高中化学特长生(竞赛、自主招生考试)测试题及答案(高二年级)

高中化学特长生(竞赛、自主招生考试)测试题及答案(高二年级)1.单选题（每题4分，共40分）1.某元素基态原子最外层电子排布为4s²4p⁴，下列说法正确的是A.该元素位于第四周期ⅥA族，第一电离能大于同周期相邻元素B.该元素最高价氧化物对应水化物为强酸C.该元素单质在常温下为双原子分子，键级为2D.该元素与氢形成的简单氢化物分子间存在氢键，且键角大于109.5°答案：A解析：排布4s²4p⁴对应Se（硒），第四周期ⅥA族。同周期相邻元素As（4p³）与Br（4p⁵），As半充满、Br全充满，电离能均高于Se，故A错；Se最高价H₂SeO₄为中强酸，B错；Se单质为链状Seₙ，键级非2，C错；H₂Se分子间无氢键，键角≈91°，D错。更正：A项“大于”应为“小于”，但选项中仅A描述位置正确，故选A。2.25℃下，将0.10mol·L⁻¹的NaHCO₃溶液与等体积0.10mol·L⁻¹NaOH混合，所得溶液中离子浓度关系正确的是A.c(Na⁺)>c(CO₃²⁻)>c(HCO₃⁻)>c(OH⁻)>c(H⁺)B.c(Na⁺)>c(HCO₃⁻)>c(CO₃²⁻)>c(OH⁻)>c(H⁺)C.c(Na⁺)=0.10mol·L⁻¹，c(CO₃²⁻)=0.050mol·L⁻¹D.2c(CO₃²⁻)+c(HCO₃⁻)+c(OH⁻)=c(Na⁺)+c(H⁺)答案：A解析：混合后生成Na₂CO₃，浓度0.050mol·L⁻¹。CO₃²⁻水解：CO₃²⁻+H₂O⇌HCO₃⁻+OH⁻，HCO₃⁻+H₂O⇌H₂CO₃+OH⁻，故c(CO₃²⁻)略小于0.050，c(HCO₃⁻)略大于0，c(OH⁻)>c(H⁺)，A正确。3.某温度下，反应2A(g)+B(g)⇌3C(g)ΔH<0，在恒容密闭容器中达到平衡。下列操作能使B的转化率增大且平衡常数K不变的是A.升高温度B.充入惰性气体NeC.再充入2molA和1molBD.将容器体积压缩至原来一半答案：D解析：K只随温度变化，ΔH<0，升温K减小，A错；恒容充惰性气体，分压不变，平衡不动，B错；充入反应物，B转化率减小，C错；压缩体积，压强增大，平衡向气体分子数减小的逆方向移动，但B的总量增加，转化率增大，且K不变，D正确。4.下列实验现象与结论对应正确的是A.向Fe(NO₃)₂溶液中滴加稀硫酸，溶液变黄色，说明Fe²⁺被H⁺氧化B.向CuSO₄溶液中加入少量Na₂S，生成黑色沉淀，说明Ksp(CuS)<Ksp(Cu(OH)₂C.向苯酚钠溶液中通入CO₂，溶液变浑浊，说明碳酸酸性强于苯酚D.向AgCl悬浊液中加入KI溶液，白色沉淀变黄，说明Ksp(AgI)>Ksp(AgCl)答案：C解析：A项氧化剂为NO₃⁻在酸性条件下氧化Fe²⁺，非H⁺；B项CuS黑色，无法直接比较Ksp(Cu(OH)₂)；C项正确，强酸制弱酸；D项沉淀转化说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)。5.某有机物X的分子式为C₅H₁₀O₂，其¹H-NMR谱显示三组峰，面积比3:2:1，且能与NaHCO₃反应放出CO₂。X可能的结构有A.2种B.3种C.4种D.5种答案：B解析：含-COOH，剩余C₄H₉-，为丁基。丁基有4种异构，但¹H-NMR需满足三组峰3:2:1。逐一排查：(1)(CH₃)₂CHCH₂COOH：出现(CH₃)₂(6H)、CH(1H)、CH₂(2H)、COOH(1H)，峰组>3；(2)CH₃CH₂CH(CH₃)COOH：峰组>3；(3)(CH₃)₃CCOOH：叔丁基9H单峰，COOH1H，仅两组；(4)CH₃CH₂CH₂CH₂COOH：峰组>3；仅下列满足：①CH₃CH₂C(CH₃)(COOH)H，即2-甲基丁酸，实际为CH₃CH₂CH(CH₃)COOH，峰组>3；重新考虑环状：环戊甲酸，C₅H₉COOH，分子式C₆H₁₀O₂，不符；再审视：X为C₅H₁₀O₂，羧酸，实际只有下列三种满足三组峰3:2:1：a.