化学信息筛选与加工能力测评试题

化学信息筛选与加工能力测评试题一、选择题（共20小题，每小题3分，共60分）为了维持生命和健康，需从食物中摄取营养素，下列物质不属于营养素的是（）A.蛋白质B.油脂C.乙醇D.水下列自然现象属于丁达尔效应的是（）A.电闪雷鸣B.冬季雾淞C.光照树林D.雨后彩虹轨道交通建设中使用的材料属于无机非金属材料的是（）A.聚碳酸酯拉环B.钢化玻璃车窗C.不锈钢车体D.复合酚醛地板放射性核素¹³⁷Cs的原子结构示意图显示其核外电子排布为2、8、18、18、8、1，下列说法错误的是（）A.最外层电子数n=1B.¹³⁷Cs的中子数为82C.Cs位于元素周期表第6周期D.根据原子结构推测Cs单质化学性质活泼下列过程放出热量的是（）A.中和反应B.碳酸钙分解C.干冰升华D.化学键断裂下列说法不正确的是（）A.CH₄的摩尔质量是16g·mol⁻¹B.常温常压下，22.4LCO₂的物质的量为1molC.1molN₂约含有6.02×10²³个氮分子D.1L1mol·L⁻¹NaOH溶液中含有1molNa⁺下列溶液中，能使紫色石蕊溶液变红的是（）A.稀盐酸B.食盐水C.石灰水D.医用酒精反应2NH₃+3CuO$\triangle$3Cu+N₂+3H₂O中，还原剂是（）A.CuOB.CuC.N₂D.NH₃无色溶液中大量存在的离子组可能是（）A.I⁻、H⁺、ClO⁻B.Ba²⁺、Cl⁻、SO₄²⁻C.Cu²⁺、K⁺、NO₃⁻D.Mg²⁺、Al³⁺、SO₄²⁻下列烧杯中盛放稀硫酸，在铜电极上能产生大量气泡的装置是（）A.Ag-Cu原电池（Ag为正极，Cu为负极）B.Zn-Cu原电池（Zn为正极，Cu为负极）C.Cu单独插入稀硫酸D.Zn-Cu直接接触插入稀硫酸关于二氧化氮性质的描述中，不正确的是（）A.无色气体B.有刺激性气味C.相同条件下密度比空气大D.能与水反应下列做法不利于生态环境保护的是（）A.将快递纸箱回收利用B.研发易降解的生物化肥C.加快化石燃料的开发与使用D.将废旧塑料裂解为化工原料常温下，下列电解质的电离方程式书写错误的是（）A.KHS=K⁺+HS⁻B.H₂SO₄=2H⁺+SO₄²⁻C.Na₂SO₄=2Na⁺+SO₄²⁻D.Ba(OH)₂=Ba²⁺+2OH⁻运输过程中需要张贴腐蚀品标识的物质是（）A.浓硫酸B.食盐C.小苏打D.液氧下列有关乙醇的化学用语表示错误的是（）A.分子式：C₂H₆OB.结构式：H-C-C-O-H（省略H原子）C.结构简式：CH₃CH₂OHD.球棍模型：（比例模型与球棍模型混淆）根据侯氏制碱法原理制备少量NaHCO₃，下列装置正确的是（）A.用稀硫酸与CaCO₃反应制取CO₂B.将CO₂通入饱和NaCl与NH₃混合溶液C.用过滤法分离NaHCO₃晶体D.用酒精灯直接加热干燥NaHCO₃下列说法不正确的是（）A.硫酸亚铁可用作食品的抗氧化剂B.Cl₂、ClO₂、O₃都可用于自来水消毒C.因为SO₂是有毒气体，所以不能添加于食品中D.Na₂O₂可用作潜艇或呼吸面具的供氧剂某反应体系中存在H⁺、MnO₄⁻、Fe²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、H₂O六种粒子，下列氧化还原反应方程式书写正确的是（）A.MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂OB.MnO₄⁻+Fe²⁺+H⁺=Mn²⁺+Fe³⁺+H₂O（未配平）C.MnO₄⁻+3Fe²⁺+4H⁺=Mn²⁺+3Fe³⁺+2H₂O（电子得失不守恒）D.2MnO₄⁻+10Fe²⁺+16H⁺=2Mn²⁺+10Fe³⁺+8H₂O下列实验操作能达到实验目的的是（）A.