化学 诊断卷 （2026年 2月） (考试时间 60分钟，满分 100分) 特别提示： 1．本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有 1~2个正确选项，只有 1个正确选项的，多选不得分；有 2 个正确选项的，漏选 1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有 1个正确选项。 2．除特殊说明外，本试卷所用相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 P-31 S-32 Mn-55。 一 光催化材料 氧化铈（CeO2）是一种重要的光催化材料，铈元素可在三价与四价之间可逆转换，这一特 性使其在光催化反应中能通过电子转移与氧空位的生成、消除实现催化循环。 1. 氧化铈的光催化基本原理如下图所示：当光照能量（hν）等于或大于氧化铈催化剂的禁 带宽度（Eg）时，其价带（VB）上的电子（e ）会受激发跃迁至导带（CB），留下带正电荷的 空穴（h+），形成光生电子—空穴对，进而与吸附的物质发生氧化还原反应。则在氧化还原反应 中，空穴可视为_____（填“氧化剂”或“还原剂”），图中物质 A发生_____（填“氧 化”或“还原”）反应。 光催化基本原理 乙二胺四乙酸 EDTA（乙二胺四乙酸，结构如上图所示）是一种常用的有机配体，能与多数金属离子形成 稳定的 1:1型络合物，在定量分析中应用广泛。 2．组成 EDTA的元素中，下面对气态基态原子第一电离能大小排列正确的是_____。 A. N > O > H > C B. O > H > N > C C. N > O > C > H D. N > C > O > H 3．EDTA中 C原子的杂化类型是_____。 化学诊断卷（2026年 2月）第 1页（共 10页） 在光催化反应体系中，CeO2与 EDTA的结合可进一步优化催化性能。EDTA 作为配体可稳 定铈的不同价态，而 CeO2的氧空位则能促进反应物的吸附与活化，二者协同作用显著提升了催 化效率。 4. 基态 Ce原子的核外电子排布式可简写为[Xe]4f15d16s2，其失去 4个电子形成 Ce4+时，失去电 子的顺序为_____。 A. 6s→4f→5d B. 4f→5d→6s C. 6s→5d→4f 5. 光催化过程中，光生电子—空穴对易发生复合导致催化效率降低，可通过掺杂金属离子抑制 复合。下列离子中，能有效掺杂 CeO2的有_____。（不定项） A. Ti4+ B. Fe3+ C. Mn2+ CeO2基光催化剂可通过多步电子转移实现水分解与污染物氧化的耦合，其基元反应的能量 变化可通过盖斯定律关联，从而优化催化体系的热力学效率。 已知 CeO 光催化体系中，涉及以下基元反应（298K）： 1 ① 2Ce4+ + H2O(l) = 2Ce3+ + 2H+ + O2(g) ΔH1 = +184 kJ·mol 12 ② Ce4+ + e = Ce3+ ΔH2 = 121 kJ·mol 1 1 ③ H2O(l) = H2(g) + 2 O2(g) ΔH3 = +286 kJ·mol 1 6. 请通过盖斯定律，推导光催化水分解半反应：2H2O(l) = 4H+ + O2(g) + 4e ，并计算该半反应的 焓变ΔH= _____ 。 7. 配平在弱酸性环境下 CeO2光催化还原 CO2的离子方程式： ____CO2 + ____Ce3+ + ____H+ === ____CH3OH + ____Ce4+ + ____H2O 8. 根据上述信息，CeO2—EDTA复合光催化体系在消除有机污染物中的作用有：吸附活化反应 物分子和_____。 9. 从 CeO2—EDTA复合光催化材料的结构与性能特点分析，该方法处理有机污染物效率高的原 因有_____、_____。（列举 2点） 化学诊断卷（2026年 2月）第 2页（共 10页） 二 磷酸铁锂 LiFePO4（磷酸铁锂）是锂离子电池主流正极材料之一，具有结构稳定、安全性高、循环寿 命长等优点，广泛应用于动力电池与储能电池。 1. LiFePO4的上述应用，与其性质相关的是_____。（不定项） A．可逆氧化还原性 B．高熔点 C．高热稳定性 D．较高的密度 2. 在元素周期表中，基态 Fe原子的价电子排布式为_____，P元素处于_____区。 LiFePO4属于橄榄石型晶体，其晶胞结构如图所示；O 原子围绕 Fe形成正八面体结构、围 绕 P形成正四面体结构，这些多面体通过共顶点、共棱连接成空间链状结构，为锂离子的嵌入 与 ... ...
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