2025年高中化學(xué)知識競賽“虛擬化學(xué)世界”構(gòu)建大賽試題（一）相對原子質(zhì)量表H1.008He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8一、選擇題（共5小題，每小題3分，共15分）虛擬元素周期表：在“虛擬化學(xué)世界”中，某元素X的原子序數(shù)為119，其基態(tài)原子的價電子排布式為7s1。下列關(guān)于X的說法錯誤的是（）A.X屬于堿金屬元素，其單質(zhì)與水反應(yīng)比Cs更劇烈B.X的原子半徑大于Fr，第一電離能小于FrC.X的氫氧化物XOH為強(qiáng)堿，其堿性強(qiáng)于NaOHD.X在空氣中燃燒的主要產(chǎn)物可能為X?O?分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)：虛擬分子“星塵烯”的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示（含12個五元環(huán)和20個六元環(huán)），其分子式為C??。下列關(guān)于“星塵烯”的說法正確的是（）A.分子中所有碳原子均采取sp2雜化B.1mol“星塵烯”最多可與60molH?發(fā)生加成反應(yīng)C.分子中存在非極性鍵和極性鍵，屬于極性分子D.其晶體為分子晶體，熔點(diǎn)高于金剛石化學(xué)反應(yīng)原理：在虛擬實(shí)驗(yàn)室中，將0.1mol/L的HX溶液（Ka=1.0×10??）與0.1mol/L的NaX溶液等體積混合，測得混合溶液pH=5.0。下列說法正確的是（）A.混合溶液中c(H?)=c(X?)-c(Na?)B.向混合溶液中加入少量NaOH固體，pH增大，Ka(HX)減小C.混合溶液中c(HX)＞c(X?)＞c(Na?)＞c(H?)＞c(OH?)D.該體系中存在HX的電離平衡和X?的水解平衡，且電離程度大于水解程度無機(jī)化學(xué)反應(yīng)：虛擬礦石“紫晶礦”的主要成分為FeAsS，在空氣中煅燒時生成Fe?O?、As?O?和SO?。下列說法正確的是（）A.該反應(yīng)中FeAsS既是氧化劑又是還原劑B.每生成1molAs?O?，轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為14molC.氧化產(chǎn)物只有Fe?O?和SO?，還原產(chǎn)物為As?O?D.用該礦石冶煉鐵時，需加入焦炭作為還原劑和造渣劑有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)：虛擬藥物分子“靈犀素”的結(jié)構(gòu)簡式為，下列關(guān)于該分子的說法錯誤的是（）A.分子中含有羥基、羧基和酯基三種官能團(tuán)B.能發(fā)生取代反應(yīng)、加成反應(yīng)和消去反應(yīng)C.1mol該分子最多可與3molNaOH反應(yīng)D.其同分異構(gòu)體中可能存在芳香族化合物二、填空題（共3小題，共30分）虛擬晶體結(jié)構(gòu)（10分）在“虛擬化學(xué)世界”中，某金屬晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示（頂點(diǎn)為金屬原子M，面心為非金屬原子N）。（1）該晶胞的化學(xué)式為__________，M原子的配位數(shù)為__________。（2）已知晶胞參數(shù)a=0.42nm，阿伏加德羅常數(shù)為N?，則該晶體的密度ρ=g/cm3（列出計(jì)算式，M的相對原子質(zhì)量為55，N的相對原子質(zhì)量為16）。（3）若將晶胞中面心的N原子替換為O原子，得到的新晶體屬于（填“離子晶體”“分子晶體”或“原子晶體”），其熔點(diǎn)__________（填“升高”“降低”或“不變”）。虛擬化學(xué)反應(yīng)原理（12分）虛擬反應(yīng)體系中存在如下平衡：A(g)+2B(g)?C(g)ΔH=-41.2kJ/mol。在體積為2L的密閉容器中，加入1molA和2molB，在不同溫度下測得平衡時C的物質(zhì)的量如下表：溫度/℃200300400n(C)/mol0.80.60.4（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而__________（填“增大”“減小”或“不變”），判斷依據(jù)是__________。（2）300℃時，平衡時B的轉(zhuǎn)化率為__________，平衡常數(shù)K=L2/mol2。（3）若在400℃時，向平衡體系中再加入1molA和1molC，平衡（填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”），理由是__________。虛擬元素化學(xué)（8分）虛擬元素X位于第四周期，其基態(tài)原子的價電子排布式為3d?4s2。（1）X的元素符號為__________，其在周期表中的位置為__________。（2）X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為__________，該物質(zhì)具有__________（填“酸性”“堿性”或“兩性”）。