2025年高三化學(xué)高考虛擬實(shí)驗(yàn)室技術(shù)結(jié)合版概念模擬試題一、選擇題（共7小題，每小題6分，共42分）1.基礎(chǔ)操作與安全規(guī)范在虛擬實(shí)驗(yàn)室中完成“濃硫酸稀釋”實(shí)驗(yàn)時(shí)，下列操作流程正確的是（）A.直接將水倒入盛有濃硫酸的燒杯中，并用玻璃棒攪拌B.佩戴虛擬護(hù)目鏡后，將濃硫酸沿?zé)诰徛⑷胨?，同時(shí)攪拌C.先在虛擬水槽中稀釋濃硫酸，再轉(zhuǎn)移至容量瓶定容D.實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，直接將廢液倒入虛擬下水道解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室通過沉浸式場(chǎng)景模擬危險(xiǎn)操作后果。若選擇A選項(xiàng)，系統(tǒng)將觸發(fā)“液體飛濺”動(dòng)畫并顯示皮膚灼傷警示，強(qiáng)化“酸入水”原則；B選項(xiàng)正確模擬了安全防護(hù)與規(guī)范操作，虛擬傳感器會(huì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液溫度變化（濃硫酸稀釋放熱），并生成熱量擴(kuò)散動(dòng)態(tài)圖。2.物質(zhì)性質(zhì)與微觀模擬利用VR技術(shù)觀察鈉與水反應(yīng)的微觀過程，下列現(xiàn)象與解釋對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤的是（）A.鈉浮于水面——虛擬原子模型顯示Na原子半徑大于H?O分子，密度更小B.熔化成小球——反應(yīng)放熱使鈉達(dá)到熔點(diǎn)，虛擬溫度計(jì)顯示局部溫度達(dá)97.8℃C.產(chǎn)生氣泡——電子轉(zhuǎn)移動(dòng)畫顯示Na失去電子形成Na?，H?得到電子生成H?D.溶液變紅——虛擬pH試紙傳感器檢測(cè)到OH?濃度升高，觸發(fā)酚酞顯色反應(yīng)解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室可拆解反應(yīng)本質(zhì)，通過離子運(yùn)動(dòng)軌跡模擬（Na?與OH?擴(kuò)散路徑）直觀呈現(xiàn)“浮、熔、游、響、紅”的微觀機(jī)理。A選項(xiàng)錯(cuò)誤，鈉密度小于水的宏觀現(xiàn)象需結(jié)合原子堆積方式解釋，而非單純比較原子半徑。3.化學(xué)計(jì)量與數(shù)據(jù)處理在虛擬天平與容量瓶模塊中配制250mL0.1mol/LNaCl溶液，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：|操作步驟|虛擬儀器讀數(shù)||----------------|--------------------||稱量NaCl固體|1.46g（托盤天平）||溶解后溶液體積|180mL（燒杯）||定容時(shí)液面位置|刻度線上方0.5cm|導(dǎo)致所配溶液濃度偏高的原因是（）A.固體稱量時(shí)砝碼生銹（虛擬天平顯示銹跡質(zhì)量0.02g）B.溶解后未冷卻至室溫即轉(zhuǎn)移（虛擬溫度計(jì)顯示45℃）C.定容時(shí)俯視刻度線（虛擬攝像頭模擬俯視視角）D.容量瓶未干燥（內(nèi)壁殘留虛擬水珠0.3mL）解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室具備數(shù)據(jù)回溯功能，可通過操作錄像回放定位誤差來源。C選項(xiàng)中，俯視時(shí)虛擬視線與刻度線交點(diǎn)低于實(shí)際液面，導(dǎo)致溶液體積偏小，濃度偏高；B選項(xiàng)因熱脹冷縮，冷卻后體積減小，濃度同樣偏高，但需結(jié)合題目數(shù)據(jù)判斷主要因素。4.反應(yīng)原理與條件控制在“影響化學(xué)反應(yīng)速率”虛擬實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究H?O?分解速率的影響因素（催化劑：MnO?；溫度：25℃/40℃；濃度：10%/20%），實(shí)驗(yàn)裝置如圖1（虛擬傳感器實(shí)時(shí)記錄O?生成量）。圖1虛擬實(shí)驗(yàn)裝置示意圖（注：可拖動(dòng)滑塊調(diào)節(jié)溫度、濃度參數(shù)，點(diǎn)擊“開始”按鈕啟動(dòng)反應(yīng)，右側(cè)生成速率-時(shí)間曲線）下列設(shè)計(jì)方案能驗(yàn)證“濃度對(duì)速率影響”的是（）A.裝置①（25℃，10%H?O?