2025年下學(xué)期高一化學(xué)科技創(chuàng)新背景試題一、選擇題（每題3分，共45分）2025年中國(guó)科學(xué)院研發(fā)的新型光催化材料可高效分解水制氫，其原理是利用太陽(yáng)光激發(fā)二氧化鈦半導(dǎo)體產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。下列關(guān)于該過(guò)程的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.光催化分解水將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.反應(yīng)產(chǎn)物H?和O?的體積比為2:1C.催化劑可降低反應(yīng)的活化能但不改變焓變D.該技術(shù)可緩解化石能源依賴導(dǎo)致的碳排放問(wèn)題量子點(diǎn)顯示技術(shù)中，CdSe納米晶體的發(fā)光波長(zhǎng)隨粒徑變化而改變。已知硒元素位于第四周期VIA族，下列說(shuō)法正確的是A.Se原子的核外電子排布式為[Ar]4s24p?B.CdSe中Se顯+2價(jià)C.硒化氫的穩(wěn)定性比硫化氫強(qiáng)D.納米CdSe分散在水中形成的體系屬于懸濁液新能源汽車電池常用LiFePO?作為正極材料，充電時(shí)Li?從正極脫嵌并嵌入負(fù)極石墨層間。下列說(shuō)法正確的是A.充電時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B.放電時(shí)Li?向正極移動(dòng)C.Fe在LiFePO?中顯+2價(jià)D.該電池工作時(shí)不涉及氧化還原反應(yīng)2025年北京冬奧會(huì)使用的二氧化碳跨臨界制冰技術(shù)，是將CO?壓縮至超臨界狀態(tài)（介于氣態(tài)和液態(tài)之間）直接用于制冰。下列關(guān)于CO?的說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.超臨界CO?分子間存在氫鍵B.固態(tài)CO?俗稱干冰，屬于分子晶體C.CO?是直線形分子，鍵角180°D.該技術(shù)可減少氟利昂使用帶來(lái)的臭氧層破壞我國(guó)科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)CO?到淀粉的全合成，其中一步關(guān)鍵反應(yīng)為：3CO?+6H?O→C?H?O?+3O?。下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)屬于置換反應(yīng)B.CO?發(fā)生氧化反應(yīng)C.生成1molC?H?O?轉(zhuǎn)移12mol電子D.淀粉與纖維素互為同分異構(gòu)體新型納米藥物載體“介孔二氧化硅”可通過(guò)調(diào)節(jié)孔徑大小控制藥物釋放速率。已知硅元素的原子序數(shù)為14，下列說(shuō)法正確的是A.硅原子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為B.SiO?是酸性氧化物，能與水反應(yīng)生成H?SiO?C.介孔二氧化硅的孔徑約為5nm，屬于膠體范疇D.硅單質(zhì)是良好的半導(dǎo)體材料，可用于制造芯片工業(yè)上利用電解熔融NaCl制備金屬鈉，其反應(yīng)方程式為2NaCl(熔融)2Na+Cl?↑。下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)在常溫下即可進(jìn)行B.陽(yáng)極產(chǎn)生金屬鈉C.每生成22.4LCl?轉(zhuǎn)移2mol電子D.電解槽中需加入助熔劑降低NaCl熔點(diǎn)2025年研發(fā)的“人工樹葉”裝置可模擬光合作用，在光照下將CO?和H?O轉(zhuǎn)化為甲醇(CH?OH)和O?。下列說(shuō)法正確的是A.甲醇分子中含有非極性共價(jià)鍵B.該過(guò)程中O元素被氧化C.甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH?OD.每生成1molCH?OH需消耗3molH?O石墨烯是單層碳原子構(gòu)成的二維材料，具有優(yōu)異的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。下列關(guān)于石墨烯的說(shuō)法正確的是A.石墨烯與金剛石互為同素異形體B.石墨烯中碳原子間以離子鍵結(jié)合C.石墨烯能導(dǎo)電是因?yàn)楹凶杂梢苿?dòng)的電子D.12g石墨烯中含有的碳碳鍵數(shù)目為1.5N?鋰離子電池的電解質(zhì)常用六氟磷酸鋰(LiPF?)，其中P的化合價(jià)為A.+5B.+3C.+1D.-3工業(yè)合成氨反應(yīng)為N?+3H?2NH?ΔH＜0，下列措施不能提高反應(yīng)速率的是A.升高溫度B.增大壓強(qiáng)C.使用鐵觸媒D.