2025年高中化學(xué)競(jìng)賽終極挑戰(zhàn)賽試題（五）相對(duì)原子質(zhì)量H1.008He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45K39.10Ca40.08Fe55.85Cu63.55Zn65.39Ag107.9Ba137.3Pb207.2注意事項(xiàng)競(jìng)賽時(shí)間3小時(shí)，滿分100分。所有解答必須寫在指定區(qū)域內(nèi)，不得使用鉛筆。允許使用非編程計(jì)算器及直尺等文具。一、選擇題（本題共5小題，每小題3分，共15分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）2025年科學(xué)家合成了一種新型超鹵素化合物(\text{Na}_3\text{OCl})，其晶體結(jié)構(gòu)中含有(\text{OCl}^-)陰離子。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.(\text{OCl}^-)的空間構(gòu)型為直線形B.該化合物中存在離子鍵和共價(jià)鍵C.第一電離能：O<ClD.電負(fù)性：O>Cl用惰性電極電解(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7)酸性溶液時(shí)，陽(yáng)極生成一種新型含氧酸根(\text{Cr}_2\text{O}_8^{2-})（過(guò)二鉻酸根）。下列說(shuō)法正確的是（）A.陽(yáng)極反應(yīng)式為(\text{Cr}_2\text{O}_7^{2-}+8\text{H}^++2\text{e}^-=\text{Cr}_2\text{O}_8^{2-}+4\text{H}_2\text{O})B.每轉(zhuǎn)移1mol電子，生成(0.5,\text{mol},\text{Cr}_2\text{O}_8^{2-})C.(\text{Cr}_2\text{O}_8^{2-})中Cr的化合價(jià)為+7D.電解過(guò)程中溶液pH逐漸增大某配合物的化學(xué)式為(\text{[Co(NH}_3\text{)}_4\text{Cl}_2\text{]NO}_3)，下列說(shuō)法正確的是（）A.配位數(shù)為4B.配位原子為N和ClC.該配合物的同分異構(gòu)體有2種D.向其溶液中加入(\text{AgNO}_3)溶液，無(wú)白色沉淀生成已知反應(yīng)(\text{2NO}_2\text{(g)}\rightleftharpoons\text{N}_2\text{O}_4\text{(g)})(\DeltaH=-56.9,\text{kJ/mol})。在恒容密閉容器中充入(\text{NO}_2)，平衡時(shí)體系總壓為(p)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A.升高溫度，混合氣體顏色加深B.若通入惰性氣體He，平衡不移動(dòng)C.平衡常數(shù)(K_p=\frac{p(\text{N}_2\text{O}_4)}{p^2(\text{NO}_2)})D.增大(\text{NO}_2)初始濃度，平衡轉(zhuǎn)化率增大下列實(shí)驗(yàn)方案能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖牵ǎ﹟選項(xiàng)|實(shí)驗(yàn)?zāi)康膢實(shí)驗(yàn)方案||------|-------------------------|--------------------------------------------------------------------------||A|驗(yàn)證(\text{SO}_2)漂白性|將(\text{SO}_2)通入酸性(\text{KMnO}_4)溶液中，觀察溶液褪色||B|測(cè)定中和熱|用50mL0.5mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液反應(yīng)，攪拌后測(cè)溫度變化||C|分離(\text{I}_2)和(\text{KCl})|加熱混合物，使(\text{I}_2)升華后冷凝收集||D|檢驗(yàn)(\text{Fe}^{3+})|向溶液中滴加KSCN溶液，觀察是否出現(xiàn)紅色|二、填空題（本題共3小題，共30分）（10分）砷（As）是一種重要的類金屬元素，其化合物在半導(dǎo)體材料、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。（1）As原子的核外電子排布式為_(kāi)_______，其最外層電子的自旋狀態(tài)________（填“相同”或“相反”）。（2）(\text{AsH}3)的沸點(diǎn)低于(\text{NH}3)，原因是______。（3）(\text{As}2\text{O}3)與NaOH溶液反應(yīng)生成(\text{Na}3\text{AsO}3)，該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___。（4）(\text{Na}3\text{AsO}4)在酸性條件下可氧化(\text{I}^-)生成(\text{I}2)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____，若消耗3mol(\text{I}^-)，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_(kāi)_______。（12分）某研究小組以廢銅渣（主要成分為Cu，含少量CuO、FeO）為原料制備膽礬（(\text{CuSO}4\cdot5\text{H}2\text{O})），流程如下：[\text{廢銅渣}\xrightarrow[\Delta]{\text{稀H}2\text{SO}4/\text{O}2}\text{溶液A}\xrightarrow{\text{加入試劑X}}\text{溶液B}\xrightarrow{\text{蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶}}\text{膽礬}]（1）“酸溶”時(shí)Cu參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__，該過(guò)程需鼓入空氣，目的是________。（2）試劑X可選用________（填序號(hào)），其作用是________。A.NaOHB.(\text{CuO})C.(\text{NH}3\cdot\text{H}2\text{O})D.(\text{Na}2\text{CO}3)（3）溶液B中主要陽(yáng)離子為_(kāi)___，檢驗(yàn)其中(\text{Fe}^{3+})是否除盡的方法是________。（4）若“蒸發(fā)濃縮”時(shí)溫度過(guò)高，會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品中混有________（填化學(xué)式）。（8分）短周期元素A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大，A的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同；B的價(jià)電子層中未成對(duì)電子數(shù)為3；C與B同族；D的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為強(qiáng)堿；E的基態(tài)原子3d軌道有8個(gè)電子。