2025年高中化學(xué)知識競賽能力提升題（四）一、選擇題（每題4分，共40分）下列關(guān)于新型儲能材料的說法錯誤的是A.鋰硫電池中硫的理論比容量高達1675mAh/g，但其體積膨脹問題需通過碳基復(fù)合載體解決B.全固態(tài)電池使用硫化物電解質(zhì)時，需注意其與正極材料的界面反應(yīng)活性C.鈉離子電池的工作電壓普遍高于鋰離子電池，更適合高功率設(shè)備D.釩液流電池通過電解液中釩離子價態(tài)變化實現(xiàn)充放電，具有循環(huán)壽命長的優(yōu)勢在298K下，已知反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)的Kp=0.142atm?1。若將1.0molNO?充入2.0L密閉容器，平衡時體系總壓最接近A.1.2atmB.2.4atmC.3.6atmD.4.8atm某配合物的化學(xué)式為[Co(NH?)?Cl?]Br，下列說法正確的是A.中心離子的配位數(shù)為4B.向其溶液中加入AgNO?，立即生成AgBr沉淀C.該配合物存在順反異構(gòu)體D.中心離子的氧化態(tài)為+2下列反應(yīng)的機理涉及自由基中間體的是A.苯的硝化反應(yīng)B.乙烯與溴的加成反應(yīng)C.乙醇的分子內(nèi)脫水反應(yīng)D.2-甲基丙烷的氯代反應(yīng)用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/LH?PO?溶液，第二化學(xué)計量點時溶液的pH約為（已知H?PO?的pKa?=2.15，pKa?=7.20，pKa?=12.35）A.4.68B.9.78C.12.05D.7.20下列關(guān)于晶體結(jié)構(gòu)的說法正確的是A.金剛石中C原子的配位數(shù)為4，原子堆積方式為面心立方B.NaCl晶體中，每個Na?周圍距離最近的Cl?有6個C.石墨的層間作用力為共價鍵，因此具有高熔點D.干冰的晶胞參數(shù)a=5.63?，則最近兩個CO?分子的距離為5.63?某有機物的1HNMR譜圖顯示：δ1.2(t,3H),δ2.5(q,2H),δ7.3(m,5H)，該化合物可能是A.苯乙醇B.苯乙醚C.苯乙酮D.乙基苯已知反應(yīng)MnO??+8H?+5e?→Mn2?+4H?O的E°=1.51V，F(xiàn)e3?+e?→Fe2?的E°=0.77V。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，反應(yīng)MnO??+5Fe2?+8H?→Mn2?+5Fe3?+4H?O的平衡常數(shù)lgK為A.62.7B.12.5C.31.3D.15.7下列關(guān)于高分子材料的說法錯誤的是A.聚乳酸（PLA）是可降解高分子，其單體為乳酸（CH?CHOHCOOH）B.丁苯橡膠是丁二烯與苯乙烯的共聚物，具有良好的耐磨性C.聚乙烯醇（PVA）可通過聚乙酸乙烯酯水解制備，分子鏈中含有大量羥基D.酚醛樹脂的合成只需要苯酚和甲醛兩種單體，無需催化劑在分光光度法測定Fe3?時，選用鄰二氮菲作顯色劑，下列條件中無需嚴(yán)格控制的是A.溶液的pH值B.顯色劑的用量C.入射光的波長D.溶液的溫度二、填空題（每空2分，共30分）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：（1）在酸性條件下，K?Cr?O?與FeSO?反應(yīng)：_________________________（2）實驗室用MnO?與濃鹽酸制備Cl?：_________________________（3）乙醛在堿性條件下發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)：_________________________某元素的基態(tài)原子價電子構(gòu)型為4d1?5s1，該元素位于周期表第______周期______族，其原子序數(shù)為______。