2025年中考化学（全国通用）终极冲刺时事热点特训9《前沿科技》（押题猜想）原卷+解析卷

2025年中考化学（全国通用）终极冲刺时事热点特训9《前沿科技》（押题猜想） 【时事回顾】 2025年我国一些前沿科技成果： 1. EAST实现千秒量级高约束模等离子体运行：中国科学院磁约束核聚变大科学工程团队在EAST装置上成功实现超过1亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。 2. 60MW/600MWh液态空气储能示范项目成功：中国绿发投资集团和中国科学院理化所团队采用深低温梯级液化蓄冷工艺和常压低温储存技术，研发的液态空气储能系统实现百千瓦级到万千瓦级工程化突破，每天储存释放电量高达60万千瓦时。 3. 高分辨率三维介观尺度荧光显微技术突破：清华大学团队提出扫描光场成像原理和数字自适应光学架构，研发的大视场高分辨三维介观尺度荧光显微镜，相比最先进的商业化荧光显微镜三维视场提升90倍，成像通量提升322倍。 4. 己二酸的生物制造关键技术：北京化工大学团队通过对生物合成通路进行最优设计，获得高效生产己二酸前体的微生物菌株，产量达到110g/L，为化工行业绿色转型提供了中国方案。 【情景素材】 连续流化学微反应器创新设计：中科院研发的CdSe/ZnS量子点涂层反应器，通过光致发光强度变化实时反馈局部pH值（精度±0.02）；华东理工开发的ZIF - 8@SiO₂复合微通道，比表面积达1800m²/g，在连续流动氢化反应中实现催化剂负载量降低80%。。 EAST实现千秒量级高约束模等离子体运行：EAST装置上成功实现超过1亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。 高分辨率三维介观尺度荧光显微技术突破：清华大学团队研发的大视场高分辨三维介观尺度荧光显微镜，相比最先进的商业化荧光显微镜三维视场提升90倍，成像通量提升322倍。 己二酸的生物制造关键技术：北京化工大学团队通过对生物合成通路进行最优设计，获得高效生产己二酸前体的微生物菌株，产量达到110g/L。 【命题要点】 1.新型材料的成分、性质与用途，化学反应中的催化剂作用，以及物质的检测与pH值相关知识。 2.核聚变相关概念，能量转化，以及装置中可能涉及的材料性质。 3.显微镜的成像原理中涉及的光学知识与化学物质的荧光特性，以及新型材料在显微镜制造中的应用。 4.生物合成中的化学反应，微生物菌株的作用，以及绿色化学理念。 【相关知识点分析】 1.量子点涂层反应器中，可考查学生对pH值概念、酸碱指示剂与pH值关系的理解。对于复合微通道，可考查催化剂的特点，如能改变化学反应速率但本身质量和化学性质在反应前后不变，以及比表面积大小对反应的影响（比表面积大，反应接触面积大，反应速率快）等知识点。。 2.可考查核聚变与核裂变的区别，核聚变是轻核结合成重核的过程，会释放大量能量，涉及到核能与其他形式能量的转化。同时，装置能承受高温，可考查学生对耐高温材料性质的了解，如具有高熔点、高强度等特性。 3.可考查荧光产生的原因，即某些物质吸收能量后电子跃迁到激发态，再回到基态时以光的形式释放能量。还可考查显微镜镜头等部件可能用到的光学材料的性质，如透光性好、折射率合适等。 4.可考查学生对有机化学反应的认识，如己二酸前体合成过程中的反应类型。微生物菌株在这里起到生物催化剂的作用，可考查酶作为生物催化剂的特性，如高效性、专一性等。同时，该技术体现了绿色化学理念，可考查绿色化学的核心内容，如原子经济性、减少污染物排放等。 【押题猜想】 一．选择题（30分） 1. 我国在连续流化学微反应器创新设计取得进展，其中一种新型微反应器使用了特殊的纳米材料作为催化剂载体。已知该纳米材料由硅、氧和一种金属元素组成，其化学式为MxSiOy（M代表金属元素）。若该金属元素在化合物中显+3价，硅元素显+4价，氧元素显-2价，则x:y可能为（ ） A. 1:2 B. 2:3 C. 3:4 D. 1:3 【答案】：B 【解析】：根据化合物中正负化合价代数和为零，可得(+3)x + (+4) + (-2)y = 0，化简得到3x + 4 - 2y = 0，进一步变形为3x = 2y - 4 。逐一分析选项，A选项代入后等式不成立；B选项，当x = 2，y = 5时，3×2 = 2×5 - 4，等式成立；C选项代入不成立；D选项代入也不成立，所以选B。 