2026年高中化学竞赛初赛模拟试题含答案

2026年高中化学竞赛初赛模拟试题含答案1．（本题10分）将0.100mol·L⁻¹的Na₂S₂O₃溶液逐滴加入25.0mL0.0400mol·L⁻¹的I₂­-KI溶液中，反应按化学计量比进行。当溶液蓝色恰好消失时，消耗Na₂S₂O₃溶液18.0mL。（1）写出配平的离子反应方程式；（2）计算原I₂­-KI溶液中I₂的质量（mg）；（3）若改用0.0200mol·L⁻¹的Na₂S₂O₃溶液，需多少毫升才能使蓝色消失？（4）实验测得终点时电势为0.285V（vs.SHE），已知φ°(I₃⁻/I⁻)=0.536V，求此时溶液中I₃⁻与I⁻的浓度比；（5）若向终点后的溶液中加入少量固体AgNO₃，观察到黄色沉淀，写出沉淀的化学式并说明理由。答案与解析（1）2S₂O₃²⁻+I₃⁻→3I⁻+S₄O₆²⁻（2）n(S₂O₃²⁻)=0.100×0.0180=1.80×10⁻³mol，n(I₂)=n(I₃⁻)=½n(S₂O₃²⁻)=9.00×10⁻⁴mol，m(I₂)=9.00×10⁻⁴×253.8=228mg（3）c₁V₁=c₂V₂⇒0.100×18.0=0.0200×V₂，V₂=90.0mL（4）E=φ°−(0.0592/2)lg([I⁻]³/[I₃⁻])，0.285=0.536−0.0296lg([I⁻]³/[I₃⁻])，解得[I₃⁻]/[I⁻]=1.2×10⁻⁹（5）AgI↓，Ksp(AgI)=8.3×10⁻¹⁷，终点时[I⁻]≈0.02mol·L⁻¹，Q=[Ag⁺][I⁻]>Ksp，故生成AgI黄色沉淀。2．（本题8分）某金属M的八面体配合物[M(NH₃)₄Cl₂]Cl·2H₂O的磁矩为1.85B.M.。（1）指出中心离子M的d电子数；（2）画出该配合物所有几何异构体的结构式，并说明哪几种具有旋光活性；（3）用晶体场理论解释其磁矩值；（4）将配合物溶于水，加入过量AgNO₃，测得每摩尔配合物可沉淀出1molAgCl，写出水合配离子的化学式；（5）若将配合物加热至120℃失去两分子水，失重率是多少？答案与解析（1）μ=1.85B.M.⇒n=1，d⁷（低自旋Co³⁺）（2）顺式-[Co(NH₃)₄Cl₂]⁺有旋光活性，反式无（3）八面体场中t₂g⁶eg¹，仅一个未成对电子（4）[Co(NH₃)₄Cl(H₂O)]²⁺（5）M=251.4g·mol⁻¹，失重=2×18.0/251.4=14.3%3．（本题9分）某温度下，反应A(g)+B(g)⇌C(g)的Kp=0.640。将1.00molA与1.00molB注入5.00L真空容器，平衡时测得总压为1.20bar。（1）求平衡分压；（2）若再向容器中加入0.50mol惰性气体D，求新平衡时C的物质的量；（3）若将容器体积压缩至2.50L，用勒沙特列原理预测平衡移动方向，并计算新平衡总压；（4）求该反应的ΔrG°；（5）若温度升高50℃，Kp变为1.44，估算ΔrH°（设ΔrH°为常数）。答案与解析（1）设A反应xmol，则pA=pB=(1−x)RT/V，pC=xRT/V，Kp=pC/(pA·pB)=x(2−x)/(1−x)²=0.640，解得x=0.400mol，pA=pB=0.240bar，pC=0.320bar（2）加入D不改变分压，nC=0.400mol（3）体积减半，Qp=0.640=Kp，平衡不移动，总压=2×1.20=2.40bar（4）ΔrG°=−RTlnKp=−8.314×298×ln0.640=1.10kJ·mol⁻¹（5）ln(1.44/0.640)=−ΔrH°/R(1/T₂−1/T₁)，ΔrH°=+18.2kJ·mol⁻¹4．