2025年上學(xué)期高一化學(xué)物聯(lián)網(wǎng)與化學(xué)試題一、選擇題（每題3分，共30分）在工業(yè)合成氨反應(yīng)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過部署壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測反應(yīng)釜內(nèi)壓強(qiáng)變化。已知合成氨反應(yīng)為N?+3H??2NH?（放熱反應(yīng)），當(dāng)傳感器顯示壓強(qiáng)突然增大時，可能的原因是（）A.溫度升高導(dǎo)致平衡逆向移動B.催化劑活性下降使反應(yīng)速率減慢C.原料氣中混入惰性氣體且容器體積不變D.生成的NH?被及時液化分離某化工廠利用pH傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中和反應(yīng)過程，向20mL0.1mol/LNaOH溶液中滴加0.1mol/LHCl，傳感器記錄的pH變化曲線如圖所示（假設(shè)溶液體積變化忽略不計）。下列說法錯誤的是（）A.a點(diǎn)溶液中c(OH?)=0.1mol/LB.b點(diǎn)溶液中c(Na?)=c(Cl?)C.從a到c過程中，水的電離程度先增大后減小D.若改用0.05mol/LH?SO?，達(dá)到滴定終點(diǎn)時消耗體積為20mL物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)中，某氣體傳感器可同時檢測CO?、SO?、NO?三種氣體。若傳感器在某工業(yè)園區(qū)采集到如下數(shù)據(jù)（單位：ppm）：CO?=450，SO?=35，NO?=20。下列分析正確的是（）A.CO?屬于大氣污染物，需進(jìn)行處理B.SO?和NO?均能形成酸雨，主要源于化石燃料燃燒C.三種氣體的排放均會導(dǎo)致溫室效應(yīng)D.傳感器工作時發(fā)生了化學(xué)變化，屬于物理傳感器某智能實(shí)驗(yàn)室通過RFID標(biāo)簽追蹤試劑使用情況，標(biāo)簽芯片的主要成分是硅。下列關(guān)于硅及其化合物的說法錯誤的是（）A.硅單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料B.二氧化硅可用于制造光導(dǎo)纖維C.硅酸可由二氧化硅與水直接反應(yīng)制得D.硅酸鈉的水溶液俗稱水玻璃，可作木材防火劑在電解飽和食鹽水的工業(yè)裝置中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過電流傳感器和溫度傳感器監(jiān)控反應(yīng)狀態(tài)。若傳感器顯示電流突然增大而溫度未明顯變化，可能的原因是（）A.陽極石墨電極被消耗B.陰極產(chǎn)生的H?與Cl?混合發(fā)生爆炸C.溶液中NaCl濃度過高D.電極間出現(xiàn)短路某食品廠利用濕度傳感器監(jiān)測食品干燥劑的失效情況。常用的干燥劑為生石灰，其失效過程的化學(xué)方程式是（）A.CaO+H?O=Ca(OH)?B.Ca(OH)?+CO?=CaCO?↓+H?OC.CaO+CO?=CaCO?D.CaO+H?O+CO?=Ca(HCO?)?物聯(lián)網(wǎng)水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)中，溶解氧傳感器可用于評估水體富營養(yǎng)化程度。水中溶解氧的主要來源是（）A.水生植物光合作用B.空氣與水的接觸C.水中微生物的呼吸作用D.水體中有機(jī)物的分解某化工廠利用紅外傳感器監(jiān)測管道泄漏，發(fā)現(xiàn)某氣體泄漏后，傳感器顯示其紅外光譜特征峰為2349cm?1（對應(yīng)C=O鍵）和1715cm?1（對應(yīng)C-O鍵）。該氣體可能是（）A.COB.CO?C.CH?COOHD.HCHO在金屬腐蝕防護(hù)實(shí)驗(yàn)中，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過電位傳感器監(jiān)測鐵電極的腐蝕速率。下列措施中，能使傳感器顯示的腐蝕電流減小的是（）A.將鐵電極與鋅電極相連B.提高溶液的溫度C.增大溶液中NaCl的濃度D.將鐵電極與電源正極相連某智能農(nóng)業(yè)系統(tǒng)利用傳感器監(jiān)測土壤pH和氮含量，指導(dǎo)施肥。