2. EAST实现千秒量级高约束模等离子体运行，其装置中用到了特殊的耐高温陶瓷材料。这种陶瓷材料中含有碳化硅（SiC），关于碳化硅的说法正确的是（ ） A. 碳化硅是一种新型合金 B. 碳化硅中硅元素和碳元素的质量比为1:1 C. 碳化硅中碳元素的化合价为+4价 D. 碳化硅由硅原子和碳原子构成 【答案】：D 【解析】：合金是金属与金属或金属与非金属熔合而成的具有金属特性的混合物，碳化硅是化合物不是合金，A错误；碳化硅中硅元素和碳元素的质量比为28:12 = 7:3，B错误；碳化硅中硅元素显+4价，根据化合物中化合价代数和为零，碳元素化合价为-4价 ，C错误；碳化硅是由硅原子和碳原子构成的，D正确，所以选D。 3. 我国在高分辨率三维介观尺度荧光显微技术突破，研发过程中用到了多种化学试剂。其中一种试剂能与蛋白质发生显色反应，用于检测蛋白质的存在，该试剂可能是（ ） A. 碘酒 B. 浓硝酸 C. 食盐水 D. 蒸馏水 【答案】：B 【解析】：碘酒能使淀粉变蓝，不能与蛋白质发生显色反应，A错误；浓硝酸能使蛋白质变黄，发生显色反应 ，可用于检测蛋白质，B正确；食盐水和蒸馏水都不能与蛋白质发生显色反应，C、D错误，所以选B。 4. 北京化工大学团队实现己二酸的生物制造关键技术突破，利用微生物将葡萄糖转化为己二酸。在这个过程中，葡萄糖（C6H12O6）发生的反应属于（ ） A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 其他反应类型 【答案】：D 【解析】：化合反应是多种物质生成一种物质，分解反应是一种物质生成多种物质，置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物。葡萄糖转化为己二酸，反应物是一种，生成物也是一种化合物，不属于上述基本反应类型，属于其他反应类型，所以选D。 5. 基于新型光敏蛋白的基因治疗技术中，涉及到对光敏蛋白的研究。从化学角度看，蛋白质属于（ ） A. 有机高分子化合物 B. 无机非金属材料 C. 金属材料 D. 复合材料 【答案】：A 【解析】：蛋白质是由氨基酸组成的高分子化合物，属于有机高分子化合物；无机非金属材料如玻璃、陶瓷等；金属材料包括金属和合金；复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料组成，所以选A。 6. 北京人工智能创新应用成果丰硕，在材料研发方面，AI助力小米高性能合金材料研发。合金与组成它的纯金属相比，一般具有的性质是（ ） A. 熔点更高 B. 硬度更大 C. 密度更大 D. 抗腐蚀性更弱 【答案】：B 【解析】：合金与组成它的纯金属相比，熔点更低，A错误；硬度更大，B正确；密度不一定更大，C错误；抗腐蚀性一般更强，D错误，所以选B。 7. 多项北京重大开源成果发布，其中北京开源芯片研究院“香山”开源高性能RISC - V处理器核。芯片制造过程中需要用到高纯度的硅，工业上制取硅的反应之一为SiO2 + 2C Si + 2CO↑，该反应属于（ ） A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 【答案】：C 【解析】：该反应是一种单质（C）和一种化合物（SiO2）反应生成另一种单质（Si）和另一种化合物（CO），属于置换反应；化合反应是多种物质生成一种物质；分解反应是一种物质生成多种物质；复分解反应是两种化合物相互交换成分生成另外两种化合物，所以选C。 8. “梦想”号大洋钻探船建成入列，其船身材料使用了高强度的合金钢。在潮湿的环境中，合金钢中的铁容易生锈，铁锈的主要成分是（ ） A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe(OH)3 【答案】：B 【解析】：铁生锈是铁与氧气、水发生缓慢氧化的过程，铁锈的主要成分是氧化铁 Fe2O3；FeO不稳定，在空气中易被氧化；Fe3O4是铁在氧气中燃烧的产物；Fe(OH)3不是铁锈的主要成分，所以选B。 9. 60MW/600MWh液态空气储能示范项目成功，液态空气主要成分是液态氮气和液态氧气。关于液态空气，下列说法正确的是（ ） A. 液态空气是纯净物 B. 液态氮气和液态氧气的化学性质与气态时不同 C. 分离液态空气制取氧气属于物理变化 D. 