2025年高中化學(xué)競(jìng)賽巔峰對(duì)決試題（一）一、化學(xué)基本原理與熱力學(xué)有效數(shù)字與氣體定律綜合應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室用排水法收集某氣體，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：室溫：25.0℃（熱力學(xué)溫度T=298.15K）大氣壓力：101.325kPa氣體體積：248.5mL（已扣除水蒸氣體積）該溫度下水的飽和蒸氣壓：3.167kPa（1）計(jì)算收集氣體的物質(zhì)的量（寫出計(jì)算式，結(jié)果保留4位有效數(shù)字）；（2）若實(shí)驗(yàn)中使用50mL量筒測(cè)量液體體積，指出記錄數(shù)據(jù)時(shí)的錯(cuò)誤并說明理由。電化學(xué)與平衡常數(shù)計(jì)算已知298K時(shí)，半反應(yīng)：MnO??+8H?+5e?→Mn2?+4H?O?E?°=1.507VFe3?+e?→Fe2??E?°=0.771V（1）寫出上述兩個(gè)半反應(yīng)組成原電池的總反應(yīng)方程式；（2）計(jì)算該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K°（F=96485C/mol，R=8.314J·mol?1·K?1，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）；（3）若溶液pH=2（其他離子濃度均為1mol/L），計(jì)算此時(shí)原電池的電動(dòng)勢(shì)E。二、無機(jī)元素與晶體結(jié)構(gòu)過渡金屬配位化合物某藍(lán)色配位化合物的組成為CoCl?·5NH?·H?O，其水溶液顯弱酸性，加入AgNO?后立即產(chǎn)生白色沉淀，加熱至沸后沉淀量增加。（1）寫出該配合物的內(nèi)界結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式并命名；（2）解釋“加熱后沉淀量增加”的原因；（3）畫出該配合物可能的空間異構(gòu)體（不考慮旋光異構(gòu)）。晶體結(jié)構(gòu)分析鈦酸鋇（BaTiO?）是典型的鈣鈦礦型晶體，其晶胞參數(shù)a=400pm，結(jié)構(gòu)中Ba2?位于頂點(diǎn)，O2?位于面心，Ti??位于體心。（1）計(jì)算Ti??的配位數(shù)；（2）計(jì)算晶體密度ρ（g/cm3，Ba:137.3，Ti:47.87，O:16.00，N?=6.022×1023mol?1，結(jié)果保留3位有效數(shù)字）；（3）說明該晶體在居里點(diǎn)以上為何會(huì)失去鐵電性。三、有機(jī)化學(xué)與反應(yīng)機(jī)理立體化學(xué)與反應(yīng)選擇性化合物A（C?H??）與Br?/CCl?反應(yīng)生成一對(duì)對(duì)映異構(gòu)體B和C，B與NaOH水溶液反應(yīng)生成外消旋體D（C?H??O），C的相同反應(yīng)則生成單一產(chǎn)物D。（1）推斷A、B、C、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；（2）用Fischer投影式表示B的構(gòu)型，并解釋C反應(yīng)的立體專一性。有機(jī)合成路線設(shè)計(jì)以苯和不超過3個(gè)碳的有機(jī)物為原料，合成化合物E（結(jié)構(gòu)如下），用流程圖表示合成步驟（無機(jī)試劑任選）：O||C?H?-C-CH?CH?COOH反應(yīng)機(jī)理推導(dǎo)解釋下列反應(yīng)的機(jī)理（用彎箭頭表示電子轉(zhuǎn)移，寫出關(guān)鍵中間體結(jié)構(gòu)）：（1）環(huán)己酮與羥胺在酸性條件下生成環(huán)己酮肟；（2）對(duì)甲苯磺酸甲酯與NaCN在DMF中反應(yīng)生成對(duì)甲苯甲腈。四、分析化學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)酸堿滴定與數(shù)據(jù)處理用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL某二元弱酸H?A溶液，滴定曲線如下：第一化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：pH=4.0，消耗NaOH15.00mL第二化學(xué)計(jì)量點(diǎn)：pH=9.0，消耗NaOH30.00mL（1）計(jì)算H?A的Ka?和Ka?；（2）選擇合適的指示劑（給出兩種）并說明理由。分光光度法測(cè)定某含F(xiàn)e3?的溶液在508nm處用1cm比色皿測(cè)得吸光度A=0.600，已知ε=1.1×10?L·mol?1·cm?1。（1）計(jì)算Fe3?濃度（mol/L）；（2）若改用2cm比色皿，吸光度變?yōu)槎嗌?？此時(shí)是否符合朗伯-比爾定律的線性范圍？五、綜合應(yīng)用題工業(yè)流程與綠色化學(xué)以黃銅礦（CuFeS?）為原料制備硫酸銅晶體（CuSO?·5H?O）的工藝如下：黃銅礦→焙燒→酸浸→氧化→除鐵→結(jié)晶→產(chǎn)品（1）寫出焙燒時(shí)的主要化學(xué)方程式（生成Fe?O?和SO?）；（2）酸浸后溶液中加入H?O?的作用是什么？寫出離子方程式；（3）除鐵時(shí)需調(diào)節(jié)pH至3~4，解釋為何不能使用NaOH溶液；（4）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證產(chǎn)品中是否含有Fe3?雜質(zhì)。六、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)量子化學(xué)基礎(chǔ)（1）寫出O?分子的價(jià)層電子排布式，并解釋其順磁性；（2）比較N?和N??的鍵長(zhǎng)大小，說明理由。超分子化學(xué)環(huán)糊精（CD）是由葡萄糖單元通過α-1,4糖苷鍵連接的環(huán)狀低聚糖，其內(nèi)腔疏水而外腔親水。（1