2025年下學期高二化學跨學科綜合測試（四）考試時間：90分鐘總分：100分一、選擇題（本題包括15小題，每小題3分，共45分。每小題只有一個選項符合題意）化學與物理綜合：某新型鋰離子電池的工作原理為LiCoO?+C??Li???CoO?+Li?C?，已知電池電動勢E=3.7V，內(nèi)阻r=0.2Ω。下列說法正確的是（）A.放電時，Li?從正極向負極遷移B.電池總反應(yīng)的熵變ΔS<0C.外電路連接1.8Ω電阻時，電路電流為1.85AD.該電池將化學能全部轉(zhuǎn)化為電能化學與生物綜合：人體細胞呼吸過程中，葡萄糖氧化分解的部分能量以熱能形式散失。已知1mol葡萄糖完全氧化釋放2870kJ能量，其中1161kJ儲存在ATP中。下列說法錯誤的是（）A.該過程涉及氧化還原反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化B.ATP合成過程可類比原電池的正極反應(yīng)C.葡萄糖氧化的焓變ΔH=-2870kJ/molD.散失的熱能可用于維持體溫，體現(xiàn)能量的直接利用化學與環(huán)境科學：利用電化學法處理含Cr?O?2?的酸性廢水，其原理是：Cr?O?2?+6Fe2?+14H?=2Cr3?+6Fe3?+7H?O，F(xiàn)e2?在陽極被氧化為Fe3?。下列說法正確的是（）A.陽極材料可選用石墨或鐵B.處理過程中溶液pH逐漸降低C.每轉(zhuǎn)移6mol電子，可處理1molCr?O?2?D.Cr3?水解生成的Cr(OH)?膠體具有吸附性，可凈化水質(zhì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：下列分子中，中心原子采用sp3雜化且分子構(gòu)型為正四面體的是（）A.NH?B.CH?C.H?OD.BF?化學平衡與物理能量：可逆反應(yīng)N?(g)+3H?(g)?2NH?(g)ΔH<0，在恒容密閉容器中達到平衡。下列說法正確的是（）A.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小B.充入He氣，體系壓強增大，平衡正向移動C.若斷裂1molN≡N鍵，同時生成3molN-H鍵，說明反應(yīng)達到平衡D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系可表示為lnK∝1/T（根據(jù)范特霍夫方程）電解質(zhì)溶液與物理導電：25℃時，0.1mol/L的下列溶液中，導電能力最強的是（）A.CH?COOHB.NH?ClC.Na?CO?D.BaSO?化學與材料科學：金屬鋁的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方（FCC），晶格常數(shù)a=0.405nm。下列說法錯誤的是（）A.每個晶胞中含4個Al原子B.Al原子的配位數(shù)為12C.晶體密度為2.7g/cm3，與理論計算值一致D.鋁的延展性可通過位錯理論解釋，與金屬鍵的方向性有關(guān)氧化還原與生物代謝：光合作用中，水的光解反應(yīng)為2H?O→4H?+4e?+O?↑。下列說法正確的是（）A.該反應(yīng)屬于還原反應(yīng)B.每生成1molO?，轉(zhuǎn)移4mol電子C.H?通過類囊體膜的方式為自由擴散D.該過程的能量轉(zhuǎn)換為化學能→光能化學實驗與數(shù)據(jù)處理：用分光光度法測定Fe3?濃度時，以508nm波長的光照射溶液，測得吸光度A與濃度c的關(guān)系如圖（標準曲線略）。若某樣品吸光度為0.45，對應(yīng)的Fe3?濃度為（）A.0.025mol/LB.0.050mol/LC.0.075mol/LD.0.100mol/L化學與數(shù)學建模：某一級反應(yīng)的速率方程為ln(c?/c)=kt，其中c?為初始濃度，k為速率常數(shù)。若25℃時k=0.0346min?1，則該反應(yīng)的半衰期為（）A.10minB.20minC.30minD.40min化學與地理綜合：酸雨形成的主要原因是SO?和NO?的排放。已知H?SO?的Ka?=1.3×10?2，Ka?=6.3×10??。下列說法正確的是（）A.酸雨的pH<5.6是因為H?SO?的酸性比H?CO?弱B.空氣中的O?可將H?SO?氧化為H?SO?，體現(xiàn)SO?的還原性C.向酸雨樣品中滴加BaCl?溶液，可生成BaSO?沉淀D.酸雨地區(qū)土壤中的Ca2?可與SO?2?