2025年高三化學(xué)高考化學(xué)前沿知識(shí)拓展模擬試題一、選擇題（本題共7小題，每小題6分，共42分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的）1.綠色化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展2025年全球化工產(chǎn)業(yè)正加速向綠色化學(xué)轉(zhuǎn)型，下列關(guān)于綠色化學(xué)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.采用原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)（如加成反應(yīng)）可減少副產(chǎn)物生成，降低環(huán)境污染B.利用生物催化技術(shù)合成藥物中間體，可替代傳統(tǒng)重金屬催化劑，降低毒性C.超臨界CO?流體作為溶劑可替代有機(jī)溶劑，減少揮發(fā)性有機(jī)物（VOCs）排放D.廢舊塑料熱解氣化技術(shù)屬于綠色化學(xué)范疇，可直接將塑料轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)2.能源化學(xué)與新型電池鈣鈦礦太陽(yáng)能電池是2025年新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，其核心材料為CH?NH?PbI?。下列說(shuō)法正確的是（）A.該材料中Pb的化合價(jià)為+2，I的化合價(jià)為-1，符合電中性原則B.鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu)中，CH?NH??與PbI??通過(guò)離子鍵結(jié)合，穩(wěn)定性強(qiáng)C.電池工作時(shí)，光生電子從Pb2?轉(zhuǎn)移至I?，實(shí)現(xiàn)電荷分離D.為提高穩(wěn)定性，可通過(guò)摻雜Cs?替代部分CH?NH??，抑制晶體分解3.超分子化學(xué)與分子識(shí)別冠醚因其對(duì)金屬離子的選擇性識(shí)別能力被廣泛研究。某冠醚（結(jié)構(gòu)如圖1）對(duì)K?的絡(luò)合常數(shù)遠(yuǎn)大于Na?，下列解釋合理的是（）A.K?的半徑大于Na?，與冠醚空腔尺寸匹配度更高B.K?的電負(fù)性小于Na?，與醚氧原子的靜電作用更強(qiáng)C.冠醚分子中氧原子的孤對(duì)電子數(shù)隨空腔增大而增多D.絡(luò)合過(guò)程中，K?的水合能高于Na?，更易脫離水合層4.材料化學(xué)與納米技術(shù)二維黑磷（BP）是一種新型半導(dǎo)體材料，其結(jié)構(gòu)與石墨烯類(lèi)似。下列關(guān)于黑磷的說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.層內(nèi)通過(guò)共價(jià)鍵連接，層間通過(guò)范德華力結(jié)合，可通過(guò)機(jī)械剝離法制備B.作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，Li?可嵌入層間，理論比容量高于石墨C.具有各向異性，沿扶手椅方向和鋸齒方向的導(dǎo)電性差異顯著D.表面易被氧化生成PO?，需通過(guò)包覆Al?O?等手段提高穩(wěn)定性5.環(huán)境化學(xué)與碳中和工業(yè)上采用“鈣循環(huán)法”捕捉CO?的反應(yīng)如下：①CaO(s)+CO?(g)=CaCO?(s)ΔH?=-178kJ/mol②CaCO?(s)=CaO(s)+CO?(g)ΔH?已知2025年研發(fā)的新型催化劑可降低反應(yīng)②的活化能，下列說(shuō)法正確的是（）A.ΔH?=+178kJ/mol，催化劑可降低ΔH?B.捕捉1molCO?理論上需消耗1molCaO，實(shí)際消耗大于1molC.反應(yīng)①在低溫下自發(fā)進(jìn)行，反應(yīng)②在高溫下自發(fā)進(jìn)行D.該過(guò)程實(shí)現(xiàn)了CO?的零排放，符合碳中和目標(biāo)6.生物化學(xué)與分子設(shè)計(jì)某團(tuán)隊(duì)利用基因編輯技術(shù)改造大腸桿菌，使其高效合成青蒿素前體青蒿酸。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.青蒿酸的分子式為C??H??O?，含有羧基和過(guò)氧鍵B.改造過(guò)程中需導(dǎo)入青蒿素合成相關(guān)的關(guān)鍵酶基因C.該技術(shù)屬于合成生物學(xué)范疇，可減少對(duì)天然植物的依賴(lài)D.通過(guò)發(fā)酵工程生產(chǎn)青蒿酸，需控制溫度、pH等發(fā)酵條件7.計(jì)算化學(xué)與人工智能2025年某AI模型成功預(yù)測(cè)了化合物X的合成路徑。該模型基于密度泛函理論（DFT）計(jì)算，其核心原理是（）A.通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，無(wú)需考慮量子力學(xué)原理B.計(jì)算分子的總能量，尋找反應(yīng)過(guò)程中的最低能量路徑C.模擬分子動(dòng)力學(xué)軌跡，直接觀測(cè)化學(xué)鍵的斷裂與形成D.