2025年中國化學(xué)奧林匹克競賽浙江賽區(qū)預(yù)賽試題及答案1.單選題（每題4分，共40分）1.1將0.010mol·L?1的NaHCO?溶液與等體積0.010mol·L?1的NaOH溶液混合，充分反應(yīng)后溶液中c(CO?2?)約為（已知H?CO?：Ka1=4.3×10??，Ka2=5.6×10?11）A.2.8×10?3mol·L?1B.5.0×10?3mol·L?1C.8.4×10?3mol·L?1D.1.0×10?2mol·L?1答案：B解析：混合瞬間生成Na?CO?，濃度5.0×10?3mol·L?1。CO?2?一級水解常數(shù)Kb1=Kw/Ka2=1.8×10??，水解度α≈√(Kb1/c)=6.0×10?2，故剩余c(CO?2?)≈5.0×10?3(1?α)≈4.7×10?3mol·L?1，最接近B。1.2下列晶體中，熔點最高的是A.MgOB.NaFC.CaCl?D.AlN答案：D解析：AlN為共價型纖鋅礦結(jié)構(gòu)，鍵能極高；MgO雖為離子晶體，但AlN共價鍵更強，熔點>2200°C。1.3某元素基態(tài)原子最外層電子排布為4s24p?，其常見最高氧化態(tài)為A.+2B.+4C.+6D.+8答案：C解析：該元素為Se，價電子4s24p?，最高氧化態(tài)+6（如SeF?）。1.4在298K下，反應(yīng)2NO?(g)?N?O?(g)的Kp=0.15。若某時刻p(NO?)=0.20bar，p(N?O?)=0.30bar，則反應(yīng)商Qp與方向判斷正確的是A.Qp=7.5，逆向B.Qp=7.5，正向C.Qp=0.075，逆向D.Qp=0.075，正向答案：A解析：Qp=p(N?O?)/p(NO?)2=0.30/(0.20)2=7.5>Kp，逆向移動。1.5下列配合物中，具有最大晶體場分裂能Δo的是A.[Fe(H?O)?]2?B.[Fe(CN)?]??C.[Fe(NH?)?]2?D.[FeCl?]??答案：B解析：CN?為強場配體，Δo最大。1.6用0.020mol·L?1KMnO?滴定0.020mol·L?1Fe2?，酸度為1mol·L?1H?SO?，化學(xué)計量點電位最接近A.0.68VB.1.06VC.1.38VD.1.51V答案：C解析：φsp=(5φ°(MnO??/Mn2?)+φ°(Fe3?/Fe2?))/6=(5×1.51+0.77)/6=1.38V。1.7下列化合物中，具有芳香性的是A.環(huán)辛四烯B.10-輪烯C.1,4-二氫吡啶D.吡喃鎓答案：D解析：吡喃鎓為6π電子芳香雜環(huán)。1.8某反應(yīng)速率常數(shù)k=3.2×10?3s?1，半衰期為A.1.1×102sB.2.2×102sC.3.3×102sD.4.4×102s答案：B解析：一級反應(yīng)t?=0.693/k=2.2×102s。1.9下列離子在水溶液中顏色最深的是A.Ti3?B.V2?C.Cr3?D.Mn2?答案：C解析：Cr3?為d3，八面體場分裂產(chǎn)生強烈d?d躍遷，呈深綠色。1.10將1.0g苯甲酸（M=122g·mol?1）溶于100g水，測得凝固點降低0.41°C。已知Kf=1.86K·kg·mol?1，則苯甲酸在該濃度下表觀電離度約為A.0%B.5%C.10%D.20%答案：A解析：ΔTf=iKfm，理論m=0.082mol·kg?1，ΔTf理論=0.15°C；實測0.41°C遠(yuǎn)高于理論值，表明苯甲酸形成二聚體，i≈0.55，無電離，故表觀電離度0%。2.多選題（每題5分，共30分，每題有2–3個正確選項，多選少選均不得分）2.1下列操作可導(dǎo)致配合物[Co(NH?)?Cl]Cl?發(fā)生顏色顯著變化的是A.加入濃HClB.加入AgNO?C.加熱至80°CD.加入EDTA答案：BC解析：B生成AgCl沉淀，Cl?離去場強變化；C促進(jìn)氨解離，配位環(huán)境改變。2.2關(guān)于鋰離子電池正極材料LiCoO?，正確的有A.充放電時Co氧化態(tài)在+3與+4間變化B.理論比容量>200mAh·g?1C.過充時易釋放O?D.可用過量LiOH水熱再生答案：AC解析：B理論容量僅148mAh·g?1；D水熱再生需還原性氣氛，非單純LiOH。2.3下列分子中，中心原子采用sp3d2雜化且分子構(gòu)型為八面體的是A.SF?B.[PCl?]?C.XeF?D.IF?答案：AB解析：C為平面正方形；D為五角雙錐。2.4關(guān)于表面活性劑CTAB，正確的有A.