江西省2025-2026学年天工杯竞赛高中化学试题（含答案）

机密★启用前准考证号1.答卷前，考生须在答题卡和试题卷上规定的位置，准确填写本人姓名、准考证号，并核对条形码上的信息。确认无误后，将条形码粘贴在答题卡上2.考生须在答题卡上各题目规定答题区域内答题，超出答题区域书写的答案无效。在草稿纸、试题卷上答题无效。4.本试题卷共8页，如缺页考生须声明，否则后果自负。考试时间：2025年10月2日上午09:00-11:00试卷满分：150分考试时间：120分钟1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，请将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。4.可能需要用到的相对原子质量：H-1B-11C-12N-14O-16Na-23一、选择题I:本题共10小题，每小题4分，共40分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要1.下列有关化学史错误的是C.1943年，侯德榜发明了联合制碱法，是世界上第一种制碱方法A.聚乙烯食品袋能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.泡沫灭火器内试剂主要成分为碳酸钠与硫酸铝C.二氧化硅光纤分子为直线形结构，存在硅氧双键(Si=O)D.聚酯纤维运动服(成分：-[CO-C₆H₄-COOCH₂CH₂O]n-)单体为对苯二甲酸和乙二醇，属于缩聚反应产物Z是短周期元素且Z的逐级电离能(kJ/mol)依次为738、1451、7733、10540、13630、17995;M元素原子最外层电子只有一种自旋取向，其次外层内所有轨道的电子均成对。下列说法正确的是A.第一电离能：Y>W>Z>XB.W、Y的简单氢化物的水溶液均可盛放于玻璃瓶中C.M基态原子核外电子有15种空间运动状态D.工业上常用电解熔融ZX的方式制备单质Z4.下列实验装置(部分加热装置未给出)、实验现象或解释与结论不正确的是编号号实验装置实验现象解释与结论ACu片发生由红转黑的颜色变化，烧瓶中出现光滑的银镜发生了醇的催化氧化反应天工杯10月竞赛化学试题第1页(共8页)B柳花柳花红色石蔬试抵湿润的红色石蕊试纸变蓝产生了氨气CI中出现气泡，Ⅱ中CuO粉末逐渐变红还原性：Zn>CuDHH₂O↓长颈漏斗中出现一段稳定的水柱装置气密性良好5.银-Ferrozine法检测甲醛(HCHO)的原理为：①在原电池装置中，氧化银能将甲醛充分氧化为CO₂;②Fe³+与产生的Ag定量反应生成Fe²+;③Fe²+与Ferrozine形成有色配合物；④测定溶液的吸光度(吸光度与溶液中有色物质的浓度成正比)。下列说法正确的是A.①中，正极的电极反应式为Ag₂O+H₂O+2e=2Ag+2OHB.①中，溶液中的阴离子由负极移向正极C.理论上消耗的甲醛与生成的Fe²+的物质的量之比为1:2D.④中，甲醛浓度越大，则溶液的颜色越深6.以红土镍镉矿(Nis、Cdo,含SiO₂、CuO、PbO、Fe₂O₃等杂质)为原料回收部分金属单质，其工艺流程如图所示：Ni(CONi空气H₂SO₄滤渣I调pH滤渣Ⅱ电解滤液I镍镉矿→浆化已知：电极电位是表示某种离子或原子获得电子而被还原的趋势。在25℃下，部分电对的电极电位如表：电对Cu²+/CuPb²+/PbCd²+/CdFe²+/FeNi²+/Ni电极电位/V+0.337-0.126-0.402-0.442-0.257下列说法错误的是A.“浆化”的目的是增大接触面积，加快酸浸反应速率，提高某些金属元素浸取率B.“物质A”可以是NiCO₃,“调pH”后，经加热得Fe(OH)₃沉淀C.“金属A”是Pb和Cu混合物，“金属B”是CdD.该工艺流程中可以循环利用的物质有CO、H₂SO₄、Ni等7.五氯化磷(PCls)是一种常见的无机化合物，在固态中不存在单体的三角双锥结构，而是转化成两种不同的离子。根据水量不同，五氯化磷会转化成三氯氧磷(又称磷酰氯，化学式：POCl₃)或磷酸，对于这几种含磷化合物，下列说法正确的是天工杯10月竞赛化学试题第2页(共8页)B.