液态氧气变成气态氧气时分子体积变大 【答案】：C 【解析】：液态空气由液态氮气、液态氧气等多种物质组成，是混合物，A错误；物质的化学性质由分子结构决定，液态氮气和液态氧气的分子结构与气态时相同，化学性质也相同 ，B错误；分离液态空气制取氧气是利用氮气和氧气沸点不同，将它们分离，没有新物质生成，属于物理变化，C正确；液态氧气变成气态氧气时分子间间隔变大，分子体积不变，D错误，所以选C。 10. 基于脱氨酶的转录因子印记技术，在生物体内，脱氨酶是一种生物催化剂，它的特点是（ ） A. 只能加快化学反应速率 B. 反应前后质量和性质都不变 C. 能改变化学反应速率 D. 能使原本不能发生的反应发生 【答案】：C 【解析】：催化剂能改变化学反应速率，包括加快和减慢，A错误，C正确；催化剂在反应前后质量和化学性质不变，物理性质可能改变 ，B错误；催化剂不能使原本不能发生的反应发生，只能改变反应速率，D错误，所以选C。 11. 连续流化学微反应器创新设计中，有一种微反应器的通道表面涂有一层特殊的聚合物薄膜。该聚合物由乙烯（C2H4）聚合而成，乙烯属于（ ） A. 氧化物 B. 有机物 C. 盐 D. 碱 【答案】：B 【解析】：氧化物是由氧元素和另一种元素组成的化合物，乙烯不含氧元素，不是氧化物，A错误；乙烯含碳元素，属于有机物，B正确；盐是由金属离子（或铵根离子）和酸根离子组成的化合物，乙烯不符合，C错误；碱是在水溶液中电离出的阴离子全部是氢氧根离子的化合物，乙烯不是，D错误，所以选B。 12. 基于新型光敏蛋白的基因治疗技术，光敏蛋白吸收特定波长的光后会发生结构变化。从微观角度看，这一过程中发生改变的是（ ） A. 原子的种类 B. 原子的数目 C. 分子的结构 D. 元素的种类 【答案】：C 【解析】：光敏蛋白吸收光发生结构变化，是分子的结构改变；原子的种类、数目和元素的种类在这个过程中都不会改变，化学反应前后原子种类和数目不变，元素种类也不变，所以选C。 13. 北京人工智能创新应用在材料研发中，AI可以快速筛选合适的材料成分。例如在研发新型电池材料时，需要考虑材料的导电性、化学稳定性等。下列材料中，最适合作为电池电极材料的是（ ） A. 石墨 B. 陶瓷 C. 塑料 D. 橡胶 【答案】：A 【解析】：石墨具有良好的导电性，化学性质稳定，适合做电池电极材料；陶瓷、塑料、橡胶都属于绝缘体，导电性差，不适合做电池电极材料，所以选A。 14. 高分辨率三维介观尺度荧光显微技术中，荧光物质能发出荧光是因为其分子中的电子发生跃迁。关于电子跃迁，下列说法正确的是（ ） A. 电子跃迁会改变原子的质子数 B. 电子跃迁会使原子变成离子 C. 电子跃迁过程中会吸收或释放能量 D. 电子跃迁只能从低能级到高能级 【答案】：C 【解析】：电子跃迁过程中原子的质子数不变，A错误；电子跃迁不一定会使原子变成离子，只有当电子得失时才会形成离子，B错误；电子从低能级跃迁到高能级吸收能量，从高能级跃迁到低能级释放能量 ，C正确；电子跃迁可以从低能级到高能级，也可以从高能级到低能级，D错误，所以选C。 15. 连续流化学微反应器创新设计中，微反应器内的化学反应速率比传统反应器快。其原因不可能是（ ） A. 微反应器内反应物的接触面积大 B. 微反应器内的温度更容易控制 C. 微反应器内使用的催化剂活性更高 D. 微反应器的材质更坚固 【答案】：D 【解析】：反应物接触面积大，反应速率快，A不符合；温度对反应速率有影响，容易控制温度可使反应在适宜条件下快速进行，B不符合；催化剂活性高，能更有效地加快反应速率 ，C不符合；反应器材质坚固与反应速率快慢无关，D符合，所以选D。 二．非选择题（40分） 16.（8分）EAST（东方超环）是我国自主研发的磁约束核聚变实验装置，在2025年实现了干秒量级高约束模等离子体运行，为可控核聚变研究提供了重要数据。核聚变反应的原理与化学变化有所不同，但装置的材料选择、运行过程中的物质变化等涉及化学知识。请回答下列问题： （1）为了承受核聚变过程中产生的高温（超过1亿℃），EAST装置的内壁使用了钨（W）和铍（Be）等金属材料。钨在元素周期表中位于第六周期，属于________（填“金属”或“非金属”）元素；铍原子的最外层电子数为2，其原子结构示意图中，核外电子层数为________。 （2）核聚变反应过程中，氢的同位素氘（2H）和氚（3H）发生核融合生成氦（4He）并释放能量。该过程不属于化学变化，其原因是（ ） A. 