2025年上学期高一化学企业家精神评估试题（二）

2025年上学期高一化学企业家精神评估试题（二）一、单项选择题（每题3分，共30分）某新能源企业计划开发新型储能电池，需选择具有高能量密度的电极材料。已知锂的标准电极电势为-3.04V，钠为-2.71V，钾为-2.93V，若仅考虑金属活泼性与理论容量，优先选择的负极材料是（）A.锂B.钠C.钾D.无法确定化工生产中常用"原子经济性"评价化学反应的效率。下列合成路线中原子利用率最高的是（）A.乙烯水化制乙醇（C₂H₄+H₂O→C₂H₅OH）B.甲苯硝化制TNT（C₇H₈+HNO₃→C₇H₅N₃O₆+H₂O）C.皂化反应制肥皂（C₅₇H₁₁₀O₆+3NaOH→3C₁₇H₃₅COONa+C₃H₈O₃）D.氯乙烯聚合制PVC（nCH₂=CHCl→[CH₂-CHCl]n）某环保企业研发的新型污水处理技术，通过电催化氧化将废水中的CN⁻转化为无害物质。反应过程中CN⁻中碳元素的化合价从+2变为+4，氮元素从-3变为0，则该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比可能为（）A.1:1B.2:3C.3:2D.5:2材料公司开发的新型防弹玻璃由多层复合材料构成，其中聚碳酸酯层的结构简式为：-[O-C₆H₄-C(CH₃)₂-C₆H₄-O-CO]-n，该高分子材料的单体是（）A.苯酚和丙酮B.双酚A和光气C.对苯二酚和碳酸二甲酯D.间苯二酚和二氧化碳在精细化工生产中，反应条件的优化对产品收率至关重要。已知某放热反应在40℃时平衡转化率为60%，下列措施既能提高反应速率又能提高平衡转化率的是（）A.升高温度至60℃B.加入高效催化剂C.增大反应物浓度D.减小容器体积某食品添加剂企业生产的山梨酸钾（C₆H₇KO₂）需符合重金属限量标准。检测时取10.00g样品，经前处理后定容至100mL，取10mL待测液用原子吸收光谱法测得铅浓度为0.01mg/L，则该样品中铅含量为（）A.0.01mg/kgB.0.1mg/kgC.1.0mg/kgD.10mg/kg电池回收企业处理废旧锂离子电池时，需分离正极材料中的钴、镍、锰元素。已知Ksp[Co(OH)₂]=5.9×10⁻¹⁵，Ksp[Ni(OH)₂]=5.5×10⁻¹⁶，Ksp[Mn(OH)₂]=2.1×10⁻¹³，若向浓度均为0.1mol/L的混合溶液中滴加NaOH溶液，最先沉淀的金属离子是（）A.Co²⁺B.Ni²⁺C.Mn²⁺D.同时沉淀某医药中间体的合成路线如下：苯→硝化→还原→乙酰化。该过程中涉及的反应类型依次是（）A.取代反应、加成反应、酯化反应B.硝化反应、氧化反应、酰化反应C.亲电取代、还原反应、取代反应D.加成反应、消去反应、取代反应工业上用侯氏制碱法生产纯碱时，向饱和食盐水中先通入NH₃再通入CO₂，其原因是（）A.NH₃溶解度更大，能提高HCO₃⁻浓度B.NH₃为碱性气体，可降低溶液pHC.防止CO₂与NaCl直接反应生成NaHCO₃沉淀D.提高CO₂的利用率，降低生产成本某新材料公司开发的钙钛矿太阳能电池，其活性层组成为CH₃NH₃PbI₃，其中铅元素的化合价为+2，碘为-1，则甲基铵离子（CH₃NH₃⁺）中氮元素的化合价是（）A.-3B.-2C.-1D.0二、填空题（每空2分，共40分）某化工企业拟建设年产10万吨的硫酸厂，采用接触法制硫酸工艺。主要反应包括：（1）硫磺燃烧的化学方程式_________________________；（2）SO₂催化氧化的平衡常数表达式K=；（3）吸收塔中用98.3%浓硫酸吸收SO₃而不用水的原因是____。绿色化学要求从源头上减少污染。某企业开发的生物降解塑料PHA，其结构简式为-[O-CHR-CH₂-CO]-n，该材料在自然环境中可通过__________反应降解为二氧化碳和水；与传统聚乙烯塑料相比，其突出优点是____________________。某电池企业研发的钠离子电池采用层状氧化物正极材料NaNi₀.₃Co₀.₃Mn₀.₄O₂，充电时钠离子从正极脱出并嵌入负极。放电时，电池总反应式为_________________________；若电池能量密度为120Wh/kg，理论上1kg正极材料可释放的电量为__________C（计算结果保留三位有效数字，1F=96500C/mol）。工业废水中Cr(Ⅵ)的处理常用还原沉淀法。某环保公司设计的处理流程为：（1）调节pH至2-3，加入FeSO₄将Cr₂O₇²⁻还原为Cr³⁺，反应的离子方程式为_________________________；（2）再调节pH至8-9，使Cr³⁺转化为__________沉淀（填化学式）；（3）处理后的水中Cr³⁺浓度应控制在__________mol/L以下（已知Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10⁻³¹）。某香料企业合成的茉莉香型香料乙酸苄酯（C₉H₁₀O₂），其制备反应为：C₆H₅CH₂OH+CH₃COOH⇌C₆H₅CH₂OOCCH₃+H₂O（1）该反应的催化剂通常选用__________；（2）为提高产率，可采取的措施有____________________（至少写出两点）；（3）若乙酸转化率为80%，制备1mol乙酸苄酯需投入乙酸的物质的量为__________。