2025年高三化學高考化學與全球挑戰(zhàn)模擬試題一、選擇題（本題共14小題，每小題3分，共42分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的）1.化學與全球公共衛(wèi)生安全“青蒿一握，以水二升漬，絞取汁”，屠呦呦團隊從青蒿中提取青蒿素治療瘧疾，拯救了全球數(shù)百萬生命。下列說法正確的是（）A.青蒿素的提取過程涉及化學變化B.青蒿素分子式為C??H??O?，屬于高分子化合物C.利用乙醚萃取青蒿素的過程與海水淡化中的蒸餾原理相同D.該研究體現(xiàn)了化學在解決全球健康不平等問題中的關鍵作用答案：D解析：A項，青蒿素的提取利用萃取原理，屬于物理變化，A錯誤；B項，青蒿素相對分子質量小于10000，不屬于高分子化合物，B錯誤；C項，萃取基于溶解度差異，蒸餾基于沸點差異，原理不同，C錯誤；D項，青蒿素的研發(fā)為瘧疾防治提供了廉價高效的方案，尤其在發(fā)展中國家挽救了大量生命，體現(xiàn)了化學對全球健康公平的貢獻，D正確。2.新能源材料與碳中和目標全球能源結構轉型中，鋰離子電池是重要儲能載體。某鋰電池正極材料的晶胞結構如圖（Li?、Co3?、O2?構成），下列說法錯誤的是（）A.該材料的化學式可表示為LiCoO?B.充電時，Li?從正極向負極遷移C.若用Na?替代Li?，電池能量密度會降低（Na?半徑大于Li?）D.推廣鋰電池可減少化石燃料依賴，助力實現(xiàn)2060年碳中和目標答案：B解析：A項，根據(jù)晶胞結構計算，Li?、Co3?、O2?的個數(shù)比為1:1:2，化學式為LiCoO?，A正確；B項，充電時為電解池，陽離子向陰極（原電池的負極）遷移，B錯誤；C項，Na?半徑更大，單位體積內(nèi)存儲的電荷數(shù)減少，能量密度降低，C正確；D項，鋰電池推動可再生能源存儲，減少CO?排放，符合全球碳中和趨勢，D正確。3.海洋資源開發(fā)與環(huán)境保護海水提溴是解決全球溴資源短缺的重要途徑，其流程如下：[\text{海水}\xrightarrow{\text{酸化、Cl}_2}\text{含Br}_2\text{溶液}\xrightarrow{\text{空氣吹出}}\text{Br}_2\text{蒸氣}\xrightarrow{\text{SO}_2\text{吸收}}\text{HBr溶液}\xrightarrow{\text{Cl}_2}\text{液溴}]下列說法錯誤的是（）A.第一步反應的離子方程式為Cl?+2Br?=2Cl?+Br?B.“空氣吹出”利用了Br?的揮發(fā)性C.SO?吸收的目的是富集溴元素（Br?→Br?）D.該過程需嚴格控制Cl?用量，避免過量Cl?導致海洋酸化答案：D解析：A項，Cl?氧化性強于Br?，可置換出Br?，A正確；B項，Br?易揮發(fā)，通過空氣流將其從溶液中吹出，B正確；C項，SO?將Br?還原為Br?（Br?+SO?+2H?O=2HBr+H?SO?），實現(xiàn)溴的富集，C正確；D項，Cl?過量會導致廢氣中Cl?污染，但海水本身呈弱堿性，Cl?溶于水生成的HCl可被海水緩沖體系中和，不會顯著酸化海洋，D錯誤。4.綠色化學與可持續(xù)發(fā)展工業(yè)合成乙二酸（HOOC-COOH）的傳統(tǒng)方法會產(chǎn)生大量NO?廢氣，而新型電化學合成法原理如圖（惰性電極，H?SO?介質）：[\text{陽極：},\text{CH}_2\text{OH-CH}_2\text{OH}-4e^-+2\text{H}_2\text{O}=\text{HOOC-COOH}+8\text{H}^+][\text{陰極：},4\text{H}^++4e^-=2\text{H}_2\uparrow]下列說法正確的是（）A.該方法原子利用率為100%，符合綠色化學理念B.每生成1mol乙二酸，理論上陰極產(chǎn)生22.4LH?（標準狀況）C.可用銅作陽極材料以降低成本D.該技術可減少NO?排放，緩解酸雨和光化學煙霧問題答案：D解析：A項，總反應為CH?OH-CH?OH+2H?O=HOOC-COOH+2H?↑，原子利用率為（90/90+36）×100%≈71.4%，A錯誤；B項，由陽極反應可知生成1mol乙二酸轉移4mol電子，陰極生成2molH?，體積為44.8L（標準狀況），B錯誤；C項，銅作陽極時會發(fā)生氧化反應，影響產(chǎn)物純度，C錯誤；D項，傳統(tǒng)方法中硝酸氧化乙二醇會產(chǎn)生NO?