（如從化石能源向可再生能源轉(zhuǎn)變）中的關(guān)鍵作用，并結(jié)合資源化學(xué)專(zhuān)業(yè)角度談?wù)勀愕目捶ā?.選取一項(xiàng)你感興趣的化學(xué)領(lǐng)域的科技創(chuàng)新方向（如新材料、智能化學(xué)、計(jì)算化學(xué)等），論述其在解決資源化學(xué)面臨的挑戰(zhàn)（如資源枯竭、環(huán)境污染、高成本等）方面的潛力與前景。3.針對(duì)資源化學(xué)領(lǐng)域某一項(xiàng)具體的資源轉(zhuǎn)化或利用過(guò)程（例如：某種金屬的提取、某種廢棄物的資源化利用），設(shè)計(jì)一個(gè)結(jié)合化學(xué)科技創(chuàng)新的改進(jìn)方案或未來(lái)發(fā)展方向，并闡述其可行性及預(yù)期效益。---試卷答案一、選擇題1.B2.B3.D4.C5.C6.B7.B8.C9.B10.D二、簡(jiǎn)答題1.答案：綠色催化化學(xué)強(qiáng)調(diào)使用高選擇性的催化劑，在溫和條件下實(shí)現(xiàn)目標(biāo)轉(zhuǎn)化，最大限度地減少副產(chǎn)物生成和能源消耗，保護(hù)環(huán)境。其重要性在于資源化學(xué)工業(yè)（如冶金、化工）常涉及復(fù)雜反應(yīng)，綠色催化可以提高原子經(jīng)濟(jì)性，降低能耗和污染，提升資源利用效率和環(huán)境友好性。解析思路：本題考查綠色化學(xué)的基本原則在催化領(lǐng)域的應(yīng)用。首先答出綠色催化化學(xué)的核心思想（高選擇性、溫和條件、高原子經(jīng)濟(jì)性、低污染），然后結(jié)合資源化學(xué)工業(yè)的特點(diǎn)（過(guò)程復(fù)雜、能耗高、有污染），說(shuō)明綠色催化的重要性（提升效率、環(huán)保）。2.答案：例如鋰離子電池。其工作原理基于鋰離子在充放電過(guò)程中，在正極和負(fù)極材料之間發(fā)生可逆的嵌入和脫出。外部電源驅(qū)動(dòng)下，鋰離子從正極脫出進(jìn)入電解質(zhì)，遷移通過(guò)隔膜到達(dá)負(fù)極，嵌入負(fù)極材料中（充電過(guò)程）。放電時(shí)，鋰離子從負(fù)極脫出，經(jīng)電解質(zhì)和隔膜遷移回正極，嵌入正極材料中，同時(shí)電子通過(guò)外電路流動(dòng)，產(chǎn)生電流。解析思路：本題考查化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。要求選擇一種具體技術(shù)（鋰離子電池是典型代表），并準(zhǔn)確描述其基本工作原理，即鋰離子的可逆嵌入/脫出過(guò)程及其與電子流動(dòng)的關(guān)系。3.答案：化學(xué)科技創(chuàng)新通過(guò)開(kāi)發(fā)新型高效選礦藥劑、改進(jìn)浮選或磁選等物理分離方法、應(yīng)用膜分離技術(shù)進(jìn)行資源富集、研發(fā)高效低耗的冶煉或提純工藝（如濕法冶金新工藝、電化學(xué)沉積/析出技術(shù)）、設(shè)計(jì)智能感知與調(diào)控材料實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)反應(yīng)控制等方面，有效提高了礦產(chǎn)資源從礦石中提取、分離和轉(zhuǎn)化的效率，降低了能耗和物耗。解析思路：本題要求結(jié)合化學(xué)科技創(chuàng)新，闡述其對(duì)提高資源利用效率的作用。需列舉具體的技術(shù)方向（藥劑、分離、冶煉、新工藝等），并說(shuō)明這些技術(shù)如何直接或間接地提升效率（富集、純化、節(jié)能）。4.答案：化學(xué)科技創(chuàng)新在解決環(huán)境污染問(wèn)題中作用顯著。