2025年高一上學(xué)期化學(xué)STSE專題試卷一、選擇題（每題3分，共45分）2025年諾貝爾化學(xué)獎授予金屬有機(jī)框架（MOFs）材料的研發(fā)者，這類材料通過金屬離子與有機(jī)配體的配位鍵形成多孔結(jié)構(gòu)，可用于從沙漠空氣中收集水。下列關(guān)于MOFs材料的說法錯誤的是（）A.其多孔結(jié)構(gòu)可通過調(diào)節(jié)配體長度控制孔徑大小B.收集水的過程涉及物理吸附與脫附C.材料穩(wěn)定性取決于金屬離子與配體的鍵能強(qiáng)弱D.該技術(shù)的推廣可緩解全球水資源短缺，屬于綠色化學(xué)范疇我國科學(xué)家利用CO?合成脂肪酸，實現(xiàn)了無機(jī)小分子向有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是（）A.脂肪酸屬于有機(jī)高分子化合物B.該過程中CO?發(fā)生氧化反應(yīng)C.產(chǎn)物可用于生產(chǎn)生物柴油，減少化石能源依賴D.反應(yīng)原子利用率為100%，符合綠色化學(xué)理念鈣鈦礦太陽能電池是第三代光伏技術(shù)的核心，其材料組成為CH?NH?PbI?（甲脒鉛碘）。下列說法錯誤的是（）A.該材料中存在離子鍵與共價鍵B.光吸收過程涉及電子從基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)C.Pb2?易被氧化，需通過摻雜Cs?提高穩(wěn)定性D.能量轉(zhuǎn)化形式為：太陽能→化學(xué)能→電能食品添加劑是現(xiàn)代食品工業(yè)的重要組成部分。下列對應(yīng)關(guān)系錯誤的是（）|添加劑類型|實例|作用原理||------------|--------------------|------------------------------||防腐劑|山梨酸鉀|抑制微生物細(xì)胞呼吸酶活性||抗氧化劑|維生素C|自身氧化消耗食品中的氧氣||膨松劑|碳酸氫鈉|受熱分解產(chǎn)生CO?氣體||脫色劑|鐵粉|物理吸附色素|2025年“阿赫瑪亞洲展”聚焦綠色化工，某企業(yè)展示的海水原位電解制氫技術(shù)使用多孔聚四氟乙烯電極。該材料的優(yōu)勢不包括（）A.耐海水腐蝕，避免Cl?對電極的氧化B.多孔結(jié)構(gòu)增大反應(yīng)接觸面積C.導(dǎo)電性強(qiáng)，降低電解能耗D.化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可長期循環(huán)使用月壤中發(fā)現(xiàn)的“嫦娥石”[(Ca?Y)Fe(PO?)?]屬于磷酸鹽礦物，下列說法正確的是（）A.該物質(zhì)含有5種元素B.其中Fe元素的化合價為+3C.鈣、釔、鐵元素均為主族元素D.磷酸鹽溶液呈酸性，可與堿反應(yīng)生成沉淀下列生活現(xiàn)象與化學(xué)原理對應(yīng)錯誤的是（）A.鐵鍋生銹——發(fā)生吸氧腐蝕，F(xiàn)e最終被氧化為Fe?O?·nH?OB.84消毒液與潔廁靈混用產(chǎn)生Cl?——ClO?+Cl?+2H?=Cl?↑+H?OC.小蘇打治療胃酸過多——HCO??+H?=CO?↑+H?OD.食品包裝袋中硅膠干燥劑——利用SiO?的還原性吸收水分某品牌防曬霜的主要成分為TiO?納米顆粒，其防曬原理是（）A.吸收紫外線，發(fā)生化學(xué)分解B.反射紫外線，物理防曬C.催化紫外線轉(zhuǎn)化為紅外線D.與皮膚蛋白質(zhì)結(jié)合形成保護(hù)膜下列關(guān)于能源與環(huán)境的說法正確的是（）A.石油裂化的主要目的是獲得乙烯、丙烯等短鏈烯烴B.氫氧燃料電池工作時，負(fù)極反應(yīng)式為O?+4H?+4e?=2H?OC.光伏電站可將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，減少碳排放D.向燃煤中加入CaO可減少溫室氣體CO?的排放2025年新研發(fā)的“可降解塑料”通過引入酯基（-COO-）實現(xiàn)自然降解。該過程涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是（）A.加成反應(yīng)B.水解反應(yīng)C.消去反應(yīng)D.聚合反應(yīng)化學(xué)與傳統(tǒng)文化密切相關(guān)。下列說法錯誤的是（）A.“司母戊鼎”的主要成分為銅錫合金，屬于金屬材料B.“青蒿一握，水二升漬，絞取汁”——青蒿素的提取涉及萃取C.“陶盡門前土，屋上無片瓦”——黏土燒制陶瓷的過程屬于物理變化D.“熬膽礬鐵釜，久之亦化為銅”——涉及置換反應(yīng)Fe+CuSO?=FeSO?+Cu某工廠為處理含Cr?O?2?的酸性廢水，采用“鐵屑還原+石灰中和”工藝。下列說法錯誤的是（）A.還原過程中Cr?O?2?被Fe2?還原為Cr3?B.反應(yīng)的離子方程式為Cr?O?2?+6Fe2?+14H?=2Cr3?+6Fe3?+7H?OC.石灰中和的目的是調(diào)節(jié)pH，使Cr3?轉(zhuǎn)化為Cr(OH)?沉淀D.處理后的廢水中不含Cr元素，可直接排放鈣鈦礦材料CH?NH?PbI?在光照下會發(fā)生分解：CH?NH?PbI?→CH?NH?↑+HI↑+PbI?。下列說法正確的是（）A.該反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)B.HI的穩(wěn)定性強(qiáng)于HFC.PbI?可溶于水，形成黃色溶液D.分解產(chǎn)物中CH?NH?屬于有機(jī)物下列關(guān)于材料的說法錯誤的是（）A.碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料中，碳纖維起增強(qiáng)作用B.