（本题10分）以0.0200mol·L⁻¹KMnO₄滴定25.0mL含Fe²⁺的酸性溶液，终点时消耗24.5mL。（1）写出酸性条件下的半反应及总反应；（2）求原溶液中Fe²⁺的质量浓度（g·L⁻¹）；（3）若溶液中同时存在Fe³⁺，如何在不分离的情况下测定总铁量？简述步骤；（4）若用Pt电极指示终点，写出电极反应并计算理论终点电势（φ°(Fe³⁺/Fe²⁺)=0.771V，φ°(MnO₄⁻/Mn²⁺)=1.51V）；（5）若滴定过程未充分酸化，导致生成MnO₂，对结果有何影响？定量说明。答案与解析（1）MnO₄⁻+8H⁺+5e⁻→Mn²⁺+4H₂O，Fe²⁺→Fe³⁺+e⁻，总：MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺→Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O（2）n(MnO₄⁻)=4.90×10⁻⁴mol，n(Fe²⁺)=2.45×10⁻³mol，c=2.45×10⁻³/0.0250=0.0980mol·L⁻¹，ρ=0.0980×55.8=5.47g·L⁻¹（3）先以SnCl₂还原Fe³⁺→Fe²⁺，再以KMnO₄滴定（4）终点时n(Fe³⁺)/n(Fe²⁺)=10⁵，E=(5×1.51+1×0.771)/6=1.39V（5）生成MnO₂消耗更多MnO₄⁻，使Fe²⁺测定值偏高，误差≈+2×n(MnO₂)/n(Fe²⁺)5．（本题8分）某有机化合物A（C₈H₁₀O）与Na反应放出H₂，与Br₂/CCl₄不褪色，与CrO₃/H₂SO₄立即变绿。A经稀硫酸加热得B（C₈H₈O），B能与苯肼反应，也能发生碘仿反应。（1）写出A、B的结构式；（2）写出A→B的反应机理（用弯箭头表示电子转移）；（3）指出A的¹HNMR中羟基氢的化学位移大致范围；（4）若用PCC氧化A，可得何种产物？（5）将A与过量SOCl₂反应后，再与NaCN反应，最终经水解，得到化合物C，写出C的分子式与结构。答案与解析（1）A：1-苯乙醇，B：苯乙酮（2）酸催化E1机理，羟基质子化失水生成碳正离子，重排后去质子得苯乙烯，再水合得苯乙酮（实际为酸催化重排）（3）δ1.5–2.0ppm（宽单峰）（4）苯乙醛（5）C：C₉H₁₀O₂，苯乙酸6．（本题9分）某晶体属立方晶系，晶胞参数a=635pm，密度ρ=2.71g·cm⁻³，化学式为XY₂。（1）计算晶胞中X、Y原子数；（2）若X位于晶胞顶点与面心，指出Y的占据位置；（3）求X的配位数；（4）计算X—Y键长；（5）若将X全部替换为X*（原子量为X的1.20倍），密度变为多少？答案与解析（1）Z=ρNAV/M，M=2.71×(635×10⁻¹⁰)³×6.022×10²³/4=62.0g·mol⁻¹，Z=4，故晶胞含4X+8Y（2）Y位于全部四面体间隙（3）CN=8（4）键长=√3a/4=275pm（5）M=62.0+0.20×Mx，Mx=62.0/(1+2×0.20)=44.3，新M=62.0+0.20×44.3=70.9，ρ=2.71×70.9/62.0=3.10g·cm⁻³7．（本题10分）设计一个原电池测定AgCl的Ksp。