2025年高中化学竞赛全真模拟卷十

2025年高中化学竞赛全真模拟卷十（考试时间：3小时满分：100分）第1题（12分）化学基本原理与热力学氢能是21世纪最具潜力的清洁能源之一，金属氢化物储氢材料因高储氢密度备受关注。LaNi₅是典型的储氢材料，其储氢反应为：LaNi₅(s)+3H₂(g)⇌LaNi₅H₆(s)（1）写出该反应的平衡常数表达式K=（用分压表示，分压单位为kPa）。若某温度下平衡时H₂分压为101.3kPa，则K=（保留两位有效数字）。（2）已知上述反应的ΔH=-31.8kJ/mol，ΔS=-112J/(mol·K)。在298K时，该反应的ΔG=kJ/mol，反应自发进行的方向为（填“正向”或“逆向”）。（3）LaNi₅H₆的晶体结构中，La原子占据立方体顶点，Ni原子占据面心，H原子填充在四面体空隙中。①该晶胞的化学式为________；②若晶胞参数a=511pm，晶体密度ρ=________g/cm³（列出计算式即可，Nₐ=6.02×10²³mol⁻¹）。第2题（14分）无机元素化学与配合物过渡金属配合物在催化、医药等领域应用广泛。以Co³⁺为中心离子的配合物[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂是经典的维尔纳配合物。（1）Co³⁺的价电子排布式为________，该配合物中配位原子为________（填元素符号），配位数为________。（2）在酸性溶液中，[Co(NH₃)₅Cl]²⁺发生水解反应：[Co(NH₃)₅Cl]²⁺+H₂O⇌[Co(NH₃)₅(H₂O)]³⁺+Cl⁻实验测得25℃时该反应的速率常数k=2.6×10⁻⁵s⁻¹，则反应的半衰期t₁/₂=s（保留两位有效数字）。（3）向[Co(NH₃)₅(H₂O)]³⁺溶液中滴加NaOH溶液，生成棕褐色沉淀Co(OH)₃。已知Co(OH)₃的Ksp=1.6×10⁻⁴⁴，当溶液中c(Co³⁺)=0.01mol/L时，开始沉淀的pH=（忽略水解，lg2=0.3）。（4）Co³⁺与EDTA⁴⁻形成稳定配合物[Co(EDTA)]⁻，其稳定常数Kf=1.0×10³⁶。向0.1mol/L[Co(NH₃)₆]³⁺溶液中加入等体积0.1mol/LEDTA⁴⁻溶液，反应的离子方程式为________，平衡时c(NH₃)/c([Co(EDTA)]⁻)=________（已知[Co(NH₃)₆]³⁺的Kf=1.6×10³⁵）。第3题（16分）有机化学与反应机理青蒿素（Artemisinin）是抗疟特效药，其结构简式如下：（1）青蒿素的分子式为________，分子中含有的含氧官能团有________（填名称，至少两种）。（2）青蒿素在碱性条件下发生水解反应，生成青蒿琥酯（结构简式如下）：①该反应的反应类型为________；②青蒿琥酯分子中手性碳原子的数目为________。（3）以苯为原料合成阿司匹林（）的路线如下：苯→A→B→阿司匹林①写出A、B的结构简式：A________，B________；②步骤B→阿司匹林的化学方程式为________。（4）解释下列实验现象：在乙醇中，对硝基苯甲酸的酸性强于苯甲酸（用共振论或诱导效应说明，不超过20字）。第4题（12分）分析化学与滴定原理用0.1000mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/LH₃PO₄溶液（H₃PO₄的Ka₁=7.5×10⁻³，Ka₂=6.2×10⁻⁸，Ka₃=2.2×10⁻¹³）。（1）滴定至第一化学计量点时，溶液的pH=（保留一位小数，lg7.5=0.88，lg6.2=0.79）。（2）若用酚酞（变色范围8.2~10.0）作指示剂，滴定终点时主要产物为（填化学式）。（3）当滴入NaOH溶液体积为30.00mL时，溶液中c(H₂PO₄⁻)/c(HPO₄²⁻)=________（保留两位有效数字）。第5题（10分）电化学与能源材料锂离子电池的正极材料LiFePO₄具有高安全性。其充电时的电极反应为：LiFePO₄-e⁻→FePO₄+Li⁺（1）该电极反应中，Fe元素的化合价变化为________→________。（2）已知LiFePO₄的摩尔质量为158g/mol，理论比容量=mAh/g（1mole⁻的电荷量为96500C，1Ah=3600C，保留三位有效数字）。（3）用该电池为电解池供电，电解200mL0.5mol/LCuSO₄溶液，当电路中通过0.1mol电子时，阴极产物的质量为________g，阳极的电极反应式为。第6题（16分）实验化学与数据处理某小组用重结晶法提纯粗苯甲酸（含少量NaCl和泥沙），步骤如下：①溶解→②趁热过滤→③冷却结晶→④过滤洗涤→⑤干燥称重（1）步骤①中，需加入的溶剂为________（填“水”或“乙醇”），选择依据是________。（2）步骤②中，需使用的玻璃仪器除烧杯外，还有________（填仪器名称）。（3）实验测得粗苯甲酸中苯甲酸的质量分数为85%，若提纯后得到纯苯甲酸8.0g，则回收率=%（保留两位有效数字）。（4）用熔点仪测定纯苯甲酸的熔点，数据如下：|测定次数|初熔温度/℃|全熔温度/℃||----------|------------|------------||1|121.5|122.3||2|121.3|122.1||3|121.7|122.5|苯甲酸的熔点为℃（取平均值，保留一位小数），该值低于文献值（122.4℃）的原因可能是________。第7题（14分）结构化学与物质性质（1）CO₂和SiO₂是同族元素的氧化物，但物理性质差异显著：CO₂常温下为气体，SiO₂为高熔点固体。原因是________。（2）H₂O的沸点（100℃）高于H₂S（-60.7℃），主要原因是________。（3）立方氮化硼（BN）的硬度接近金刚石，其晶体类型为________，晶体中B原子的杂化方式为________。（4）基态N原子的电子排布图为________，第一电离能I₁(N)I₁(O)（填“>”或“<”），原因是。参考答案第1题（1）K=1/(p(H₂)³)，9.7×10⁻⁶；（2）-0.3，正向；（3）①LaNi₅H₆；②(139+5×58.7+6×1)/(Nₐ·a³×10⁻³⁰)第2题（1）3d⁶，N、Cl，6；（2）2.7×10⁴；（3）0.8；（4）[Co(NH₃)₆]³⁺+EDTA⁴⁻=[Co(EDTA)]⁻+6NH₃，6.3×10⁻¹第3题（1）C₁₅H₂₂O₅，过氧键、酯基；（2）①水解反应；②7；（3）①A：，B：；②+(CH₃CO)₂O→+CH₃COOH；（4）硝基吸电子使羧基更易电离第4题（1）2.0；（2）Na₂HPO₄；（3）1.2×10⁻²第5题（1）+2，+3；（2）170；（3）3.2，4OH⁻-4e⁻=O₂↑+2H₂O第6题（1）水，苯甲酸在热水中溶解度大、冷水中小；（2）漏斗、玻璃棒；（3）94；（