没有新物质生成 B. 反应条件过于苛刻 C. 没有化学键的断裂与形成 D. 释放能量过高 （2）EAST装置运行时，内部的高温等离子体可能与装置材料发生微弱反应。若钨与氧气在高温下反应生成三氧化钨（WO3），该反应的化学方程式为________；从物质分类角度看，三氧化钨属于________（填“单质”“氧化物”或“盐”）。 （4）为了冷却装置，EAST使用液态氦作为冷却剂。下列关于氦气性质的描述中，与该用途直接相关的是（ ） A. 无色无味 B. 化学性质稳定 C. 沸点极低（-268.9℃） D. 密度比空气小 【答案】 （1）金属；2； （2）C； （3）2W + 3O2 2WO3；氧化物； （4）C。 【解析】（1）钨带有“钅”字旁，属于金属元素；铍的原子序数为4，核外电子排布为2、2，因此电子层数为2。（2）化学变化的本质是化学键的断裂与形成，而核聚变涉及原子核的变化，不涉及化学键改变，因此不属于化学变化。（3）根据质量守恒定律配平化学方程式；三氧化钨由氧元素和钨元素组成，属于氧化物。（4）液态氦沸点极低，汽化时吸收大量热量，可用于高效冷却装置，与颜色、化学性质或密度无关。 17.（8分）我国自主研发的60MW/600MWh液压空气储能示范项目成功投运，该技术利用空气压缩储存能量，释放时驱动发电。结合储能过程中的化学知识，完成下列问题： （1）液压空气储能系统工作时，空气被压缩后温度显著升高。这是因为压缩过程中____（填“分子间隔”或“分子大小”）减小，机械能转化为____（填“化学能”或“热能”）。 （2）储能装置使用的液压油需具备良好的化学稳定性。下列关于液压油的说法错误的是（ ） A. 应避免与强氧化剂接触，防止发生氧化反应 B. 高温下不易分解，体现其物理性质 C. 主要成分属于有机化合物 D. 泄漏后需妥善处理，防止污染土壤和水体 （3）发电阶段，压缩空气膨胀推动涡轮机运转。此过程中空气的内能____（填“增大”或“减小”），若空气含少量二氧化硫，可能导致酸雨，其反应原理为二氧化硫与水生成____（填化学式）。 （4）该储能项目使用的金属材料需具备高强度和耐腐蚀性。下列措施不能增强金属耐腐蚀性的是（ ） A. 表面刷涂防锈漆 B. 制成不锈钢合金 C. 保持金属表面潮湿 D. 进行电镀处理 【答案】 （1）分子间隔；热能； （2）B； （3）减小；H₂SO₃； （4）C。 【解析】（1）压缩空气时，分子间距离减小，分子动能增加导致温度升高，机械能转化为热能，与分子大小无关。（2）高温下不易分解体现的是液压油的化学性质（物质在化学变化中表现的性质），而非物理性质。其他选项均正确。（3）空气膨胀对外做功，内能减小；二氧化硫与水反应生成亚硫酸（H₂SO₃），是酸雨形成的原因之一。（4）保持金属表面潮湿会加速金属与氧气、水的接触，促进锈蚀；刷漆、制成合金、电镀均可隔绝空气，增强耐腐蚀性。 18.（12分）清华大学科研团队在高分辨率三维介观尺度荧光显微技术领域取得重大突破，该技术利用特殊荧光探针实现对生物样本的超精细成像。 （1）科研人员常使用有机荧光染料作为探针。某荧光染料的化学式为C₂₀H₁₆N₂O₂，该物质由______种元素组成，其中碳、氢元素的质量比为______。 （2）在制备荧光探针的过程中，需要将某些化合物溶解在特定溶剂中。下列关于溶解过程的说法正确的是（ ） A. 溶解过程一定是物理变化 B. 溶质只能是固体 C. 溶剂水的分子间作用力在溶解时会改变 D. 溶液达到饱和后无法再溶解任何物质 （3）合成荧光探针的反应之一为：2A + 3O₂ = 2CO₂ + 4H₂O + N₂，则A的化学式为______；该反应中，氧气与氮气的化学计量数之比为______。 （4）为提高荧光探针的稳定性，科研人员在其结构中引入硅（Si）元素。硅在元素周期表中的信息如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 硅原子的中子数为14 B. 硅元素属于金属元素 C. 硅的相对原子质量为28.09g D. 硅原子的核外电子数为14 （5）荧光探针的表面修饰常使用纳米级二氧化钛（TiO₂）颗粒。关于TiO₂的说法正确的是（ ） A. 由一个钛原子和两个氧原子构成 B. 钛元素的化合价为+2价 C. 属于氧化物 D. 可与水反应生成氢氧化钛 （6）科研人员在清洗实验仪器时，发现某残留的荧光染料不易溶于水，可选用酒精作为清洗剂。