已知某反應(yīng)的速率方程為v=k[c(A)]2[c(B)]，當(dāng)A的濃度增加1倍，B的濃度減少為原來的1/2時，反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼腳_____倍。某有機物的分子式為C?H??O，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且核磁共振氫譜顯示有4組峰，其結(jié)構(gòu)簡式為________________。在25℃時，將0.1mol/LHAc溶液稀釋至原體積的10倍，電離度α將______（填“增大”“減小”或“不變”），溶液的pH將______（填“增大”“減小”或“不變”）。已知[Cu(NH?)?]2?的穩(wěn)定常數(shù)Kf=2.1×1013，當(dāng)溶液中NH?的濃度為1.0mol/L時，[Cu2?]/[Cu(NH?)?2?]的比值為______。三、簡答題（每題10分，共20分）解釋下列實驗現(xiàn)象并寫出相關(guān)反應(yīng)式（1）將SO?通入紫色KMnO?溶液中，溶液褪色；繼續(xù)通入SO?，溶液變?yōu)闊o色，但加熱后又恢復(fù)紫色。（2）向FeCl?溶液中加入KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色；再加入NaF固體，溶液顏色褪去。以苯和乙烯為主要原料合成苯乙醇（C?H?CH?CH?OH），寫出合成路線及關(guān)鍵反應(yīng)的機理（提示：可使用必要的無機試劑和有機試劑）四、計算題（共30分）（15分）在298K下，將1.00gZn片放入100mL0.500mol/LCuSO?溶液中，充分反應(yīng)后：（1）計算溶液中Cu2?的濃度（假設(shè)溶液體積不變，Zn的相對原子質(zhì)量為65.38，Cu的相對原子質(zhì)量為63.55）；（2）計算該反應(yīng)的吉布斯自由能變ΔG（已知E°(Zn2?/Zn)=-0.76V，E°(Cu2?/Cu)=0.34V）。（15分）稱取某含Na?CO?和NaHCO?的混合樣品0.3000g，用0.1000mol/LHCl溶液滴定至酚酞變色，消耗HCl溶液20.00mL；繼續(xù)滴定至甲基橙變色，又消耗HCl溶液VmL。（1）計算V的值；（2）計算樣品中Na?CO?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。五、實驗題（共30分）某研究小組設(shè)計實驗探究“溫度對乙酸乙酯水解反應(yīng)速率的影響”，實驗步驟如下：①配制0.1mol/LNaOH溶液、0.1mol/LCH?COOC?H?溶液和酚酞指示劑；②在三支錐形瓶中分別加入20mLNaOH溶液和2滴酚酞，編號為A、B、C；③將A瓶置于冰水?。?℃），B瓶置于室溫（25℃），C瓶置于熱水浴（60℃），恒溫10分鐘；④分別向三瓶中加入10mLCH?COOC?H?溶液，立即計時，攪拌，當(dāng)溶液紅色褪去時停止計時，記錄反應(yīng)時間t。回答下列問題：（1）該實驗的自變量是______，因變量是______；（2）解釋為何用NaOH溶液而不是水作為反應(yīng)介質(zhì)：；（3）若實驗中發(fā)現(xiàn)C瓶的反應(yīng)時間反而比B瓶長，可能的原因是：；（4）寫出乙酸乙酯水解反應(yīng)的化學(xué)方程式，并判斷該反應(yīng)的ΔH______0（填“＞”“＜”或“=”）。參考答案與解析一、選擇題C解析：鈉離子電池的工作電壓（約3.0V）低于鋰離子電池（約3.7V），但其資源豐富、成本低，適合大規(guī)模儲能。B解析：設(shè)平衡時N?O?