2025年高三化學高考科技前沿專題模擬試題一、選擇題（本題共15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一個選項符合題意）量子點材料與生物醫(yī)學應用2023年諾貝爾化學獎授予量子點研究領域，我國科學家開發(fā)的“量子點-脂質體”復合載體可實現腫瘤靶向治療。下列關于量子點（CdSe）的說法錯誤的是（）A.屬于半導體材料，可用于光電轉換B.晶胞結構與金剛石相似，熔點高于金屬硒C.與硫化鎘（CdS）相比，CdSe的晶格能更大D.量子點尺寸效應導致其發(fā)射光譜隨粒徑增大而紅移航天推進劑化學長征十號運載火箭采用N?O?和偏二甲肼（C?H?N?）作為推進劑，發(fā)生反應：C?H?N?+2N?O?=2CO?↑+3N?↑+4H?O↑。下列說法正確的是（）A.偏二甲肼分子中所有N原子均采取sp3雜化B.反應中每生成1molCO?轉移8mol電子C.N?O?的結構式為O=N-O-N=O，存在順反異構D.H?O的鍵角大于NH?，因O的電負性大于N新型電池技術我國研發(fā)的“鈉離子-空氣電池”能量密度達1000Wh/kg，其工作原理為：4Na+O?+2H?O=4NaOH。下列說法錯誤的是（）A.放電時，Na?向正極移動B.正極反應式為O?+2H?O+4e?=4OH?C.電解液可選用高濃度NaOH溶液D.該電池比鋰離子電池更適合低溫環(huán)境催化與能源轉化科學家通過單原子催化劑（Pt?/Al?O?）實現CO?加氫制甲醇：CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH=-49kJ/mol。下列說法正確的是（）A.單原子催化劑通過降低反應的ΔH提高轉化率B.增大壓強或升高溫度均可提高甲醇產率C.催化劑表面Pt原子與CO?的O原子形成配位鍵D.反應歷程中存在C-O鍵斷裂和C-H鍵形成超分子材料基于冠醚的分子機器可實現K?的跨膜運輸，某冠醚結構如圖所示（R為烷基）。下列說法正確的是（）A.該冠醚與K?通過氫鍵形成超分子B.分子中所有O原子共平面C.能溶于水，因可與水分子形成氫鍵D.與Na?的結合能力強于K?金屬有機框架（MOFs）MOFs材料可用于CO?捕集，某MOF的結構單元為[Zn?O(BDC)?]（BDC2?為對苯二甲酸根）。下列說法正確的是（）A.Zn2?的配位數為4B.BDC2?中C原子均采取sp2雜化C.該化合物的化學式為Zn?O(BDC)?·12H?O（含結晶水）D.框架中Zn-O鍵的鍵能大于C-O鍵放射化學與核醫(yī)學用于治療癌癥的放射性藥物1??Lu-DOTATATE中，1??Lu的半衰期為6.7天。下列說法正確的是（）A.1??Lu的中子數為104B.1mg1??Lu經過20.1天后剩余0.125mgC.衰變時釋放α粒子，可用于靶向放療D.與1??Lu互為同素異形體合成生物學人工固氮酶可模擬生物固氮過程，其活性中心含Fe-Mo簇。下列關于Fe和Mo的說法正確的是（）A.Fe的基態(tài)電子排布式為[Ar]3d?4s2B.Mo位于第五周期ⅥB族，屬于ds區(qū)元素C.第一電離能：Fe>MoD.Fe3?的未成對電子數為5納米材料化學石墨烯量子點（GQDs）的熒光性能與其表面官能團密切相關。下列說法錯誤的是（）A.羧基化GQDs的熒光量子產率高于未修飾GQDsB.可通過水熱法由葡萄糖制備GQDsC.尺寸越小，熒光發(fā)射波長越短D.能與DNA通過π-π堆積作用結合綠色化學以CO?和環(huán)氧丙烷為原料合成碳酸丙烯酯的原子利用率為100%，反應機理如下：①環(huán)氧丙烷開環(huán)與CO?加成②分子內環(huán)化生成產物下列說法正確的是（）A.該反應屬于加聚反應B.催化劑為路易斯酸（如ZnCl?）C.產物分子中含有手性碳原子D.環(huán)氧丙烷的同分異構體中屬于醛類的有2種配位化學抗癌藥物順鉑[Pt(NH?)?Cl?]的結構為平面四邊形。下列說法正確的是（）A.存在順反異構，順式異構體活性更高B.中心原子的雜化方式為sp3C.與AgNO?溶液反應生成白色沉淀D.NH?的鍵角大于PH?表面化學TiO?納米管陣列可通過陽極氧化法制備，其表面羥基（-OH）可吸附污染物。下列說法正確的是（）A.陽極氧化時，Ti電極發(fā)生還原反應B.納米管的形成與TiO?的晶體結構無關C.表面羥基的pKa約為5.0，酸性強于H?OD.可用于光催化降解甲醛，生成CO?和H?O高分子材料可降解塑料聚乳酸（PLA）的合成路線為：玉米淀粉→乳酸→PLA。下列說法正確的是（）A.乳酸的結構簡式為CH?CH(OH)COOHB.合成PLA的反應為加聚反應C.PLA的降解產物為CO?和H?O，對環(huán)境無污染D.與聚乙烯相比，PLA的熔點更高分析化學利用X射線光電子能譜（XPS）測定某催化劑表面元素組成，得到O1s的結合能為531eV。下列說法正確的是（）A.結合能越大，電子越容易失去B.該O元素可能以-OH形式存在C.XPS可確定元素的價態(tài)，如O2?與O?D.譜圖中峰面積與元素含量成正比無機非金屬材料我國研發(fā)的“嫦娥石”（Ca?Y?(SiO?)?F?）是月球首次發(fā)現的新礦物。下列說法正確的是（）A.屬于硅酸鹽，可表示為8CaO·Y?O?