2025年高中化學(xué)知識競賽“化學(xué)學(xué)習(xí)心得”分享大賽試題（三）一、選擇題（每題3分，共30分）在學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)時(shí)，某同學(xué)記錄了以下筆記：①烯烴與溴的加成反應(yīng)存在順反異構(gòu)選擇性；②鹵代烴的消除反應(yīng)遵循扎伊采夫規(guī)則；③格氏試劑與醛酮反應(yīng)可制備不同類型的醇；④手性分子的旋光方向與其構(gòu)型（R/S）存在對應(yīng)關(guān)系。其中正確的結(jié)論有（）A.①②③B.②③④C.①③④D.①②④用惰性電極電解一定濃度的硫酸銅溶液，實(shí)驗(yàn)過程中記錄到陽極產(chǎn)生氣體體積隨時(shí)間變化的曲線（如圖1）。下列分析錯(cuò)誤的是（）A.0~t1階段陽極主要發(fā)生反應(yīng)：2H2O-4e-=O2↑+4H+B.t1時(shí)刻溶液pH達(dá)到酸性臨界點(diǎn)C.t1~t2階段溶液中Cu2+濃度逐漸降低D.若將硫酸銅溶液替換為氯化鈉溶液，曲線形狀將完全不同某研究小組測定硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度時(shí)，進(jìn)行了以下操作：①用分析天平稱取基準(zhǔn)物質(zhì)重鉻酸鉀（K2Cr2O7）；②將其溶解后轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶定容；③用移液管移取25.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液至錐形瓶；④加入硫酸酸化后再加入過量KI溶液；⑤用硫代硫酸鈉溶液滴定至終點(diǎn)。下列操作會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果偏高的是（）A.步驟①中所用砝碼生銹B.步驟②中定容時(shí)俯視刻度線C.步驟④中硫酸加入量不足D.步驟⑤中滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失二、填空題（共40分）（8分）2025年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予在“不對稱催化”領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家。一種手性膦配體（結(jié)構(gòu)如圖2）可用于催化烯烴的不對稱氫化反應(yīng)。（1）該配體中P原子的雜化方式為_______，分子中含有_______個(gè)手性碳原子。（2）寫出該配體與Rh(Ⅰ)形成配合物時(shí)的配位原子_______，預(yù)測該配合物在水中的溶解度_______（填“大”或“小”）。（3）當(dāng)苯乙烯發(fā)生不對稱氫化反應(yīng)時(shí)，若要獲得(S)-苯乙烷，應(yīng)選擇_______（填“R”或“S”）構(gòu)型的配體。（12分）工業(yè)上用甲烷催化氧化制備合成氣（CO+H2）的反應(yīng)體系中，存在如下反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g)ΔH1=-36kJ/mol反應(yīng)Ⅱ：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH2=+216kJ/mol反應(yīng)Ⅲ：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41kJ/mol（1）計(jì)算反應(yīng)Ⅳ：CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)的ΔH=kJ/mol。（2）在500℃、101kPa下，向密閉容器中充入1molCH4和3molH2O，達(dá)平衡時(shí)CH4轉(zhuǎn)化率為80%，CO2體積分?jǐn)?shù)為20%，則反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kp=（用分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。（3）實(shí)際生產(chǎn)中常在原料氣中加入O2，結(jié)合反應(yīng)能量變化分析其原因：_______。三、實(shí)驗(yàn)題（共30分）（15分）某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究“溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響”，選用草酸與高錳酸鉀的反應(yīng)作為研究對象：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O。（1）實(shí)驗(yàn)中需要控制的變量有_______（至少寫出3項(xiàng)）。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格（包含必要的實(shí)驗(yàn)條件和測量參數(shù)）。（3）若用濃度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測溶液中MnO4-濃度變化，得到的c-t曲線如圖3所示。解釋AB段曲線斜率逐漸減小的原因：_______。