的物質(zhì)的量為x，則NO?為1-2x，總物質(zhì)的量n=1-x。根據(jù)Kp=P(N?O?)/[P(NO?)]2=0.142，結(jié)合理想氣體方程PV=nRT，解得總壓≈2.4atm。C解析：配位數(shù)為6（4個NH?+2個Cl?）；Br?為外界離子，可與Ag?反應(yīng)生成沉淀；Co的氧化態(tài)為+3；順式異構(gòu)體中兩個Cl?相鄰，反式異構(gòu)體中兩個Cl?對位。D解析：烷烴的鹵代反應(yīng)屬于自由基機理，經(jīng)歷鏈引發(fā)、鏈增長、鏈終止三個階段。B解析：第二計量點生成Na?HPO?，c(PO?3?)=0.033mol/L，根據(jù)兩性物質(zhì)pH計算公式：pH=(pKa?+pKa?)/2=(7.20+12.35)/2≈9.78。B解析：金剛石為金剛石型堆積，配位數(shù)4；石墨層間為范德華力；干冰中最近分子距離為面對角線的1/2（a√2/2≈3.98?）。D解析：乙基苯的結(jié)構(gòu)為C?H?CH?CH?，甲基（δ1.2，t）、亞甲基（δ2.5，q）、苯環(huán)氫（δ7.3，m），符合氫譜特征。A解析：ΔE°=1.51-0.77=0.74V，lgK=nΔE°/0.0591=5×0.74/0.0591≈62.7。D解析：酚醛樹脂合成需酸性或堿性催化劑，如鹽酸或氨水。D解析：分光光度法測定中，溫度對吸光度影響較小，而pH、顯色劑用量、波長需嚴(yán)格控制。二、填空題（1）Cr?O?2?+6Fe2?+14H?=2Cr3?+6Fe3?+7H?O（2）MnO?+4HCl(濃)=MnCl?+Cl?↑+2H?O（3）2CH?CHO→CH?CH(OH)CH?CHO（堿性條件）五、IB、47（該元素為銀Ag）0.5（v'=k(2c)2(0.5c)=2kc3=0.5v）CH?CH?CH?CH?CHO（正戊醛，含5種氫，但題目要求4組峰，應(yīng)為(CH?)?CHCH?CHO）增大、增大（稀釋促進電離，H?濃度降低）4.76×10?1?（[Cu2?]/[Cu(NH?)?2?]=1/(Kf[NH?]?)=1/(2.1×1013×1?)≈4.76×10?1?）三、簡答題（1）酸性條件下，MnO??將SO?氧化為SO?2?，自身被還原為Mn2?（溶液褪色）：2MnO??+5SO?+2H?O=2Mn2?+5SO?2?+4H?。過量SO?與水生成H?SO?，溶液無色；加熱后H?SO?分解，MnO??被H?重新氧化為MnO??（恢復(fù)紫色）。（2）Fe3?與SCN?形成血紅色配合物[Fe(SCN)?]3?；F?與Fe3?形成更穩(wěn)定的[FeF?]3?（Kf更大），導(dǎo)致SCN?游離，溶液褪色。合成路線：乙烯→環(huán)氧乙烷（Ag催化氧化）；苯→氯苯（FeCl?催化氯化）；氯苯與Mg反應(yīng)生成格氏試劑C?H?MgCl，再與環(huán)氧乙烷加成后水解得苯乙醇。機理：格氏試劑對環(huán)氧乙烷的親核開環(huán)反應(yīng)（SN2），生成C?H?CH?CH?OMgCl，水解后得到產(chǎn)物。四、計算題（1）n(Zn)=1/65.38≈0.0153mol，n(CuSO?)=0.01mol，Zn過量。反應(yīng)后n(Cu2?)=0.01-0.01=0（完全反應(yīng)），但考慮溶解平衡，實際濃度極低，近似為0。（2）ΔE°=0.34-(-0.76)=1.10V，ΔG=-nFE°=-2×96485×1.10≈-212kJ/mol。（1）酚酞變色時，Na?CO?→NaHCO?，消耗n(HCl)=0.002mol，故n(Na?CO?)=0.002mol。甲基橙變色時，NaHCO?（原有的+生成的）→CO?，n(HCl)=0.002+0.002=0.004mol，V=40.00mL。（2）w(Na?CO?)=(0.002×106)/0.3000≈70.6