，加MnO?）與裝置②（40℃，10%H?O?，加MnO?）B.裝置③（25℃，20%H?O?，不加MnO?）與裝置④（25℃，20%H?O?，加MnO?）C.裝置⑤（25℃，10%H?O?，加MnO?）與裝置⑥（25℃，20%H?O?，加MnO?）D.裝置⑦（40℃，10%H?O?，不加MnO?）與裝置⑧（25℃，20%H?O?，加MnO?）解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室支持多變量并行實(shí)驗(yàn)，通過對(duì)比曲線（如裝置⑤⑥的O?生成速率峰值分別為12mL/min和28mL/min）直觀展示濃度影響?？刂谱兞糠ㄐ璐_保僅濃度不同，C選項(xiàng)符合要求，且虛擬系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)標(biāo)注其他變量是否一致（如MnO?顆粒大小、加入量）。5.物質(zhì)分離與提純?cè)凇昂岬狻碧摂M實(shí)驗(yàn)中，涉及的操作流程如圖2所示，其中錯(cuò)誤的步驟是（）圖2海帶提碘虛擬流程圖（步驟：①灼燒海帶→②浸泡過濾→③加Cl?水氧化→④萃取分液→⑤蒸餾提純）A.步驟①：虛擬坩堝未加蓋導(dǎo)致I?揮發(fā)（系統(tǒng)提示“碘元素?fù)p失率15%”）B.步驟②：使用虛擬普通漏斗過濾，未用玻璃棒引流（濾液濺出動(dòng)畫）C.步驟③：Cl?水過量后虛擬淀粉試紙未變藍(lán)（I?被進(jìn)一步氧化為IO??）D.步驟⑤：蒸餾時(shí)溫度計(jì)水銀球位于支管口下方（虛擬溫度計(jì)顯示沸點(diǎn)偏低）解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室可模擬操作失誤后果，如步驟③中過量Cl?水會(huì)觸發(fā)副反應(yīng)動(dòng)畫（I?+5Cl?+6H?O=2HIO?+10HCl），導(dǎo)致后續(xù)萃取失敗。D選項(xiàng)溫度計(jì)位置錯(cuò)誤會(huì)使讀數(shù)偏低，但提純碘單質(zhì)的關(guān)鍵在于控制蒸餾溫度（184.3℃）。6.有機(jī)化學(xué)與結(jié)構(gòu)模型通過AR技術(shù)觀察乙醇分子結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是（）A.虛擬旋轉(zhuǎn)模型顯示乙醇分子中C-O鍵鍵長(zhǎng)為0.143nm，短于C-C鍵B.羥基中O原子的虛擬孤對(duì)電子云與H?O分子形成氫鍵（能量模擬顯示鍵能23kJ/mol）C.乙醇與鈉反應(yīng)時(shí)，AR動(dòng)畫顯示O-H鍵斷裂優(yōu)先于C-H鍵（鍵能對(duì)比：O-H463kJ/mol，C-H414kJ/mol）D.酯化反應(yīng)中，虛擬同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)（1?O標(biāo)記乙醇羥基）顯示1?O進(jìn)入乙酸乙酯解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室的分子力學(xué)模擬可量化鍵參數(shù)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤，C-O鍵長(zhǎng)（0.143nm）長(zhǎng)于C-C鍵（0.154nm）；D選項(xiàng)通過1?O追蹤動(dòng)畫清晰展示反應(yīng)機(jī)理，乙醇的O-H鍵斷裂，1?O保留在酯中。7.化學(xué)平衡與動(dòng)態(tài)模擬在“合成氨反應(yīng)”虛擬平衡模塊中，改變條件后平衡移動(dòng)的可視化結(jié)果錯(cuò)誤的是（）A.增大壓強(qiáng)：虛擬反應(yīng)容器體積縮小，N?、H?分子碰撞頻率增加（平衡正向移動(dòng)動(dòng)畫）B.升高溫度：虛擬能量分布圖顯示逆反應(yīng)活化能降低（平衡常數(shù)K值從2.8×10??變?yōu)?.2×10??）C.加入催化劑：正逆反應(yīng)速率虛擬曲線同時(shí)上升，交點(diǎn)（平衡點(diǎn)）位置不變D.移除NH?：虛擬分子計(jì)數(shù)器顯示NH?濃度瞬間下降，N?分解動(dòng)畫啟動(dòng)解析：虛擬實(shí)驗(yàn)室通過顏色深淺（分子濃度可視化）和速率矢量箭頭（正逆反應(yīng)方向）動(dòng)態(tài)展示平衡移動(dòng)。B選項(xiàng)錯(cuò)誤，升高溫度對(duì)吸熱反應(yīng)（逆反應(yīng)）更有利，活化能是固有屬性，不會(huì)因溫度改變，系統(tǒng)會(huì)彈出“活化能與溫度無關(guān)”的提示框。