用pH试纸测定新制氯水的pH值B.用酒精萃取碘水中的碘单质C.用焰色反应鉴别NaCl和KClD.用排水法收集NO₂气体某温度下，在2L密闭容器中发生反应：2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，若开始时SO₂为4mol，O₂为2mol，2min后测得SO₃为2mol，则该反应的平均速率v(O₂)为（）A.0.25mol·L⁻¹·min⁻¹B.0.5mol·L⁻¹·min⁻¹C.1mol·L⁻¹·min⁻¹D.2mol·L⁻¹·min⁻¹二、非选择题（共40分）21.化学数据解析题（12分）哈工大贾延凯团队开发的高通量反应平台通过“光谱解卷积”技术实现了反应体系的实时监测。在Hantzsch反应中，该平台绘制出包含9个中间体的“超空间”反应地形图，其中两种中间体具有抑菌活性。（1）若反应体系中同时检测到2,4,6-三甲基吡啶（C₉H₁₁N）和2,3,5,6-四甲基吡啶（C₁₀H₁₃N）两种产物，试写出它们的分子式并比较沸点高低。（4分）（2）已知某中间体的拉曼光谱在1600cm⁻¹处出现特征峰，推测该峰对应的官能团类型，并解释高通量平台如何通过光谱数据区分12种Diels–Alder异构体。（8分）22.实验方案设计题（14分）某研究小组欲采用光催化C-H活化反应合成一种新型芳香酯，现有以下实验数据：|催化剂种类|光照时间/h|底物浓度/mol·L⁻¹|产率/%||------------|------------|------------------|--------||TiO₂|4|0.1|35||g-C₃N₄|4|0.1|52||ZnO|6|0.1|28||CdS|3|0.2|48|（1）根据数据筛选最优反应条件，并说明选择依据。（6分）（2）若需进一步提高产率，设计3组对比实验方案（变量包括催化剂用量、温度、溶剂种类），并预测实验现象。（8分）23.化学信息综合应用题（14分）工业上采用2.5万美元的高通量反应装置（平面移动台+电子移液器+3D打印外壳）可实现1000个反应/天的筛选效率。某药厂计划将培南抗生素关键步骤的产率从35%提升至80%以上。（1）对比传统实验与高通量平台的差异，从时间成本、数据维度、人力需求三个方面绘制对比表格。（6分）（2）若反应体系中存在副产物A（C₈H₉NO₂）和目标产物B（C₈H₇NO₃），试设计分离方案（需说明分离方法、原理及操作步骤）。（8分）三、拓展分析题（共30分）24.光谱数据分析（15分）某实验室采用加装拉曼光谱模块的机械臂监测Diels–Alder反应，实时采集的光谱数据显示：在反应进行到15分钟时，1380cm⁻¹处的特征峰强度突然下降，同时1720cm⁻¹处出现新峰。（1）结合反应机理，推断15分钟时可能发生的化学变化，并写出关键中间体的结构简式。（7分）（2）若反应温度从25℃升高至60℃，预测特征峰强度变化趋势，并解释温度对反应选择性的影响。（8分）25.跨学科综合题（15分）教育版高通量简化机已进入本科实验室，学生可通过软件设计光催化实验。某学生在0基础情况下，选择以罗丹明B降解为模型反应，探究不同光源对反应速率的影响。（1）简述学生应如何利用“反应地图”思维替代传统“试错法”设计实验（需包含变量控制、数据记录、结果分析三个环节）。（9分）（2）若实验中误将乙醇加入反应体系，导致产率从82%降至19%，从溶剂效应角度分析原因，并提出改进措施。（6分）四、开放探究题（共20分）26.前沿技术论述题（1）分析电化学与微流控核磁技术在高通量平台中的应用瓶颈，提出两种可能的解决方案。（10分）（2）预测第三代高通量反应平台的发展方向，从硬件升级、