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2025年春季高中化学竞赛试题解析

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、

已知某化合物A只含碳、氢、氧三种元素，分子式为C?H??O?。A在常温下为无色液体，不溶于水，密度比水小。A能发生氧化反应，燃烧产物为CO?和H?O。A与足量钠反应能产生氢气。A在一定条件下能发生水解反应。

1.写出化合物A的结构简式。

2.写出A水解反应的化学方程式。

3.写出A与氧气发生完全燃烧反应的化学方程式。

4.另一种只含C、H、O三种元素，且分子式与A相同的化合物B，在常温下为气体，且不能使溴的四氯化碳溶液褪色。写出化合物B的结构简式。

二、

将一定量的某固体粉末（只含Na?CO?、NaHCO?中的一种或两种）加入到100mL2.0mol/L盐酸中，充分反应后，向反应后的溶液中逐滴加入0.2mol/LNaOH溶液，pH值随加入NaOH溶液体积变化曲线如右图所示（假设所有溶液的体积变化忽略不计）。

1.根据图像判断，原固体粉末中一定含有哪种物质？一定不含有哪种物质？请说明理由。

2.计算原固体粉末中含有的Na?CO?和NaHCO?的物质的量（假设混合物中Na?CO?和NaHCO?的物质的量之比为1:2）。

3.计算当加入NaOH溶液体积为30mL时，反应后溶液中溶质的主要成分及其物质的量浓度。

三、

某研究性学习小组探究影响化学反应速率的因素。他们进行了如下实验：

实验I：在相同温度下，将等物质的量的A和B气体分别置于两个体积相同的密闭容器中，起始压强均为p?。向其中一个容器中加入催化剂，反应一段时间后，测得两个容器中A的转化率相同。

实验II：在实验I的条件下，将等物质的量的A和C气体置于密闭容器中，起始压强为p?。反应达到平衡后，测得A的转化率为α?。改变温度，保持起始压强仍为p?，再次达到平衡后，测得A的转化率为α?（α?α?）。

1.根据实验I，判断该反应是否受催化剂影响？请说明理由。

2.根据实验II，判断该反应是放热反应还是吸热反应？请说明理由。

3.若反应II中，起始时加入的A、C气体的物质的量均为nmol，且A的摩尔体积在标准状况下为V_m3/mol。请写出该反应的化学方程式，并计算反应II中平衡时，A的转化率α?和α?的关系式（用n、V_m、p?表示）。

四、

已知25℃时，水的离子积K_w=1.0×10?1?，弱酸HA的电离平衡常数为K_a=1.0×10??。

1.计算pH=3的盐酸溶液中，H?的浓度和OH?的浓度。

2.将0.1mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的HA溶液等体积混合，计算混合溶液中HA、A?、H?、OH?的浓度（假设混合后体积不变）。

3.在上述混合溶液中，滴加少量NaOH固体（假设体积变化忽略不计），当溶液pH=5时，计算此时溶液中HA和A?的浓度之比。

五、

短周期元素X、Y、Z、W位于周期表的前四周期，原子序数依次增大。X原子核外电子排布式为1s22s22p?3s23p2；Y原子最外层电子数是次外层电子数的一半；Z原子最外层电子数与次外层电子数相等；W的原子核内中子数与质子数相等。

1.写出元素X、Y、Z、W的元素符号。

2.比较元素Y和Z的第一电离能大小，并说明理由。

3.写出元素X与元素Y形成的最简单化合物的电子式。

4.写出元素Z与元素W形成的化合物ZW?的化学式，并指出该化合物中Z的化合价。

5.写出W的单质与Y?O?反应生成WO?和Y?O?的化学方程式。

六、

富氢水被誉为“水中的黄金”，其制备方法有多种。一种基于电化学的制备方法原理如图所示（电极材料为惰性材料，阳极室和阴极室体积相等，均为VL）。将一定浓度的NaCl溶液置于电解槽中，通电一段时间后，阴极室溶液的pH升高，产生大量气泡。

1.写出阳极发生的电极反应式。

2.写出阴极发生的电极反应式。

3.若电解过程中，阴极室收集到标况下22.4L的气体，计算阴极室溶液pH升高了多少？（假设溶液体积变化忽略不计，H?浓度变化用pH表示）。

4.简述该法制备富氢水的基本原理。

5.与其他制备方法相比，该法制备富氢水有哪些潜在优势？（至少列举两点）

七、

有机物F是一种重要的化工原料，可由A通过多步反应合成。A是苯的同系物，分子式为C?H??。B是一种常见的有机溶剂，分子式为C?H?O。C是一种羧酸，分子式为C?H?O?。D是一种饱和一元醇，分子式为C?H?O。E是一种高分子化合物，其链节结构简式如下：

请回答下列问题：

1.写出有机物A、B、C、D的结构简式。

2.写出A生成B的反应类型。

3.写出C与D反应生成E的化学方程式。

4.写出F分子中所有官能团的结