2025年新課標卷化學(xué)試卷及答案一、選擇題（每題6分，共42分。每題只有一個選項符合題意）1.2025年某研究團隊利用同步輻射光源首次捕捉到“水合電子”在飛秒時間尺度的空間分布圖像。下列關(guān)于水合電子的說法正確的是A.其電子自旋量子數(shù)ms=+?，與氫原子1s電子相同B.在紫外可見光譜中呈現(xiàn)一個位于800nm的寬吸收帶C.其有效質(zhì)量大于真空中自由電子，因為受到氫鍵網(wǎng)絡(luò)束縛D.可通過Na原子的(3s)1→(3p)1躍遷直接產(chǎn)生答案：C解析：水合電子被極性水分子包圍，形成“空腔型”溶劑化結(jié)構(gòu)，有效質(zhì)量增大；A項自旋量子數(shù)雖為±?，但“相同”表述不嚴謹；B項特征吸收位于720nm附近；D項氣相Na原子躍遷產(chǎn)生激發(fā)態(tài)Na，而非溶劑化電子。2.某新型可充NaO?電池以Na[FSA][C?C?im][FSA]離子液體為電解液，放電時正極生成超氧化鈉。下列說法錯誤的是A.放電時Na?向正極遷移B.充電時陽極反應(yīng)為NaO?→Na?+O?+e?C.理論比能量密度高于現(xiàn)行LiFePO?|石墨體系D.電解液中[FSA]?的LUMO能級低于O?/NaO?電對電位，因而可抑制副反應(yīng)答案：D解析：[FSA]?的LUMO若低于正極電位，反而易被還原，導(dǎo)致還原分解；實際設(shè)計需使陰離子LUMO高于NaO?生成電位，才能抑制副反應(yīng)。3.室溫下，向0.10mol·L?1的H?S溶液中通入N?至飽和，記錄pH變化。已知H?S的Ka1=1.0×10??，Ka2=1.0×10?13，下列曲線描述正確的是A.pH隨通N?時間延長單調(diào)上升B.pH先迅速上升后趨于平臺，平臺值≈4.0C.pH先下降后上升，最低點對應(yīng)HS?最大濃度D.pH基本保持恒定，因為H?S電離度不受N?影響答案：B解析：通N?驅(qū)趕溶解的H?S，平衡H?S?H?+HS?左移，[H?]下降，pH升高；當[H?S]降至極低，緩沖作用消失，pH趨于平臺，平臺pH由剩余HS?和水的自耦電離決定，計算得≈4.0。4.下列實驗現(xiàn)象與結(jié)論對應(yīng)關(guān)系正確的是A.向CoCl?水溶液中加入過量KSCN，溶液變藍，說明生成[Co(SCN)?]2?B.向CuSO?溶液中加入少量Na?S?O?，產(chǎn)生白色沉淀，說明Cu?被還原C.向酸性KMnO?溶液中加入Na?SO?，紫色褪去，說明SO?2?具有氧化性D.向Fe(NO?)?溶液中加入Na?PO?，產(chǎn)生黃色沉淀，說明Fe3?水解被抑制答案：A解析：Co2?與SCN?形成四面體[Co(SCN)?]2?顯藍色；B項白色沉淀為Cu?(S?O?)?，Cu2?被還原為Cu?；C項SO?2?作還原劑；D項黃色沉淀為FePO?，與水解無關(guān)。5.2025年IUPAC確認第119號元素為Uue，其基態(tài)價電子排布預(yù)計為8s1。下列關(guān)于Uue的說法正確的是A.第一電離能小于Cs，因為8s電子穿透效應(yīng)更強B.其單質(zhì)在常溫下為液態(tài)，因相對論效應(yīng)降低熔點C.與Cl?反應(yīng)生成UueCl，為離子晶體，配位數(shù)8D.在周期表中位于s區(qū)，屬于堿金屬答案：D解析：第119號電子排布[Rn]5f1?6d1?7s27p?8s1，屬s區(qū)堿金屬；相對論效應(yīng)使8s電子束縛增強，第一電離能反而高于Cs；熔點預(yù)計高于Cs；與Cl?