2025年高中化學(xué)競(jìng)賽STSE試題專項(xiàng)訓(xùn)練（四）一、選擇題（每題3分，共15題）2024年巴黎奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館建設(shè)中大量使用了新型環(huán)保材料，下列材料的主要成分不屬于有機(jī)高分子化合物的是（）A.可降解聚乳酸座椅外殼B.碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料屋頂C.聚乙烯醇水凝膠保溫層D.聚碳酸酯透明防護(hù)板碳中和技術(shù)是當(dāng)前全球關(guān)注的熱點(diǎn)，下列碳捕集方法中未涉及化學(xué)變化的是（）A.氨水吸收法捕獲電廠煙道氣中的CO?B.分子篩吸附法分離空氣中的CO?C.鈣基固硫法將CO?轉(zhuǎn)化為CaCO?D.金屬有機(jī)框架材料（MOFs）吸附CO?2025年我國(guó)成功研發(fā)的“零碳甲醇”合成技術(shù)，其核心反應(yīng)為CO?+3H?→CH?OH+H?O。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.該反應(yīng)原子利用率未達(dá)到100%B.催化劑可降低反應(yīng)的活化能C.反應(yīng)過程中存在C-O鍵的斷裂與形成D.原料H?可通過太陽(yáng)能光解水獲得某含氮廢水中含有NH??、NO??和NO??，通過生物硝化作用轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。已知亞硝化菌催化反應(yīng)為2NH??+3O?→2NO??+4H?+2H?O，硝化菌催化反應(yīng)為2NO??+O?→2NO??。下列說法正確的是（）A.兩個(gè)反應(yīng)均為氧化還原反應(yīng)B.H?濃度升高會(huì)促進(jìn)硝化反應(yīng)C.總反應(yīng)中NH??與O?的物質(zhì)的量之比為1:2D.反應(yīng)過程中溶液pH值逐漸增大鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（PSCs）是新一代光伏技術(shù)的研究熱點(diǎn)，其活性層組成為CH?NH?PbI?。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.該物質(zhì)屬于有機(jī)-無(wú)機(jī)雜化材料B.Pb2?的價(jià)電子排布式為5d1?6s2C.I?的半徑大于Cl?D.分解溫度低于硅基太陽(yáng)能電池材料實(shí)驗(yàn)室從海帶中提取碘的實(shí)驗(yàn)步驟包括：①灰化②浸?、鬯峄苎趸葺腿、薹忠孩哒麴s。下列說法正確的是（）A.步驟③中需加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH至強(qiáng)酸性B.步驟④可選用H?O?或Cl?作為氧化劑C.步驟⑤使用乙醇作為萃取劑D.步驟⑦需控制溫度在184℃（碘的沸點(diǎn)）2025年新修訂的《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》新增了O?-8h平均濃度限值。O?的形成機(jī)理為：NO?→NO+O（光照），O+O?→O?，2NO+O?→2NO?。下列說法正確的是（）A.NO?是O?形成的催化劑B.總反應(yīng)為3O?→2O?（光照）C.該過程屬于光化學(xué)煙霧的形成機(jī)理D.升高溫度可降低O?的生成速率工業(yè)上用電解法制備高純度硅的反應(yīng)為：SiCl?(g)+2H?(g)→Si(s)+4HCl(g)。已知該反應(yīng)ΔH=+236kJ/mol，ΔS=+226J/(mol·K)。下列說法正確的是（）A.該反應(yīng)在任何溫度下均能自發(fā)進(jìn)行B.增大壓強(qiáng)有利于提高SiCl?的轉(zhuǎn)化率C.反應(yīng)中每生成1molSi轉(zhuǎn)移4mol電子D.可選用鐵作電解池的陽(yáng)極材料食品添加劑的安全使用是食品安全的重要保障。下列食品添加劑與其作用不匹配的是（）A.山梨酸鉀——防腐劑B.亞硝酸鈉——抗氧化劑C.谷氨酸鈉——增味劑D.硫酸鈣——凝固劑某新型儲(chǔ)氫材料的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（小球代表H原子），該材料的化學(xué)式為（）（注：此處省略晶胞圖，假設(shè)頂點(diǎn)為A原子，面心為B原子，H原子填充在四面體空隙）A.AB?H?B.ABH?C.A?BH?D.AB?H?海水淡化技術(shù)中，電滲析法的原理是利用離子交換膜對(duì)陰、陽(yáng)離子的選擇性透過。下列說法正確的是（）A.陰離子交換膜只允許Cl?通過B.通電后海水中的離子向兩極遷移C.淡水室位于陰、陽(yáng)離子交換膜之間D.該過程是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”的研究者，下列反應(yīng)中原子利用率最高的是（）A.乙烯聚合制備聚乙烯B.苯與硝酸反應(yīng)制備硝基苯C.甲烷與氯氣反應(yīng)制備一氯甲烷D.葡萄糖發(fā)酵制備乙醇廢舊鋰離子電池的回收處理至關(guān)重要，其正極材料（LiCoO?）的回收流程如下：酸浸→萃取→沉淀→再生。下列說法錯(cuò)誤的是（）A.酸浸時(shí)可選用H?SO?和H?O?的混合液B.萃取劑需具備良好的選擇性和穩(wěn)定性C.沉淀過程中加入NaOH可獲得Co(OH)?D.再生時(shí)LiCoO?發(fā)生還原反應(yīng)某溫度下，反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)的平衡常數(shù)Kp=0.16kPa?1。若該溫度下密閉容器中NO?的分壓為20kPa，N?O?的分壓為5kPa，則反應(yīng)將（）A.