二、非選擇題（共3小題，共58分）8.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與探究（18分）某小組利用虛擬實(shí)驗(yàn)室探究“鐵及其化合物的轉(zhuǎn)化”，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案：實(shí)驗(yàn)編號(hào)操作步驟（虛擬儀器）預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論Ⅰ向FeCl?溶液中滴加KSCN溶液（虛擬滴管精準(zhǔn)滴加）溶液變紅，證明Fe3?存在Ⅱ加入過量鐵粉（虛擬藥匙取用），振蕩后靜置紅色褪去，生成Fe2?Ⅲ滴加H?O?溶液（濃度10%，虛擬移液槍取2mL）溶液重新變紅，F(xiàn)e2?被氧化（1）實(shí)驗(yàn)Ⅰ中，虛擬光譜儀顯示血紅色物質(zhì)的吸收波長(zhǎng)為580nm，其化學(xué)式為______，該配合物中Fe3?的配位數(shù)是______（通過虛擬分子模型觀察配位鍵數(shù)量）。（2）實(shí)驗(yàn)Ⅱ的反應(yīng)離子方程式為______，虛擬pH傳感器監(jiān)測(cè)到溶液pH從1.2升至3.4，原因是______。（3）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)未加H?時(shí)溶液變紅緩慢，遂向體系中加入少量稀硫酸（虛擬pH調(diào)節(jié)至1.0），觀察到反應(yīng)速率加快。①提出假設(shè)：H?可能是該反應(yīng)的催化劑。②設(shè)計(jì)虛擬對(duì)照實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)（填寫表中空白）：實(shí)驗(yàn)變量對(duì)照組（原實(shí)驗(yàn)）實(shí)驗(yàn)組（假設(shè)驗(yàn)證）H?O?濃度10%10%H?濃度0.1mol/L______其他條件溫度25℃，F(xiàn)e2?濃度0.01mol/L相同③虛擬數(shù)據(jù)記錄：實(shí)驗(yàn)組反應(yīng)完成時(shí)間縮短40%，且虛擬能壘圖顯示反應(yīng)活化能從56kJ/mol降至32kJ/mol，證明假設(shè)成立。（4）拓展探究：若用虛擬電解裝置（惰性電極）電解FeCl?溶液，陽極的電極反應(yīng)式為______，陰極區(qū)溶液顏色變化為______（虛擬攝像頭實(shí)時(shí)拍攝）。答案：（1）[Fe(SCN)?]；6（虛擬模型顯示Fe3?與6個(gè)SCN?配位）（2）2Fe3?+Fe=3Fe2?；Fe3?水解顯酸性，反應(yīng)后c(H?)降低（虛擬pH曲線下降趨勢(shì)圖）（3）②0mol/L（不加H?）（4）2Cl?-2e?=Cl?↑；淺綠色逐漸變?yōu)闊o色（Fe2?在陰極放電生成Fe單質(zhì)）9.工業(yè)流程與定量計(jì)算（20分）利用虛擬工廠模塊模擬“侯氏制堿法”流程，如圖3所示：圖3侯氏制堿法虛擬流程圖（步驟：①氨化飽和食鹽水→②碳酸化→③過濾→④煅燒NaHCO?→⑤母液處理）（1）步驟①中，虛擬氣體混合裝置通入NH?和CO?的順序是______，原因是______（虛擬溶解度曲線顯示NH?在水中溶解度遠(yuǎn)大于CO?）。（2）步驟②發(fā)生反應(yīng)：NH?+CO?+H?O+NaCl=NaHCO?↓+NH?Cl，虛擬反應(yīng)器內(nèi)出現(xiàn)白色沉淀。若通入CO?過量，會(huì)觀察到沉淀溶解，生成______（填化學(xué)式），該物質(zhì)在虛擬溶解度表中顯示為易溶。（3）步驟④煅燒NaHCO?時(shí)，虛擬熱重分析儀（TGA）記錄數(shù)據(jù)如下：|溫度區(qū)間（℃）|質(zhì)量變化（%）|分解產(chǎn)物（虛擬檢測(cè)）||---------------|---------------|----------------------||25-100|-3.2%|H?O||100-270|-36.6%|CO?、Na?CO?|計(jì)算NaHCO?的分解率：______（寫出計(jì)算過程，虛擬計(jì)算器可輔助運(yùn)算）。（4）步驟⑤母液中加入NaCl粉末（虛擬結(jié)晶槽），NH?Cl晶體析出，原因是______（結(jié)合虛擬離子濃度積Q與Ksp的比較說明）。答案：（1）先通NH?后通CO?；NH?溶于水形成堿性溶液，可吸收更多CO?（虛擬pH變化曲線：通NH?后pH從7升至11，通CO?后pH緩慢降至8.3）（2）NaHCO?+CO?+H?O=Na?+2HCO??