2025年高中化學(xué)競(jìng)賽押題密卷（五）注意事項(xiàng)考試時(shí)間3小時(shí)，滿分100分。所有答案寫在指定位置，解釋題答案不超過(guò)20字，超字部分不計(jì)分。允許使用非編程計(jì)算器及直尺。第1題（10分）化學(xué)基本原理綜合應(yīng)用氫能是21世紀(jì)最具潛力的清潔能源之一，其儲(chǔ)存技術(shù)是制約發(fā)展的關(guān)鍵。金屬氫化物儲(chǔ)氫材料如LaNi?的儲(chǔ)氫反應(yīng)為：LaNi?(s)+3H?(g)?LaNi?H?(s)1-1寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________。若298K時(shí)H?平衡分壓為101.3kPa，計(jì)算K值（分壓?jiǎn)挝籯Pa，結(jié)果保留2位有效數(shù)字）。1-2已知上述反應(yīng)的ΔH=-31.8kJ/mol，ΔS=-112J/(mol·K)，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明298K時(shí)反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行（寫出關(guān)鍵公式及結(jié)果）。1-3某儲(chǔ)氫裝置中，LaNi?H?分解產(chǎn)生的H?經(jīng)干燥后通入剛性容器，298K時(shí)容器內(nèi)總壓為100kPa。若H?中混入1.0%（體積分?jǐn)?shù)）的O?，通過(guò)計(jì)算判斷是否有H?O生成（已知298K時(shí)H?O(l)的ΔG?=-237.1kJ/mol，氣體視為理想氣體）。第2題（12分）無(wú)機(jī)元素化學(xué)與晶體結(jié)構(gòu)2024年科學(xué)家合成了一種新型含銥（Ir）配合物，其分子結(jié)構(gòu)中Ir的配位數(shù)為6，配位原子為O和N。該配合物在光催化CO?還原中表現(xiàn)出優(yōu)異性能。2-1Ir是第5周期VIII族元素，寫出其價(jià)電子排布式________。2-2配合物中Ir3?與3個(gè)水楊酸根離子（C?H?O??）和3個(gè)吡啶分子（C?H?N）配位，畫(huà)出該配合物的結(jié)構(gòu)示意圖（用M代表Ir3?，標(biāo)出配位鍵）。2-3某銥氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示（O2?為面心立方堆積，Ir??占據(jù)四面體空隙）：①該晶體的化學(xué)式為_(kāi)_______；②計(jì)算Ir??的配位數(shù)________；③若晶胞參數(shù)a=0.426nm，計(jì)算晶體密度ρ=________g/cm3（保留3位有效數(shù)字，N?=6.02×1023mol?1）。第3題（15分）有機(jī)反應(yīng)機(jī)理與合成藥物中間體X（C??H??O?）的合成路線如下：A（C?H?O?）→[H?,Δ]→B（C?H?O）→[Br?/CCl?]→C（C?H?Br?O）→[NaOH/醇,Δ]→D（C?H?O）→[CH?MgBr,H?O?]→E（C?H?O）→[PCC,CH?Cl?]→F（C?H?O）→[G（C?H?O?）,堿,Δ]→X3-1寫出A～F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：A________B________C________D________E________F________3-2寫出G的名稱及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________，該步反應(yīng)類型為_(kāi)_______。3-3寫出D→E的反應(yīng)機(jī)理（用箭頭表示電子轉(zhuǎn)移）。3-4X在酸性條件下水解生成兩種產(chǎn)物，其中一種產(chǎn)物Y（C?H?O?）具有抗氧化性。寫出Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并說(shuō)明其抗氧化性的原因________。第4題（13分）分析化學(xué)與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)用KMnO?法測(cè)定某補(bǔ)鐵劑中Fe2?的含量（假設(shè)雜質(zhì)不干擾）。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①稱取0.5000g樣品，加稀H?SO?溶解并定容至100mL；②移取20.00mL試液，用0.01000mol/LKMnO?標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗體積為15.60mL。