生成UueCl，但配位數(shù)預(yù)計為6，因離子半徑極大。6.某反應(yīng)A→B的半衰期在c(A)=0.80mol·L?1時為20min，在0.40mol·L?1時為10min，則該反應(yīng)級數(shù)為A.0B.1C.2D.3答案：A解析：半衰期與初始濃度無關(guān)，為零級反應(yīng)特征。7.下列分子中，鍵角大小順序正確的是A.NH?＞NF?＞PH?B.NF?＞NH?＞PH?C.NH?＞PH?＞NF?D.PH?＞NF?＞NH?答案：C解析：NH?(107°)＞PH?(93.5°)＞NF?(102°)；F電負性大，成鍵電子對遠離N，鍵角壓縮；P半徑大，鍵角進一步減小。二、實驗與探究題（共28分）8.（14分）某校探究小組用“鈣鈦礦量子點”測定水中Pb2?含量。原理：CsPbBr?量子點熒光強度與Pb2?濃度呈線性淬滅關(guān)系（SternVolmer方程：F?/F=1+Ksv[Q]）。實驗步驟如下：Ⅰ.配制系列Pb2?標準溶液，濃度為0、5.0、10.0、15.0、20.0μg·L?1；Ⅱ.各取5.00mL，分別加入等量量子點分散液，定容至10.0mL，避光反應(yīng)5min；Ⅲ.在激發(fā)波長400nm、發(fā)射波長515nm處測熒光強度F；Ⅳ.以F?/F對[Q]作圖，得直線，回歸方程：F?/F=1+0.0180c（c單位μg·L?1）。(1)計算Ksv值，并指出其單位。(2)若某水樣測得F?/F=1.270，求水樣中Pb2?濃度（μg·L?1）。(3)實驗發(fā)現(xiàn)，當水樣pH＜4時，Ksv顯著減小，分析原因。(4)為驗證方法選擇性，向20.0μg·L?1Pb2?溶液中加入等濃度Cd2?、Zn2?、Cu2?，發(fā)現(xiàn)Cu2?導(dǎo)致F?/F額外增大0.08，提出一種消除Cu2?干擾的實驗方案。答案與解析：(1)由方程斜率得Ksv=0.0180L·μg?1。(2)1.270=1+0.0180c?c=15.0μg·L?1。(3)pH＜4時，量子點表面質(zhì)子化，表面陷阱態(tài)減少，電子空穴復(fù)合效率降低，導(dǎo)致熒光淬滅效率下降，Ksv減小。(4)Cu2?與量子點表面Br?形成CuBr??絡(luò)合物，引入非輻射通道?？杉尤胙诒蝿〦DTA，使其與Cu2?絡(luò)合，EDTACu穩(wěn)定常數(shù)遠大于Pb2?，從而消除干擾；或預(yù)調(diào)pH至7.4，使Cu2?水解沉淀。9.（14分）2025年《Nature》報道一種“自供氫”硝基苯還原體系：以Pd?團簇為催化劑，甲酸為氫源，室溫下將硝基苯轉(zhuǎn)化為苯胺，產(chǎn)率＞99%，無副產(chǎn)。實驗裝置如圖（略），反應(yīng)式：C?H?NO?+2HCOOH→C?H?NH?+2CO?↑探究小組擬驗證“Pd?團簇表面HCOO分解為CO?與H是決速步”。(1)設(shè)計同位素標記實驗，給出具體操作與預(yù)期結(jié)果。(2)若測得反應(yīng)對硝基苯為零級，對甲酸為一級，寫出速率方程，并指出如何進一步證明HCOO分解為決速步。(3)反應(yīng)結(jié)束后，體系pH由2.3升至4.1，計算每毫摩爾硝基苯消耗甲酸產(chǎn)生的CO?在25℃、1bar下的體積（mL）。(4)提出一種可循環(huán)使用的載體策略，使Pd?團簇易于分離。答案與解析：(1)用DCOOH代替HCOOH，保持其余條件不變，若產(chǎn)物苯胺無D原子，而CO?含D，則證明H來自甲酸OH斷裂，支持HCOO路徑；若苯胺含D，則H來自CH，機理不同。(2)r=k[C?H?NO?]?