这是因为（ ） A. 酒精与水互溶 B. 酒精能与荧光染料发生化学反应 C. 酒精的密度比水小 D. 该荧光染料在酒精中的溶解度比在水中大 【答案】 （1）4；15:1； （2）C； （3）CH₄N；3:1；（4）D； （5）C；（6）D。 【解析】（1）由化学式C₂₀H₁₆N₂O₂可知，该物质含C、H、N、O共4种元素；碳、氢元素质量比 = (12×20):(1×16) = 240:16 = 15:1。（2）A选项，部分溶解过程伴随化学变化（如CO₂溶于水生成碳酸）；B选项，溶质可以是固体、液体或气体；C选项，溶剂分子在溶解时因溶质粒子作用，分子间作用力改变，正确；D选项，饱和溶液可溶解其他物质。 （3）根据质量守恒定律，反应前后原子种类和数目不变，推出A为CH₄N；反应中O₂与N₂化学计量数分别为3和1，比值为3:1。（4）A选项，硅原子中子数 = 28 - 14 = 14（相对原子质量≈质子数+中子数），但14是质子数；B选项，硅属于非金属元素；C选项，相对原子质量单位为“1”，省略不写；D选项，原子中质子数 = 核外电子数 = 14，正确。 （5）A选项，TiO₂由TiO₂分子构成；B选项，O为-2价，Ti为+4价；C选项，由两种元素组成且含氧，属于氧化物，正确；D选项，TiO₂不与水反应。（6）选用酒精清洗是因为该荧光染料在酒精中溶解度更大，利用相似相溶原理，与酒精和水的互溶性、密度无关，且未发生化学反应。 19.（12分）己二酸是合成尼龙等高分子材料的重要原料。传统化学合成法存在能耗高、污染大等问题。我国科研团队在高分辨率己二酸生物制造关键技术上取得突破，利用工程菌将糖类物质转化为己二酸，为绿色化学开辟新路径。请结合所学化学知识完成下列问题： （1）己二酸化学式为C₆H₁₀O₄，其相对分子质量计算式为____________________；146g己二酸中碳元素质量为______g。 （2）生物制造过程中，工程菌通过酶的催化作用将葡萄糖（C₆H₁₂O₆）转化为己二酸，该过程属于______（填“物理”或“化学”）变化，判断依据是______________________。 （3）与传统化学合成法相比，生物制造己二酸的优势不包括（ ） A. 降低能耗 B. 减少污染物排放 C. 完全不使用催化剂 D. 原料可再生 （4）己二酸在一定条件下可与乙二醇（C₂H₆O₂）发生缩聚反应生成高分子材料，该反应除生成聚合物外，还会产生的小分子物质是（ ） A. H₂ B. H₂O C. CO₂ D. CH₄ （5）实验室中检验己二酸水溶液酸碱性，可选用的试剂是（ ） ①酚酞溶液 ②pH试纸 ③紫色石蕊溶液 ④硝酸银溶液 A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ③④ （6）科研团队通过优化发酵条件提高己二酸产量，下列措施中可能有效的是（ ） ①升高温度至100℃ ②调节溶液pH ③增加氧气通入量 ④加入过量糖类原料 A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④ 【答案】 （1）12×6 + 1×10 + 16×4 72g； （2）化学变化； 反应生成了新物质己二酸 ；（3） C ；（4） B； （5） B； （6） B。 【解析】（1）根据相对分子质量为各原子相对原子质量之和计算；利用元素质量分数公式求解碳元素质量。（2）有新物质生成的变化属于化学变化。（3） 生物制造需酶作催化剂，选项C错误；生物法可降低能耗、减少污染且原料糖类可再生。（4） 缩聚反应中，羧基与羟基脱水缩合，生成高分子和H₂O。（5） pH试纸和紫色石蕊溶液可检验溶液酸碱性；酚酞遇酸不变色，硝酸银用于检验Cl⁻。（6） 100℃高温会使酶失活，①错误；调节pH、增加氧气、补充原料可优化发酵条件。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2025年中考化学（全国通用）终极冲刺时事热点特训9《前沿科技》（押题猜想） 【时事回顾】 2025年我国一些前沿科技成果： 1. EAST实现千秒量级高约束模等离子体运行：中国科学院磁约束核聚变大科学工程团队在EAST装置上成功实现超过1亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造托卡马克装置高约束模运行新的世界纪录。 