及時(shí)分離NH?新冠病毒檢測(cè)試劑盒中使用的熒光探針含有羧基(-COOH)，下列關(guān)于羧基的說(shuō)法正確的是A.羧基能與NaHCO?溶液反應(yīng)生成CO?B.乙酸的酸性比碳酸弱C.羧基中碳原子的雜化方式為sp3D.甲酸(HCOOH)分子中含有2個(gè)羧基海水提溴工藝中，用SO?水溶液吸收Br?的反應(yīng)為Br?+SO?+2H?O=2HBr+H?SO?。下列說(shuō)法正確的是A.Br?是還原劑B.SO?發(fā)生還原反應(yīng)C.每消耗1molSO?轉(zhuǎn)移2mol電子D.HBr是氧化產(chǎn)物某新型電池以Zn和MnO?為電極，KOH溶液為電解質(zhì)，放電時(shí)總反應(yīng)為Zn+MnO?+H?O=Zn(OH)?+MnOOH。下列說(shuō)法正確的是A.Zn為正極B.MnO?發(fā)生氧化反應(yīng)C.放電時(shí)OH?向負(fù)極移動(dòng)D.每消耗65gZn轉(zhuǎn)移1mol電子下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖沁x項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)方案A鑒別納米Fe?O?和普通Fe?O?用激光筆照射兩種分散系B測(cè)定中和熱將50mL0.5mol/LNaOH溶液與50mL0.5mol/LHCl溶液混合后立即讀數(shù)C制備無(wú)水AlCl?加熱AlCl?·6H?O晶體D驗(yàn)證犧牲陽(yáng)極法將鋅片和鐵片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察鐵片是否有氣泡二、填空題（共30分）（6分）2025年我國(guó)成功發(fā)射的“夸父一號(hào)”衛(wèi)星搭載了新型鋰離子蓄電池，其負(fù)極材料為石墨，正極材料為L(zhǎng)iNi?.?Co?.?Mn?.?O?。（1）Ni2?的核外電子排布式為________；（2）該電池充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)式為L(zhǎng)iNi?.?Co?.?Mn?.?O?-e?=Li???Ni?.?Co?.?Mn?.?O?+xLi?，則放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為________；（3）電池工作時(shí)，電子的流向?yàn)開_______（填“從正極到負(fù)極”或“從負(fù)極到正極”）。（8分）碳捕獲與封存技術(shù)（CCS）是應(yīng)對(duì)氣候變化的關(guān)鍵技術(shù)之一。（1）用氨水吸收CO?生成NH?HCO?的離子方程式為________；（2）CO?與H?在催化劑作用下可合成甲醇，反應(yīng)為CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH=-49kJ/mol。①該反應(yīng)在________（填“高溫”或“低溫”）下能自發(fā)進(jìn)行；②若起始時(shí)c(CO?)=1mol/L，c(H?)=3mol/L，平衡時(shí)CO?的轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K=________（保留兩位小數(shù)）。（8分）納米TiO?光催化技術(shù)可用于降解水中污染物。（1）TiO?晶體中Ti的配位數(shù)為6，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（白球?yàn)镺2?，黑球?yàn)門i??），則該晶胞中含有________個(gè)Ti??；（2）光催化降解苯酚(C?H?OH)的總反應(yīng)為C?H?OH+7O?6CO?+3H?O，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________；（3）在光照下，TiO?表面產(chǎn)生的·OH（羥基自由基）能氧化污染物，·OH中O的化合價(jià)為________。（8分）2025年研發(fā)的新型超導(dǎo)材料REBa?Cu?O?（RE為稀土元素）具有液氮溫區(qū)超導(dǎo)性。（1）Ba的原子序數(shù)為56，其在周期表中的位置為________；（2）Cu2?的電子排布式為________；（3）該化合物中Cu的平均化合價(jià)為+2.33，則+2價(jià)與+3價(jià)Cu的原子個(gè)數(shù)比為________。三、計(jì)算題（共25分）（12分）工業(yè)上用黃鐵礦（主要成分為FeS?）制備硫酸的反應(yīng)如下：①4FeS?+11O?2Fe?O?+8SO?②2SO?+O?2SO?③SO?+H?O=H?SO?現(xiàn)有含F(xiàn)eS?80%的黃鐵礦100t，假設(shè)反應(yīng)①中FeS?的轉(zhuǎn)化率為90%，反應(yīng)②中SO?