高中化学竞赛巅峰对决赛

高中化学竞赛巅峰对决赛考试时间：120分钟 总分：100分 年级/班级：高三化学竞赛班

高中化学竞赛巅峰对决赛

一、选择题

1.下列物质中，既能与NaOH溶液反应，又能与盐酸反应的是

A.CH3COOH

B.NH4Cl

C.NaHCO3

D.Al

2.在常温常压下，下列气体中，分子极性最强的是

A.O2

B.CO2

C.Cl2

D.H2

3.下列元素中，电负性最大的是

A.Li

B.Be

C.B

D.C

4.下列分子中，中心原子采用sp3杂化方式的是

A.BeCl2

B.BF3

C.CH4

D.CO2

5.下列化合物中，属于芳香族化合物的是

A.C2H4

B.C6H6

C.CH3OH

D.CH3COOH

6.下列反应中，属于加成反应的是

A.2H2+O2→2H2O

B.CH4+Cl2→CH3Cl+HCl

C.CH2=CH2+H2→CH3-CH3

D.2Na+2H2O→2NaOH+H2↑

7.下列物质中，属于同分异构体的是

A.CH3CH2CH3和CH3CH(CH3)2

B.CO2和CO

C.H2O和H2O2

D.CH4和C2H6

8.下列关于化学键的叙述，正确的是

A.共价键是原子间通过电子转移形成的

B.离子键是原子间通过共用电子对形成的

C.化学键是原子间强烈的相互作用

D.化学键是原子间微弱的相互作用

9.下列物质中，属于高分子化合物的是

A.乙醇

B.聚乙烯

C.氯化钠

D.碳酸钙

10.下列关于化学反应速率的叙述，正确的是

A.化学反应速率与反应物浓度无关

B.化学反应速率与温度无关

C.化学反应速率与催化剂无关

D.化学反应速率受多种因素影响

11.下列反应中，属于氧化还原反应的是

A.NaOH+HCl→NaCl+H2O

B.CH4+2O2→CO2+2H2O

C.2H2+O2→2H2O

D.CaCO3→CaO+CO2↑

12.下列物质中，属于电解质的是

A.乙醇

B.氯化钠

C.氢气

D.氮气

13.下列关于元素周期表的叙述，正确的是

A.元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的

B.元素周期表中，同一主族的元素具有相似的化学性质

C.元素周期表中，同一周期的元素具有相似的物理性质

D.元素周期表中，金属元素和非金属元素的分界线是明确的

14.下列关于原子结构的叙述，正确的是

A.原子核是由质子和中子组成的

B.原子核是由质子和电子组成的

C.原子核是由中子和电子组成的

D.原子核是由质子和质子组成的

15.下列关于化学平衡的叙述，正确的是

A.化学平衡是可逆反应的正逆反应速率相等的状态

B.化学平衡是不可逆反应的状态

C.化学平衡是反应物和生成物浓度相等的状态

D.化学平衡是反应物和生成物分子数相等的状态

二、填空题

1.元素X的原子序数为17，其核外电子排布式为________________，它位于元素周期表的________________族，________________期。

2.分子式为C4H10O的有机物，其结构简式为________________，它属于________________类化合物。

3.反应2SO2+O2→2SO3在一定条件下达到平衡，升高温度，平衡向________________移动；加入催化剂，平衡________________。

4.元素周期表中，原子半径最大的元素位于________________族，________________期，其原子符号为________________。

5.有机物CH3CH2CH2OH和CH3COOH在一定条件下发生酯化反应，其化学方程式为________________。

6.电解饱和食盐水，阳极发生的反应为________________，阴极发生的反应为________________。

7.某有机物的分子式为C5H12，它的一氯代物有________________种，其结构简式分别为________________。

8.反应2H2+O2→2H2O的活化能为________________kJ/mol，反应热为________________kJ/mol。

9.元素周期表中，电负性最小的元素位于________________族，________________期，其原子符号为________________。

10.有机物CH3CH2CH2CH3和CH3CH2CH2OH在一定条件下发生氧化反应，其化学方程式为________________。

三、多选题

1.下列物质中，属于非金属元素的是

A.Na

B.Mg

C.Al

D.Cl

2.下列反应中，属于酸碱反应的是

A.2H2+O2→2H2O

B.NaOH+HCl→NaCl+H2O

C.CH4+Cl2→CH3Cl+HCl

D.2Na+2H2O→2NaOH+H2↑

3.下列物质中，属于同系物的是

A.CH4和C2H6

B.CH3COOH和CH3COOCH3

C.C2H4和C3H6

D.H2O和H2O2

4.下列关于化学键的叙述，正确的是

A.共价键是原子间通过电子转移形成的

B.离子键是原子间通过共用电子对形成的

C.化学键是原子间强烈的相互作用

D.化学键是原子间微弱的相互作用

5.下列关于化学反应速率的叙述，正确的是

A.化学反应速率与反应物浓度有关

B.化学反应速率与温度有关

C.化学反应速率与催化剂有关

D.化学反应速率不受任何因素影响

四、判断题

1.金属元素的原子里，核外电子数一定比它所在的周期数少。

2.碳酸钙是一种强电解质。

3.在密闭容器中，可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)达到平衡时，SO2、O2、SO3的浓度不再变化。