（3）X與過量濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。三、計(jì)算題（共2小題，共20分）虛擬溶液平衡（10分）在“虛擬化學(xué)世界”中，某二元弱酸H?Y的電離常數(shù)Ka?=1.0×10?2，Ka?=1.0×10??。向20mL0.1mol/LH?Y溶液中滴加0.1mol/LNaOH溶液，回答下列問題：（1）當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液至pH=2.0時，溶液中c(HY?)/c(H?Y)=。（2）當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液至20mL時，溶液的pH=（忽略溶液體積變化）。（3）當(dāng)?shù)渭覰aOH溶液至40mL時，溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)開_________。虛擬有機(jī)合成（10分）以虛擬化合物A（C?H?O?）為原料合成高分子材料的路線如下：A→（H?，△）B（C?H?O）+C（C?H?O?）B→（催化劑）D（C?H?O?）→（聚合）（1）寫出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式：A__________，B__________，C__________。（2）寫出B→D的化學(xué)方程式：，反應(yīng)類型為。（3）若D的聚合度為1000，則該高分子材料的相對分子質(zhì)量為__________。四、實(shí)驗(yàn)題（共1小題，共15分）虛擬物質(zhì)制備與分析實(shí)驗(yàn)室用虛擬原料“藍(lán)晶砂”（主要成分為CuCO?·Cu(OH)?，含少量Fe?O?和SiO?）制備膽礬（CuSO?·5H?O），實(shí)驗(yàn)步驟如下：步驟1：稱取10.0g藍(lán)晶砂，加入足量稀硫酸，加熱至固體完全溶解，過濾。步驟2：向?yàn)V液中加入H?O?溶液，攪拌，調(diào)節(jié)pH至3.0~4.0，過濾。步驟3：將濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得到粗膽礬，用乙醇洗滌，干燥?；卮鹣铝袉栴}：（1）步驟1中，CuCO?·Cu(OH)?與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________，過濾的目的是__________。（2）步驟2中，加入H?O?的作用是__________（用離子方程式表示），調(diào)節(jié)pH的試劑可以是__________（填字母）。A.NaOH溶液B.CuOC.Cu(OH)?D.NH?·H?O（3）步驟3中，用乙醇洗滌粗膽礬的目的是__________，若省略該步驟，會導(dǎo)致產(chǎn)品中含有__________雜質(zhì)。（4）若最終得到膽礬晶體8.5g，則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為__________（保留兩位有效數(shù)字）。五、推斷題（共1小題，共10分）虛擬元素與化合物推斷虛擬元素X、Y、Z、W為短周期元素，原子序數(shù)依次增大，且原子序數(shù)之和為32。X的最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，Y的單質(zhì)為淡黃色固體，Z的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)堿，W的原子最外層電子數(shù)與Z相同。（1）寫出元素符號：X__________，Y__________，Z__________，W__________。（2）Y與Z形成的化合物的電子式為__________，該化合物與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。（3）X、Y、Z三種元素形成的化合物中，既含有離子鍵又含有共價鍵的是__________（填化學(xué)式），其水溶液呈__________性（填“酸”“堿”或“中”）。六、選做題（共2小題，任選一題作答，共10分）物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)虛擬元素R的基態(tài)原子價電子排布式為4s24p3，回答下列問題：（1）R位于元素周期表的第__________周期__________族，其原子的電子排布式為__________。（2）R的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式為__________，其酸性比H?PO?__________（填“強(qiáng)”或“弱”）。（3）R與氫元素形成的氣態(tài)氫化物的空間構(gòu)型為__________，中心原子的雜化方式為__________。有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)虛擬有機(jī)物F的合成路線如下：→（HBr）→（NaOH水溶液，△）→（O?，Cu，△）→F（1）寫出A、B、C、F