2. 60MW/600MWh液态空气储能示范项目成功：中国绿发投资集团和中国科学院理化所团队采用深低温梯级液化蓄冷工艺和常压低温储存技术，研发的液态空气储能系统实现百千瓦级到万千瓦级工程化突破，每天储存释放电量高达60万千瓦时。 3. 高分辨率三维介观尺度荧光显微技术突破：清华大学团队提出扫描光场成像原理和数字自适应光学架构，研发的大视场高分辨三维介观尺度荧光显微镜，相比最先进的商业化荧光显微镜三维视场提升90倍，成像通量提升322倍。 4. 己二酸的生物制造关键技术：北京化工大学团队通过对生物合成通路进行最优设计，获得高效生产己二酸前体的微生物菌株，产量达到110g/L，为化工行业绿色转型提供了中国方案。 【情景素材】 连续流化学微反应器创新设计：中科院研发的CdSe/ZnS量子点涂层反应器，通过光致发光强度变化实时反馈局部pH值（精度±0.02）；华东理工开发的ZIF - 8@SiO₂复合微通道，比表面积达1800m²/g，在连续流动氢化反应中实现催化剂负载量降低80%。。 EAST实现千秒量级高约束模等离子体运行：EAST装置上成功实现超过1亿度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。 高分辨率三维介观尺度荧光显微技术突破：清华大学团队研发的大视场高分辨三维介观尺度荧光显微镜，相比最先进的商业化荧光显微镜三维视场提升90倍，成像通量提升322倍。 己二酸的生物制造关键技术：北京化工大学团队通过对生物合成通路进行最优设计，获得高效生产己二酸前体的微生物菌株，产量达到110g/L。 【命题要点】 1.新型材料的成分、性质与用途，化学反应中的催化剂作用，以及物质的检测与pH值相关知识。 2.核聚变相关概念，能量转化，以及装置中可能涉及的材料性质。 3.显微镜的成像原理中涉及的光学知识与化学物质的荧光特性，以及新型材料在显微镜制造中的应用。 4.生物合成中的化学反应，微生物菌株的作用，以及绿色化学理念。 【相关知识点分析】 1.量子点涂层反应器中，可考查学生对pH值概念、酸碱指示剂与pH值关系的理解。对于复合微通道，可考查催化剂的特点，如能改变化学反应速率但本身质量和化学性质在反应前后不变，以及比表面积大小对反应的影响（比表面积大，反应接触面积大，反应速率快）等知识点。。 2.可考查核聚变与核裂变的区别，核聚变是轻核结合成重核的过程，会释放大量能量，涉及到核能与其他形式能量的转化。同时，装置能承受高温，可考查学生对耐高温材料性质的了解，如具有高熔点、高强度等特性。 3.可考查荧光产生的原因，即某些物质吸收能量后电子跃迁到激发态，再回到基态时以光的形式释放能量。还可考查显微镜镜头等部件可能用到的光学材料的性质，如透光性好、折射率合适等。 4.可考查学生对有机化学反应的认识，如己二酸前体合成过程中的反应类型。微生物菌株在这里起到生物催化剂的作用，可考查酶作为生物催化剂的特性，如高效性、专一性等。同时，该技术体现了绿色化学理念，可考查绿色化学的核心内容，如原子经济性、减少污染物排放等。 【押题猜想】 一．选择题（30分） 1. 我国在连续流化学微反应器创新设计取得进展，其中一种新型微反应器使用了特殊的纳米材料作为催化剂载体。已知该纳米材料由硅、氧和一种金属元素组成，其化学式为MxSiOy（M代表金属元素）。若该金属元素在化合物中显+3价，硅元素显+4价，氧元素显-2价，则x:y可能为（ ） A. 1:2 B. 2:3 C. 3:4 D. 1:3 2. EAST实现千秒量级高约束模等离子体运行，其装置中用到了特殊的耐高温陶瓷材料。这种陶瓷材料中含有碳化硅（SiC），关于碳化硅的说法正确的是（ ） A. 碳化硅是一种新型合金 B. 碳化硅中硅元素和碳元素的质量比为1:1 C. 碳化硅中碳元素的化合价为+4价 D. 碳化硅由硅原子和碳原子构成 3. 我国在高分辨率三维介观尺度荧光显微技术突破，研发过程中用到了多种化学试剂。其中一种试剂能与蛋白质发生显色反应，用于检测蛋白质的存在，该试剂可能是（ ） A. 碘酒 B. 浓硝酸 C. 食盐水 D. 蒸馏水 4. 北京化工大学团队实现己二酸的生物制造关键技术突破，利用微生物将葡萄糖转化为己二酸。在这个过程中，葡萄糖（C6H12O6）发生的反应属于（ ） A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 其他反应类型 5. 