例如，開(kāi)發(fā)高效吸附材料（如活性炭、金屬有機(jī)框架MOFs）用于去除水體或空氣中的特定污染物；利用催化技術(shù)將有害氣體（如NOx、VOCs）轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)；研究光催化技術(shù)降解有機(jī)污染物；開(kāi)發(fā)化學(xué)修復(fù)方法處理重金屬污染土壤；設(shè)計(jì)環(huán)境友好的化學(xué)合成路線(xiàn)減少“三廢”排放等。解析思路：本題要求結(jié)合實(shí)例說(shuō)明化學(xué)科技對(duì)環(huán)境問(wèn)題的解決作用。應(yīng)從不同污染類(lèi)型（水、氣、土壤）入手，列舉化學(xué)領(lǐng)域提供的技術(shù)手段（吸附、催化、光催化、化學(xué)修復(fù)、綠色合成），并簡(jiǎn)要說(shuō)明其作用機(jī)制或效果。5.答案：化學(xué)生物學(xué)是化學(xué)與生物學(xué)交叉的學(xué)科，利用化學(xué)的原理和方法研究生物體系（如生物大分子結(jié)構(gòu)與功能、信號(hào)傳導(dǎo)、代謝途徑等）。在資源化學(xué)領(lǐng)域，其應(yīng)用前景廣闊，例如通過(guò)化學(xué)生物學(xué)方法研究微生物對(duì)金屬的富集、轉(zhuǎn)化或固定能力（生物采礦），利用酶或抗體進(jìn)行高選擇性資源檢測(cè)或分離，開(kāi)發(fā)仿生催化的綠色化學(xué)過(guò)程，以及設(shè)計(jì)基于生物組件的智能資源管理材料等。解析思路：本題考查化學(xué)生物學(xué)的概念及其在資源化學(xué)中的應(yīng)用。首先要準(zhǔn)確定義化學(xué)生物學(xué)，然后重點(diǎn)闡述其在資源化學(xué)相關(guān)領(lǐng)域（生物采礦、檢測(cè)、催化、材料）的具體應(yīng)用實(shí)例和潛在價(jià)值。三、論述題1.答案：化學(xué)科技創(chuàng)新在推動(dòng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中扮演著核心角色。在可再生能源利用方面，如開(kāi)發(fā)高效太陽(yáng)能電池材料（鈣鈦礦、有機(jī)光伏等）將光能直接轉(zhuǎn)化為電能，以及儲(chǔ)氫材料、生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)等解決了可再生能源的間歇性和存儲(chǔ)問(wèn)題。在能源儲(chǔ)存方面，鋰離子電池、固態(tài)電池等化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的突破，為可再生能源并網(wǎng)提供了保障。在新型能源開(kāi)發(fā)方面，化學(xué)家們致力于氫能經(jīng)濟(jì)（如電解水制氫、高效催化劑、燃料電池）和可控核聚變中的化學(xué)問(wèn)題研究。結(jié)合資源化學(xué)，科技創(chuàng)新有助于開(kāi)發(fā)低成本、高效率的電池材料、儲(chǔ)能介質(zhì)，以及利用化學(xué)方法轉(zhuǎn)化和利用傳統(tǒng)能源伴生資源或廢棄物，是實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)低碳、清潔、可持續(xù)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐?；瘜W(xué)通過(guò)提供材料、能源轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)運(yùn)等領(lǐng)域的核心技術(shù)和解決方案，驅(qū)動(dòng)著全球能源體系的深刻變革。解析思路：本題要求論述化學(xué)科技在能源轉(zhuǎn)型中的關(guān)鍵作用并結(jié)合資源化學(xué)角度。