内容正文:
STSE中的化学基础
近几年我国科学技术在新理论的创立、新材料的研制、新能源的开发等方面取得了举世瞩目的成就。高考通常以此为素材进行命题,旨在培养学生的爱国之情,砥砺强国之志,实践报国之行,这类题目高起点、低落点,主要考查学生对基础主干知识的掌握情况,继而拓展知识见识。
|真|题|习|悟|(看高考如何关联命题)
1.(2025·广东卷)声波封印,材料是音乐存储技术的基础。下列说法错误的是 ( )
A.制作黑胶唱片使用的聚氯乙烯,其单体是CH3CH2Cl
B.磁带可由四氧化三铁涂覆在胶带上制成,Fe3O4具有磁性
C.光碟擦写过程中材料在晶态和非晶态间的可逆转换,涉及物理变化
D.固态硬盘芯片常使用单晶硅作为基础材料,单晶硅是一种共价晶体
解析:选A 聚氯乙烯的单体应为氯乙烯(CH2==CHCl),而选项中的CH3CH2Cl是氯乙烷,单体错误,A错误;四氧化三铁(Fe3O4)具有磁性,常用于磁带制作,B正确;光碟擦写时晶态与非晶态转换属于物理变化(无新物质生成),C正确;单晶硅为共价晶体,固态硬盘芯片使用单晶硅作为基础材料,D正确。
2.(2025·广西卷)大国重器是国之底气。下列关于我国的国之重器叙述正确的是 ( )
A.“朱雀二号”运载火箭所用燃料液氧甲烷属于纯净物
B.“中国天眼”的防腐膜所用聚苯乙烯的单体是苯乙烯
C.“LNG船”的液罐所用不锈钢中含量最高的元素是镍
D.“嫦娥六号”所用太阳能电池是将化学能转化为电能
解析:选B 液氧甲烷含有O2和CH4,属于混合物,A错误;聚苯乙烯由苯乙烯单体通过加聚反应生成,因此聚苯乙烯的单体是苯乙烯,B正确;不锈钢以铁为基体,含量最高的元素是铁,镍是合金元素,含量远低于铁,C错误;太阳能电池直接将光能转化为电能,而非化学能转化为电能,D错误。
3.(2025·湖南卷)材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列材料属于金属材料的是 ( )
A.高强韧无磁不锈钢——聚变能实验装置中的低温结构部件
B.金刚石薄膜——“梦想”号大洋钻探船使用的钻头表面涂层
C.超细玄武岩纤维——嫦娥六号携带的月面国旗的纺织材料
D.超细玻璃纤维——国产大飞机中隔音隔热的“飞机棉”
解析:选A 金属材料包括纯金属及其合金,选项中的不锈钢是铁碳合金,属于金属材料,A正确;金刚石是碳的单质形态,属于无机非金属材料,B错误;玄武岩纤维是由火山岩(主要成分为硅酸盐矿物)熔融制成的无机非金属材料,类似于玻璃纤维,不属于金属材料,C错误;玻璃纤维的主要成分是二氧化硅等非金属氧化物,属于无机非金属材料,因此不属于金属材料,D错误。
4.(2025·广东卷)现代科技,增强国力,增进民生福祉。下列说法正确的是 ( )
A.我国科学家首次测得了月球背面月幔水含量,1 mol H2O质量为10 g
B.利用MoS2成功为金属材料“重塑金身”,MoS2中Mo的化合价为+6
C.穿上电动机械腿,助力行走不是梦,行走时电池将电能转化为化学能
D.沙海养鱼蹚出治沙新路,让沙海沙山变成金山银山,鱼肉富含蛋白质
解析:选D H2O的摩尔质量为18 g·mol-1,因此,1 mol H2O的质量为18 g,而非10 g,A错误;MoS2中S的化合价为-2价,由化合价的代数和为0可知,Mo的化合价为+4,而非+6,B错误;电动机械腿工作时,电池放电将化学能转化为电能,再转化为机械能,而非电能转化为化学能,C错误;鱼肉的主要营养成分是蛋白质,描述正确,D正确。
5.(2024·天津卷)我国学者在碳化硅(SiC)表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正确的是 ( )
A.SiC是离子化合物
B.SiC晶体的熔点高、硬度大
C.核素14C的质子数为8
D.石墨烯属于烯烃
解析:选B SiC由非金属元素Si和C通过共价键结合,属于共价化合物而非离子化合物,A错误;SiC晶体结构与金刚石类似,属于共价晶体,因此熔点高、硬度大,B正确;核素14C是碳的同位素,碳的质子数为6,C错误;石墨烯是碳的单质,属于无机物,而烯烃是含碳碳双键的有机物,D错误。
[拓展见识]
2025中国科技突破
1.新型光解水催化材料
中国科学院金属研究所通过掺入5%的稀土元素钪,成功研发出金红石相二氧化钛光催化材料。该材料在模拟太阳光下的产氢效率比传统二氧化钛高出15倍,光生电荷分离效率提升200余倍。研究人员形象地将催化材料的两个晶面比作“电荷高速公路”:一个负责收集电子,另一个接收空穴。1平方米的光催化板每日可产氢约10升。
2.零CO2直接排放的热催化制氢技术
北京大学联合多家科研机构历时十年研发,在270 ℃的温和条件下,利用新型铂⁃铱双金属催化剂,成功将生物乙醇与水转化为清洁氢气,同时联产工业用乙酸。该技术解决了传统制氢过程的高能耗和CO2排放问题。可在不排放CO2的情况下实现高产率氢气生产。