4.甲烷分子中，碳原子采用sp3杂化方式。

5.同分异构体是指分子式相同但结构不同的化合物。

6.氯化钠溶液能导电，因此氯化钠是电解质。

7.元素周期表中，从左到右，元素的金属性逐渐增强。

8.加成反应是指有机物分子中的不饱和键断裂，加入其他原子或原子团的反应。

9.化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。

10.催化剂能改变化学反应的活化能，从而改变化学反应速率。

五、问答题

1.写出乙烷和氯气在光照条件下发生取代反应的化学方程式，并说明该反应的特点。

2.解释为什么升高温度会使可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)的正逆反应速率都增大，但平衡向逆反应方向移动。

3.简述共价键的形成原理，并举例说明极性共价键和非极性共价键的区别。

试卷答案

一、选择题答案及解析

1.D解析：Al既能与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气（2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑），又能与盐酸反应生成氯化铝和氢气（2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑）。

2.B解析：CO2分子中，C和O之间形成极性共价键，且分子构型为直线形，正负电荷中心重合，但极性键的偶极矩不为零，因此分子极性较强。O2、Cl2为非极性分子，H2为非极性分子，但CO2的极性键偶极矩较大。

3.D解析：元素周期表中，从左到右，电负性逐渐增强。C位于第14族第2周期，电负性大于B，小于N。Li、Be位于第1、2族，电负性更小。C的电负性最大。

4.C解析：CH4分子中，中心碳原子形成4个单键，价层电子对数为4，采用sp3杂化方式。BeCl2为直线形，采用sp杂化；BF3为平面三角形，采用sp2杂化；CO2为直线形，采用sp杂化。

5.B解析：C6H6是苯的结构简式，属于芳香族化合物。C2H4是乙烯，属于脂肪族化合物。CH3OH是甲醇，属于醇类。CH3COOH是乙酸，属于羧酸类。

6.C解析：CH2=CH2+H2→CH3-CH3是乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷。A是化合反应。B是取代反应。D是置换反应。

7.A解析：CH3CH2CH3（正丙烷）和CH3CH(CH3)2（异丙烷）分子式相同，结构不同，属于同分异构体。B是同素异形体。C是不同分子式的化合物。D分子式不同。

8.C解析：化学键是原子间强烈的相互作用。共价键是通过电子共享形成的。离子键是通过电子转移形成的。A、B、D叙述错误。

9.B解析：聚乙烯是由乙烯单体加聚而成的高分子化合物。乙醇是小分子化合物。氯化钠是离子化合物。碳酸钙是盐类化合物。

10.D解析：化学反应速率受反应物浓度、温度、催化剂、反应物性质等多种因素影响。A、B、C叙述错误。

11.B、C、D解析：B中碳元素的化合价从-4价升高到+4价，氧元素的化合价从0价降低到-2价，属于氧化还原反应。C中氢元素的化合价从0价升高到+1价，氧元素的化合价从0价降低到-2价，属于氧化还原反应。D中钙元素的化合价从+2价降低到0价，碳元素的化合价从+4价降低到+2价，氧元素的化合价从0价升高到-2价，属于氧化还原反应。A是酸碱中和反应，非氧化还原反应。

12.B解析：在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质。氯化钠在水溶液中能电离出Na+和Cl-离子导电。乙醇、氢气、氮气在水溶液中或熔融状态下不导电，不是电解质。

13.A、B解析：元素周期表是按照原子序数递增的顺序排列的。同一主族的元素，原子最外层电子数相同，化学性质相似。A、B正确。同一周期的元素，原子核外电子层数相同，但最外层电子数不同，化学性质差异较大。C错误。元素周期表中，金属元素和非金属元素的分界线附近既有金属元素也有非金属元素，分界线不是明确的。D错误。

14.A解析：原子核是由质子和中子组成的。质子带正电荷，中子不带电荷。B错误，原子核中没有电子。C错误，原子核中没有电子。D错误，原子核中质子和中子都存在。

15.A解析：化学平衡是可逆反应的正逆反应速率相等的状态。B错误，不可逆反应不能建立平衡。C错误，平衡时反应物和生成物浓度不一定相等。D错误，平衡时反应物和生成物分子数不一定相等。

二、填空题答案及解析

1.1s²2s²2p⁶3s²3p⁵；第VIIA；第3解析：原子序数为17的元素是氯（Cl），其核外电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁵。氯原子最外层有7个电子，位于元素周期表的第VIIA族，原子核外有3个电子层，位于第3周期。

2.CH3CH2CH2OH；醇解析：分子式为C4H10O的有机物，若为饱和一元醇，则结构简式为CH3CH2CH2OH（正丁醇）；若为饱和一元醚，则结构简式为CH3CH2OCH3（甲乙醚）。根据常见分类，此处通常指醇类。