應(yīng)從可再生能源利用（材料）、儲(chǔ)能（電池、氫能）、新型能源開(kāi)發(fā)（核聚變）等多個(gè)化學(xué)科技維度展開(kāi)，闡述其如何支撐能源轉(zhuǎn)型。同時(shí)，要結(jié)合資源化學(xué)專(zhuān)業(yè)，思考其在材料供應(yīng)、過(guò)程優(yōu)化、資源綜合利用等方面的作用，體現(xiàn)專(zhuān)業(yè)視角。2.答案：選取智能化學(xué)作為科技創(chuàng)新方向。智能化學(xué)利用傳感器、微流控、計(jì)算化學(xué)、人工智能等技術(shù)，使化學(xué)過(guò)程能夠感知環(huán)境變化并自主或半自主地做出反應(yīng)和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制和優(yōu)化。其在解決資源化學(xué)面臨的挑戰(zhàn)方面潛力巨大：首先，可用于精準(zhǔn)資源勘探與開(kāi)采，如開(kāi)發(fā)智能傳感系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)地下礦藏信息，或利用微流控芯片模擬和篩選高效萃取/浸出條件；其次，可用于高效資源轉(zhuǎn)化與分離，通過(guò)智能催化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)控反應(yīng)路徑，提高目標(biāo)產(chǎn)物選擇性，或構(gòu)建智能分離膜實(shí)現(xiàn)污染物與有用物質(zhì)的高效選擇性分離；再次，可用于資源循環(huán)利用，智能化學(xué)有助于實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)廢料或尾礦中低品位資源的精準(zhǔn)檢測(cè)和高效回收；最后，可用于環(huán)境智能監(jiān)測(cè)與修復(fù)，開(kāi)發(fā)智能環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，或設(shè)計(jì)智能響應(yīng)型材料用于污染物的原位檢測(cè)與降解?？傊悄芑瘜W(xué)通過(guò)提供前所未有的感知、控制和優(yōu)化能力，有望為解決資源化學(xué)面臨的效率、成本、環(huán)境污染等瓶頸問(wèn)題帶來(lái)革命性突破。解析思路：本題要求選取一個(gè)方向并論述其對(duì)資源化學(xué)挑戰(zhàn)的解決潛力。需明確所選方向（智能化學(xué)），解釋其核心特征（感知、控制、優(yōu)化）。然后結(jié)合資源化學(xué)的具體挑戰(zhàn)（勘探、轉(zhuǎn)化、分離、循環(huán)、環(huán)境），逐一列舉智能化學(xué)技術(shù)可能的解決方案或應(yīng)用場(chǎng)景，并闡述其優(yōu)勢(shì)（精準(zhǔn)、高效、智能）。3.答案：選取資源化學(xué)領(lǐng)域某種金屬（如鋰）的提取過(guò)程作為例子，設(shè)計(jì)結(jié)合化學(xué)科技創(chuàng)新的改進(jìn)方案。當(dāng)前鋰提?。ㄈ鐝柠}湖）可能存在效率不高、能耗較大、環(huán)境問(wèn)題（如高鹽廢水處理）等問(wèn)題。改進(jìn)方案可以基于新型高效吸附材料和膜分離技術(shù)。具體方案是：開(kāi)發(fā)一種對(duì)鋰離子具有高選擇性、高容量且可再生使用的金屬有機(jī)框架（MOFs）吸附材料，用于從鹽湖鹵水中高效富集鋰離子，選擇性?xún)?yōu)于傳統(tǒng)的碳酸鈉沉淀法，且大大降低后續(xù)處理的水量。同時(shí)，采用新型高效鋰離子選擇性膜材料（如基于固態(tài)電解質(zhì)原理的膜），在溫和條件下實(shí)現(xiàn)鋰離子與水的有效分離，替代能耗高的蒸發(fā)過(guò)程。該方案利用化學(xué)科技創(chuàng)