2025年高中化學(xué)競賽創(chuàng)新思維挑戰(zhàn)賽試題（三）可能用到的相對原子質(zhì)量：H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5K-39Ca-40Fe-56Cu-64Zn-65Ag-108Ba-137一、化學(xué)基本原理（共30分）1.（6分）有效數(shù)字與化學(xué)計算某實驗小組用0.1025mol/LNaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定25.00mL未知濃度的H?SO?溶液，三次平行實驗消耗NaOH溶液的體積分別為23.45mL、23.47mL、23.50mL。（1）計算H?SO?溶液的濃度（保留四位有效數(shù)字）；（2）指出本次實驗中應(yīng)選擇的滴定管規(guī)格，并說明理由。2.（7分）氣體定律與化學(xué)平衡在體積可變的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：N?O?(g)?2NO?(g)ΔH>0。實驗測得不同溫度下體系的平衡總壓如下表：溫度/℃初始N?O?物質(zhì)的量/mol平衡總壓/kPa250.100120500.100180（1）計算25℃時N?O?的平衡轉(zhuǎn)化率；（2）判斷該反應(yīng)是熵增還是熵減反應(yīng)，并解釋溫度升高對平衡移動的影響。3.（8分）溶液平衡與沉淀溶解常溫下，向0.10mol/LCuSO?溶液中滴加氨水至過量，依次發(fā)生反應(yīng)：①Cu2?+2NH?·H?O=Cu(OH)?↓+2NH??②Cu(OH)?+4NH?·H?O=[Cu(NH?)?]2?+2OH?+4H?O已知：Ksp[Cu(OH)?]=2.2×10?2?，K穩(wěn)[[Cu(NH?)?]2?]=2.1×1013。（1）計算反應(yīng)②的平衡常數(shù)K；（2）當(dāng)溶液中[Cu(NH?)?]2?濃度為0.050mol/L時，溶液的pH約為多少（忽略氨水的電離平衡）？4.（9分）電化學(xué)與能量轉(zhuǎn)化某新型鋰-空氣電池的工作原理如圖所示，電池反應(yīng)為：2Li+O?=Li?O?。（1）寫出正極的電極反應(yīng)式；（2）若用該電池電解200mL0.50mol/LCuSO?溶液（惰性電極），當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.20mol電子時，計算電解后溶液的pH（假設(shè)電解前后溶液體積不變）；（3）與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，指出該電池的一個優(yōu)點和一個缺點。二、基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)（共30分）5.（8分）有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)化合物A（C?H??O）的核磁共振氫譜（1H-NMR）數(shù)據(jù)如下：δ1.2（三重峰，3H），2.6（四重峰，2H），4.8（單峰，1H），7.0-7.3（多重峰，4H）。（1）推斷A的結(jié)構(gòu)簡式；（2）寫出A與酸性KMnO?溶液反應(yīng)的主要產(chǎn)物。6.（7分）有機(jī)反應(yīng)機(jī)理以甲苯為原料合成苯甲酸的反應(yīng)過程如下：①C?H?CH?+Cl?→C?H?CH?Cl+HCl（光照）②C?H?CH?Cl+NaOH→C?H?CH?OH+NaCl（水溶液，加熱）③C?H?CH?OH+KMnO?→C?H?COOH（酸性條件）（1）指出反應(yīng)①的反應(yīng)類型；（2）用箭頭表示反應(yīng)②中親核試劑的進(jìn)攻方向，并解釋原因。7.（8分）立體化學(xué)與同分異構(gòu)化合物B（C?H??O）能與苯肼反應(yīng)生成腙，但不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。B的紅外光譜顯示在1710cm?1處有強(qiáng)吸收峰，其1H-NMR譜中所有氫原子均不出現(xiàn)裂分。（1）判斷B是否存在順反異構(gòu)；（2）寫出B的所有可能結(jié)構(gòu)簡式（不考慮立體異構(gòu)）。8.（7分）有機(jī)合成路線設(shè)計以乙烯和乙炔為原料（無機(jī)試劑任選），設(shè)計合成正丁烷的路線，用反應(yīng)流程圖表示（例如：A→B→C）。三、無機(jī)元素與晶體結(jié)構(gòu)（共40分）9.（10分）元素推斷與化合物性質(zhì)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，相關(guān)信息如下：X的基態(tài)原子最外層電子排布式為ns?np??1；Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物能與HF反應(yīng)生成一種共價化合物；Z的單質(zhì)在空氣中燃燒生成淡黃色固體；W的基態(tài)原子M層全充滿，N層有1個電子。（1）寫出X、Y、Z、W的元素符號；（2）比較Z、W的第一電離能大小，并解釋原因。10.（12分）配合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)向FeCl?溶液中滴加KSCN溶液，溶液變?yōu)檠t色，發(fā)生反應(yīng)：Fe3?+nSCN?=[Fe(SCN)?]3??。（1）指出[Fe(SCN)?]3?的中心離子雜化類型及空間構(gòu)型；（2）已知該配合物的磁矩為5.9B.M.，計算Fe3?的未成對電子數(shù)（寫出計算過程）。11.（8分）晶體結(jié)構(gòu)與計算立方硫化鋅（ZnS）晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，其中Zn2?和S2?分別位于晶胞的頂點和面心。已知晶胞參數(shù)a=540pm，阿伏加德羅常數(shù)N?=6.02×1023mol?1。（1）計算每個晶胞中Zn2?和S2?的數(shù)目；（2）計算ZnS晶體的密度（g/cm3，保留兩位小數(shù)）。12.（10分）元素化學(xué)與實驗探究某白色固體混合物可能含有Na?CO?、Na?SO?、NaCl、Ba(NO?)?中的兩種或多種。進(jìn)行如下實驗：①取少量固體溶于水，得到無色溶液A和白色沉淀B；②向沉淀B中加入足量稀鹽酸，沉淀部分溶解并產(chǎn)生無色氣體；③向溶液A中滴加AgNO?溶液，產(chǎn)生白色沉淀，再加入稀硝酸，沉淀不溶解。（1）判斷混合物中一定含有哪些