基于新型光敏蛋白的基因治疗技术中，涉及到对光敏蛋白的研究。从化学角度看，蛋白质属于（ ） A. 有机高分子化合物 B. 无机非金属材料 C. 金属材料 D. 复合材料 6. 北京人工智能创新应用成果丰硕，在材料研发方面，AI助力小米高性能合金材料研发。合金与组成它的纯金属相比，一般具有的性质是（ ） A. 熔点更高 B. 硬度更大 C. 密度更大 D. 抗腐蚀性更弱 7. 多项北京重大开源成果发布，其中北京开源芯片研究院“香山”开源高性能RISC - V处理器核。芯片制造过程中需要用到高纯度的硅，工业上制取硅的反应之一为SiO2 + 2C Si + 2CO↑，该反应属于（ ） A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应 8. “梦想”号大洋钻探船建成入列，其船身材料使用了高强度的合金钢。在潮湿的环境中，合金钢中的铁容易生锈，铁锈的主要成分是（ ） A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Fe(OH)3 9. 60MW/600MWh液态空气储能示范项目成功，液态空气主要成分是液态氮气和液态氧气。关于液态空气，下列说法正确的是（ ） A. 液态空气是纯净物 B. 液态氮气和液态氧气的化学性质与气态时不同 C. 分离液态空气制取氧气属于物理变化 D. 液态氧气变成气态氧气时分子体积变大 10. 基于脱氨酶的转录因子印记技术，在生物体内，脱氨酶是一种生物催化剂，它的特点是（ ） A. 只能加快化学反应速率 B. 反应前后质量和性质都不变 C. 能改变化学反应速率 D. 能使原本不能发生的反应发生 11. 连续流化学微反应器创新设计中，有一种微反应器的通道表面涂有一层特殊的聚合物薄膜。该聚合物由乙烯（C2H4）聚合而成，乙烯属于（ ） A. 氧化物 B. 有机物 C. 盐 D. 碱 12. 基于新型光敏蛋白的基因治疗技术，光敏蛋白吸收特定波长的光后会发生结构变化。从微观角度看，这一过程中发生改变的是（ ） A. 原子的种类 B. 原子的数目 C. 分子的结构 D. 元素的种类 13. 北京人工智能创新应用在材料研发中，AI可以快速筛选合适的材料成分。例如在研发新型电池材料时，需要考虑材料的导电性、化学稳定性等。下列材料中，最适合作为电池电极材料的是（ ） A. 石墨 B. 陶瓷 C. 塑料 D. 橡胶 14. 高分辨率三维介观尺度荧光显微技术中，荧光物质能发出荧光是因为其分子中的电子发生跃迁。关于电子跃迁，下列说法正确的是（ ） A. 电子跃迁会改变原子的质子数 B. 电子跃迁会使原子变成离子 C. 电子跃迁过程中会吸收或释放能量 D. 电子跃迁只能从低能级到高能级 15. 连续流化学微反应器创新设计中，微反应器内的化学反应速率比传统反应器快。其原因不可能是（ ） A. 微反应器内反应物的接触面积大 B. 微反应器内的温度更容易控制 C. 微反应器内使用的催化剂活性更高 D. 微反应器的材质更坚固 二．非选择题（40分） 16.（8分）EAST（东方超环）是我国自主研发的磁约束核聚变实验装置，在2025年实现了干秒量级高约束模等离子体运行，为可控核聚变研究提供了重要数据。核聚变反应的原理与化学变化有所不同，但装置的材料选择、运行过程中的物质变化等涉及化学知识。请回答下列问题： （1）为了承受核聚变过程中产生的高温（超过1亿℃），EAST装置的内壁使用了钨（W）和铍（Be）等金属材料。钨在元素周期表中位于第六周期，属于________（填“金属”或“非金属”）元素；铍原子的最外层电子数为2，其原子结构示意图中，核外电子层数为________。 （2）核聚变反应过程中，氢的同位素氘（2H）和氚（3H）发生核融合生成氦（4He）并释放能量。该过程不属于化学变化，其原因是（ ） A. 没有新物质生成 B. 反应条件过于苛刻 C. 没有化学键的断裂与形成 D. 释放能量过高 （2）EAST装置运行时，内部的高温等离子体可能与装置材料发生微弱反应。若钨与氧气在高温下反应生成三氧化钨（WO3），该反应的化学方程式为________；从物质分类角度看，三氧化钨属于________（填“单质”“氧化物”或“盐”）。 （4）为了冷却装置，EAST使用液态氦作为冷却剂。下列关于氦气性质的描述中，与该用途直接相关的是（ ） A. 无色无味 B. 化学性质稳定 C. 