結(jié)合，緩解土壤酸化電化學與物理電路：某原電池裝置如圖（略），電極材料為Zn和Cu，電解質(zhì)為稀硫酸。下列說法正確的是（）A.電子從Cu極經(jīng)導線流向Zn極B.正極反應(yīng)為2H?+2e?=H?↑C.若將稀硫酸換為乙醇，電池仍能正常工作D.電路中每通過2mol電子，理論上生成22.4LH?（標準狀況）物質(zhì)性質(zhì)與生物調(diào)節(jié)：血液中存在H?CO?/HCO??緩沖體系，可維持pH在7.35-7.45。當人體劇烈運動產(chǎn)生乳酸（HL）時，緩沖體系的變化是（）A.HCO??濃度增大B.H?CO?濃度減小C.反應(yīng)HL+HCO??→H?CO?+L?進行D.溶液pH顯著降低化學與信息技術(shù)：用pH傳感器監(jiān)測0.1mol/LNaOH溶液滴定20mL0.1mol/LHCl溶液的過程，得到pH隨V(NaOH)變化的曲線。下列說法正確的是（）A.滴定終點時pH=7，溶液呈中性B.滴加10mLNaOH時，溶液中c(Na?)=c(Cl?)C.傳感器工作原理基于原電池原理，將化學信號轉(zhuǎn)化為電信號D.若改用0.05mol/LNaOH溶液，滴定曲線的突躍范圍將變寬化學與能源綜合：氫氧燃料電池的總反應(yīng)為2H?+O?=2H?O，電解質(zhì)為KOH溶液。下列說法正確的是（）A.負極反應(yīng)為H?-2e?=2H?B.該電池的能量轉(zhuǎn)換效率可達100%C.放電時，OH?向負極移動D.若用CH?替代H?，電池效率更高二、非選擇題（本題包括5小題，共55分）16.化學與物理綜合計算（10分）某太陽能電池工作時，光能轉(zhuǎn)化為電能的效率為15%，已知1m2太陽能板每秒接收的光能為1000J。（1）計算該太陽能電池的功率密度（單位：W/m2）。（3分）（2）若用該電池給上述鋰離子電池（電動勢3.7V，內(nèi)阻0.2Ω）充電，當外電路電阻為1.8Ω時，求充電電流及每秒充電量。（4分）（3）結(jié)合能量守恒定律，分析充電過程中能量的損耗途徑（至少列舉2點）。（3分）17.化學平衡與生物酶催化（12分）某生物實驗室研究蔗糖酶催化蔗糖水解的反應(yīng)：C??H??O??+H?O→2C?H??O?。實驗測得不同溫度下的反應(yīng)速率常數(shù)k如下表：溫度/℃20304050k/min?10.010.030.090.05（1）判斷該反應(yīng)是否為基元反應(yīng)，并說明理由。（3分）（2）計算30℃時，蔗糖濃度從0.1mol/L降至0.05mol/L所需時間（假設(shè)為一級反應(yīng)）。（4分）（3）50℃時k值下降，結(jié)合酶的特性分析原因。（3分）（4）畫出該反應(yīng)的能量變化示意圖（需標注反應(yīng)物、生成物、活化能Ea及ΔH）。（2分）18.電化學與環(huán)境治理（11分）工業(yè)廢水中的Cr?O?2?可通過電解法處理，裝置如圖（略）：以Fe為陽極，石墨為陰極，含Cr?O?2?的酸性廢水為電解質(zhì)。（1）寫出陽極的電極反應(yīng)式。（2分）（2）若處理1L含0.01molCr?O?2?的廢水，理論上需要轉(zhuǎn)移多少mol電子？（3分）（3）陰極產(chǎn)生的氣體是什么？如何檢驗？（3分）（4）處理后溶液中Cr3?轉(zhuǎn)化為Cr(OH)?沉淀，需調(diào)節(jié)pH至8-9。計算此時溶液中c(Cr3?)（已知Ksp[Cr(OH)?]=6.3×10?31）。（3分）19.物質(zhì)結(jié)構(gòu)與材料性能（12分）碳的同素異形體包括金剛石、石墨和C??等。（1）金剛石中C原子的雜化方式為______，晶體類型為______。（2分）（2）石墨層內(nèi)C-C鍵長為142pm，層間距離為335pm，解釋石墨具有良好導電性和潤滑性的原因。（4分）（3）C??的分子結(jié)構(gòu)為足球狀，每個C原子與周圍3個C原子相連。計算1molC??分子中含有的σ鍵數(shù)目。（3分）（4）結(jié)合晶體結(jié)構(gòu)理論，比較金剛石和石墨的硬度差異，并說明理由。（3分）20.化學與生物綜合實驗（10分）某研究小組探究溫度對唾液淀粉酶活性的影響，實驗步驟如下：①取5支試管，編號1-5，各加入2mL淀粉溶液（0.5%）；②分別置于0℃、20℃、37℃、60℃、80℃水浴中保溫5min；③各加入1mL稀釋唾液，搖勻后繼續(xù)保溫10min；④滴加碘液，觀察顏色變化。（1）實驗中控制的無關(guān)變量有哪些？（至少列舉2點）（2分）（2）預測37℃組的實驗現(xiàn)象