2025年上学期高一化学艺术设计背景试题

2025年上学期高一化学艺术设计背景试题一、情境化选择题（每题3分，共30分）1.颜料中的原子结构古代壁画常用朱砂（硫化汞，HgS）作为红色颜料，其鲜艳色彩源于汞原子的电子跃迁。已知汞（Hg）的原子序数为80，下列关于汞原子结构的说法正确的是（）A.核外电子层数为6，最外层电子数为2B.价电子排布式为5d¹⁰6s²，属于s区元素C.原子半径比镉（Cd，原子序数48）小，因为电子层数更少D.基态汞原子中，能量最高的电子占据4f轨道2.玻璃雕刻的化学反应艺术家用氢氟酸（HF）雕刻玻璃，利用的是SiO₂与HF的反应：SiO₂+4HF=SiF₄↑+2H₂O。该反应属于（）A.置换反应B.复分解反应C.氧化还原反应D.分解反应3.染料分子的化学键某天然染料的分子结构简式如下（部分基团省略）：H₂N—C₆H₄—O—CH₂—COOH分子中不含有的化学键类型是（）A.极性共价键B.非极性共价键C.离子键D.σ键4.金属首饰的腐蚀防护银质首饰易因硫化而变黑（Ag₂S），可通过如下反应处理：Ag₂S+2Al=Al₂S₃+6Ag。下列说法错误的是（）A.Al是还原剂，Ag₂S是氧化剂B.每生成6molAg，转移6mol电子C.该反应可用于银饰的修复与翻新D.Al₂S₃的电子式为Al³⁺[S]²⁻Al³⁺[S]²⁻Al³⁺5.陶瓷釉料的焰色反应釉料中添加不同金属氧化物可呈现多彩光泽：|氧化物|焰色反应颜色|对应元素||--------|--------------|----------||NaCl|黄色|①||K₂CO₃|紫色（透过蓝色钴玻璃）|②||CaO|砖红色|③|则①②③对应的元素核外电子排布特点正确的是（）A.①原子最外层电子数为1，位于s区B.②原子价电子排布为4s²4p¹，属于p区C.③离子核外有10个电子，与Ne的电子层结构相同D.三种元素的原子半径大小关系为①>②>③6.油画颜料的稳定性铅白[2PbCO₃·Pb(OH)₂]是传统油画颜料，但易与空气中的H₂S反应变黑（PbS）。下列说法正确的是（）A.该反应中Pb的化合价从+2价变为+4价B.PbCO₃属于碱式盐，可与强酸反应C.利用PbS与H₂O₂的氧化还原反应可修复变黑的油画D.铅白颜料应保存在潮湿环境中以防变质7.3D打印材料的聚合反应3D打印艺术作品常用光敏树脂，其固化过程涉及自由基聚合反应：nCH₂=CH—COOCH₃→[CH₂—CH]ₙ（—COOCH₃为侧链）。该反应的类型及单体结构特点是（）A.加聚反应，单体分子中含碳碳双键B.缩聚反应，单体分子中含酯基C.加聚反应，单体分子中含羟基和羧基D.缩聚反应，单体分子中含碳碳三键8.彩色玻璃的显色原理玻璃中添加CoO呈现蓝色，添加Cu₂O呈现红色。两种氧化物中金属元素的价电子排布分别为（）A.Co²⁺：3d⁷，Cu⁺：3d¹⁰B.Co²⁺：3d⁵4s²，Cu⁺：3d⁹4s¹C.Co：3d⁷4s²，Cu：3d¹⁰4s¹D.CoO：离子键，Cu₂O：共价键9.染料废水的处理某艺术工作室产生含Cr₂O₇²⁻的废水，可通过Fe²⁺将其还原为Cr³⁺后沉淀去除。该反应的离子方程式为Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O，下列说法错误的是（）A.Cr₂O₇²⁻中Cr的化合价为+6价B.每处理1molCr₂O₇²⁻，需要6molFeSO₄C.反应后溶液的pH增大D.该过程体现了Fe²⁺的氧化性10.纳米颜料的表面效应纳米级TiO₂颜料因粒径小、比表面积大而具有优异的遮盖力。已知TiO₂的晶胞结构中，Ti⁴⁺位于顶点和面心，O²⁻位于棱心和体心，则一个TiO₂晶胞中含有的Ti⁴⁺和O²⁻数目分别为（）A.4，8B.4，4C.8，12D.6，6二、填空题（每空2分，共40分）11.艺术材料的化学键分析（1）敦煌壁画中“飞天”的飘带使用植物染料靛蓝，其分子结构含C=C键，该键的成键方式为______（填“σ键+π键”或“仅σ键”），键能______（填“大于”或“小于”）C—C单键。（2）青铜雕塑的主要成分是Cu—Sn合金，其中Cu与Sn之间的作用力为______，青铜比纯铜硬度大的原因是______。（3）石墨烯可用于制作柔性电极材料，其单层结构中C原子的杂化方式为______，每个C原子与周围______个C原子形成共价键。12.化学反应与艺术创作（1）传统银镜反应可用于玻璃器皿的镀银：CH₃CHO+2Ag(NH₃)₂OH→CH₃COONH₄+2Ag↓+3NH₃+H₂O。该反应中，氧化剂是______，若生成10.8gAg，转移电子的物质的量为______mol。