（1）写出电池符号；（2）写出两极反应与总反应；（3）给出E°与Ksp的关系式；（4）若测得电池电动势为0.342V（25℃），求Ksp；（5）若向负极加入NaBr，使[Br⁻]=0.010mol·L⁻¹，求新电动势（φ°(Ag⁺/Ag)=0.799V，Ksp(AgBr)=5.4×10⁻¹³）。答案与解析（1）Ag|AgCl(s)|Cl⁻(1.0M)||Ag⁺(xM)|Ag（2）负：Ag+Cl⁻→AgCl+e⁻，正：Ag⁺+e⁻→Ag，总：Ag⁺+Cl⁻→AgCl（3）E°=(RT/F)lnKsp⁻¹（4）E°=0.799−0.222=0.577V，lnKsp=−0.577/0.02569=−22.4，Ksp=1.8×10⁻¹⁰（5）[Ag⁺]=Ksp(AgBr)/[Br⁻]=5.4×10⁻¹¹，E=0.799+0.02569ln(5.4×10⁻¹¹)=0.201V，电动势=0.201−0.222=−0.021V8．（本题8分）某反应2X→Y的速率常数k=6.60×10⁻³mol⁻¹·L·s⁻¹（25℃）。（1）写出速率方程；（2）若初始[X]=0.150mol·L⁻¹，求半衰期；（3）若温度升至45℃，k变为1.32×10⁻²，求活化能Ea；（4）若反应在溶液中进行，加入少量产物Y，对速率有何影响？（5）若反应为光引发，量子产率Φ=0.80，用波长365nm、功率2.00mW的光照射10.0min，可转化多少毫克X（M=92.0g·mol⁻¹）？答案与解析（1）v=k[X]²（2）t½=1/(k[X]₀)=1/(6.60×10⁻³×0.150)=1.01×10³s（3）ln(k₂/k₁)=Ea/R(1/T₁−1/T₂)，Ea=54.2kJ·mol⁻¹（4）无影响，速率只与[X]有关（5）E=2.00×10⁻³×600=1.20J，n(photon)=1.20×365×10⁻⁹/(hc)=3.68×10⁻⁶mol，n(X)=2×0.80×3.68×10⁻⁶=5.89×10⁻⁶mol，m=5.89×10⁻⁶×92.0=0.542mg9．（本题9分）某含C、H、O的酯D（M=130g·mol⁻¹）用NaOH水解，得酸E与醇F。F经KMnO₄氧化得酮G，G能发生碘仿反应。E与Br₂/红磷反应得H，H与NH₃反应得I（C₃H₇NO₂）。（1）写出D~I的结构式；（2）写出酯水解的机理（碱性）；（3）指出F的¹³CNMR应出现几条谱线；（4）若将F与PBr₃反应后，再与Mg/乙醚反应，最后与CO₂反应，得何产物？（5）计算D的皂化值（mgKOH·g⁻¹）。答案与解析（1）D：丙酸异丙酯，E：丙酸，F：异丙醇，G：丙酮，H：2-溴丙酸，I：丙氨酸（2）OH⁻进攻羰基碳，四面体中间体，断裂C–O，得羧酸盐与醇（3）3条（4）2-甲基丙酸（5）皂化值=56.1×1000/130=432mgKOH·g⁻¹10．（本题10分）某温度下，CaCO₃(s)⇌CaO(s)+CO₂(g)的Kp=0.220bar。（1）求该温度下CO₂的平衡分压；（2）若将反应置于容积10.0L的密闭容器，初始加入0.100molCO₂，求平衡时CaO的质量；（3）若向容器再通入0.100molN₂，求新平衡时CO₂的分压；（4）求该温度下ΔrG°；（5）若温度升高100℃，Kp变为1.80bar，估算ΔrH°。答案与解析（1）p(CO₂)=Kp=0.220bar（2）Q=0.100×0.08314×T/10.0=0.100×0.008314T，令Q=Kp，T=0.220