当加热PCls可生成PCl₃和氯气A.α-Sb₂O₃与P₄O₆的化学性质相似B.β-Sb₂O₃体积受温度影响较C(金刚石),相对较大9.微观下的粒子邂逅，梦幻的颜色绽放，是源自化学的视觉浪漫。下列对颜色变化解释错误的是选项颜色变化解释A氨水溶液中加入少量Cu(OH)₂,溶液由无色变为深蓝色，BFe(NO₃)2溶液中加入氢氧化钠，溶液由浅绿色变为浑浊Fe²++2OH=Fe(OH)₂C高浓度CuCl₂溶液加水稀释，溶液由绿色变为蓝色D酸性KMnO₄溶液中加入稀盐酸，溶液由紫色变为粉红色10.常温下，一元碱MOH的Kb(MOH)=1.0×10-³。在某体系中，OH与M+不能穿过隔膜，仅未电离的MOH可pH=7.0pH=13.0M⁺+OH一MOHMOH→M⁺+OHC.溶液I和Ⅱ中的c(MOH)不相等D.溶液I和Ⅱ中的c(MOH)之比约为10⁴二、选择题Ⅱ:本题共5小题，每小题6分，共30分。在每题给出的四个选项中，可能有不少于一个选项符合题目要求。全选对得6分，存在n个答案的题目选对k个选项时(n>k>0),分，有选错的、不选天工杯10月竞赛化学试题第3页(共8页)选项①中试剂②中试剂③中试剂④中试剂⑤中试剂⑥中试剂A稀硫酸浓盐酸Ca(CIO)₂FeCl₂溶液NaOH溶液B浓氨水碱石灰水Al₂S₃酸性KMnO₄溶液NaOH溶液C双氧水MnO₂饱和食盐水CaC₂浓溴水KMnO₄溶液D盐酸大理石浓硫酸NaClKMnO₄溶液水和CCl₄A.AB.BC.CD.DA.该分子具有较好的稳定性B.与氢气加成后的产物稳定性高于该物质C.该分子中B的杂化方式与B₂H₆相同D.该物质为为平面结构13.在铜转运蛋白的作用下，顺铂Pt(NH₃)₂Cl₂进入人体细胞后会发生水解反应，生成Pt(NH₃)₂(OH)CI与鸟嘌呤作用进而破坏DNA的结构，从而达到阻止癌细胞增殖的效果，如图所示，其中鸟嘌呤为平面结构，下列说法正确的是D.IⅢ中的化学键包括共价键、配位键与氢键14.氢键是一种特殊的分子间作用力，其中短强氢键可用共价键理论解释，下列关于氢键说法正确的是A.分子内氢键的形成一定会降低其有机物的酸性B.H₂O(s中的O-H….0强度大于C₂H₅OH(1)中的O-H….0强度C.1分子NH₃可与6分子NH₃形成分子间氢键15.实验室里有一瓶稀酸，其标签已经损坏，但可以看出其为一种四元酸，用pH计测量后发现其显示的氢离子浓度与标签上的浓度恰好相等，已知H₄A:pK₁=1.70、pK₂=2.60、pK₃=6.30、pK₄=10.60。下列说法正确的是(请大胆舍去部分数据，[A]表示A物种的平衡浓度，{A}表示A物种的初始浓度):天工杯10月竞赛化学试题第4页(共8页)三、非选择题：本题共5小题，共80分。请在答题纸上的相应位置规范填写答案。16.由元素周期表前四周期中的某三种元素构成的化合物A,是实验室常见的强氧化剂。其在实验室中的制备方第一步：由B物质和C物质在强碱性且高温条件下在坩埚中共熔，得到固体E和所含元素种类与A相同的化合物D。第二步：向含有D的墨绿色水溶液中通入黄绿色单质F(气体),得到A和E的水溶液。已知B物质可以用于实验室制备F气体。将F气体通入热的浓碱溶液中，可以得到C和E的混合溶液。C1-1写出A,B,C,D,E,F的化学式(注：如无法化学式，可直接书写相关离子)C1-2写出该情境下实验室制备化合物A的化学反应方程式。【Chapter2】:化学反应原理题(22分)17.二氧化碳加氢制甲烷和工业合成氨是我们学习反应原理过程中最基础的两个实验，而化学反应原理的研究常各物质的相对能量0各物质的相对能量0I.CO₂(g)+4H₂(g)=CH₄(g)+2H₂O(g)△H₁<0II.CO₂(g)+H₂(g)=CO(g)+H₂O(g)△H₂>0Ⅲ.2CO(g)+2H₂(g)=CO₂(g)+CH₄(g)△H₃C2-1-1反应过程中各物质的能量如图所示，则据此计算△H₃为2.5平衡后反应体系中各物质的物质的量随温度的变化如图3所示，图中A,B,C,D,E五条曲线分别代表;在505℃,反应I2.5工业合成氨反应机理的研究与催化剂的改进一直是科研热点。