（2）用草酸（H₂C₂O₄）去除铁锈（Fe₂O₃）的离子方程式为______，该反应在______（填“酸性”“碱性”或“中性”）条件下进行效果更佳。（3）铝热反应可用于焊接艺术铸造中的金属部件：2Al+Fe₂O₃$\frac{\underline{;高温;}}{;}$Al₂O₃+2Fe。该反应的能量变化为______（填“吸热”或“放热”），可通过______（填实验现象）证明。13.元素周期律与材料设计（1）第4周期元素中，基态原子未成对电子数最多的是______（填元素符号），其价电子排布式为______。（2）比较下列艺术材料中成分的性质：①硬度：金刚石______石墨（填“>”“<”或“=”），原因是______；②熔点：NaCl______MgO（填“>”“<”或“=”），原因是______。（3）某新型颜料的化学式为BaTiO₃，其中Ti的化合价为______，Ba²⁺的核外电子排布式为______。三、实验与探究题（共30分）14.涂料中的化学平衡（15分）某艺术涂料的干燥过程涉及可逆反应：RCOOH（液态）+R'OH（液态）⇌RCOOR'（液态）+H₂O（气态）ΔH<0（R、R'为烃基）。（1）该反应的平衡常数表达式K=，升高温度，K值（填“增大”“减小”或“不变”）。（2）为加快涂料干燥速率，可采取的措施有______（至少答2点），从平衡移动角度解释其原理：。（3）设计实验验证温度对该反应平衡的影响：|实验步骤|预期现象|结论||----------|----------|------||①取两支试管，分别加入等量的RCOOH和R'OH，再加入少量浓硫酸作催化剂|——|——||②一支试管置于80℃水浴中，另一支置于20℃水浴中，反应相同时间后，测定|______|温度升高，平衡逆向移动|15.自制颜料的成分分析（15分）某同学用孔雀石（主要成分为Cu₂(OH)₂CO₃）和蓝铜矿（主要成分为Cu₃(OH)₂(CO₃)₂）制备绿色颜料，并进行如下探究：（1）孔雀石受热分解的化学方程式为______，产物中能与稀硫酸反应生成蓝色溶液的是______。（2）为测定颜料中Cu²⁺的含量，取2.00g样品，用稀硝酸溶解后配成100mL溶液，取25.00mL加入过量KI溶液，发生反应2Cu²⁺+4I⁻=2CuI↓+I₂，再用0.1000mol/LNa₂S₂O₃溶液滴定I₂（I₂+2S₂O₃²⁻=2I⁻+S₄O₆²⁻），消耗Na₂S₂O₃溶液20.00mL。①滴定终点的现象是______；②样品中Cu²⁺的质量分数为______（保留小数点后两位）；③若滴定前俯视读数，滴定后仰视读数，会导致测定结果______（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。四、开放性探究题（共20分）16.艺术与化学的融合创新（1）结合本节课所学知识，设计一种“化学主题艺术作品”，要求包含至少3个化学核心概念（如原子结构、化学键、化学反应等），并简述作品的创作思路及化学原理（8分）。（2）查阅资料可知，古代壁画颜料“铅丹”（Pb₃O₄）可通过PbO在空气中加热制备：6PbO+O₂$\frac{\underline{;\Delta;}}{;}$2Pb₃O₄。某同学提出用该反应原理设计一款“变色釉料”，请分析其可行性，并说明可能的颜色变化及调控方法（6分）。（3）随着科技发展，“智能颜料”逐渐应用于艺术领域（如温致变色颜料、光致变色颜料）。请举例说明一种智能颜料的化学组成、变色原理及在艺术创作中的潜在应用（6分）。五、计算题（共30分）17.纳米艺术材料的定量分析（1）纳米金颗粒（Au）可用于彩色玻璃染色，其直径约为10nm（1nm=10⁻⁹m）。①计算1个Au原子的质量（Au的摩尔质量为197g/mol，Nₐ=6.02×10²³mol⁻¹）；②若纳米金颗粒为球形，密度为19.3g/cm³，计算一个纳米金颗粒中含有的Au原子数（球体体积V=$\frac{4}{3}$πr³，r为半径，结果保留整数）。18.有机颜料的合成产率计算实验室用苯胺（C₆H₅NH₂）和乙酸酐[(CH₃CO)₂O]合成乙酰苯胺（C₆H₅NHCOCH₃，一种白色颜料中间体），反应方程式为：C₆H₅NH₂+(CH₃CO)₂O→C₆H₅NHCOCH₃+CH₃COOH已知：苯胺的密度为1.02g/cm³，乙酸酐的密度为1.08g/cm³。若取用10.0mL苯胺和15.0mL乙酸酐反应，生成12.0g乙酰苯胺。（1）计算两种反应物的物质的量；（2）判断哪种反应物过量，并计算