·6SiO?·CaF?B.Y3?的電子排布式為[Xe]4f1C.Si-O鍵的鍵長大于Al-O鍵D.該礦物難溶于水，因晶格能小二、非選擇題（共55分）（一）工業(yè)流程題（14分）從廢舊鋰離子電池（含LiCoO?、石墨、Al等）中回收鈷和鋰的工藝流程如下：已知：①LiCoO?在H?SO?-H?O?體系中溶解生成Co2?和Li?；②萃取劑P204（二(2-乙基己基)磷酸）對Co2?的萃取率隨pH增大而增大。（1）“破碎篩分”的目的是______，“堿浸”中發(fā)生反應的離子方程式為______。（2）“酸浸”時H?O?的作用是______，若H?O?過量，可能導致的后果是______。（3）“萃取”時需控制pH=5.0，此時Co2?的萃取率為90%，Li?的萃取率<1%。若處理1L含Co2?0.1mol/L、Li?0.5mol/L的溶液，理論上需消耗P204______mol（假設萃取劑只與Co2?按1:2結合）。（4）“反萃取”中加入H?SO?的作用是______，“沉鋰”的離子方程式為______。（5）CoC?O?·2H?O在空氣中煅燒生成Co?O?的化學方程式為______。（二）化學反應原理（14分）我國科學家研究了CO?與CH?的催化重整反應：反應Ⅰ：CH?(g)+CO?(g)?2CO(g)+2H?(g)ΔH?=+247kJ/mol反應Ⅱ：CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)ΔH?=-41kJ/mol（1）反應Ⅰ的ΔS______0（填“>”“<”或“=”），在______（填“高溫”或“低溫”）下能自發(fā)進行。（2）向恒容密閉容器中充入1molCH?和1molCO?，在一定條件下達到平衡，測得CO的體積分數為40%。則CH?的轉化率為______，反應Ⅰ的平衡常數K=（用分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數，設總壓為p）。（3）在催化劑表面，反應Ⅰ分兩步進行：①CH?→C*+4H*（表示吸附態(tài)）②CO?+C→2CO+*則決速步為（填①或②），判斷依據是______。（4）若在反應體系中通入水蒸氣，可提高CH?的轉化率，結合反應Ⅰ、Ⅱ解釋原因：______。（5）利用CO和H?合成甲醇的反應為CO(g)+2H?(g)?CH?OH(g)ΔH=-90kJ/mol。在某催化劑作用下，CO的轉化率與溫度的關系如圖所示。①溫度高于T?時，CO轉化率下降的原因是______。②工業(yè)上常在230~270℃、5~10MPa下進行反應，選擇該條件的理由是______。（三）物質結構與性質（13分）鈣鈦礦材料CsPbI?是高效太陽能電池的光吸收層。（1）Cs的基態(tài)原子中，能量最高的電子占據的能級符號為______，Pb的價電子排布式為______。（2）I的第一電離能大于Te，原因是______。（3）CsPbI?的晶胞結構如圖所示（Cs?未畫出），Pb2?位于頂點和面心，I?位于棱心和體心。①晶胞中Pb2?的配位數為______，與Pb2?等距離且最近的I?構成的空間構型為______。②若晶胞參數為anm，阿伏加德羅常數的值為N?，則CsPbI?的密度ρ=g/cm3（列出計算式）。（4）CsPbI?易潮解生成PbI?和HI，HI的沸點高于HCl，原因是。（四）有機化學基礎（14分）化合物H是一種新型抗抑郁藥，其合成路線如下：已知：①R-CN→(H?,H?O)R-COOH②R-CHO+R'CH?NO?→(NaOH)(E)-RCH=CHNO?（1）A的化學名稱為______，B中官能團的名稱為______。（2）C→D的反應類型為______，E的結構簡式為______。（3）F→G的化學方程式為______。（4）H的結構簡式為______，其分子中手性碳原子的數目為______。（5）寫出滿足下列條件的B的同分異構體的結構簡式：。①能發(fā)生銀鏡反應；②核磁共振氫譜有4組峰，峰面積比為1:2:2:3；③能與FeCl?溶液發(fā)生顯色反應。（6）設計以苯甲醛和硝基乙烷為原料合成(E)-苯乙烯的路線（其他試劑任選）：。參考答案及評分標準一、選擇題（每題3分，共45分）1.C2.B3.C4.D5.C6.B7.B8.A9.A10.C11.A12.D13.A14.D15.A二、非選擇題（共55分）16.（14分）（1）增大接觸面積，提高后續(xù)反應速率（1分）；2Al+2OH?+2H?O=2AlO??+3H?↑（2分）（2）還原劑，將Co3?還原為Co2?（1分）；H?O?分解，降低浸出率（1分）（3）0.09（2分）（4）降低pH，使Co2?從有機相轉移到水相（2分）；2Li?+CO?2?=Li?CO?↓（2分）（5）3CoC?O?·2H?O+2O?=Co?O?+6CO?+6H?O（3分）17.（14分）（1）>（1分）；高溫（1分）（2）66.7%（2分）；(16p2)/81（2分）（3）①（1分）；C-H鍵斷裂需要更高能量（1分）（4）水蒸氣與CO反應生成CO?和H?，促進反應Ⅰ平衡正向移動（2分）（5）①溫度升高，催化劑活性降低，且反應放熱使平衡逆向移動（2分）②該條件下催化劑活性高，反應速率快，