的轉(zhuǎn)化率為95%，計(jì)算：（1）理論上可生成SO?的質(zhì)量；（2）最終可制得98%的濃硫酸的質(zhì)量。（13分）某新型鋰-空氣電池的總反應(yīng)為2Li+O?Li?O?。（1）計(jì)算7gLi完全反應(yīng)時(shí)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)；（2）若用該電池為500W的設(shè)備供電，假設(shè)能量轉(zhuǎn)化率為80%，則理論上可持續(xù)供電多長(zhǎng)時(shí)間（已知1mole?的電量為96500C，1W=1J/s）。四、實(shí)驗(yàn)探究題（共20分）某研究小組欲探究納米Fe?O?的催化性能，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)：【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹勘容^納米Fe?O?和MnO?對(duì)H?O?分解的催化效率【實(shí)驗(yàn)藥品】0.1mol/LH?O?溶液、納米Fe?O?粉末、MnO?粉末、蒸餾水、量筒、秒表等【實(shí)驗(yàn)步驟】①取兩支相同的具支試管，分別加入5mL0.1mol/LH?O?溶液；②向試管A中加入0.1g納米Fe?O?粉末，向試管B中加入0.1gMnO?粉末；③立即將帶火星的木條分別伸入兩支試管的支管口，觀察現(xiàn)象并記錄產(chǎn)生氣體的體積隨時(shí)間的變化。（1）實(shí)驗(yàn)中需測(cè)量的物理量有________；（2）若要繪制反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的曲線，還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)操作是________；（3）實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)納米Fe?O?的催化效率更高，可能的原因是________；（4）寫出H?O?在催化劑作用下分解的化學(xué)方程式________。五、工業(yè)流程題（共30分）（15分）以海水為原料制備金屬鎂的工藝如下：海水→蒸發(fā)濃縮→加石灰乳→Mg(OH)?沉淀→加鹽酸→MgCl?溶液→蒸發(fā)結(jié)晶→MgCl?·6H?O→脫水→熔融電解→Mg（1）石灰乳的主要成分為________（填化學(xué)式）；（2）Mg(OH)?沉淀中可能含有的雜質(zhì)為________，檢驗(yàn)方法是________；（3）MgCl?·6H?O脫水時(shí)需在HCl氣流中進(jìn)行，目的是________；（4）電解熔融MgCl?的化學(xué)方程式為________。（15分）廢舊鋰離子電池的回收處理流程如下：正極材料（LiCoO?）→酸浸→萃取→沉鈷→Co(OH)?→煅燒→Co?O?（1）酸浸時(shí)用H?SO?和H?O?的混合液溶解LiCoO?，反應(yīng)的離子方程式為________；（2）萃取劑P204的化學(xué)式為(C?H??O)?POOH，其在有機(jī)相和水相間的分配比D=，若D=10，水相中Co2?濃度為0.1mol/L，則有機(jī)相中Co2?濃度為________mol/L；（3）沉鈷時(shí)加入氨水調(diào)節(jié)pH至9，生成Co(OH)?沉淀，該反應(yīng)的離子方程式為________；（4）Co?O?與Al粉發(fā)生鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。六、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（共20分）（10分）2025年合成的新型超導(dǎo)材料Bi?Sr?CaCu?O?中，Cu原子形成平面四方配位結(jié)構(gòu)。（1）Cu2?的電子排布式為________；（2）該化合物中Bi的化合價(jià)為________；（3）CaO的熔點(diǎn)比SrO________（填“高”或“低”），原因是________。（10分）碳納米管（CNTs）是由石墨片層卷曲而成的管狀結(jié)構(gòu)。（1）碳納米管中C原子的雜化方式為________；（2）1mol碳納米管中含有的C-C鍵數(shù)目為________N?；（3）碳納米管的導(dǎo)電性比石墨________（填“強(qiáng)”或“弱”），原因是________。七、有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)（共20分）（10分）聚乳酸（PLA）是一種可降解塑料，其合成路線如下：淀粉→葡萄糖→乳酸（C?H?O?）→聚乳酸（1）葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________；（2）乳酸分子中含有的官能團(tuán)名稱為________；（3）乳酸發(fā)生縮聚反應(yīng)生