3.逆反应方向；不变解析：该反应是放热反应（ΔH<0）。根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动。加入催化剂，只改变反应速率，不改变平衡位置，平衡不变。

4.IA；第1；H解析：原子半径最大的元素是Cs（铯），位于元素周期表第1族第6周期。

5.CH3CH2CH2OH+CH3COOH⇌CH3COOCH2CH2CH3+H2O解析：乙醇和乙酸在浓硫酸催化、加热条件下发生酯化反应生成乙酸乙酯和水。

6.2Cl⁻-2e⁻=Cl2↑；2H₂O+2e⁻=2OH⁻+H2↑解析：电解饱和食盐水时，阳极发生氧化反应，氯离子失去电子生成氯气；阴极发生还原反应，水分子得到电子生成氢气和氢氧根离子。

7.3；CH3CH2CH2CH2CH3；CH3CH2CH(CH3)CH2CH3；(CH3)2CHCH2CH2CH3解析：C5H12有三种同分异构体：正戊烷（CH3CH2CH2CH2CH3）、异戊烷（CH3CH2CH(CH3)CH2CH3）、新戊烷（(CH3)4C）。其一氯代物分别有3种、4种、1种，总共有3种。结构简式如上。

8.250；-286解析：反应2H2(g)+O2(g)→2H2O(l)的标准摩尔反应焓变（ΔH）为-286kJ/mol。活化能是指反应物分子转化为活化分子所需的最低能量。该反应的活化能通常文献值为约250kJ/mol（注意：活化能具体数值可能因参考来源不同略有差异，此处为常用值）。

9.IA；第1；H解析：元素周期表中，电负性最小的元素是Cs（铯），位于第1族第6周期。

10.2CH3CH2CH2CH3+5O2→4CO2+6H2O解析：正丁烷（CH3CH2CH2CH3）在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和水。如果是条件未指明，通常默认为充分燃烧。

三、多选题答案及解析

1.D解析：Na、Mg、Al位于金属区域，属于金属元素。Cl位于非金属区域，属于非金属元素。

2.B解析：A是化合反应。B是酸碱中和反应。C是取代反应。D是置换反应。

3.A、C解析：A中CH4和C2H6结构相似，分子间相差一个CH2原子团，属于同系物。C中C2H4和C3H6结构相似（均含碳碳双键），分子间相差一个CH2原子团，属于同系物（均为烯烃）。B中结构不同。D中分子式不同，结构也不同。

4.C解析：化学键是原子间强烈的相互作用。共价键是通过原子间共用电子对形成的。离子键是通过原子间电子转移形成的。A、B叙述错误。C正确。化学键是物质存在的基本形式，是强烈的相互作用。D叙述错误。

5.A、B、C解析：化学反应速率受反应物浓度（浓度越大，速率越快）、温度（温度越高，速率越快）、催化剂（催化剂能降低活化能，加快速率）、反应物性质、反应物颗粒大小、接触面积等多种因素影响。D叙述错误。

四、判断题答案及解析

1.错误解析：金属元素的原子序数等于其核外电子总数。对于多电子原子，核外电子数等于周期数加上内层电子数。例如，钠（Na）位于第三周期，其核外电子数为11（2+8+1），大于周期数3。

2.正确解析：碳酸钙（CaCO3）在水中溶解度很小，但溶解的部分能完全电离出钙离子（Ca²⁺）和碳酸根离子（CO3²⁻），因此是强电解质。

3.正确解析：可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，各物质的浓度不再随时间变化，处于动态平衡状态。

4.正确解析：甲烷（CH4）分子中，中心碳原子形成4个单键，价层电子对数为4，根据价层电子对互斥理论，碳原子采用sp3杂化。

5.正确解析：同分异构体是指分子式相同但结构不同的化合物。

6.正确解析：氯化钠（NaCl）溶于水后，NaCl晶体破裂，Na⁺和Cl⁻离子分散到水中自由移动，能够导电。在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物是电解质，因此氯化钠是电解质。

7.错误解析：元素周期表中，从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。钠（Na）位于第1族，金属性强；氯（Cl）位于第17族，非金属性强。

8.正确解析：加成反应是指有机物分子中的不饱和键（如双键、三键）断裂，与其他原子或原子团直接结合，生成饱和化合物的反应。

9.正确解析：化学反应速率表示反应进行的快慢程度，常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。

10.正确解析：催化剂通过降低反应的活化能，使得活化分子百分数增加，从而同等程度地增大了正逆反应速率，但平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡位置不变。

五、问答题答案及解析

1.CH3CH2CH2CH3+Cl2→CH3CH2CH2CH2Cl+HCl（在光照条件下）

解析：乙烷（CH3CH2CH2CH3）与氯气（Cl2）在光照（通常用γ射线或可见光）条件下发生取代反应，一个氢原子被一个氯原子取代，生成一氯代乙烷（CH3CH2CH2CH2Cl）和氯化氢（HCl）。该反应特点：①是取代反应，一个氢原子被氯原子取代；②是可