臨界膠束濃度隨NaCl加入而降低B.形成的膠束為反膠束C.可用于合成介孔SiO?D.屬于陰離子型答案：AC解析：CTAB為陽離子型，形成正膠束。2.5下列反應(yīng)中，屬于自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的有A.甲烷氯代B.HBr與丙烯過氧化物加成C.苯的溴化D.乙酸乙酯堿性水解答案：AB解析：C為親電取代；D為親核加成-消除。2.6關(guān)于超分子主體環(huán)糊精，正確的有A.β-環(huán)糊精由7個葡萄糖單元構(gòu)成B.內(nèi)腔親水外壁疏水C.可與苯包合提高水溶性D.在堿性水溶液中易水解為葡萄糖答案：AC解析：B描述相反；D糖苷鍵在堿性條件下穩(wěn)定。3.填空題（每空3分，共45分）3.1已知某弱酸HA的Ka=1.0×10??，則其共軛堿A?的Kb=________；若將0.10mol·L?1HA與0.20mol·L?1NaA等體積混合，pH=________。答案：1.0×10??；5.30解析：pH=pKa+log([A?]/[HA])=5.00+log(0.10/0.05)=5.30。3.2在堿性條件下，[Fe(CN)?]3?氧化I?的離子方程式為________；若標(biāo)準(zhǔn)電極電勢φ°(Fe(CN)?3?/Fe(CN)???)=0.36V，φ°(I?/I?)=0.54V，則298K下平衡常數(shù)K=________。答案：2[Fe(CN)?]3?+2I?→2[Fe(CN)?]??+I?；K=1.0×10?解析：E°cell=0.36?0.54=?0.18V，K=exp(nFE°/RT)=1.0×10?（n=2）。3.3某立方晶系離子晶體，晶胞參數(shù)a=400pm，密度ρ=3.18g·cm?3，摩爾質(zhì)量M=78.1g·mol?1，則晶胞中分子數(shù)Z=________；若陽離子半徑r?=65pm，陰離子半徑r?=________pm（假定球體緊密接觸）。答案：4；135解析：Z=ρa3NA/M=4；a=2(r?+r?)，r?=200?65=135pm。3.4某反應(yīng)機理：Step1A?B(快平衡，K?)Step2B+C→D(慢，k?)則速率方程為________；若[A]增大4倍，[C]增大2倍，速率增大________倍。答案：rate=k?K?[A][C]；8倍。3.5用Na?S?O?滴定I?時，淀粉指示劑應(yīng)在________階段加入；若消耗Na?S?O?體積為25.00mL，濃度0.100mol·L?1，則對應(yīng)I?質(zhì)量為________mg。答案：臨近終點（溶液呈淡黃色）；317mg解析：n(I?)=n(Na?S?O?)/2=1.25×10?3mol，m=1.25×10?3×253.8×1000=317mg。3.6完成并配平：P?+I?+H?O→H?PO?+HI答案：P?+10I?+16H?O→4H?PO?+20HI解析：P?由0→+5，I?由0→?1，電子守恒。3.7某有機化合物C?H??O，1H-NMR譜顯示δ7.2(5H,m)，4.6(2H,s)，2.3(3H,s)，其結(jié)構(gòu)為________；該化合物與NaOH/Br?反應(yīng)主要產(chǎn)物為________。答案：芐醇（C?H?CH?OH）；苯甲酸鈉（C?H?COONa）。3.8在25°C下，將50mL0.20mol·L?1NH?與50mL0.20mol·L?1HCl混合，所得溶液pH=________；若再加入1.0g固體NH?Cl（忽略體積變化），pH變?yōu)開_______。答案：5.13；4.95解析：生成0.10mol·L?1NH??，Ka=5.6×10?1?，pH=?(pKa?logc)=5.13；加入NH?Cl后濃度增至0.29mol·L?1，pH=5.13??log(0.29/0.10)=4.95。3.9某蛋白質(zhì)經(jīng)SDS測得表觀分子量35kDa，已知SDS結(jié)合量為1.4gSDS/g蛋白，則每分子蛋白結(jié)合SDS分子數(shù)約為________；若蛋白實際分子量28kDa，其原因為________。答案：約98；蛋白呈棒狀，SDS掩蓋電荷差異，表觀分子量偏高。3.10以TiO?為光催化劑，在紫外光下分解水，價帶空穴電位+2.7V（vsNHE），導(dǎo)帶電子電位?0.5V，則理論上可產(chǎn)生OH·自由基________（填“能”或“不能”）；若需可見光響應(yīng)，可采取________手段。