向正反應(yīng)方向進(jìn)行B.向逆反應(yīng)方向進(jìn)行C.處于平衡狀態(tài)D.無(wú)法判斷量子點(diǎn)材料（如CdSe納米晶）在顯示技術(shù)中應(yīng)用廣泛，其發(fā)光波長(zhǎng)與粒徑大小有關(guān)。下列說法正確的是（）A.粒徑越小，禁帶寬度越大B.CdSe中Cd的化合價(jià)為+3C.量子點(diǎn)發(fā)光屬于化學(xué)發(fā)光D.可通過調(diào)節(jié)溫度控制粒徑大小二、填空題（共30分）（6分）2025年我國(guó)成功合成新型超導(dǎo)材料Bi?Sr?CaCu?O?，該材料的臨界溫度為95K。（1）基態(tài)Bi原子的價(jià)電子排布式為__________；（2）Ca2?與Cu2?的離子半徑大小關(guān)系為Ca2?Cu2?（填“>”“<”或“=”）；（3）該材料中O元素的化合價(jià)為____。（8分）工業(yè)上以鄰二甲苯為原料合成苯酐（C?H?O?）的反應(yīng)為：C?H??+3O?→C?H?O?+3H?O（1）該反應(yīng)的原子利用率為__________%（保留一位小數(shù)）；（2）已知298K時(shí)，鄰二甲苯、苯酐、H?O(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱分別為-4845kJ/mol、-3228kJ/mol、-285.8kJ/mol，則該反應(yīng)的ΔH=kJ/mol；（3）若用臭氧代替O?進(jìn)行氧化，反應(yīng)產(chǎn)物為苯酐和O?，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（8分）某科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“光催化CO?還原”系統(tǒng)，在可見光照射下可將CO?轉(zhuǎn)化為CH?。（1）該過程的能量轉(zhuǎn)化形式為__________；（2）已知反應(yīng)CO?(g)+4H?(g)→CH?(g)+2H?O(g)ΔH=-165kJ/mol，2H?O(g)→2H?(g)+O?(g)ΔH=+484kJ/mol，則CO?光催化還原的總反應(yīng)方程式為__________，其ΔH=kJ/mol；（3）該反應(yīng)的催化劑為TiO?，其晶體中Ti??的配位數(shù)為6，該晶體的堆積方式為。（8分）含Cr(VI)廢水的處理方法之一是“鐵氧體法”，其原理是在堿性條件下，F(xiàn)e2?將CrO?2?還原為Cr3?，并與Fe3?共同沉淀為鐵氧體（Fe3??Fe2??Cr3??O?）。（1）寫出Fe2?還原CrO?2?的離子方程式：__________；（2）若處理含CrO?2?濃度為0.01mol/L的廢水100L，理論上需要FeSO?·7H?O的質(zhì)量為__________kg（保留兩位小數(shù)）；（3）鐵氧體中x:y:z=__________。三、實(shí)驗(yàn)題（共25分）（12分）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“溫度對(duì)NH?HCO?分解反應(yīng)的影響”，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（省略?shī)A持裝置）。（1）儀器a的名稱為__________，裝置B的作用是__________；（2）實(shí)驗(yàn)步驟：①檢查裝置氣密性；②在A中加入5.00gNH?HCO?固體；③控制溫度為T?，加熱至不再產(chǎn)生氣體；④更換裝置C，控制溫度為T?（T?>T?），繼續(xù)加熱；⑤分別測(cè)定裝置C中產(chǎn)生氣體的體積。（3）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下：|溫度區(qū)間|氣體體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況）||----------|----------------------||T?|2.24L||T?|1.12L|已知：NH?HCO?分解反應(yīng)為：反應(yīng)1：NH?HCO?→NH?↑+CO?↑+H?O↑（低于300℃）反應(yīng)2：NH?HCO?→NH?↑+CO?↑+H?O↑（高于300℃時(shí)，H?O進(jìn)一步分解）①計(jì)算T?時(shí)分解的NH?HCO?質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________；②若T?時(shí)H?O完全分解，計(jì)算反應(yīng)后裝置A中殘留固體的質(zhì)量為__________g；（4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，溫度高于400℃時(shí)，裝置C中收集到的氣體中含有O?。用化學(xué)方程式解釋原因：__________。（13分）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)制備莫爾鹽[(NH?)?Fe(SO?)?·6H?O]并測(cè)定其純度。（1）制備步驟：①稱取2.0gFe粉，加入10mL3mol/LH?SO?溶液，加熱至反應(yīng)完全；②加入5.0g(NH?)?SO?固體，攪拌至溶解；③蒸發(fā)濃縮至表面出現(xiàn)晶膜，冷卻結(jié)晶；④過濾、洗滌、干燥，得到莫爾鹽晶體。①步驟①中反應(yīng)的離子方程式為__________，為加快反應(yīng)速率可采取的措施有__________（任寫一條）；②步驟④中洗滌晶體應(yīng)選用__________（填“蒸餾水”或“乙醇”）；（2）純度測(cè)定：稱取0.5000g莫爾鹽樣品，溶于水配成100mL溶液，取25.00mL加入稀H?SO?