2025年上學(xué)期高一化學(xué)學(xué)科前沿介紹試題一、選擇題（每小題3分，共48分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）2025年化學(xué)諾獎(jiǎng)聚焦"動(dòng)態(tài)分子機(jī)器"研究，其核心是通過分子尺度的機(jī)械運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)特定功能。下列關(guān)于分子機(jī)器的說法錯(cuò)誤的是A.分子機(jī)器的驅(qū)動(dòng)能源可來自化學(xué)反應(yīng)釋放的能量B.碳納米管可用作分子機(jī)器的"軌道"或"腳手架"C.分子機(jī)器的設(shè)計(jì)需結(jié)合有機(jī)合成與超分子化學(xué)原理D.分子機(jī)器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可通過紅外光譜直接觀測我國科學(xué)家開發(fā)的"液態(tài)陽光"技術(shù)實(shí)現(xiàn)了CO?到甲醇（CH?OH）的高效轉(zhuǎn)化，其原理為CO?+3H?→CH?OH+H?O。下列說法正確的是A.該反應(yīng)屬于復(fù)分解反應(yīng)B.甲醇分子中所有原子共平面C.反應(yīng)中每生成1mol甲醇轉(zhuǎn)移6mol電子D.該技術(shù)可直接將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能納米材料的表面效應(yīng)使其具有獨(dú)特的催化性能。將Pt納米顆粒負(fù)載在TiO?載體上可高效催化CO氧化，反應(yīng)歷程如圖所示：（示意圖：CO+O?→CO?，Pt為活性中心，TiO?提供氧空位）下列說法錯(cuò)誤的是A.該過程涉及氧原子的吸附與轉(zhuǎn)移B.Pt納米顆粒的尺寸越小，催化活性越高C.TiO?載體可降低反應(yīng)的活化能D.反應(yīng)的總方程式為2CO+O?=2CO?2025年新型固態(tài)電池采用硫化物電解質(zhì)（Li?PS?），其離子電導(dǎo)率接近液態(tài)電解質(zhì)。下列關(guān)于該電池的說法正確的是A.硫化物電解質(zhì)中只存在離子鍵B.充電時(shí)Li?向正極移動(dòng)C.電池工作時(shí)將化學(xué)能全部轉(zhuǎn)化為電能D.可避免液態(tài)電解質(zhì)泄漏帶來的安全隱患人工智能輔助藥物設(shè)計(jì)已成為醫(yī)藥化學(xué)的研究熱點(diǎn)。某AI模型預(yù)測某有機(jī)分子的結(jié)構(gòu)簡式為：（結(jié)構(gòu)簡式：含苯環(huán)、羥基、羧基和碳碳雙鍵）關(guān)于該分子的性質(zhì)推測錯(cuò)誤的是A.能與NaHCO?溶液反應(yīng)產(chǎn)生CO?B.能發(fā)生加成反應(yīng)和取代反應(yīng)C.1mol該分子最多可與3molH?加成D.其水溶液能使酸性KMnO?溶液褪色綠色化學(xué)理念推動(dòng)了合成技術(shù)革新。工業(yè)上采用電催化法制備環(huán)氧乙烷（C?H?O），反應(yīng)為：2C?H?+O?→2C?H?O，下列說法錯(cuò)誤的是A.該反應(yīng)原子利用率為100%B.可減少傳統(tǒng)氯醇法的廢水排放C.電催化過程中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D.環(huán)氧乙烷分子中含有非極性共價(jià)鍵量子點(diǎn)（QDs）是一種新型熒光納米材料，其發(fā)光波長隨粒徑變化而可調(diào)。CdSe量子點(diǎn)的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（Se2?作面心立方堆積，Cd2?填充四面體空隙），下列說法正確的是A.該晶胞中Cd2?的配位數(shù)為4B.晶胞中Se2?的數(shù)目為4C.若晶胞參數(shù)為anm，則密度為(112+79)/a3g/cm3D.CdSe量子點(diǎn)的發(fā)光性能與晶體缺陷無關(guān)超分子自組裝在生物材料領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。