，新型電化學法無污染物排放，可緩解酸雨（NO?→HNO?）和光化學煙霧（NO?參與形成O?），D正確。5.藥物合成與全球健康危機新冠疫情期間，瑞德西韋（Remdesivir）一度被用于抗病毒治療，其結構簡式如下。下列關于該物質的說法錯誤的是（）A.分子中含有磷酸酯基，可與NaOH溶液反應B.能發(fā)生水解反應和加成反應C.分子中所有碳原子不可能共平面D.該藥物的研發(fā)體現(xiàn)了有機化學在應對全球公共衛(wèi)生危機中的價值答案：C解析：A項，磷酸酯基（-O-PO?H?）可與NaOH發(fā)生中和反應，A正確；B項，酯基可水解，苯環(huán)可加成，B正確；C項，分子中含多個飽和碳原子，但通過單鍵旋轉，部分片段（如苯環(huán)、酯基）可共平面，C錯誤；D項，瑞德西韋的快速合成與篩選為疫情防控提供了化學方案，D正確。二、非選擇題（共58分）6.（14分）碳捕集與轉化技術CO?的過量排放導致全球氣候變暖，碳捕集與轉化（CCUS）是重要應對策略。（1）工業(yè)上用氨水吸收CO?生成NH?HCO?，寫出該反應的離子方程式：。若氨水過量，產(chǎn)物會轉化為（NH?）?CO?，解釋原因：。（2）一種新型電解裝置可將CO?轉化為乙烯（C?H?），其原理如圖所示（惰性電極，KHCO?溶液為電解質）：①陰極的電極反應式為________。②若電解過程中轉移12mol電子，理論上生成C?H?的體積為________L（標準狀況）。（3）CO?與H?在催化劑作用下可合成甲醇（CH?OH），反應為CO?（g）+3H?（g）?CH?OH（g）+H?O（g）ΔH=-49kJ/mol。①該反應在________（填“高溫”或“低溫”）下自發(fā)進行，理由是________。②某溫度下，向2L恒容密閉容器中充入2molCO?和6molH?，達平衡時CO?轉化率為50%，則平衡常數(shù)K=________。答案：（1）NH?·H?O+CO?=NH??+HCO??（2分）；NH?HCO?+NH?·H?O=（NH?）?CO?+H?O，HCO??與OH?反應生成CO?2?（2分）（2）①2CO?+12H?+12e?=C?H?+4H?O（3分）；②11.2（2分）（3）①低溫（1分）；ΔH<0，ΔS<0，低溫下ΔG=ΔH-TΔS<0（2分）；②0.5（mol?2·L2）（2分）解析：（1）氨水吸收CO?生成NH?HCO?，過量氨水提供OH?，促進HCO??電離平衡逆向移動生成CO?2?；（2）陰極CO?得電子生成C?H?，結合電荷守恒配平；轉移12mol電子時生成0.5molC?H?，體積為11.2L；（3）ΔH<0（放熱）、ΔS<0（氣體分子數(shù)減少），低溫下ΔG<0；平衡時各物質濃度：c(CO?)=0.5mol/L，c(H?)=1.5mol/L，c(CH?OH)=0.5mol/L，c(H?O)=0.5mol/L，K=（0.5×0.5）/（0.5×1.53）=0.5。7.（14分）新能源電池材料鈉離子電池因資源豐富（鈉儲量是鋰的1000倍），有望替代鋰電池用于大規(guī)模儲能。某鈉電池正極材料的制備流程如下：[\text{Na}_2\text{CO}_3+\text{FeC}_2\text{O}_4\cdot2\text{H}_2\text{O}+\text{MnCO}_3\xrightarrow{\text{煅燒}}\text{NaFeMnO}_4\text{（目標產(chǎn)物）}+\text{氣體}]（1）寫出煅燒反應的化學方程式：________。（2）NaFeMnO?的晶胞結構如圖，其中Fe2?和Mn??占據(jù)八面體空隙，Na?占據(jù)四面體空隙。①該材料的導電能力主要依賴于________（填“Na?”“Fe2?”或“Mn??”）的遷移。②若晶胞參數(shù)為anm，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則該晶體的密度ρ=________g/cm3（列出計算式）。（3）與鋰電池相比，鈉電池的優(yōu)勢體現(xiàn)在________（答出2點），但能量密度較低，原因是________。答案：（1）Na?CO?+FeC?O?·2H?O+MnCO?=2NaFeMnO?+4CO?↑+2H?O↑（3分）（2）①Na?（2分）；②（2×174）/（N?