[HCOOH]1=k[HCOOH]；進一步采用快速混合原位紅外，若觀察到HCOO特征峰（1580cm?1）強度隨時間變化與速率同步，且峰消失速率與總速率一致，則支持該步為決速步。(3)n(CO?)=2×1mmol=2mmol，V=nRT/p=2×10?3×0.08314×298/1=49.5mL。(4)將Pd?團簇錨定于磁性Fe?O?@SiO?核殼納米粒子，反應(yīng)后外加磁場分離，再用H?/Ar還原再生，循環(huán)10次活性保持＞95%。三、化學(xué)反應(yīng)原理綜合題（共30分）10.（16分）2025年，我國建成全球首套“綠氫二氧化碳制航空煤油”示范裝置，核心反應(yīng)如下：①CO?(g)+3H?(g)?CH?OH(g)+H?O(g)ΔH?=49.5kJ·mol?1②CO?(g)+H?(g)?CO(g)+H?O(g)ΔH?=+41.2kJ·mol?1③CO(g)+2H?(g)?CH?OH(g)ΔH?=?(1)計算ΔH?。(2)在Cu/ZnO/Al?O?催化劑上，500K下測得反應(yīng)①平衡常數(shù)Kp?=1.0×10?2bar?2，若起始p(CO?)=1.0bar，p(H?)=3.0bar，求平衡時CH?OH分壓。(3)實際工藝采用“反應(yīng)分離再循環(huán)”模式，指出采用何種分離技術(shù)可突破平衡限制，并說明原理。(4)反應(yīng)②為副反應(yīng)，其速率隨溫度升高而增大，提出一種催化劑設(shè)計策略，使反應(yīng)①選擇性＞95%。答案與解析：(1)由①②得③，ΔH?=ΔH?ΔH?=90.7kJ·mol?1。(2)設(shè)CH?OH平衡分壓為x，則H?O為x，CO?為1.0x，H?為3.03x，Kp?=x·x/[(1.0x)(3.03x)3]=1.0×10?2，解得x≈0.30bar。(3)采用沸石膜蒸汽滲透，原位移走CH?OH與H?O，根據(jù)勒夏特列原理，平衡向右移動，單程轉(zhuǎn)化率可提升至80%以上。(4)在Cu(111)臺階邊緣引入ZnO?團簇，形成CuZnO界面，界面氧空位可穩(wěn)定CO??中間體，降低CO?→COOH能壘，而抑制CO→CO路徑；同時加K助劑，電子富集Cud帶，抑制CO吸附，使CH?OH選擇性＞95%。11.（14分）2025年，我國科學(xué)家合成出一種新型“氫簇離子”[H?O?]?，其結(jié)構(gòu)為H?O?核心通過三中心二電子鍵與三個H?O分子結(jié)合，形成平面六元環(huán)。該離子可在超強酸HSO?FSbF?（魔酸）中穩(wěn)定存在。(1)指出[H?O?]?中氧原子的雜化類型與鍵角。(2)給出[H?O?]?的價電子總數(shù)，并判斷其芳香性。(3)在魔酸中，[H?O?]?可催化正丁烷異構(gòu)為異丁烷，提出催化循環(huán)，給出關(guān)鍵中間體。(4)計算[H?O?]?的質(zhì)子親和能PA（kJ·mol?1），已知H?O?(g)→H?O(g)+H?(g)ΔH=706kJ·mol?1，H?O···H?氫鍵平均強度為120kJ·mol?1。答案與解析：(1)中心Osp3雜化，鍵角≈120°，因三中心鍵約束；外圍Osp3，鍵角≈104.5°。(2)價電子數(shù)=3×6+5=23，為奇數(shù)，無芳香性。(3)催化循環(huán)：①[H?O?]?→H?+[H?O?]；②nC?H??+H?→tC?H??（叔丁基碳正離子）；③甲基遷移→iC?H??；④[H?O?]回收H?。關(guān)鍵中間體為tC?H??。(4)PA=7063×120=346kJ·mol?1，因三個氫鍵協(xié)同穩(wěn)定。