（虛擬離子方程式書寫板自動(dòng)配平）（3）設(shè)樣品質(zhì)量為100g，分解生成Na?CO?質(zhì)量為x：2NaHCO?=Na?CO?+CO?↑+H?O△m16810662x106x/16836.6g62x/168=36.6g→x=99.48g，分解率=99.48g/100g×100%=99.48%（虛擬計(jì)算器顯示結(jié)果）（4）加入NaCl后，c(Cl?)增大，使Q(NH?Cl)>Ksp，觸發(fā)結(jié)晶動(dòng)畫（虛擬離子濃度雷達(dá)圖顯示NH??與Cl?濃度交叉點(diǎn)超過Ksp線）10.綜合應(yīng)用與創(chuàng)新（20分）某研究團(tuán)隊(duì)利用虛擬仿真技術(shù)開發(fā)“CO?資源化利用”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，模擬將CO?轉(zhuǎn)化為甲醇（CH?OH）的過程，其原理為：CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH=-49.0kJ/mol（1）在虛擬反應(yīng)釜中，通過調(diào)節(jié)溫度、壓強(qiáng)和催化劑（Cu-ZnO-Al?O?）探究反應(yīng)條件對(duì)平衡的影響，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：實(shí)驗(yàn)序號(hào)溫度（℃）壓強(qiáng)（MPa）CO?轉(zhuǎn)化率（%）CH?OH選擇性（%）A250512.892.3B2501023.591.9C3001015.788.6①實(shí)驗(yàn)A→B的虛擬數(shù)據(jù)顯示，壓強(qiáng)增大時(shí)CO?轉(zhuǎn)化率提高，原因是______（結(jié)合反應(yīng)前后氣體分子數(shù)變化分析）。②實(shí)驗(yàn)B→C的轉(zhuǎn)化率降低，虛擬能量分布圖顯示活化能Ea(正)=125kJ/mol，Ea(逆)=kJ/mol，判斷該反應(yīng)為（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)。（2）利用虛擬電化學(xué)工作站設(shè)計(jì)“CO?電解池”，采用惰性電極，電解質(zhì)為KHCO?溶液，總反應(yīng)為：CO?+2H?O=CH?OH+O?↑①陽極的電極反應(yīng)式為______，虛擬pH計(jì)顯示陽極區(qū)pH______（填“增大”“減小”或“不變”）。②若虛擬電流表顯示通過電子的物質(zhì)的量為6mol，理論上生成CH?OH的質(zhì)量為______g（虛擬摩爾計(jì)算器自動(dòng)換算）。（3）創(chuàng)新拓展：在虛擬實(shí)驗(yàn)室中設(shè)計(jì)“太陽能驅(qū)動(dòng)CO?還原”裝置，需選擇______（填“n型半導(dǎo)體”或“p型半導(dǎo)體”）材料作為光電極，理由是______（虛擬能帶結(jié)構(gòu)模擬圖顯示導(dǎo)帶電子能量）。答案：（1）①反應(yīng)正向氣體分子數(shù)減少（4→2），增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)（虛擬平衡常數(shù)Kp值不變，但Qp<Kp）②Ea(逆)=Ea(正)-ΔH=125kJ/mol-(-49kJ/mol)=174kJ/mol；放熱（2）①2H?O-4e?=O?↑+4H?；減?。℉?濃度增大）②6mole?→1molCH?OH（C從+4→-2，轉(zhuǎn)移6e?），質(zhì)量=32g/mol×1mol=32g（3）n型半導(dǎo)體；導(dǎo)帶電子具有較強(qiáng)還原性，可將CO?還原（虛擬電子躍遷動(dòng)畫顯示導(dǎo)帶電子轉(zhuǎn)移至CO?分子軌道）三、虛擬實(shí)驗(yàn)操作題（共10分）11.安全規(guī)范與應(yīng)急處理在“實(shí)驗(yàn)室火災(zāi)虛擬演練”模塊中，模擬以下場(chǎng)景：場(chǎng)景：加熱濃硝酸時(shí)（虛擬酒精燈使用不當(dāng)），試管炸裂引發(fā)少量液體飛濺，硝酸蒸氣泄漏（系統(tǒng)觸發(fā)煙霧報(bào)警器）。（1）正確的應(yīng)急處理步驟為（虛擬操作排序）：______①用虛擬濕抹布覆蓋火源②關(guān)閉虛擬通風(fēng)櫥電源③佩戴防毒面具（虛擬防護(hù)用品柜取用）④用沙土吸收泄漏液體（2）虛擬系統(tǒng)提示“硝酸蒸氣刺激呼吸道”，需立即啟動(dòng)______（填虛擬設(shè)備名稱），并在通風(fēng)櫥內(nèi)進(jìn)行后續(xù)處理。答案：（1）