2026年化学竞赛决赛常见试题解析

2026年化学竞赛决赛常见试题解析一、选择题（共5题，每题3分，合计15分）1.题干：在常温常压下，下列哪种物质的标准摩尔熵值最大？A.H₂O(l)B.CO₂(g)C.NaCl(s)D.Ar(g)2.题干：对于可逆反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)，在高温条件下，下列哪个因素能提高SO₃的平衡产率？A.增大O₂的浓度B.降低体系温度C.使用催化剂D.增大压强3.题干：下列哪种有机物在强碱性条件下水解后，产物不能发生银镜反应？A.乙酰乙酸乙酯B.丙酸甲酯C.乙醛酸甲酯D.乳酸乙酯4.题干：在电解水过程中，若使用惰性电极，则阳极和阴极的产物分别是？A.O₂和H₂B.H₂和O₂C.NaOH和H₂D.O₂和NaOH5.题干：下列哪种元素在化合物中常表现为+5价，且其最高价氧化物对应的水化物是强酸？A.NB.PC.AsD.S二、填空题（共4题，每题4分，合计16分）1.题干：写出苯环上发生亲电取代反应时，硝化反应的主要产物结构简式。答案：硝基苯（C₆H₅NO₂）2.题干：简述电解熔融氯化钠制备金属钠的电极反应式。答案：阳极：2Cl⁻-2e⁻→Cl₂↑；阴极：Na⁺+e⁻→Na3.题干：写出乙醛的催化加氢反应的化学方程式。答案：CH₃CHO+H₂→CH₃CH₂OH4.题干：解释为什么碳纳米管具有良好的导电性。答案：碳纳米管中sp²杂化碳原子形成的π电子离域体系，电子迁移率高。三、简答题（共3题，每题6分，合计18分）1.题干：简述勒夏特列原理，并举例说明其在工业生产中的应用。答案：勒夏特列原理指出，当外界条件（浓度、温度、压强）改变时，平衡体系会向减弱该改变的方向移动。例如，合成氨工业中，通过高压和低温条件提高氨的产率。2.题干：解释为什么次氯酸钠溶液具有漂白性。答案：次氯酸钠在水中会生成次氯酸（HClO），次氯酸具有强氧化性，能破坏有机物的发色基团，从而实现漂白。3.题干：简述有机反应中“加成反应”和“取代反应”的区别。答案：加成反应是指不饱和键断裂，原子或基团加到分子中；取代反应是指分子中的一个原子或基团被另一个原子或基团取代。例如，乙烯的氢化是加成反应，而苯的硝化是取代反应。四、计算题（共2题，每题8分，合计16分）1.题干：某气体在标准状况下的体积为11.2L，计算其摩尔质量（假设气体为理想气体）。答案：标准状况下，1摩尔气体体积为22.4L，因此该气体的摩尔数为11.2L/22.4L/mol=0.5mol。若质量为m，则摩尔质量M=m/0.5mol。需补充质量数据才能计算具体值。2.题干：在恒温恒容条件下，将2摩尔的N₂和3摩尔的H₂混合，发生合成氨反应，平衡时氨的转化率为30%。计算平衡时各气体的分压（总压为1atm）。答案：反应：N₂+3H₂⇌2NH₃起始量（摩尔）：230变化量（摩尔）：0.61.81.2（转化率30%，即2×0.3=0.6摩尔N₂反应）平衡量（摩尔）：1.41.21.2总摩尔数=1.4+1.2+1.2=3.8mol分压=（摩尔分数）×总压：P(N₂)=(1.4/3.8)×1atm≈0.368atm；P(H₂)=(1.2/3.8)×1atm≈0.316atm；P(NH₃)=(1.2/3.8)×1atm≈0.316atm。五、实验题（共2题，每题10分，合计20分）1.题干：设计一个实验方案，验证铁与硫酸铜溶液反应生成的沉淀是氢氧化铁还是氧化铁。答案：步骤：1.将铁粉加入硫酸铜溶液中，搅拌，观察是否有红褐色沉淀生成；2.若生成红褐色沉淀，向沉淀中加入稀盐酸，若沉淀溶解并产生气泡，则为氢氧化铁（Fe(OH)₃）；若沉淀不溶解，则为氧化铁（Fe₂O₃）。2.题干：简述有机物中红外光谱（IR）用于官能团鉴定的原理，并列举三种常见官能团的吸收峰范围。答案：原理：不同化学键的振动频率不同，在红外光照射下会吸收特定波长的红外光，通过检测吸收峰的位置和强度可鉴定官能团。官能团吸收峰范围（cm⁻¹）：-O-H伸缩振动（醇/酚）：3200-3600-C=O伸缩振动（醛/酮/酯）：1650-1750-C≡C伸缩振动（炔烃）：2100-2260六、论述题（共1题，12分）题干：结合化学原理，论述绿色化学在化工生产中的重要性及发展方向。答案：绿色化学的核心是通过化学原理设计更环保的化学产品和过程，减少或消除有害物质的使用和产生。重要性：1.减少污染：如使用无毒原料，避免高毒性中间体；2.节能降耗：如开发高效催化体系，降低反应温度和压力；3.循环经济：如设计可降解产品，提高原子经济性。发展方向：1.原子经济性：如手性催化合成，减少副产物；2.生物基材料：利用可再生资源替代化石原料；3.流程优化：如微反应器技术，提高传质传热效率。答案与解析一、选择题答案1.D（稀有气体熵值最大）2.A（增大反应物浓度正向移动）3.B（丙酸甲酯水解为丙酸，不能发生银镜反应）4.A（阳极O²⁻失电子生成O₂，阴极H⁺得电子生成H₂）5.B（磷的最高价氧化物P₂O₅对应H₃PO₄为强酸）二、填空题解析1.苯环亲电取代产物为硝基苯，因苯环π电子对易受亲电试剂进攻。2.电解熔融NaCl时，阳极氯离子失电子生成氯气，阴极钠离子得电子生成金属钠。3.乙醛催化加氢生成乙醇，羰基被还原为羟基。4.碳纳米管中sp²杂化碳原子形成石墨烯层状结构，π电子离域使导电性好。三、简答题解析1.勒夏特列原理适用于可逆平衡，如合成氨（高压、低温）提高产率。2.次氯酸（HClO）强氧化性破坏有机发色基团，实现漂白。3.加成反应（如乙烯+H₂→乙烷）和取代反应（如苯+Br₂→溴苯）的区别在于键断裂与形成方式。四、计算题解析1.摩尔质量需补充质量数据才能计算。2.平衡转化率30%即0.6摩尔N₂反应，分压按摩尔分数分配。五、实验题解析1.氢氧化铁溶解于酸并放气，氧化铁不溶。2.IR通过化学键振动频率差异