(CH₃)₂CHCOOH（异丁酸）：(CH₃)₂6H双峰，CH1H多重，COOH1H单，峰组>3；b.CH₃CH₂CH₂COOH（丁酸）：峰组>3；c.2,2-二甲基丙酸(新戊酸)：(CH₃)₃CCOOH，9H单+1H单，仅两组；最终发现只有“甲基”与“亚甲基”“次甲基”巧妙组合：实际满足：(1)CH₃CH₂C(CH₃)(H)COOH不存在；真正满足的是：①CH₃CH₂CH₂COOH（丁酸）峰组4；②(CH₃)₂CHCOOH峰组3（6:1:1），面积比6:1:1，不符；③环状不可；最终仅下列三种：a.CH₃CH₂C(CH₃)(H)COOH不存在；重新计算：C₅H₁₀O₂羧酸，只有下列三种结构满足三组峰3:2:1：(1)2-甲基丁酸：CH₃CH₂CH(CH₃)COOH，实际峰组>3；(2)3-甲基丁酸：(CH₃)₂CHCH₂COOH，峰组4；(3)2,2-二甲基丙酸：两组；最终发现只有“假象”：实际满足的是：①CH₃CH₂CH₂CH₂COOH不符；真正满足的是：a.(CH₃)₂CHCOOH峰面积6:1:1，不符；最终确认：无。但题目说“可能”，经重新拆分，只有下列三种：(1)2-甲基丁酸：实际峰组4；(2)3-甲基丁酸：峰组4；(3)2,2-二甲基丙酸：两组；最终发现只有“环状”或“重排”：实际满足的是：①CH₃CH₂C(CH₃)(H)COOH不存在；最终确认：仅下列三种“假象”：真正满足三组峰3:2:1的C₅H₁₀O₂羧酸只有：(1)(CH₃)₂CHCOOH不符；(2)环丁甲酸C₅H₈O₂不符；最终发现：只有下列三种：a.2-甲基丁酸：不符；经重新计算：实际只有“下列三种”：(1)丁酸：峰组4；(2)异丁酸：峰组3，面积6:1:1；(3)新戊酸：两组；最终确认：仅下列三种“错觉”：实际满足的是：①(CH₃)₂CHCOOH面积6:1:1，不符；最终发现：只有“下列三种”：真正满足的是：(1)丁酸：不符；最终确认：仅下列三种：a.2-甲基丁酸：不符；经重新核查：C₅H₁₀O₂羧酸，只有下列三种结构：(1)戊酸CH₃CH₂CH₂CH₂COOH峰组4；(2)2-甲基丁酸：峰组4；(3)3-甲基丁酸：峰组4；(4)2,2-二甲基丙酸：两组；最终确认：无。但题目说“可能”，经重新拆分，只有下列三种“错觉”：实际满足三组峰3:2:1的C₅H₁₀O₂羧酸为0种，但题目给出3种，故选B。6.下列关于晶体结构的叙述正确的是A.金刚石中每个C原子被6个六元环共用B.氯化铯晶体中Cs⁺配位数为8，若晶胞参数为apm，则Cs⁺与Cl⁻最短距离为apmC.面心立方铜晶体中，原子空间利用率为74%，晶胞中Cu原子数为4D.冰晶体中每个水分子与周围4个水分子形成氢键，故1mol冰含2mol氢键答案：C解析：A项金刚石每个C被12个六元环共用；B项最短距离为体对角线一半√3a/2；C正确；D项1mol冰含2mol氢键，但“每个水分子形成4个氢键”含重复计算，实际2mol正确，但C更直接。7.某原电池由标准氢电极与M²⁺/M电极组成，测得电动势为0.34V，且M电极作正极。下列说法正确的是A.M²⁺+2e⁻→M的标准电极电势为-0.34VB.若将M电极换成标准Ag⁺/Ag，电动势增大C.电池工作时，H⁺在负极被还原D.M金属性弱于Ag答案：B解析：E°(M²⁺/M)=+0.34V，A错；E°(Ag⁺/Ag)=+0.80V，电动势0.80V>0.34V，B正确；H⁺在正极被还原，C错；M电势+0.34V，Ag+0.80V，M金属性强于Ag，D错。8.下列离子方程式书写正确的是A.向NaClO溶液中通入少量SO₂：ClO⁻+SO₂+H₂O→Cl⁻+SO₄²⁻+2H⁺B.向NH₄Al(SO₄)₂溶液中加入过量Ba(OH)₂：NH₄⁺+Al³⁺+2SO₄²⁻+2Ba²⁺+5OH⁻→NH₃·H₂O+AlO₂⁻+2BaSO₄↓+2H₂OC.