某新能源企业开发的"绿氢"项目，通过光伏电解水制氢。已知：2H₂O(l)=2H₂(g)+O₂(g)ΔH=+571.6kJ/mol（1）电解水时，阳极的电极反应式为____________________；（2）生成1m³（标准状况）H₂时吸收的能量为__________kJ；（3）与传统化石燃料制氢相比，该方法的主要优势是____________________。三、实验探究题（共20分）某环保科技公司需要检测某化工厂排放废水中的重金属离子含量，设计如下实验方案测定废水中Cu²⁺的浓度：实验步骤：①取100.00mL废水样品，加入适量HNO₃酸化；②加入过量KI溶液，充分反应后生成白色沉淀和I₂；③用0.0100mol/LNa₂S₂O₃标准溶液滴定至浅黄色，加入淀粉指示剂；④继续滴定至蓝色褪去，消耗Na₂S₂O₃溶液18.50mL。已知：2Cu²⁺+4I⁻=2CuI↓+I₂；I₂+2S₂O₃²⁻=2I⁻+S₄O₆²⁻回答下列问题：（1）步骤①中酸化的目的是____________________；（3分）（2）写出步骤②中发生反应的离子方程式____________________；（3分）（3）计算废水中Cu²⁺的浓度（mg/L），写出计算过程；（6分）（4）若滴定前滴定管未用标准溶液润洗，会导致测定结果__________（填"偏高"、"偏低"或"无影响"）；（2分）（5）为提高测定准确度，可采取的措施有____________________（至少写出两点）。（6分）四、综合应用题（共30分）某新能源材料企业计划开发磷酸铁锂电池正极材料LiFePO₄，工艺流程如下：磷酸铁→与LiOH混合→球磨→煅烧→粉碎→LiFePO₄产品已知：①LiFePO₄的理论密度为3.6g/cm³，摩尔质量为158g/mol；②煅烧过程中发生反应：FePO₄+LiOH→LiFePO₄+H₂O（未配平）；③电池放电时的电极反应：LiFePO₄→Li₁₋ₓFePO₄+xLi⁺+xe⁻回答下列问题：（1）配平煅烧反应的化学方程式：___FePO₄+___LiOH=___LiFePO₄+___H₂O（4分）（2）若生产1吨LiFePO₄，理论上需要纯度98%的磷酸铁多少吨？（写出计算过程，保留三位有效数字）（6分）（3）从原子经济性角度分析，该工艺的优点是____________________；（3分）（4）LiFePO₄晶体具有橄榄石结构，其晶胞参数为a=10.34Å，b=6.01Å，c=4.69Å，α=β=γ=90°，计算该晶胞的体积和理论上的密度（写出计算过程，1Å=10⁻¹⁰m）（7分）（5）与传统钴酸锂电池相比，磷酸铁锂电池的突出优势有哪些？（5分）（6）请为该企业设计一条LiFePO₄正极材料的质量控制指标（至少3项）（5分）五、案例分析题（共30分）某化工集团计划投资50亿元在沿海地区建设大型石化一体化项目，主要产品包括乙烯、丙烯、聚乙烯等基础化工原料。项目选址位于经济开发区，距离最近的居民区约3公里，临近港口和高速公路。请从化学工程与可持续发展角度回答下列问题：（1）该项目的主要生产工艺可能包括哪些单元操作？（至少列举5项）（5分）（2）若采用石脑油裂解制乙烯，主要产物包括：乙烯（30%）、丙烯（15%）、丁二烯（5%）、芳烃（20%）、其他（30%）。绘制物料平衡图并计算原子利用率（以C原子计）（8分）（3）从绿色化工角度，提出三项减少污染物排放的具体措施（6分）（4）分析该项目选址的优势条件和潜在环境风险（6分）（5）作为企业决策者，如何平衡经济效益与环境保护的关系？（5分）六、创新设计题（共30分）随着全球碳中和目标的推进，开发新型碳捕集与利用技术成为能源化工领域的研究热点。某企业拟开发基于化学吸收法的碳捕集技术，并将CO₂转化为高附加值化学品。请完成以下创新设计任务：（1）选择合适的吸收剂，说明选择依据及吸收CO₂的化学反应原理（8分）（2）设计CO₂吸收-解吸的工艺流程，绘制简单流程图并标注关键设备（7分）（3）提出将捕集的CO₂转化为甲酸（HCOOH）的化学方法，写出反应方程式并说明反应条件（8分）（4）评估该技术的经济可行性和环境效益（7分）参考答案及评分标准（部分）一、单项选择题A2.A3.D4.B5.C6.B7.B8.C9.A10.A二、填空题（1）S+O₂=SO₂（条件：点燃）（2）K=[SO₃]²/([SO₂]²[O₂])（3）防止形成酸雾，提高吸收效率水解；可生物降解，减少白色污染Na₁₋ₓNi₀.₃Co₀.₃Mn₀.₄O₂+NaxC=NaNi₀.₃Co₀.₃Mn₀.₄O₂+C；3.86×10⁵（1）Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O（2）Cr(OH)₃（3）4.1×10⁻⁸（以下答案省略）试题设计说明本套试题以"化学学科知识+企业家精神"为核心理念，通过真实化工生产情境考查学生的化学学科能力和创新思维。试题特点包括：行业导向：涵盖新能源、环保、材料、医药等战略性新兴产业，体现化学在工业生产中的应用价值。素养融合：将化学核心素养与企业家精神（创新