新情境命题6　前沿科技类情境题

新情境命题6前沿科技类情境题【情境解读】前沿科技类情境题常选取我国科学家的创新科研成果、航天科技新成果等素材，以新型催化剂、反应历程、高新材料、新型电池和电解池等为载体进行命题，考查电化学、化学反应与能量、有机物结构与性质等模块知识。预测今后高考除了上述考查方向外，还会将物质结构与性质、反应原理综合与前沿科技相结合，阐释化学命题对前沿科技的应用。1．(航空航天)(2025·广东肇庆二模)2024年4月25日，神舟十八号载人飞船顺利升空并进入空间站。下列说法正确的是(

)A．火箭使用的燃料偏二甲肼[(CH3)2N—NH2]属于烃类物质B．神舟十八号载人飞船外壳采用的高温陶瓷材料氮化硅属于共价晶体C．空间站中电的主要来源柔性太阳能电池翼，其主要成分中含二氧化硅D．出舱活动所穿舱外服的主要材料是聚氨酯，其属于天然有机高分子材料答案：B解析：偏二甲肼[(CH3)2N—NH2]由C、H、N元素组成，不属于烃类物质，故A错误；氮化硅属于共价晶体，故B正确；太阳能电池翼的组成是硅单质，故C错误；聚氨酯不属于天然有机高分子材料，故D错误。2.(诺贝尔化学奖)(2025·山东潍坊模拟预测)2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质设计和蛋白质结构预测方面作出贡献的科学家，谷氨酸(结构如图所示)是一种大量存在于谷类和动物脑中的氨基酸，在生物体内的蛋白质代谢过程中占据重要地位，参与动物、植物和微生物中的许多重要化学反应。下列关于谷氨酸说法不正确的是(

)A．谷氨酸分子式为C5H9NO4B．谷氨酸分子中含有1个手性碳原子C．等物质的量的谷氨酸分别与足量HCl、NaOH反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为1∶2D．与谷氨酸具有相同官能团种类与数目的同分异构体(不含立体异构)有7种答案：D解析：根据谷氨酸的结构和碳四键理论，可知其分子式为C5H9NO4，A正确。连接4个不同的原子或原子团的碳原子是手性碳原子，谷氨酸分子中只有与—NH2直接相连的碳原子是手性碳原子，即只有1个手性碳原子，B正确。1mol谷氨酸分子中含有1mol氨基，能与1molHCl反应；含有2mol羧基，能与2molNaOH反应，则等物质的量的谷氨酸分别与足量HCl、NaOH反应，消耗HCl和NaOH的物质的量之比为1∶2，C正确。谷氨酸分子中含有2个—COOH、1个—NH2，书写与谷氨酸具有相同官能团种类与数目的同分异构体时可以先确定2个—COOH的位置，再确定—NH2的位置。第一步，书写不含官能团的碳骨架，即C—C—C。第二步，确定2个相同官能团的位置，有4种

。第三步，补充第3个官能团，即

(数字代表—NH2的位置)，共8种(不含立体异构)，D错误。3．(诺贝尔化学奖)(2025·北京顺义模拟)2024年诺贝尔化学奖授予在蛋白质设计和蛋白质结构预测领域作出贡献的科学家。如图所示为蛋白质的一级、二级、三级、四级结构，下列说法不正确的是(

)A．蛋白质一级结构是氨基酸通过肽键有规律地连接形成多肽链B．蛋白质二级结构是多肽链上的碱基通过氢键作用形成的特定的空间结构，常见形式有α-螺旋和β-折叠C．蛋白质三级结构是在二级结构的基础上，由同一条多肽链中的氨基酸残基之间形成氢键等相互作用使多肽链进一步折叠卷曲形成D．蛋白质四级结构是由一条具有特定三级结构的多肽链通过非共价键结合形成多聚体答案：D解析：由题图分析可知，蛋白质的形成过程为氨基酸脱水缩合形成多肽链(一级结构)、多肽链盘绕或折叠形成特定的空间结构(二级结构)、二级结构进一步盘曲折叠形成更复杂的空间结构(三级结构)、多个具有特定三级结构的多肽链通过非共价键相互作用(如氢键等)排列组装，形成蛋白质的四级结构，综上所述，D错误。4．(诺贝尔化学奖)2021年BenjaminList和DaveMacMillan因不对称有机催化获得诺贝尔化学奖，脯氨酸可以催化羟醛缩合反应，其反应简化历程如图所示。下列说法正确的是(

)A．有机物①能够降低总反应的焓变B．有机物③和④互为同分异构体C．反应过程中存在极性键和非极性键的断裂和生成D．答案：C5．(点击化学)一价铜催化的叠氮化物－炔烃环加成反应(如图甲所示)可谓点击化学中的第一个经典之作，催化剂CuCl的晶体结构如图乙所示。

答案：A6．(诺贝尔化学奖)2023年诺贝尔化学奖得主路易斯·布鲁斯和阿列克谢·叶基莫夫各自独立地成功合成了量子点。新型石墨烯量子点白光发光材料已经成功应用到白光LED器件中。中国科学院福建物质结构研究所合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2，并获得了该化合物的LED器件。研究人员相信，未来量子点可以为柔性电子产品、微型传感器、更纤薄的太阳能电池以及加密量子通信做出贡献。(1)石墨烯(如图甲所示)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，其中C原子的杂化方式为________，1号C与相邻C形成键角的大小为________。sp2120°(2)硼酸[B(OH)3]的结构为

，在硼酸分子中，B原子与3个羟基相连，B原子的杂化轨道类型是________，若将“—OH”视为一个原子，则硼酸分子的空间结构为__________，[B(OH)4]－中，B原子的杂化轨道类型为________；其中一个B—O是配位键，孤电子对由________(填元素符号)原子提供。sp2平面三角形sp3O(3)硼与第ⅤA族元素组成的化合物氮化硼(BN)、磷化硼(BP)、砷化硼(BAs)的晶体结构与单晶硅相似，其中氮化硼(BN)和磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨涂料，砷化硼(BAs)是一种超高热导率半导体材料。①BN晶体的熔点要比BP晶体的熔点高，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。BN和BP的晶体结构与单晶硅相似，故BN和BP都是共价晶体，N的原子半径小于P的原子半径，N—B的键长小于P—B的键长，则N—B的键能大于P—B的键能，共价键的键能越大，共价晶体的熔、沸点越高，故BN晶体的熔点要比BP晶体的熔点高②BAs的晶胞结果如图乙所示，已知阿伏加德罗常数的值为