聚乙烯塑料屬于線型結(jié)構(gòu)，具有熱塑性C.普通玻璃的主要成分為Na?SiO?、CaSiO?和SiO?，屬于純凈物D.不銹鋼通過添加Cr、Ni元素形成鈍化膜，提高耐腐蝕性2025年世界環(huán)境日主題為“塑料污染防治”。下列措施不利于解決該問題的是（）A.研發(fā)可降解塑料，如聚乳酸（PLA）B.推廣塑料垃圾分類回收，進(jìn)行化學(xué)解聚再生C.禁止使用塑料制品，改用紙質(zhì)或金屬容器D.利用MOFs材料吸附水體中的微塑料顆粒二、非選擇題（共55分）（一）填空題（12分）（6分）2025年“海水原位電解制氫”技術(shù)取得突破，其原理是在海水中插入惰性電極，直接電解水制氫。（1）陽極反應(yīng)式為____________________，該過程中O元素的化合價變化為________。（2）與傳統(tǒng)“淡化水后電解”相比，該技術(shù)的優(yōu)勢是____________________。（3）若電解時轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上可制得H?的體積為________L（標(biāo)準(zhǔn)狀況）。（6分）金屬有機(jī)框架（MOFs）材料可用于CO?捕集。某MOF材料的化學(xué)式為Zn?O(BDC)?（BDC為對苯二甲酸根，C?H?O?2?）。（1）該材料中Zn的配位數(shù)為________（已知Zn?O為四面體結(jié)構(gòu)）。（2）BDC中C原子的雜化方式為________。（3）CO?與MOFs的結(jié)合力為________（填“離子鍵”“共價鍵”或“范德華力”）。（二）簡答題（18分）（9分）結(jié)合2025年諾貝爾化學(xué)獎成果，回答下列問題：（1）簡述MOFs材料從沙漠空氣中收集水的原理。（3分）（2）舉例說明MOFs材料在環(huán)境保護(hù)中的另一種應(yīng)用，并解釋其化學(xué)原理。（3分）（3）為什么說MOFs材料的研發(fā)符合“綠色化學(xué)”理念？（3分）（9分）鈣鈦礦太陽能電池是新能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)：（1）寫出CH?NH?PbI?中Pb2?的電子排布式（Pb為82號元素）。（2分）（2）對比傳統(tǒng)晶硅太陽能電池，分析鈣鈦礦電池的優(yōu)勢與不足。（4分）（3）如何通過化學(xué)方法提高鈣鈦礦材料的穩(wěn)定性？（3分）（三）計算題（10分）為測定某品牌補(bǔ)鐵劑（主要成分為FeSO?·7H?O）的純度，進(jìn)行如下實驗：①取10.00g樣品，溶于水配成100mL溶液；②取25.00mL溶液，加入過量H?O?氧化Fe2?為Fe3?；③調(diào)節(jié)pH至3~4，加入KSCN作指示劑，用0.1000mol/LEDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗EDTA溶液20.00mL（反應(yīng)：Fe3?+EDTA??=Fe-EDTA?）。（1）計算樣品中FeSO?·7H?O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（6分）（2）若步驟②中H?O?不足，會導(dǎo)致測定結(jié)果________（填“偏高”“偏低”或“無影響”），說明理由。（4分）（四）綜合應(yīng)用題（15分）2025年“雙碳”目標(biāo)推進(jìn)中，化學(xué)技術(shù)發(fā)揮關(guān)鍵作用。（1）CO?的資源化利用是實現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。我國科學(xué)家利用電催化技術(shù)將CO?轉(zhuǎn)化為甲酸（HCOOH），寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式，并指出氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比。（4分）（2）鈣基固硫法是燃煤脫硫的傳統(tǒng)技術(shù)，反應(yīng)為CaO+SO?=CaSO?，2CaSO?+O?=2CaSO?。某電廠燃燒含硫3.2%的煤1000t，若脫硫效率為90%，計算理論上需要CaO的質(zhì)量（假設(shè)CaO全部轉(zhuǎn)化為CaSO?）。（5分）（3）結(jié)合STSE理念，分析氫能作為新能源的優(yōu)勢及推廣障礙。（6分）參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)（部分）一、選擇題D2.C3.D4.D5.C6.B7.D8.B9.C10.B11.C12.D13.D14.C15.C二、非選擇題（1）2H?O-4e?=O?↑+4H?（2分）；-2→0（1分）（2）無需海水淡化，降低成本（1分）（3）22.4（2分）（1）MOFs材料的多孔結(jié)構(gòu)通過物理吸附將空氣中的水蒸氣捕獲，加熱后脫附得到液態(tài)水（3分）。（2）應(yīng)用：吸附汽車尾氣中的NOx；原理：NOx與MOFs中的金屬離子形成配位鍵被固定（3分）。（3）減少資源消耗（如水資源）、降低污染排放（如CO?），符合“從源頭上消除污染”的綠色化學(xué)核心（3分）。（1）CO?+H?O$\xlongequal{電解}$HCOOH+O?↑（2分）；氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:1（2分）。（2）煤中硫的質(zhì)量為1000t×3.2%=32t，脫硫效率90%時，反應(yīng)的S為28.8t，根據(jù)S~CaO~CaSO?，需CaO的質(zhì)量為28.8t×(56/32)=50.4t（5分）。（3）