酸化，用0.01000mol/LKMnO?標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO?溶液18.00mL。①滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為__________；②計(jì)算樣品中莫爾鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為__________（保留四位有效數(shù)字）；③若滴定前俯視讀數(shù)，滴定后仰視讀數(shù)，則測(cè)定結(jié)果__________（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。四、計(jì)算題（共20分）（10分）已知25℃時(shí)，Ksp(CaCO?)=2.8×10??，H?CO?的Ka?=4.3×10??，Ka?=5.6×10?11。（1）計(jì)算CaCO?在純水中的溶解度為__________mol/L（保留兩位有效數(shù)字）；（2）計(jì)算CaCO?在pH=8.0的緩沖溶液中的溶解度為__________mol/L（保留兩位有效數(shù)字）；（3）若用0.1mol/LHCl溶液溶解CaCO?固體，當(dāng)反應(yīng)至pH=5.0時(shí)，溶液中c(CO?2?)=__________mol/L（保留兩位有效數(shù)字）。（10分）在體積為2L的密閉容器中，通入2molCO和1molH?O(g)，發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H?O(g)?CO?(g)+H?(g)。在不同溫度下測(cè)定的平衡常數(shù)K如下表：溫度/℃500600700K5.02.51.0（1）該反應(yīng)的ΔH__________0（填“>”“<”或“=”）；（2）500℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，再通入1molH?O(g)，重新達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為__________（保留三位有效數(shù)字）；（3）700℃時(shí)，若起始時(shí)通入CO、H?O(g)、CO?、H?的物質(zhì)的量分別為1mol、1mol、1mol、1mol，則v正__________v逆（填“>”“<”或“=”），平衡時(shí)c(CO)=__________mol/L。五、綜合題（共30分）（15分）鋰離子電池是目前應(yīng)用最廣泛的二次電池，其正極材料主要有層狀LiCoO?、尖晶石LiMn?O?和橄欖石LiFePO?等。（1）Co3?的電子排布式為__________，LiFePO?中Fe的化合價(jià)為__________；（2）LiCoO?的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（Li?位于CoO?層間），該晶胞中含有的Co原子數(shù)為__________；（3）電池充電時(shí)，Li?從正極脫嵌并嵌入負(fù)極。寫出LiFePO?正極的充電反應(yīng)式：；（4）研究發(fā)現(xiàn)，在LiMn?O?中摻雜Al3?可提高其循環(huán)穩(wěn)定性，原因是；（5）用惰性電極電解Li?CO?和LiF的熔融混合物可制備金屬Li，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為__________。（15分）工業(yè)上以黃鐵礦（主要成分為FeS?）為原料生產(chǎn)硫酸的工藝包括：焙燒、催化氧化、吸收三個(gè)階段。（1）焙燒爐中FeS?與O?反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________；（2）催化氧化階段的反應(yīng)為2SO?(g)+O?(g)?2SO?(g)ΔH=-196kJ/mol，①該反應(yīng)在__________（填“高溫”或“低溫”）下更易自發(fā)進(jìn)行；②若在某條件下，SO?的平衡轉(zhuǎn)化率為90%，起始時(shí)SO?和O?的物質(zhì)的量之比為2:1，則平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，保留一位小數(shù)）；（3）吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO?，而不用水直接吸收的原因是；（4）尾氣中的SO?可用氨水吸收，生成的(NH?)?SO?可用于煙氣脫硫，寫出(NH?)?SO?與SO?反應(yīng)的化學(xué)方程式：__________；（5）若處理含SO?體積分?jǐn)?shù)為0.5%的尾氣1000m3（標(biāo)準(zhǔn)狀況），理論上可獲得(NH?)?SO?的質(zhì)量為__________kg（保留兩位小數(shù)）。六、推斷題（共15分）（15分）A、B、C、D、E為短周期元素，原子序數(shù)依次增大，相關(guān)信息如下：①A的核外電子總數(shù)等于其周期數(shù)；②B的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的3倍；③C與B可形成兩種常見化合物CB和CB?；④D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物能與C的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)生成鹽和水；⑤E的單質(zhì)為黃綠色氣體，常用于自來(lái)水消毒。請(qǐng)回答下列問題：（1）E在周期表中的位置為__________，其價(jià)電子排布式為__________；（2）A與B形成的化合物中，含有非極性共價(jià)鍵的是____