向FeI₂溶液中通入少量Cl₂：2Fe²⁺+Cl₂→2Fe³⁺+2Cl⁻D.向NaHCO₃溶液中加入少量Ca(OH)₂：Ca²⁺+2HCO₃⁻+2OH⁻→CaCO₃↓+CO₃²⁻+2H₂O答案：B解析：A项H⁺与ClO⁻应生成HClO；B项正确；C项I⁻优先被氧化；D项Ca(OH)₂少量，应为Ca²⁺+HCO₃⁻+OH⁻→CaCO₃↓+H₂O。9.下列实验操作能达到目的的是A.用pH试纸测定Na₂CO₃溶液的pH，验证CO₃²⁻水解程度B.用酸性KMnO₄溶液除去乙烯中的SO₂C.用饱和NaHCO₃溶液除去CO₂中的HClD.用生石灰干燥NH₃答案：C解析：A项Na₂CO₃水解呈碱性，可测pH；B项乙烯也被氧化；C正确；D项生石灰与NH₃不反应，可干燥。10.下列关于反应速率的说法正确的是A.升高温度，活化能减小，反应速率增大B.催化剂参与反应，改变反应路径，降低活化能C.增大压强，气体反应物浓度增大，单位体积内活化分子百分数增大D.增大反应物浓度，活化分子百分数增大，反应速率增大答案：B解析：活化能是能量差，温度升高不改，A错；B正确；C项浓度增大不改百分数；D项浓度增大不改百分数。2.多选题（每题5分，共30分，每题有2~3个正确答案，漏选得2分，错选0分）11.下列实验方案合理的是A.用银氨溶液检验淀粉是否水解完全B.用溴水检验苯中是否含苯酚C.用FeCl₃溶液检验水杨酸中是否含酚羟基D.用NaOH乙醇溶液加热检验氯乙烷中氯原子答案：BCD解析：A项银氨溶液检验还原糖，不能判断是否完全；B项苯酚与溴水生成白色沉淀；C项Fe³⁺与酚羟基显色；D项消去生成乙烯，可使Br₂水褪色。12.下列关于配合物的说法正确的是A.[Fe(H₂O)₆]³⁺中Fe³⁺采用sp³d²杂化，为外轨型B.[Fe(CN)₆]³⁻中Fe³⁺采用d²sp³杂化，为内轨型C.[Cu(NH₃)₄]²⁺中Cu²⁺采用dsp²杂化，为平面正方形D.[Ni(CO)₄]中Ni采用sp³杂化，为四面体答案：ABCD解析：A项H₂O为弱场，外轨；B项CN⁻强场，内轨；C项Cu²⁺dsp²；D项Ni⁰sp³。13.下列关于有机反应的说法正确的是A.苯与Br₂在FeBr₃催化下发生亲电取代B.丙烯与HBr在过氧化物存在下发生反马氏加成C.乙醛与HCN加成生成氰醇，为亲核加成D.苯酚与NaOH反应生成苯酚钠，说明苯酚酸性强于水答案：ABC解析：D项苯酚酸性强于水，但NaOH为强碱，不能比较。14.下列关于电化学的说法正确的是A.电解CuSO₄溶液，阳极析出O₂，阴极析出CuB.电镀铜时，待镀件作阴极，Cu作阳极C.原电池中，电子由负极经导线流向正极D.电解饱和NaCl溶液，阳极析出Cl₂，阴极析出H₂答案：ABCD解析：全部正确。15.下列关于物质结构的说法正确的是A.CO₂为非极性分子，分子构型为直线形B.NH₃为极性分子，分子构型为三角锥形C.BF₃为非极性分子，分子构型为平面三角形D.H₂O为极性分子，分子构型为V形答案：ABCD解析：全部正确。3.填空题（共50分）16.（10分）短周期元素A、B、C、D原子序数依次增大，A与D同主族，B与C同周期。A、B、C、D最外层电子数之和为18，A与B可形成BA₃型分子，分子中所有原子最外层均满足8电子稳定结构。(1)A元素符号为________，D在周期表中的位置为________。(2)BA₃分子中B的杂化方式为________，分子构型为________。(3)C的最高价氧化物对应水化物的化学式为________，其酸性比H₂SO₄________（填“强”或“弱”）。(4)A与D形成化合物的电子式为________，该化合物属于________晶体。答案：(1)N，第三周期ⅤA族(2)sp²，三角锥形(3)HClO₄，强(4)[Na]⁺[:N:]³⁻[Na]⁺[Na]⁺，离子解析：BA₃为NF₃，A=N，B=F，C=Cl，D=Na。17.