2025年上學期高一化學學科前沿介紹試題（二）一、選擇題（每題3分，共30分）2025年北京化學理論與機制研討會指出，人工智能正推動化學研究范式變革。下列AI在化學中的應用，不涉及化學反應原理的是（）A.基于機器學習預測有機合成路線B.利用分子模擬篩選新型超導材料C.通過圖像識別分析實驗現(xiàn)象D.構建動力學模型優(yōu)化工業(yè)催化反應我國科學家開發(fā)的“AI實驗溫控安全衛(wèi)士系統(tǒng)”通過溫度預測模型保障實驗室安全，其核心原理是（）A.利用紅外光譜實時監(jiān)測分子振動B.基于歷史數(shù)據(jù)訓練算法預測溫度變化C.通過密度泛函理論計算反應焓變D.借助質譜分析追蹤反應中間體2025年新能源材料領域重點突破高溫超導技術，某超導材料臨界溫度（Tc）為-196℃，該溫度對應的熱力學溫標為（）A.77KB.127KC.273KD.469K鋰離子電池放電反應方程式為：Li???CoO?+Li?C?→LiCoO?+6C，下列說法正確的是（）A.LiCoO?發(fā)生氧化反應B.該過程將電能轉化為化學能C.每轉移1mol電子，生成6molCD.Li?C?是電池的正極材料華東理工大學“創(chuàng)新素養(yǎng)課程”展示了AI簡化海水淡化實驗的案例。海水中含Na?、Mg2?、Cl?等離子，AI通過分析離子遷移規(guī)律優(yōu)化電解效率，其中Mg2?在電解池中（）A.向陽極移動并發(fā)生氧化反應B.向陰極移動并發(fā)生還原反應C.向陽極移動并發(fā)生還原反應D.向陰極移動并發(fā)生氧化反應新型儲氫材料LiAlH?的釋氫反應為：LiAlH?→LiH+Al+3/2H?↑，下列說法錯誤的是（）A.LiAlH?中H的化合價為-1B.該反應屬于氧化還原反應C.1molLiAlH?完全分解可生成33.6LH?（標準狀況）D.LiH的電子式為Li?[:H]?2025年某課題組利用AI設計新型催化劑，將CO?轉化為甲酸（HCOOH），該反應中CO?體現(xiàn)的性質與下列反應一致的是（）A.CO?與水反應B.CO?與CaO反應C.CO?與C反應（高溫）D.CO?與Na?O?反應實驗室模擬“智能環(huán)境感知系統(tǒng)”，通過傳感器監(jiān)測教室空氣質量。若檢測到CO?濃度過高，系統(tǒng)會自動聯(lián)動通風設備。下列關于CO?的說法錯誤的是（）A.是直線形非極性分子B.可用于制作干冰作制冷劑C.通入CaCl?溶液可產生白色沉淀D.是酸雨形成的主要污染物之一某AI模型通過分析元素周期表規(guī)律預測未知元素性質，若119號元素符號為Uue，下列推測合理的是（）A.屬于非金屬元素B.最高價氧化物對應水化物呈堿性C.原子半徑小于CsD.單質在常溫下呈氣態(tài)2025年“化學與可持續(xù)發(fā)展”論壇強調“原子經濟性”。下列合成路線原子利用率最高的是（）A.工業(yè)制硝酸：NH?→NO→NO?→HNO?B.合成乙醇：CH?=CH?+H?O→CH?CH?OHC.制備CuSO?：Cu+2H?SO?(濃)→CuSO?+SO?↑+2H?OD.侯氏制堿法：NaCl+NH?+CO?+H?O→NaHCO?↓+NH?Cl二、非選擇題（共70分）（一）填空題（每空2分，共20分）2025年華東理工大學開發(fā)的“智能電解系統(tǒng)”利用AI優(yōu)化海水提溴工藝，其核心反應為Cl?+2Br?=2Cl?+Br?，該反應中氧化劑與還原劑的物質的量之比為______，當生成1molBr?時，轉移電子數(shù)為______。高溫超導材料YBa?Cu?O?的晶胞中含______種元素，其中Cu的化合價為+2和+3，若+2價Cu與+3價Cu的數(shù)目之比為2:1，則該化合物的化學式可表示為______。AI驅動的“虛擬實驗室”可模擬鈉與水反應：2Na+2H?O=2NaOH+H?↑。若將0.1molNa投入99.46g水中，所得溶液的質量分數(shù)為______；若將反應后溶液稀釋至1L，其pH為______。某課題組利用強化學習算法設計“智慧教室環(huán)境系統(tǒng)”，通過CO?傳感器數(shù)據(jù)調節(jié)通風。CO?的摩爾質量為______，標準狀況下4.48LCO?中含有的氧原子數(shù)為______。（二）簡答題（共25分）（12分）2025年“化學與AI融合”國際會議提出“數(shù)據(jù)驅動化學”理念。（1）簡述AI在新型電池材料研發(fā)中的兩個應用案例（6分）；（2）從原子結構角度解釋，AI預測Li?與Na?的水合能差異時需重點考慮的因素（6分）。（13分）某高中開展“AI+化學實驗”項目，學生設計“智能溫度控制系統(tǒng)”研究反應速率。（1）寫出Zn與稀硫酸反應的離子方程式，并指出該反應的能量轉化形式（5分）；（2）若AI模型預測：30℃時反應速率為v，40℃時為2v，不考慮催化劑影響，解釋速率變化的原因（4分）；（3）實驗中發(fā)現(xiàn)，溫度過高時速率反而下降，推測可能的原因（4分）。（三）計算題（共25分）（12分）2025年某企業(yè)利用AI優(yōu)化鋰離子電池正極材料LiCoO?的制備工藝，具體流程如下：Co?O?+Li?CO?→LiCoO?+CO?↑（未配平）（1）配平上述化學方程式（4分）；（2）若投入11.85kgCo?O?（純度96%）和足量Li?CO?，理論上可制備LiCoO?的質量（8分）。（13分）氫能是2025年新能源重點發(fā)展方向，某團隊開發(fā)的“AI儲氫模型”預測：1molLiAlH?在25℃、101kPa下完全分解釋放3molH?，吸收熱量30kJ。（1）寫出該反應的熱化學方程式（5分）；（2）若用該反應提供氫能，要獲得1000LH?（標準狀況），至少需要LiAlH?的質量（8分）。三、拓展探究題（共15分）2025年“青少年科技創(chuàng)新大賽”中，某項目利用AI識別校園植物中的黃酮類化合物，其分子結構如圖1所示。（1）該分子的分子式為______，分子中含有的官能團名稱為______（4分）；（2）設計實驗驗證該化合物的還原性（寫出試劑、現(xiàn)象和結論，6分）；（3）結合高一化學知識，簡述AI在分析物質結構與性質關系中的優(yōu)勢（5分）。（注：圖1為黃酮類化合物結構簡式，含苯環(huán)、羰基、羥基等官能團）參考答案及評分標準（部分題目提示）C（圖像識別屬于物理信號處理，不涉及化學反應）B（AI通過歷史數(shù)據(jù)訓練預測模型，提前預警溫度異常）A（熱力學溫度T=t+273，-196℃+273=77K）（1）①預測電解質材料的離子電導率；②優(yōu)化電極材料的微觀結構（合理即可）（2）核電荷數(shù)、電子層數(shù)、原子半徑（或離子半徑）差異命題說明前沿性：融入2025年AI+化學、高溫超導、新能源材料等熱點，如第1題結合北京化學研討會內容，第19題呼應青少年科創(chuàng)大賽主題?；A性：覆蓋高一核心知識，如氧化還原反