若傳感器顯示土壤pH=5.5（偏酸性）且氮含量偏低，應(yīng)施用的化肥是（）A.NH?ClB.KNO?C.(NH?)?CO?D.Ca?(PO?)?二、填空題（每空2分，共40分）工業(yè)上利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化合成氨反應(yīng)條件。已知反應(yīng)N?+3H??2NH?ΔH<0，傳感器采集到的數(shù)據(jù)如下表：溫度/℃壓強(qiáng)/MPa催化劑氨產(chǎn)率/%40020鐵觸媒1550020鐵觸媒1040030鐵觸媒25（1）分析表中數(shù)據(jù)，該反應(yīng)的最佳條件是__________；（2）若傳感器檢測到某時刻氨濃度突然下降，可能的原因是__________（填“溫度升高”或“壓強(qiáng)增大”）。某環(huán)境監(jiān)測站利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測酸雨，傳感器記錄的雨水pH變化如圖所示（初始pH=5.6，24小時后pH=4.2）。（1）雨水pH下降的主要原因是__________（用化學(xué)方程式表示）；（2）若傳感器同時檢測到雨水中含有SO?2?，則該酸雨的主要成因是__________（填“汽車尾氣”或“化石燃料燃燒”）。智能電池管理系統(tǒng)通過電壓傳感器監(jiān)測鋰電池的充放電過程。鋰電池的總反應(yīng)為LiCoO?+6C=Li???CoO?+Li?C?，放電時，Li?從__________（填“正極”或“負(fù)極”）遷移，傳感器顯示電壓逐漸降低的原因是__________。某化工廠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)氯堿工業(yè)的智能控制，其電解槽中發(fā)生的主要反應(yīng)為__________（用化學(xué)方程式表示）。若傳感器檢測到陽極產(chǎn)生的氣體體積為22.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為__________。食品保鮮庫中，氧氣傳感器可用于控制保鮮條件。若傳感器顯示O?濃度為5%，此時食品不易變質(zhì)的原因是__________；若O?濃度突然升高至21%，可能的故障是__________。三、實(shí)驗(yàn)題（共30分）某化學(xué)興趣小組利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)計“鐵的吸氧腐蝕”實(shí)驗(yàn)，裝置如圖所示（含濕度傳感器、氧氣傳感器和溫度傳感器）。（1）實(shí)驗(yàn)原理：鐵在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕，正極反應(yīng)式為__________；（2）傳感器數(shù)據(jù)：實(shí)驗(yàn)開始時，氧氣傳感器讀數(shù)為21%，2小時后降至15%，濕度傳感器讀數(shù)始終為90%。解釋氧氣濃度下降的原因：；（3）實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：若在鐵電極旁放置鋅片，傳感器顯示氧氣濃度下降速率（填“加快”或“減慢”），原因是__________；（4）安全警示：若溫度傳感器突然顯示溫度升高，可能的危險是__________，應(yīng)立即采取的措施是__________。某學(xué)校利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)探究“影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素”，實(shí)驗(yàn)方案如下：實(shí)驗(yàn)編號反應(yīng)物溫度/℃催化劑傳感器監(jiān)測指標(biāo)①2mL5%H?O?25無氧氣濃度隨時間變化②2mL5%H?O?35無氧氣濃度隨時間變化③2mL5%H?O?25MnO?氧氣濃度隨時間變化（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄縚_________對H?O?分解速率的影響；（2）數(shù)據(jù)分析：傳感器記錄的氧氣濃度達(dá)到最大值所需時間：①>②>③，由此得出的結(jié)論是__________；（3）誤差分析：若傳感器校準(zhǔn)不當(dāng)導(dǎo)致讀數(shù)偏低，會使計算的反應(yīng)速率__________（填“偏大”或“偏小”）。