基于元素周期律，推測(cè)未知化合物的物理化學(xué)性質(zhì)二、非選擇題（本題共4小題，共58分）8.（14分）綠色合成與催化化學(xué)碳酸二甲酯（DMC）是一種重要的綠色化工原料，2025年某研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了Cu-ZnO/ZrO?催化劑，實(shí)現(xiàn)了CO?與甲醇直接合成DMC的反應(yīng)：主反應(yīng)：2CH?OH(g)+CO?(g)?(CH?O)?CO(g)+H?O(g)ΔH=-15.5kJ/mol副反應(yīng)：CH?OH(g)?CO(g)+2H?(g)ΔH=+90.7kJ/mol（1）寫(xiě)出DMC的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：，其分子中碳原子的雜化方式為。（2）在恒溫恒容體系中，下列措施能提高DMC產(chǎn)率的是__________（填標(biāo)號(hào)）。A.加入過(guò)量CO?B.升高溫度C.分離出H?OD.使用高效催化劑（3）圖2為不同溫度下CO?的轉(zhuǎn)化率和DMC的選擇性隨時(shí)間變化曲線(xiàn)。①503K時(shí)，CO?轉(zhuǎn)化率高于483K的原因是__________。②523K時(shí)DMC選擇性顯著降低，可能的原因是__________。（4）已知2025年報(bào)道的新型離子液體[Emim][OAc]可促進(jìn)CO?的活化，其陰離子結(jié)構(gòu)如圖3所示。該陰離子中O原子的孤對(duì)電子可與CO?的__________（填“C原子”或“O原子”）形成配位鍵，從而活化CO?分子。9.（15分）能源材料與電化學(xué)鈉硫電池因高能量密度被視為下一代儲(chǔ)能技術(shù)。2025年某改進(jìn)型鈉硫電池的工作原理如圖4所示，其正極材料為S?，負(fù)極材料為Na，電解質(zhì)為β-Al?O?（只允許Na?通過(guò)）。（1）放電時(shí)，Na?的遷移方向?yàn)開(kāi)_________（填“從左到右”或“從右到左”），正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________。（2）充電時(shí)，若轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上生成__________gNa。（3）傳統(tǒng)鈉硫電池工作溫度需維持在300~350℃，2025年研發(fā)的低溫鈉硫電池通過(guò)添加Se改性S?正極，使工作溫度降至120℃。Se的添加可能降低了__________（填“Na?的遷移能壘”或“S-S鍵的鍵能”），從而降低了電池的操作溫度。（4）圖5為鈉硫電池的能量密度與溫度的關(guān)系曲線(xiàn)。2025年新型電池在25℃時(shí)的能量密度達(dá)到600Wh/kg，是傳統(tǒng)電池的1.5倍。若該電池的平均工作電壓為2.0V，則其理論比容量為_(kāi)_________A·h/kg（計(jì)算結(jié)果保留整數(shù)，1A·h=3600C）。10.（15分）超分子化學(xué)與晶體結(jié)構(gòu)某研究小組合成了一種新型超分子主體化合物L(fēng)，并研究了其與客體分子的絡(luò)合行為。（1）化合物L(fēng)的結(jié)構(gòu)如圖6所示，其分子中含有的官能團(tuán)有__________（填兩種）。（2）L與Br?可形成1:1型絡(luò)合物。X射線(xiàn)衍射分析顯示，Br?分子位于L的空腔內(nèi)，通過(guò)__________（填作用力類(lèi)型）與L結(jié)合。（3）L對(duì)有機(jī)小分子的識(shí)別具有選擇性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)L對(duì)苯胺的絡(luò)合常數(shù)（K）大于對(duì)甲苯胺，原因是__________。（4）該超分子晶體的晶胞參數(shù)為a=b=1.2nm，c=2.4nm，α=β=γ=90°，屬于四方晶系。若晶胞中含有4個(gè)L分子，則晶體的密度ρ=__________g/cm3（計(jì)算式中保留N?，L的相對(duì)分子質(zhì)量為600）。11.（14分）實(shí)驗(yàn)化學(xué)與創(chuàng)新設(shè)計(jì)2025年某?；瘜W(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了“基于微流控芯片的納米銀制備與表征”實(shí)驗(yàn)，步驟如下：Ⅰ.芯片預(yù)處理：用食人魚(yú)溶液（濃H?SO?與H?O?體積比7:3）清洗芯片通道，去除有機(jī)物。Ⅱ.反應(yīng)液配制：A液為0.1mol/LAgNO?的乙醇溶液，B液為0.2mol/L檸檬酸鈉的水溶液。Ⅲ.微流控合成：將A液和B液通過(guò)注射泵注入芯片，在T型通道內(nèi)混合反應(yīng)，生成納米銀（AgNPs）。Ⅳ.表征：通過(guò)紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定AgNPs的吸收光譜。（1）步驟Ⅰ中食人魚(yú)溶液清洗芯片的原理是__________（用化學(xué)方程式表示）。（2）步驟Ⅲ中，A液和B液的流速比應(yīng)為_(kāi)_________，檸檬酸鈉的作用是_______