2025年高中化學競賽終極挑戰(zhàn)賽試題（五）相對原子質(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注意事項競賽時間3小時，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。每小題只有一個選項符合題意）2025年科學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。下列說法錯誤的是（）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鍵C.第一電離能：O<ClD.電負性：O>Cl用惰性電極電解(\text{K}_2\text{Cr}_2\text{O}_7)酸性溶液時，陽極生成一種新型含氧酸根(\text{Cr}_2\text{O}_8^{2-})（過二鉻酸根）。下列說法正確的是（）A.陽極反應式為(\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的化合價為+7D.電解過程中溶液pH逐漸增大某配合物的化學式為(\text{[Co(NH}_3\text{)}_4\text{Cl}_2\text{]NO}_3)，下列說法正確的是（）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，無白色沉淀生成已知反應(\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)，平衡時體系總壓為(p)。下列說法錯誤的是（）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)化率增大下列實驗方案能達到實驗目的的是（）|選項|實驗目的|實驗方案||------|-------------------------|--------------------------------------------------------------------------||A|驗證(\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|測定中和熱|用50mL0.5mol/L鹽酸與50mL0.55mol/LNaOH溶液反應，攪拌后測溫度變化||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(\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，其化合物在半導體材料、醫(yī)藥等領域有廣泛應用。（1）As原子的核外電子排布式為________，其最外層電子的自旋狀態(tài)________（填“相同”或“相反”）。（2）(\text{AsH}3)的沸點低于(\text{NH}3)，原因是______。（3）(\text{As}2\text{O}3)與NaOH溶液反應生成(\text{Na}3\text{AsO}3)，該反應的離子方程式為____。（4）(\text{Na}3\text{AsO}4)在酸性條件下可氧化(\text{I}^-)生成(\text{I}2)，該反應的化學方程式為_____，若消耗3mol(\text{I}^-)，則轉(zhuǎn)移電子數(shù)為________。（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Cu參與反應的化學方程式為___，該過程需鼓入空氣，目的是________。（2）試劑X可選用________（填序號），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中主要陽離子為____，檢驗其中(\text{Fe}^{3+})是否除盡的方法是________。（4）若“蒸發(fā)濃縮”時溫度過高，會導致產(chǎn)品中混有________（填化學式）。（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的價電子層中未成對電子數(shù)為3；C與B同族；D的最高價氧化物對應的水化物為強堿；E的基態(tài)原子3d軌道有8個電子。（1）D的離子結(jié)構(gòu)示意圖為________，E在元素周期表中的位置為________。（2）A與B形成的化合物(\text{AB}3)的電子式為_______，其分子的空間構(gòu)型為________。（3）B、C的簡單氫化物中，穩(wěn)定性較強的是________（填化學式），其原因是________。三、計算題（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，充分反應后，收集到NO氣體2.24L（標準狀況），剩余固體2.8g。（1）計算混合物中Fe的質(zhì)量分數(shù)。（2）若向反應后的溶液中加入5mol/LNaOH溶液至沉淀完全，求所需NaOH溶液的體積。（12分）在25℃時，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）寫出第一滴定終點的離子方程式：___。（2）計算第一滴定終點時溶液的pH（忽略混合時體積變化）。（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、有機化學題（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)簡式為，其核磁共振氫譜有________組峰。（2）B→C的反應類型為__，C中官能團的名稱為________。（3）D→E的化學方程式為________，該反應的現(xiàn)象是________。（4）E的同分異構(gòu)體中，能發(fā)生銀鏡反應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)簡式為________。（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)簡式為___，其名稱為________。（2）F與(\text{CH}2=\text{C(CH}3\text{)COOCH}3)發(fā)生加聚反應的化學方程式為_____。（3）下列關(guān)于光刻膠的說法正確的是________（填序號）。A.屬于純凈物B.能發(fā)生水解反應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)簡式：________。①能與(\text{NaHCO}_3)溶液反應生成(\text{CO}_2)②能發(fā)生銀鏡反應③核磁共振氫譜有3組峰，且峰面積比為1:1:2五、實驗題（本題共1小題，共15分）某實驗小組用如圖所示裝置探究(\text{Cl}_2)與(\text{SO}_2)的反應（夾持裝置略）。![實驗裝置圖]（說明：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為反應裝置，裝置D為尾氣處理裝置）（1）裝置A中反應的化學方程式為________，裝置B中所用試劑為________（填名稱）。（2）為使(\text{Cl}2)和(\text{SO}2)充分混合反應，實驗時應先打開裝置______（填“A”或“B”）的活塞，原因是________。（3）裝置C中觀察到的現(xiàn)象是________，反應的化學方程式為________。（4）裝置D中試劑為NaOH溶液，其作用是________，發(fā)生反應的離子方程式為________。（5）若實驗結(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)化學題（本題共