四、計算題（共20分）某化工廠利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)回收廢水中的銅離子，流程如下：（1）調(diào)節(jié)pH：向含Cu2?的廢水（濃度為0.01mol/L）中加入NaOH溶液，傳感器監(jiān)測pH=8時停止加堿，此時c(Cu2?)=（已知Ksp[Cu(OH)?]=2.2×10?2?）；（2）電解回收：將沉淀后的Cu(OH)?轉(zhuǎn)化為CuSO?溶液，進(jìn)行電解。若電流傳感器顯示電流為10A，電解時間為1小時，銅的回收率為90%，則可回收銅的質(zhì)量為（已知F=96500C/mol，Cu的摩爾質(zhì)量為64g/mol）。某環(huán)境監(jiān)測站利用CO?傳感器監(jiān)測某辦公室的空氣質(zhì)量，數(shù)據(jù)如下：時間/h01234CO?濃度/ppm40060080010001200（1）假設(shè)辦公室體積為100m3，空氣密度為1.2kg/m3，CO?的摩爾質(zhì)量為44g/mol。計算2小時后辦公室內(nèi)CO?的物質(zhì)的量（保留兩位小數(shù)）；（2）若每人每小時呼出CO?0.01mol，估算辦公室內(nèi)的人數(shù)。五、綜合應(yīng)用題（共30分）某新能源汽車廠利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化電池生產(chǎn)，涉及以下化學(xué)反應(yīng)：（1）正極材料制備：Li?CO?+CoCO?=LiCoO?+2CO?↑（高溫）。若傳感器檢測到生成CO?的速率為0.1mol/min，則LiCoO?的生成速率為__________；（2）電池組裝：將LiCoO?（正極）、石墨（負(fù)極）和LiPF?電解液組裝成電池。傳感器顯示電池在充放電過程中，電解液的pH始終為7，原因是__________；（3）回收利用：廢舊電池中的LiCoO?可通過以下反應(yīng)回收Co：2LiCoO?+H?O?+3H?SO?=Li?SO?+2CoSO?+O?↑+4H?O。若傳感器顯示生成O?的體積為1.12L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），則回收Co的質(zhì)量為__________。某化工廠利用物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”生產(chǎn)，其工藝流程圖如下：（1）脫硫過程：傳感器監(jiān)測到SO?濃度為800ppm，采用氨水吸收，反應(yīng)的離子方程式為__________；（2）脫硝過程：利用選擇性催化還原技術(shù)（SCR），在催化劑作用下，NH?將NO?還原為N?，傳感器顯示反應(yīng)前后N元素的化合價變化為__________；（3）節(jié)能優(yōu)化：傳感器顯示某反應(yīng)的ΔH=-200kJ/mol，若要實(shí)現(xiàn)能量回收，可設(shè)計成__________（填“原電池”或“電解池”），理論上每生成1mol產(chǎn)物可回收能量__________kJ。六、拓展探究題（共20分）某科研小組利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究“光催化分解水”，裝置含光照傳感器、氫氣傳感器和氧氣傳感器。（1）反應(yīng)原理：2H?O=2H?↑+O?↑（光催化），傳感器顯示H?和O?的體積比為__________；（2）影響因素：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，光照強(qiáng)度增大時，氫氣傳感器讀數(shù)增大，解釋原因：；（3）實(shí)際應(yīng)用：若將該裝置與物聯(lián)網(wǎng)電網(wǎng)系統(tǒng)連接，可實(shí)現(xiàn)（填“調(diào)峰”或“儲能”）功能，其優(yōu)勢是__________。某智能家居系統(tǒng)通過甲醛傳感器監(jiān)測室內(nèi)空氣質(zhì)量，其工作原理是甲醛在傳感器表面發(fā)生氧化反應(yīng)：HCHO+O?=CO?+H?O。（1）若傳感器顯示甲醛濃度為0.1mg/m3，一間100m3的房間內(nèi)甲醛的物質(zhì)的量為__________（保留兩位小數(shù)）；（2）去除方法：采用活性炭吸附甲