（1）D的離子結(jié)構(gòu)示意圖為_(kāi)_______，E在元素周期表中的位置為_(kāi)_______。（2）A與B形成的化合物(\text{AB}3)的電子式為_(kāi)______，其分子的空間構(gòu)型為_(kāi)_______。（3）B、C的簡(jiǎn)單氫化物中，穩(wěn)定性較強(qiáng)的是________（填化學(xué)式），其原因是________。三、計(jì)算題（本題共2小題，共20分）（8分）將10.0gFe、Cu混合物加入足量稀硝酸中，充分反應(yīng)后，收集到NO氣體2.24L（標(biāo)準(zhǔn)狀況），剩余固體2.8g。（1）計(jì)算混合物中Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（2）若向反應(yīng)后的溶液中加入5mol/LNaOH溶液至沉淀完全，求所需NaOH溶液的體積。（12分）在25℃時(shí)，用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L(\text{H}_3\text{PO}4)溶液，滴定曲線如圖所示（已知(\text{H}3\text{PO}4)的(K{a1}=7.5\times10^{-3})，(K{a2}=6.2\times10^{-8})，(K{a3}=2.2\times10^{-13})）。（1）寫出第一滴定終點(diǎn)的離子方程式：___。（2）計(jì)算第一滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH（忽略混合時(shí)體積變化）。（3）若滴定至pH=7.0，溶液中(\text{c(H}2\text{PO}4^-))與(\text{c(HPO}4^{2-}))的比值為（保留兩位有效數(shù)字）。四、有機(jī)化學(xué)題（本題共2小題，共25分）（13分）化合物A（(\text{C}8\text{H}{10}\text{O})）是一種芳香族化合物，其轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：[\text{A}\xrightarrow[\Delta]{\text{濃H}2\text{SO}4}\text{B}(\text{C}8\text{H}8)\xrightarrow[\text{CCl}4]{\text{Br}2}\text{C}(\text{C}8\text{H}8\text{Br}2)\xrightarrow[\Delta]{\text{NaOH水溶液}}\text{D}(\text{C}8\text{H}{10}\text{O}2)\xrightarrow[\text{Cu/}\Delta]{\text{O}2}\text{E}(\text{C}8\text{H}6\text{O}2)]（1）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，其核磁共振氫譜有________組峰。（2）B→C的反應(yīng)類型為_(kāi)_，C中官能團(tuán)的名稱為_(kāi)_______。（3）D→E的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，該反應(yīng)的現(xiàn)象是________。（4）E的同分異構(gòu)體中，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)且屬于芳香族化合物的有________種（不考慮立體異構(gòu)），其中核磁共振氫譜有4組峰的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)_______。（12分）光刻膠是微電子技術(shù)中關(guān)鍵材料，其一種合成路線如下：[\text{CH}2=\text{CHCOOH}\xrightarrow[\text{催化劑}]{\text{CH}3\text{OH}}\text{F}\xrightarrow[\text{引發(fā)劑}]{\text{CH}2=\text{C(CH}3\text{)COOCH}3}\text{光刻膠}]（1）F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)__，其名稱為_(kāi)_______。（2）F與(\text{CH}2=\text{C(CH}3\text{)COOCH}3)發(fā)生加聚反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____。（3）下列關(guān)于光刻膠的說(shuō)法正確的是________（填序號(hào)）。A.屬于純凈物B.能發(fā)生水解反應(yīng)C.具有體型結(jié)構(gòu)D.能使溴水褪色（4）寫出滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：________。①能與(\text{NaHCO}_3)溶液反應(yīng)生成(\text{CO}_2)②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)③核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積比為1:1:2五、實(shí)驗(yàn)題（本題共1小題，共15分）某實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示裝置探究(\text{Cl}_2)與(\text{SO}_2)的反應(yīng)（夾持裝置略）。![實(shí)驗(yàn)裝置圖]（說(shuō)明：裝置A為(\text{Cl}_2)發(fā)生裝置，裝置B為(\text{SO}_2)發(fā)生裝置，裝置C為反應(yīng)裝置，裝置D為尾氣處理裝置）（1）裝置A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______，裝置B中所用試劑為_(kāi)_______（填名稱）。（2）為使(\text{Cl}2)和(\text{SO}2)充分混合反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先打開(kāi)裝置______（填“A”或“B”）的活塞，原因是________。（3）裝置C中觀察到的現(xiàn)象是________，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______。（4）裝置D中試劑為NaOH溶液，其作用是________，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______。（5）若實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，裝置C中溶液的pH=1，且(\text{c(Cl}^-)=0.1,\text{mol/L})，則溶液中(\text{c(SO}_4^{2-})=)________（忽略溶液體積變化）。六、結(jié)構(gòu)化學(xué)題（本題共