4-1寫出滴定反應(yīng)的離子方程式________，終點(diǎn)現(xiàn)象為_(kāi)_______。4-2計(jì)算樣品中Fe2?的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（保留4位有效數(shù)字，M(Fe)=55.85g/mol）。4-3若滴定管未用KMnO?標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗，測(cè)定結(jié)果將________（填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”）。4-4設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案驗(yàn)證該補(bǔ)鐵劑中是否含F(xiàn)e3?（寫出試劑、步驟及現(xiàn)象）。第5題（10分）物理化學(xué)與材料科學(xué)鈣鈦礦材料CH?NH?PbI?是新型太陽(yáng)能電池的核心光吸收層，其晶體結(jié)構(gòu)屬于立方晶系，晶胞參數(shù)a=6.30?。5-1計(jì)算該晶胞的體積V=?3（1?=10?1?m）。5-2已知CH?NH??的直徑約為2.8?，判斷其在晶胞中占據(jù)的空隙類型（填“立方體”“八面體”或“四面體”），并通過(guò)計(jì)算說(shuō)明理由。5-3該材料在光照下發(fā)生電子躍遷，寫出價(jià)帶頂電子躍遷至導(dǎo)帶底的能量變化表達(dá)式ΔE=________（用普朗克常數(shù)h、光速c及吸收波長(zhǎng)λ表示）。第6題（15分）有機(jī)結(jié)構(gòu)分析與推斷化合物Z（C??H??O?）的波譜數(shù)據(jù)如下：IR（cm?1）：3350（寬峰），1600，1500，1250，7501HNMR（δ,ppm）：7.20（2H,d,J=8Hz），6.80（2H,d,J=8Hz），4.50（1H,t,J=6Hz），3.80（3H,s），2.80（2H,t,J=6Hz），1.60（2H,m），0.90（3H,t,J=7Hz）MS（m/z）：192（M?），177，137，107，916-1計(jì)算Z的不飽和度Ω=。6-2寫出Z的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并標(biāo)注各質(zhì)子的化學(xué)位移歸屬。6-3解釋IR光譜中3350cm?1寬峰的成因。6-4寫出MS中m/z=137碎片離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式________。第7題（13分）配位化學(xué)與催化某科研團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種雙核銅催化劑催化苯乙炔水合反應(yīng)的機(jī)理（如圖2）：7-1寫出該催化循環(huán)中Cu的氧化態(tài)變化過(guò)程：Cu1→→→Cu1。7-2指出反應(yīng)中間體M的結(jié)構(gòu)類型（填“烯醇式”或“酮式”），并說(shuō)明其穩(wěn)定性高于另一異構(gòu)體的原因________。7-3計(jì)算該反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性________%（原子經(jīng)濟(jì)性=目標(biāo)產(chǎn)物分子量/所有反應(yīng)物分子量總和×100%）。7-4若將苯乙炔換為苯甲醚乙炔（C?H?OCH?C≡CH），預(yù)測(cè)主要產(chǎn)物結(jié)構(gòu)并解釋regioselectivity（區(qū)域選擇性）原因________。第8題（12分）元素化學(xué)與工業(yè)流程以軟錳礦（主要成分為MnO?，含F(xiàn)e?O?、Al?O?雜質(zhì)）為原料制備MnSO?·H?O的工藝流程如下：軟錳礦→[硫酸+還原劑,80℃]→浸出液→[調(diào)節(jié)pH=5,過(guò)濾]→濾液→[蒸發(fā)結(jié)晶]→MnSO?·H?O8-1寫出浸出過(guò)程中MnO?與SO?反應(yīng)的離子方程式________。8-2若用H?O?作還原劑，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式________，該方法的優(yōu)點(diǎn)是________。8-3調(diào)節(jié)pH=5時(shí)，溶液中c(Fe3?)=2.7×10?2?mol/L，計(jì)算Fe(OH)?的Ksp=（假設(shè)調(diào)節(jié)pH前后體積不變）。8-4設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證MnSO?·H?O晶體中含結(jié)晶水。參考答案及評(píng)