（15分）硫代硫酸鈉（Na2S2O3·5H2O）晶體的純度測定實(shí)驗(yàn)步驟如下：①稱取1.200g樣品溶于水配成100mL溶液；②用移液管移取20.00mL溶液于錐形瓶中；③加入10mL0.1mol/LH2SO4溶液酸化；④用0.01000mol/LKIO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淺黃色；⑤加入淀粉指示劑繼續(xù)滴定至藍(lán)色恰好消失，消耗KIO3溶液體積為18.50mL。已知：IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O；I2+2S2O32-=2I-+S4O62-（1）寫出總反應(yīng)的離子方程式：。（2）計(jì)算樣品中Na2S2O3·5H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（寫出計(jì)算過程，保留4位有效數(shù)字）。（3）若步驟③中酸化后未立即滴定，而是放置10分鐘再滴定，會(huì)導(dǎo)致測定結(jié)果（填“偏高”“偏低”或“無影響”），原因是_______。四、計(jì)算題（共30分）（15分）在25℃時(shí)，用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/LH3PO4溶液，已知H3PO4的Ka1=7.5×10-3，Ka2=6.2×10-8，Ka3=2.2×10-13。（1）計(jì)算第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)時(shí)溶液的pH值。（2）繪制滴定曲線的大致形狀，標(biāo)出關(guān)鍵計(jì)量點(diǎn)的pH值和體積。（3）選擇合適的指示劑（甲基橙：3.1-4.4；酚酞：8.0-9.6；百里酚酞：9.4-10.6），說明理由。（15分）某含Cr(Ⅲ)廢水處理過程如下：①調(diào)節(jié)pH至10，加入H2O2將Cr3+氧化為CrO42-；②加入CaCl2溶液生成CaCrO4沉淀（Ksp=7.1×10-4）；③過濾后向?yàn)V液中加入FeSO4，使殘留CrO42-還原為Cr(OH)3沉淀。已知處理前廢水中Cr3+濃度為0.1mol/L，體積為1000L。（1）計(jì)算步驟①中所需H2O2的最小理論用量（寫出計(jì)算過程）。（2）步驟②中若要使CrO42-濃度降至1×10-5mol/L，需加入CaCl2的質(zhì)量（忽略溶液體積變化）。五、簡答題（共30分）（15分）結(jié)合你的化學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)歷，談?wù)勅绾瓮ㄟ^“模型認(rèn)知”方法理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。請以“水分子的極性”或“苯分子的穩(wěn)定性”為例進(jìn)行說明，要求包含：（1）構(gòu)建的理論模型及核心假設(shè)；（2）模型解釋性質(zhì)的具體過程；（3）模型的局限性及改進(jìn)方向。（15分）某化學(xué)競賽小組在進(jìn)行“乙酸乙酯制備”實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同文獻(xiàn)記載的最佳反應(yīng)條件存在差異（如表1）。請分析造成差異的原因，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證其中一種影響因素。|文獻(xiàn)來源|催化劑|反應(yīng)溫度|反應(yīng)時(shí)間|產(chǎn)率||----------|--------|----------|----------|------||有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教材|濃H2SO4|70-80℃|30min|65%||綠色化學(xué)期刊|固體酸催化劑|90℃|15min|82%||工業(yè)生產(chǎn)工藝|離子交換樹脂|110℃|4h|91%|六、有機(jī)合成題（共30分）（15分）以苯和乙烯為主要原料合成藥物中間體（結(jié)構(gòu)如圖4），用合成路線圖表示（無機(jī)試劑任選）。已知：①R-Br+Mg乙醚→R-MgBr（格氏試劑）②R-MgBr+R'CHO→R-R'CH(OH)③苯環(huán)上的取代基定位規(guī)則：-OH為鄰對位定位基，-COOH為間位定位基（15分）化合物A（C10H12O2）能與FeCl3溶液顯色，其1H-NMR譜圖顯示：δ7.8（d，2H），7.2（t，1H），6.8（d，2H），4.3（q，2H），2.4（s，3H），1.3（t，3H）。（1）推斷A的結(jié)構(gòu)簡式，并指出分子中存在的官能團(tuán)。（2）設(shè)計(jì)鑒別A與對甲基苯甲酸的實(shí)驗(yàn)方案（至少2種方法）。（3）寫出A在堿性條件下發(fā)生水解反應(yīng)的機(jī)理（用箭頭表示電子轉(zhuǎn)移）。七、化學(xué)與生活（共20分）（10分）2025年世界環(huán)境日主題為“塑料污染防治”。某品牌礦泉水推出“可降解PET瓶”，其成分中添加了聚乳酸（PLA）。（1）寫出PLA的結(jié)構(gòu)簡式，并說明其可降解的化學(xué)原理。（2）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較普通PET瓶與可降解PET瓶在自然環(huán)境中的降解速率。（10分）