|预|测|训|练|(由训练盘活知识)
1.(2026·惠州市调研)科技的快速发展彰显国力的强大,下列说法正确的是 ( )
A.“中国天眼”传输信息用到了光纤材料,其主要成分是Si
B.“梦天实验舱”原子钟利用电子跃迁计时,工作时发生化学变化
C.“天宫二号”空间站使用了石墨烯存储器,石墨烯属于有机物
D.“天和核心舱”电推进系统采用氮化硼(BN)陶瓷,氮化硼含共价键
解析:选D 光纤材料的主要成分是二氧化硅,而非单质硅,A错误;原子钟利用电子跃迁计时,属于物理变化(无新物质生成),B错误;石墨烯是碳的单质,属于无机物,而非有机物,C错误;氮化硼(BN)中硼和氮通过共价键结合,D正确。
2.(2026·保定市金科大联考)高科技,特别是AI的迅猛发展,正悄然改变着我们的生活与生产。下列说法正确的是 ( )
A.开发高浓度葡萄糖高效异构化制备果糖的新催化体系,葡萄糖转化为果糖的过程中原子利用率为100%
B.通过掺入5%的稀土元素钪成功研发出新型光解水催化材料。稀土元素一定位于周期表中的d区
C.电解池阴极实现空气(N2和O2)电化学转化制硝酸。该过程属于氮的固定,氮的固定一定是氮元素被氧化
D.智能机器狗使用的关键材料PEEK(聚醚醚酮)是一种无机非金属材料
解析:选A 葡萄糖(C6H12O6)转化为果糖(C6H12O6),是同分异构体间的转化,原子利用率100%,A正确;镧系元素位于周期表的f区,不是d区,B错误;氮的固定是将游离态氮转化为化合态氮,合成氨中氮元素被还原,不是一定被氧化,C错误;聚醚醚酮(PEEK)是有机高分子材料,不是无机非金属材料,D错误。
3.全息投影的实现依赖于材料科学与光学技术的结合,下列相关说法正确的是 ( )
A.全息投影激光器的谐振腔使用的石英玻璃在X射线衍射图谱中呈现宽衍射峰
B.聚四氟乙烯可以用作全息投影仪的光敏胶片,具有耐酸碱特性
C.激光束全息技术利用空气中的N2和O2激发发光显示影像,该过程属于化学变化
D.甘油被用作全息投影设备的冷却剂,主要利用其极强的吸水性
解析:选A 石英玻璃属于非晶体,而非晶体在X射线衍射图谱中呈现宽衍射峰,A正确;光敏材料见光易分解,聚四氟乙烯性质稳定,不能用作光敏胶片,B错误;电激发空气中的N2和O2发光没有新物质生成,是物理变化,而非化学变化,C错误;甘油作冷却剂与其良好的导热性和高比热容有关,与吸水性无关,D错误。
4.(2026·常州一中期初)化学与科技密切相关。下列说法正确的是 ( )
A.超分子黏合剂具有很高的黏合强度,超分子以共价键连接其他分子
B.催化电解工业废水中的硝酸盐制取氨气,实现了氮的固定
C.弹道二维In2Se3晶体管有优异的光学性能,其成分是一种合金材料
D.全氟磺酸质子膜广泛用于水电解制氢,磺酸基具有很好的亲水性
解析:选D 超分子内的分子间作用力属于非共价键,A错误;将游离态氮转变为化合态氮的过程叫氮的固定,B错误;Se是非金属,故In2Se3不是合金材料,C错误;水电解制氢膜是一种固体聚合物电解质,是一种带有离子交换功能端基的全氟磺酸树脂均质膜,具有优良的耐热性能、力学性能、电化学性能以及化学稳定性能,磺酸基具有很好的亲水性,可在强酸、强碱、强氧化剂介质等苛刻条件下使用,D正确。
5.(2026·南通部分学校阳光测评)中国“天宫”空间站运用的“黑科技”很多,下列对所涉及物质的性质描述错误的是 ( )
A.被誉为“百变金刚”的太空机械臂主要成分为铝合金
B.“问天”实验舱采用了砷化镓太阳电池片,砷化镓具有良好的导电性
C.核心舱配置的离子推进器以氙和氩气作为推进剂,氙和氩属于稀有气体
D.太阳能电池翼采用碳纤维框架和玻璃纤维网,二者均为无机非金属材料
解析:选B 太空机械臂主要成分为性能优良的铝合金,其强度大于纯铝,故A正确;砷化镓是性能优良的半导体,不具有良好的导电性,故B错误;氙和氩都是位于元素周期表0族的稀有气体,故C正确;碳纤维框架和玻璃纤维网都是性能优良的无机非金属材料,故D正确。
6.(2026·南京金陵中学调研)全息投影的实现依赖于材料科学与光学技术的结合。下列相关说法不正确的是 ( )
A.全息投影技术的光电器件所用材料氮化镓为新型无机非金属材料
B.甘油被用作全息投影设备的冷却剂,主要利用其强吸水性
C.空气显示影像时通过电激发氧气发光,该过程属于物理变化
D.聚四氟乙烯具有耐酸碱特性,用于制作全息投影仪的光敏胶片
解析:选B 氮化镓具有高硬度、高熔点、耐腐蚀等特性,符合新型无机非金属材料特点,A正确;甘油作冷却剂与其良好的导热性和高比热容有关,与吸水性无关,B错误;电激发氧气发光没有新物质生成,是物理变化,C正确;聚四氟乙烯具有很强的耐酸碱特性,化学性质稳定,可用作全息投影仪的光敏胶片的显示材料,D正确。
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