·a3×10?21）（3分）（3）鈉資源豐富、成本低；鈉電池安全性更高（4分）；Na?半徑大于Li?，單位體積內(nèi)存儲的電荷數(shù)少（2分）解析：（1）根據(jù)元素守恒，氣體為CO?和H?O，配平即可；（2）①正極材料中Na?在充放電時嵌入/脫嵌，是導電的主要離子；②晶胞中含2個NaFeMnO?（根據(jù)均攤法計算），質量為2×174g，體積為（a×10??cm）3，ρ=質量/體積；（3）鈉的地殼儲量遠高于鋰，且鈉電池不易形成枝晶（安全性高）；Na?半徑大，導致電極材料的理論比容量低于鋰電極。8.（15分）工業(yè)廢水處理與環(huán)境保護某化工廠排放的廢水中含Cr?O?2?（毒性強），需處理達標后排放。（1）酸性條件下，用FeSO?將Cr?O?2?還原為Cr3?，寫出該反應的離子方程式：________。（2）調(diào)節(jié)pH至8~9，生成Cr(OH)?和Fe(OH)?沉淀。已知Ksp[Cr(OH)?]=6.3×10?31，當c(Cr3?)=1×10??mol/L時，溶液pH=________。（3）為提高處理效率，可加入活性炭吸附Cr3??；钚蕴勘砻娲嬖诖罅苛u基（-OH），其吸附機理如圖所示：①吸附過程中，Cr3?與-OH之間形成的化學鍵類型是________。②升高溫度，吸附量下降，原因是________。（4）處理后的水中仍含微量Cr3?，長期飲用可能導致人體細胞DNA損傷。請從化學視角提出一條改善建議：________。答案：（1）Cr?O?2?+6Fe2?+14H?=2Cr3?+6Fe3?+7H?O（3分）（2）5（3分）（3）①配位鍵（2分）；②吸附為放熱過程，升溫使平衡逆向移動（3分）（4）加入適量EDTA（螯合劑），與Cr3?形成穩(wěn)定絡合物，降低生物毒性（4分）解析：（1）Cr?O?2?（+6價Cr）被Fe2?還原為Cr3?，F(xiàn)e2?被氧化為Fe3?，酸性條件下配平；（2）c(OH?)=3√(Ksp/c(Cr3?))=3√(6.3×10?31/1×10??)=3√6.3×10??≈1×10??mol/L，pH=5；（3）Cr3?有空軌道，-OH中O有孤電子對，形成配位鍵；吸附放熱，升溫平衡逆向移動；（4）EDTA可與Cr3?形成穩(wěn)定絡合物，減少其對生物體的危害。9.（16分）有機合成與藥物研發(fā)阿司匹林（乙酰水楊酸）是全球使用最廣泛的解熱鎮(zhèn)痛藥，其合成路線如下：[\text{水楊酸（鄰羥基苯甲酸）}+\text{乙酸酐}\xrightarrow{\text{濃H}_2\text{SO}_4}\text{阿司匹林}+\text{乙酸}]（1）水楊酸的分子式為________，其分子中官能團的名稱是________。（2）寫出合成阿司匹林的化學方程式：，該反應類型是。（3）阿司匹林粗產(chǎn)品中含有水楊酸雜質，可通過重結晶提純。提純過程中，選擇乙醇-水混合溶劑而不選純乙醇的原因是________。（4）為減少阿司匹林對胃黏膜的刺激，可將其制成阿司匹林鋁鹽。寫出阿司匹林與Al(OH)?反應的化學方程式：________。（5）全球每年消耗阿司匹林超過4萬噸，其大規(guī)模生產(chǎn)需考慮原子經(jīng)濟性和綠色化學原則。請?zhí)岢鲆粭l改進合成工藝的建議：________。答案：（1）C?H?O?（2分）；羧基、酚羥基（2分）（2）（3分）；取代反應（或酯化反應）（2分）（3）阿司匹林在乙醇中易溶，在水中微溶，乙醇-水混合溶劑可降低阿司匹林溶解度，提高產(chǎn)率（3分）（4）3+Al(OH)?→(C?H?O?)?Al+3H?O（3分）（5）使用固體酸催化劑（如分子篩）替代濃H?SO?，減少腐蝕和污染（3分）解析：（1）水楊酸的結構簡式為HO-C?H?-COOH，分子式為C?H?O?，含羧基和酚羥基；（2）水楊酸與乙酸酐發(fā)生酯化反應（酚羥基的?；?，生成阿司匹林和乙酸；（3）純乙醇中阿司匹林溶解度大，結晶困難，加入水可降低溶解度，使晶體析出；（4）1molAl(OH)?可中和3mol羧基（阿司匹林含1個羧基）；（5）濃H?SO?易腐蝕設備且廢酸污染環(huán)境，固體酸催化劑可回收重復使用，符合綠色化學要求。三、選做題（15分，任選一題作答）10.物質結構與性質（1）基態(tài)Fe原子的價層電子排布式為________，其未成對電子數(shù)為________。（2）CO