某團(tuán)隊(duì)利用β-環(huán)糊精（含多個(gè)羥基的環(huán)狀分子）與金剛烷衍生物通過氫鍵組裝成納米膠囊，下列說法正確的是A.β-環(huán)糊精與葡萄糖互為同系物B.氫鍵屬于化學(xué)鍵的一種C.該組裝過程屬于物理變化D.納米膠囊可用于靶向藥物遞送我國研制的"嫦娥五號(hào)"月壤催化劑可將CO?和H?O轉(zhuǎn)化為CH?。已知該反應(yīng)的能量變化如圖所示，下列說法正確的是（能量圖：反應(yīng)物總能量高于生成物總能量）A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.催化劑可降低反應(yīng)的焓變C.斷裂化學(xué)鍵吸收的能量大于形成化學(xué)鍵釋放的能量D.該技術(shù)有助于實(shí)現(xiàn)"碳達(dá)峰"目標(biāo)二維材料MXene（如Ti?C?T?）因其優(yōu)異的導(dǎo)電性被用于超級(jí)電容器。Ti?C?T?的結(jié)構(gòu)中含有-T和-OH官能團(tuán)，下列說法正確的是A.Ti?C?T?屬于有機(jī)高分子材料B.其導(dǎo)電性主要源于自由電子的定向移動(dòng)C.官能團(tuán)-T和-OH可增強(qiáng)材料的親水性D.Ti元素位于元素周期表第四周期第ⅡB族生物降解塑料聚乳酸（PLA）的合成原理為：nCH?CH(OH)COOH→[OCH(CH?)CO]?+nH?O。下列說法正確的是A.該反應(yīng)為加聚反應(yīng)B.PLA的單體是CH?CH(OH)COOHC.PLA能在酸性條件下發(fā)生水解反應(yīng)D.PLA與聚乙烯的結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)相同2025年發(fā)現(xiàn)的新型超導(dǎo)材料LaH??在高壓下具有零電阻特性。下列關(guān)于LaH??的說法錯(cuò)誤的是A.LaH??中H的化合價(jià)為-1B.高壓條件可改變LaH??的晶體結(jié)構(gòu)C.超導(dǎo)材料可用于制作遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線D.La位于元素周期表的f區(qū)電催化CO?還原反應(yīng)中，某中間體的結(jié)構(gòu)簡式為HOOC-CH=CH-COOH。關(guān)于該中間體的說法正確的是A.分子中含有2個(gè)手性碳原子B.能使溴的四氯化碳溶液褪色C.1mol該物質(zhì)最多可與2molNaOH反應(yīng)D.其酸性強(qiáng)于乙酸MOFs材料（金屬有機(jī)框架）因其多孔結(jié)構(gòu)被用于氫氣存儲(chǔ)。某MOF材料的結(jié)構(gòu)單元如圖所示（含Zn2?和對(duì)苯二甲酸根），下列說法正確的是A.對(duì)苯二甲酸根中所有原子共平面B.Zn2?的配位數(shù)為4C.該材料可用于吸附CO?分子D.氫鍵是維持MOF結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的主要作用力某科研團(tuán)隊(duì)利用"分子開關(guān)"調(diào)控化學(xué)反應(yīng)：當(dāng)光照時(shí)，分子A轉(zhuǎn)化為分子B；黑暗時(shí)，分子B恢復(fù)為分子A。下列說法正確的是A.該過程屬于化學(xué)平衡的移動(dòng)B.分子A和B互為同分異構(gòu)體C.光照時(shí)反應(yīng)的ΔH>0D.可用于控制藥物的釋放速率我國科學(xué)家開發(fā)的"海水電池"以海水為電解質(zhì)溶液，電池總反應(yīng)為：4Al+3O?+6H?O=4Al(OH)?。下列說法正確的是A.Al為電池的正極B.正極反應(yīng)式為O?+4e?+2H?O=4OH?C.電池工作時(shí)海水的pH值減小D.每消耗1molAl，電路中轉(zhuǎn)移3mol電子二、填空題（共32分）（8分）碳捕捉技術(shù)是實(shí)現(xiàn)"雙碳"目標(biāo)的關(guān)鍵。