2025年高中化学知识竞赛“化学改变世界”征文大赛试题（二）

2025年高中化学知识竞赛“化学改变世界”征文大赛试题（二）一、选择题（每题3分，共30分）2024年诺贝尔化学奖授予“量子点的发现与应用”，其核心原理是通过控制半导体纳米晶体的尺寸调节光学性质。已知CdSe量子点的能带隙（Eg）与粒径（d）满足Eg=1.74+18.2/d²（单位：eV），当粒径从5nm减小到2nm时，其发光颜色变化为（）A.红光→绿光B.绿光→蓝光C.蓝光→紫外光D.黄光→红光我国科学家开发的“液态阳光”技术实现CO₂到甲醇的高效转化，反应原理为CO₂+3H₂=CH₃OH+H₂O。下列说法错误的是（）A.该反应原子利用率100%B.甲醇可作为燃料电池的负极燃料C.催化剂表面需同时活化CO₂和H₂分子D.反应过程涉及C=O键断裂与C-H键形成2025年最新合成的超硬材料“碳化硼纳米笼”具有金刚石结构特征，其晶胞参数为a=3.61Å（1Å=10⁻¹⁰m）。下列说法正确的是（）A.该材料属于分子晶体B.晶胞中碳原子与硼原子的配位数均为4C.硬度低于传统碳化硼陶瓷D.可用于制造芯片散热片生物体内的血红素分子（含Fe²⁺）与氧气结合的过程属于（）A.氧化反应B.配位反应C.置换反应D.加聚反应工业上用电解法制备高纯度铝时，采用冰晶石（Na₃AlF₆）作助熔剂的主要作用是（）A.降低Al₂O₃的熔点B.增强导电性C.防止铝被氧化D.提高铝的纯度下列分子中存在手性异构体的是（）A.甘油B.乳酸（CH₃CHOHCOOH）C.乙二酸D.甲醛某新型二次电池的工作原理为：Li₁₋ₓCoO₂+LiₓC₆=LiCoO₂+6C。充电时，阳极的电极反应式为（）A.LiCoO₂-xe⁻=Li₁₋ₓCoO₂+xLi⁺B.LiₓC₆-xe⁻=6C+xLi⁺C.Li⁺+e⁻=LiD.Co³⁺+e⁻=Co²⁺用0.1mol/LNaOH溶液滴定20mL0.1mol/LH₃PO₄溶液，滴定至第二计量点时，溶液的pH约为（已知H₃PO₄的Ka₁=7.5×10⁻³，Ka₂=6.2×10⁻⁸，Ka₃=2.2×10⁻¹³）（）A.4.7B.7.2C.9.8D.12.3下列实验方案能达到实验目的的是（）|实验目的|实验方案||----------|----------||鉴别Na₂CO₃和NaHCO₃|分别加热，观察是否产生使澄清石灰水变浑浊的气体||检验Fe³⁺|加入KSCN溶液，观察溶液是否变红||制备少量O₂|加热KClO₃和MnO₂的混合物||分离乙醇和水|分液漏斗分液|25℃时，已知Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰，Ksp(Ag₂CrO₄)=1.1×10⁻¹²。向浓度均为0.01mol/L的NaCl和Na₂CrO₄混合溶液中滴加AgNO₃溶液，先沉淀的是（）A.AgClB.Ag₂CrO₄C.同时沉淀D.无法判断二、填空题（每空2分，共40分）写出下列物质的化学式：（1）石膏__________（2）胆矾__________（3）重晶石__________工业合成氨的反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)ΔH=-92.4kJ/mol，为提高氨的产率，应采用__________（填“高温高压”或“低温高压”）条件，该反应的催化剂主要成分为__________。某元素的原子序数为26，其基态原子的电子排布式为__________，该元素在周期表中位于第__________周期__________族。0.1mol/L的CH₃COOH溶液中，存在的平衡体系有（用离子方程式表示）：（1）____________________（2）____________________写出下列反应的化学方程式：（1）实验室用MnO₂和浓盐酸制备Cl₂：____________________（2）苯酚与浓溴水反应：____________________（3）乙醛与银氨溶液反应：____________________已知某反应的速率方程为v=k[c(A)]²[c(B)]，当A的浓度增大为原来的2倍，B的浓度增大为原来的3倍时，反应速率将增大为原来的__________倍。某有机物的结构简式为CH₂=CHCOOH，其含有的官能团名称是__________和__________，能发生的反应类型有（至少写两种）、。三、简答题（每题10分，共30分）简述胶体的丁达尔效应及其产生原因，并举例说明胶体在生活中的应用。比较σ键和π键的形成方式及主要性质差异。解释为什么同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能分别大于相邻元素。四、计算题（15分）将10.0gFe₂O₃和CuO的混合物与足量的CO气体在高温下反应，得到金属混合物7.2g。计算原混合物中Fe₂O₃和CuO的质量分数。五、实验题（15分）某化学兴趣小组设计实验探究“影响化学反应速率的因素”，实验方案如下：实验编号反应物温度/℃催化剂收集50mL气体所需时间/s①5mL0.1mol/LH₂O₂溶液25无t₁②5mL0.1mol/LH₂O₂溶液40无t₂③5mL0.1mol/LH₂O₂溶液25MnO₂粉末t₃回答下列问题：（1）该实验的目的是探究__________和__________对H₂O₂分解反应速率的影响。（2）实验中收集气体可采用的方法是__________。（3）若t₁>t₂>t₃，可得出的实验结论是__________。（4）为进一步探究浓度对反应速率的影响，应设计实验④，填写实验④的反应物条件：__________。六、综合应用题（20分）化学在解决环境问题中发挥着重要作用。请结合实例论述：（1）如何利用化学方法减少大气污染物的排放？（2）简述污水处理中常用的化学方法及其原理。（3）举例说明绿色化学的12条原则中的“原子经济性”原则在化工生产中的应用。七、创新探究题（20分）阅读下列材料，回答问题：材料1：2024年，我国科学家研发出一种新型“光催化CO₂还原”材料，该材料以CdS量子点为光敏剂，以Cu单原子为催化活性中心，在可见光照射下可将CO₂高效转化为CH₄，转化率达到92%，且具有良好的稳定性。材料2：传统的CO₂还原方法需要高温高压条件，能耗高且副产物多。新型光催化技术在常温常压下即可进行，且利用太阳能作为能源，具有广阔的应用前景。（1）写出CO₂转化为CH₄的化学方程式：____________________。（2）分析该新型催化材料中CdS量子点和Cu单原子的作用分别是什么