沸点极低（-268.9℃） D. 密度比空气小 17.（8分）我国自主研发的60MW/600MWh液压空气储能示范项目成功投运，该技术利用空气压缩储存能量，释放时驱动发电。结合储能过程中的化学知识，完成下列问题： （1）液压空气储能系统工作时，空气被压缩后温度显著升高。这是因为压缩过程中____（填“分子间隔”或“分子大小”）减小，机械能转化为____（填“化学能”或“热能”）。 （2）储能装置使用的液压油需具备良好的化学稳定性。下列关于液压油的说法错误的是（ ） A. 应避免与强氧化剂接触，防止发生氧化反应 B. 高温下不易分解，体现其物理性质 C. 主要成分属于有机化合物 D. 泄漏后需妥善处理，防止污染土壤和水体 （3）发电阶段，压缩空气膨胀推动涡轮机运转。此过程中空气的内能____（填“增大”或“减小”），若空气含少量二氧化硫，可能导致酸雨，其反应原理为二氧化硫与水生成____（填化学式）。 （4）该储能项目使用的金属材料需具备高强度和耐腐蚀性。下列措施不能增强金属耐腐蚀性的是（ ） A. 表面刷涂防锈漆 B. 制成不锈钢合金 C. 保持金属表面潮湿 D. 进行电镀处理 18.（12分）清华大学科研团队在高分辨率三维介观尺度荧光显微技术领域取得重大突破，该技术利用特殊荧光探针实现对生物样本的超精细成像。 （1）科研人员常使用有机荧光染料作为探针。某荧光染料的化学式为C₂₀H₁₆N₂O₂，该物质由______种元素组成，其中碳、氢元素的质量比为______。 （2）在制备荧光探针的过程中，需要将某些化合物溶解在特定溶剂中。下列关于溶解过程的说法正确的是（ ） A. 溶解过程一定是物理变化 B. 溶质只能是固体 C. 溶剂水的分子间作用力在溶解时会改变 D. 溶液达到饱和后无法再溶解任何物质 （3）合成荧光探针的反应之一为：2A + 3O₂ = 2CO₂ + 4H₂O + N₂，则A的化学式为______；该反应中，氧气与氮气的化学计量数之比为______。 （4）为提高荧光探针的稳定性，科研人员在其结构中引入硅（Si）元素。硅在元素周期表中的信息如图所示，下列说法正确的是（ ） A. 硅原子的中子数为14 B. 硅元素属于金属元素 C. 硅的相对原子质量为28.09g D. 硅原子的核外电子数为14 （5）荧光探针的表面修饰常使用纳米级二氧化钛（TiO₂）颗粒。关于TiO₂的说法正确的是（ ） A. 由一个钛原子和两个氧原子构成 B. 钛元素的化合价为+2价 C. 属于氧化物 D. 可与水反应生成氢氧化钛 （6）科研人员在清洗实验仪器时，发现某残留的荧光染料不易溶于水，可选用酒精作为清洗剂。这是因为（ ） A. 酒精与水互溶 B. 酒精能与荧光染料发生化学反应 C. 酒精的密度比水小 D. 该荧光染料在酒精中的溶解度比在水中大 19.（12分）己二酸是合成尼龙等高分子材料的重要原料。传统化学合成法存在能耗高、污染大等问题。我国科研团队在高分辨率己二酸生物制造关键技术上取得突破，利用工程菌将糖类物质转化为己二酸，为绿色化学开辟新路径。请结合所学化学知识完成下列问题： （1）己二酸化学式为C₆H₁₀O₄，其相对分子质量计算式为____________________；146g己二酸中碳元素质量为______g。 （2）生物制造过程中，工程菌通过酶的催化作用将葡萄糖（C₆H₁₂O₆）转化为己二酸，该过程属于______（填“物理”或“化学”）变化，判断依据是______________________。 （3）与传统化学合成法相比，生物制造己二酸的优势不包括（ ） A. 降低能耗 B. 减少污染物排放 C. 完全不使用催化剂 D. 原料可再生 （4）己二酸在一定条件下可与乙二醇（C₂H₆O₂）发生缩聚反应生成高分子材料，该反应除生成聚合物外，还会产生的小分子物质是（ ） A. H₂ B. H₂O C. CO₂ D. CH₄ （5）实验室中检验己二酸水溶液酸碱性，可选用的试剂是（ ） ①酚酞溶液 ②pH试纸 ③紫色石蕊溶液 ④硝酸银溶液 A. ①② B. ②③ C. ①③ D. ③④ （6）科研团队通过优化发酵条件提高己二酸产量，下列措施中可能有效的是（ ） ①升高温度至100℃ ②调节溶液pH ③增加氧气通入量 ④加入过量糖类原料 A. ①②③ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②④ 学科网（北京）股份有限公司 $$