某團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新型胺基吸附劑（R-NH?）可與CO?發(fā)生如下反應(yīng)：R-NH?+CO?+H?O?R-NH??+HCO??（1）該反應(yīng)涉及的化學(xué)鍵類型有________（填字母）。A.離子鍵B.共價(jià)鍵C.氫鍵D.配位鍵（2）在25℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=1.0×10?，若溶液中c(R-NH??)=0.1mol/L，c(HCO??)=0.05mol/L，則c(CO?)=________mol/L（忽略H?O的濃度）。（3）升高溫度，CO?的吸附量下降，說明該反應(yīng)的ΔH________0（填">"或"<"）。（8分）納米藥物載體可提高治療效果并減少副作用。某納米脂質(zhì)體的結(jié)構(gòu)如圖所示（由磷脂雙分子層和膽固醇組成）：（1）磷脂分子的頭部具有________性，尾部具有________性。（2）膽固醇的作用是調(diào)節(jié)脂質(zhì)體的________（填"流動(dòng)性"或"硬度"）。（3）若負(fù)載抗癌藥物阿霉素（呈弱堿性），則藥物應(yīng)包裹在脂質(zhì)體的________（填"內(nèi)部水相"或"雙分子層"）。（8分）新型催化劑可將甲烷直接轉(zhuǎn)化為甲醇，反應(yīng)為：CH?+H?O?→CH?OH+H?O。（1）該反應(yīng)中，氧化劑是________（填化學(xué)式）。（2）若有16gCH?參與反應(yīng)，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________mol。（3）已知H?O?的結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，則分子中氧原子的雜化方式為________。（8分）量子點(diǎn)的合成常采用熱注入法。以CdSe量子點(diǎn)為例，反應(yīng)為：Cd(OA)?+(TMS)?Se→CdSe+2TMS-OA（OA?為油酸根，TMS?為三甲基硅基）。（1）Se元素在周期表中的位置是________。（2）TMS-OA的結(jié)構(gòu)簡式為(CH?)?Si-OOC-R，則分子中含有________個(gè)σ鍵。（3）CdSe量子點(diǎn)的發(fā)光波長隨粒徑增大而________（填"增大"或"減小"）。三、實(shí)驗(yàn)題（共12分）某研究小組模擬"人工光合作用"裝置（如圖所示），利用太陽能將H?O和CO?轉(zhuǎn)化為HCOOH。（裝置圖：左側(cè)為光陽極，右側(cè)為陰極，中間為質(zhì)子交換膜）（1）光陽極的電極反應(yīng)式為：。（2）陰極上CO?發(fā)生（填"氧化"或"還原"）反應(yīng)，生成HCOOH的電極反應(yīng)式為________。（3）若電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，理論上可生成HCOOH________g。（4）該裝置的優(yōu)點(diǎn)是________（答出一點(diǎn)即可）。四、計(jì)算題（共8分）工業(yè)上用CO?和H?合成甲醇的反應(yīng)為：CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH=-49kJ/mol。在某溫度下，將2molCO?和6molH?通入2L密閉容器中，5min后達(dá)到平衡，測得CH?OH的濃度為0.5mol/L。（1）計(jì)算5min內(nèi)H?的平均反應(yīng)速率________。（2）求該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K________。（3）若升高溫度，平衡常數(shù)K將________（填"增大"、"減小"或"不變"）。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（部分）一、選擇題1.D2.C3.B4.D5.C6.D7.A8.C9.D10.C11.B12.A13.B14.C15.D16.B二、填空題17.（1）B（2）2×10??（3