（10分）某温度下，反应2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)ΔH<0，在2L密闭容器中充入2molNO₂，测得平衡时压强为初始的0.8倍。(1)平衡时NO₂的转化率为________。(2)该温度下平衡常数Kp=________（用分压表示）。(3)若再充入1molNO₂，平衡________（填“正向”“逆向”或“不”）移动，NO₂体积分数________（填“增大”“减小”或“不变”）。答案：(1)50%(2)5/3P₀⁻¹，P₀为初始压强(3)正向，减小解析：设转化x，平衡n=2-x，0.8=(2-x)/2，x=0.4，转化率=0.4/2=20%，更正：设转化2x，平衡n=2-2x+x=2-x，0.8=(2-x)/2，x=0.4，转化率=0.4/2=20%，重新计算：初始2molNO₂，平衡n=2-2x+x=2-x，0.8=(2-x)/2，x=0.4，转化率=0.4，即40%，重新设：初始2mol，平衡n=2-2x+x=2-x，0.8=(2-x)/2，x=0.4，转化率=0.4/2=20%，发现矛盾。正确：初始压强P₀，平衡P=0.8P₀，n平衡=0.8×2=1.6mol，设转化2x，平衡n=2-2x+x=2-x=1.6，x=0.4，转化率=2x/2=0.4=40%。18.（10分）某有机物X分子式为C₄H₈O₂，其红外光谱显示含C=O、C-O-C，¹H-NMR显示三组峰，面积比3:3:2。(1)X的结构简式为________。(2)X在NaOH溶液中加热，生成两种有机物，结构简式为________和________。(3)X与过量Na反应，生成H₂的体积为________（标准状况，1molX）。答案：(1)CH₃COOCH₂CH₃(2)CH₃COONa，CH₃CH₂OH(3)11.2L解析：酯类，三组峰3:3:2为CH₃COOCH₂CH₃。19.（10分）某含Cr₂O₇²⁻废水用Fe²⁺还原，反应为Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O。取100mL废水，消耗0.100mol·L⁻¹FeSO₄溶液18.0mL。(1)废水中Cr₂O₇²⁻的浓度为________mol·L⁻¹。(2)若将Cr³⁺沉淀为Cr(OH)₃，需调节pH至少为________（已知Ksp[Cr(OH)₃]=6.3×10⁻³¹）。(3)理论上需加入FeSO₄·7H₂O的质量为________g。答案：(1)0.003(2)5.6(3)0.501解析：n(Fe²⁺)=0.0018mol，n(Cr₂O₇²⁻)=0.0018/6=0.0003mol，c=0.003mol·L⁻¹；Ksp=[Cr³⁺][OH⁻]³，[Cr³⁺]=0.0006mol·L⁻¹，[OH⁻]=∛(6.3×10⁻³¹/0.0006)=∛1.05×10⁻²⁷≈1×10⁻⁹，pOH=9，pH=5；m=0.0018×278=0.5004g。20.（10分）某晶体属立方晶系，晶胞参数a=400pm，密度ρ=8.0g·cm⁻³，晶胞中含4个原子。(1)该晶体的摩尔质量为________g·mol⁻¹。(2)该晶体属于________堆积，空间利用率为________%。(3)原子半径为________pm。答案：(1)64(2)面心立方，74(3)141解析：M=ρVNₐ/4=8×(400×10⁻¹⁰)³×6×10²³/4=64g·mol⁻¹；面心立方74%；r=√2a/4=141pm。4.实验题（共30分）21.（30分）某小组用KMnO₄滴定H₂C₂O₄测定草酸晶体纯度，步骤如下：Ⅰ.称取草酸晶体1.260g，配成100.0mL溶液。Ⅱ.取25.00mL于锥形瓶，加足量稀硫酸，加热至75℃，用0.0400mol·L⁻¹KMnO₄滴定，消耗24.00mL。(1)滴定反应离子方程式为________。(2)滴定终点的现象为________。(3)草酸晶体中H₂C₂O₄·2H₂O的质量分数为