四、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)題（共30分）12.（16分）2025年，科學(xué)家在高壓（150GPa）下合成“立方聚合氮”cgN，其晶體結(jié)構(gòu)為每N原子與另外三個N原子成鍵，形成類金剛石三維骨架，NN鍵長1.35?，遠小于單鍵1.45?。(1)指出cgN中N原子的雜化方式與鍵角。(2)給出cgN的晶胞參數(shù)a=3.70?，計算其密度（g·cm?3）。(3)解釋為何cgN具有更高能量密度thanTNT。(4)常壓下cgN迅速分解為N?，給出分解反應(yīng)式，并估算其分解焓（已知N?三鍵鍵能945kJ·mol?1，NN單鍵平均160kJ·mol?1）。答案與解析：(1)sp3雜化，鍵角≈109.5°，因三維骨架。(2)晶胞含8個N原子，ρ=8×14.0/(3.703×10?2?×6.02×1023)=3.68g·cm?3。(3)cgN為高能密度材料，分解僅放N?，體積膨脹＞1000倍，單位質(zhì)量放能≈3×160=480kJ·mol?1，高于TNT（≈4.2kJ·g?1）。(4)cgN→?N?，ΔH≈945+3×160=465kJ·mol?1，放熱劇烈。13.（14分）2025年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)“鈣鈦礦石墨烯”異質(zhì)結(jié)可提升光伏效率至31.2%。結(jié)構(gòu)為MAPbI?(001)界面與石墨烯對齊，界面形成PbC鍵。(1)給出MAPbI?的容忍因子t計算公式，并判斷當A位為FA?（HC(NH?)??）時是否穩(wěn)定（r(FA?)=0.253nm，r(Pb2?)=0.119nm，r(I?)=0.220nm）。(2)界面PbC鍵長2.45?，指出其成鍵類型。(3)異質(zhì)結(jié)使載流子壽命由500ns提升至3.2μs，解釋原因。(4)若石墨烯功函數(shù)4.5eV，MAPbI?價帶頂5.7eV，畫出界面能帶排列，并指出空穴傳輸方向。答案與解析：(1)t=(rA+rI)/√2(rPb+rI)=0.253+0.220/√2(0.119+0.220)=0.99，介于0.891.0，穩(wěn)定。(2)Pb6s與C2p形成部分共價鍵，具有金屬有機雜化特征。(3)界面PbC鍵形成偶極層，抑制界面復(fù)合，降低缺陷態(tài)密度，延長壽命。(4)能帶排列：石墨烯費米能級4.5eV，MAPbI?價帶5.7eV，空穴自MAPbI?向石墨烯傳輸，形成歐姆接觸。五、有機化學(xué)與合成題（共30分）14.（16分）2025年，我國科學(xué)家實現(xiàn)“光酶協(xié)同”不對稱合成(S)萘普生。路線如下：步驟①：β萘甲醚在Ir光催化劑下與手性硫醇輔酶A發(fā)生CH活化，生成手性硫醚中間體I；步驟②：I與CO（1bar）在Pd催化劑下羰基化，生成萘普生硫酯II；步驟③：II經(jīng)脂肪酶CALB選擇性水解，得(S)萘普生，ee＞99%。(1)給出中間體I的立體結(jié)構(gòu)，指出手性中心構(gòu)型。(2)步驟②羰基化機理：氧化加成→遷移插入→還原消除，給出催化循環(huán)，標明立體化學(xué)保持。(3)若步驟③改用NaOH水解，產(chǎn)物ee降至45%，解釋原因。(4)提出一條不使用CO的“綠色羰基化”替代方案，給出反應(yīng)式與催化劑。答案與解析：(1)I為β萘基手性硫醚，手性中心S構(gòu)型，硫原子連接萘環(huán)與輔酶A側(cè)鏈。(2)Pd(0)→氧化加成Pd(II)Ar