答案：能（+2.7V>+2.3VvsNHE，可氧化H?O）；摻雜N或負(fù)載染料敏化。4.結(jié)構(gòu)推導(dǎo)與合成題（共35分）4.1某無色晶體A，元素分析C40.0%，H6.7%，O53.3%，質(zhì)譜m/z=90。A與NaH反應(yīng)放出氣體，與CH?I反應(yīng)得B（m/z=104）。B經(jīng)酸性水解得C，C可與2,4-DNPH產(chǎn)生黃色沉淀，與Tollens試劑無反應(yīng)。寫出A、B、C結(jié)構(gòu)，并說明推理過程。（10分）答案：A：HOCH?COOH（乙醇酸）；B：CH?OCH?COOH（甲氧基乙酸）；C：OHC-COOH（乙醛酸）。解析：A分子式C?H?O?，不飽和度1，含COOH與OH；與NaH生成H?，與CH?I甲基化得B；B水解得C，C含醛基無α-H，故為乙醛酸。4.2由苯出發(fā)，合成對溴苯乙酸，無機試劑任選，要求不超過四步，寫出每步反應(yīng)式及關(guān)鍵條件。（10分）答案：Step1苯+HBr/H?O?→溴苯（自由基溴化，40°C）Step2溴苯+Mg/THF→PhMgBrStep3PhMgBr+CO?→PhCOOMgBr，隨后H?O?→苯甲酸Step4苯甲酸+Br?/FeBr?→對溴苯甲酸，隨后LiAlH?→對溴苯甲醇，再PBr?→對溴芐溴，最后NaCN→水解得對溴苯乙酸（四步內(nèi)完成：溴苯→對溴苯乙腈→水解）。優(yōu)化：溴苯+CH?COCl/AlCl?→對溴苯乙酮，NaOCl/H?O→對溴苯乙酸（兩步）。4.3某藥物中間體D，分子式C??H??O?，IR1715cm?1強吸收，1H-NMRδ7.8(2H,d,J=8Hz)，7.2(2H,d)，4.3(2H,q)，2.6(2H,t)，1.3(3H,t)，2.2(3H,s)。寫出D結(jié)構(gòu)，并設(shè)計一條以乙烯和對甲基苯酚為原料的合成路線。（15分）答案：D：4-甲基苯甲酸乙氧基乙酯（EtOCH?CH?OCOC?H?-4-CH?）。解析：IR為酯C=O；NMR顯示對二取代苯，乙氧基（q+t），亞甲基（t），甲基（s）。合成：乙烯+O?/Ag→環(huán)氧乙烷；對甲基苯酚+NaH→酚鈉，與環(huán)氧乙烷開環(huán)→HOCH?CH?OC?H?-4-CH?；與CH?COCl/吡啶→酯化得D。5.計算與綜合題（共50分）5.1將0.50g金屬鎂置于200mL0.20mol·L?1CuSO?溶液中，反應(yīng)完全后過濾，濾液用0.10mol·L?1EDTA滴定剩余Cu2?，消耗18.50mL。求：(1)反應(yīng)釋放熱量；(2)若熱量全部用于加熱溶液，求溫升。已知ΔfH°(Cu2?,aq)=+64.8kJ·mol?1，ΔfH°(Mg2?,aq)=?466.9kJ·mol?1，溶液比熱容4.2J·g?1·K?1，密度1.0g·mL?1。（15分）答案：(1)初始n(Cu2?)=0.040mol，剩余n(Cu2?)=0.00185mol，反應(yīng)0.03815mol。Mg+Cu2?→Mg2?+Cu，ΔrH°=?466.9?64.8=?531.7kJ·mol?1，放熱Q=0.03815×531.7=20.3kJ。(2)溶液質(zhì)量200g，ΔT=Q/(mc)=20.3×103/(200×4.2)=24.2K。5.2某研究小組制備鈣鈦礦太陽能電池，活性層成分為FA?.??MA?.??Cs?.??Pb(I?.??Br?.??)?。若薄膜厚度300nm，密度4.2g·cm?3，求1cm2薄膜含Pb質(zhì)量；若光吸收系數(shù)α=1.5×10?cm?1，求90%吸收所需最小厚度。（10分）答案：(1)體積=1cm2×300×10??cm=3.0×10??cm3，質(zhì)量=1.26×10??g；Pb摩爾分?jǐn)?shù)1，分子量FA?.??MA?.??Cs?.??Pb(I?.??Br?.??)?平均M≈335g·mol?1，Pb占比207/335，m(Pb)=1.26×10??×207/335=7.8×10??g。(2)I/I?=e^(?αd)=0.10，d=ln10/α=1.5×10??cm=150nm。5.3某廢水含Cr?O?2?50mg·L?1，pH=2.0，用Fe2?還原為Cr3?，再沉淀為Cr(OH)?。求：(1)理論需FeSO?·7H?O質(zhì)量濃度；(2)調(diào)節(jié)pH至何值可使[Cr3?]<0.5m