下面从传统的Fe催化剂延伸至最新发现的电子盐催化剂，体会催化剂对反应速率的影响。I.传统的工业合成氨采用Fe作催化剂。ACDE研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过如下机理进行(*表示催化剂表面吸附位点，N₂*表示被吸附于催化剂表面的N₂)。①氮气吸附：N₂(g)+*=N₂*②氮气解离：N₂*+*=2N*③氢气吸附解离：H₂(g)+2*=2H*④表面反应：A:N*+H*=NH*+*B:NH*+H*=NH₂*+*C:NH₂*+H*=NH₃*+*C2-3结合题干表述以及上述机理，小明一组做实验时保持温度不变，采取了某种操作导致反应速率降低，反应进行程度增大，然后经过原因探测发现，Fe催化剂上吸附位点容易被占满，且氢气比例较大，则该操作快平衡快平衡天工杯10月竞赛化学试题第5页(共8页)N总为总活性位点数目，N(A)为吸附物种A的活性位点数目，N(")为未吸附物种的活性位点数目，定义吸结构及催化机理如图。甲C2-6进一步借助合成氨反应(焓变小于0)探究原理动力学和热力学问题，小明设计了高压氢气环境氛围(氢气压强近似认为等于总压),X;为达平衡时i的物质的量与除氢气外其他物质的量之比。小明为探究实验，设计了(493K,2.5×10³kPa)(493K,3.5×10³kPa)(513K,2.5×10³kPa),初始时刻在高压氢环境下通入氮气，在相同体积的刚性容器中发生反应，因反应在高压氢气氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。小明绘制出了如下曲线图代号);与曲线b相比，曲线c达到平衡所需时间更长，原因是◎【Chapter3】:结构化学综合题(12分)已知：量子数有四种，其中自旋量子数(s)代表一个未配对电子自旋量子数，其中C3-1能量稳定性的分析：C3-1-1分别写出正一价铜与正二价铜的自旋量子数之和。但在水溶液中，亚铜不如铜离子稳定，因为金属离子溶于水时有水合过程(与水成键),据此分析亚铜离子不如铜离子稳定的原因C3-1-2双核羧酸铜(ii)中存在自旋单一态和自旋三重态的能级，二种状态分别对应2s+1=1与2s+1=3,由此判断，能量图中较高能量对应的能级状态为C3-2-1二聚双核乙酸铜(ii)铜离子采取sp³d²杂化，且含有一根Cu-Cu化学键，还存在两个水分子配体，据此画出结构图：(乙酸根采用乙酸根的键线式写法并展开羧基)天工杯10月竞赛化学试题第6页(共8页)C3-2-2明星分子二氧化氮的二聚分析：(提示二氧化氮分子含有n⁴的大Ⅱ键)通过对剩余电子数量的分析，可以推断出二氧化氮容易二聚的原因：C3-3立体异构现象：铜离子容易形成六配位化合物，六个单齿配体若均相同，则只有1种结构，若六个单齿配体中有四个替换成另一种单齿配体，则共有种结构，若有三个发生了替换，则共有种结构。【Chapter4】:实验化学类综合题(20分)19.实验大题某实验小组正在做关于有机酯和无机酯相关的制备和性质探究实验。(一)有机酯探究实验。为了彻底搞清楚乙酸甲酯在碱性环境下的水解行为，小明同学打算借助同位素标记法追踪元素行为。但实验室乙酸甲酯现成样品不足，需要小明同学借助甲醇和乙酸进行制备，但甲醇样品纯度不清楚，于是小明首先需要借助滴定法进行甲醇的纯度测定实验。滴定部分的实验操作如下：①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入ngCH₃OH样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸酐完全水解，发生反应方程式为甲0③加指示剂并用Cmol/LNaOH标准水溶液滴定至终点，消耗标准溶液Vml。④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用C₂mol/LNaOH标准水溶液滴定至终点，消耗标准溶液V₂ml。注：1.本实验认为乙酸酐和甲醇反应是彻底完全的，二者发生反应为醇解反应(又称为酯交换反应)C4-1写出甲处反应方程式：0C4-2正式滴定前，确定上述步骤中必要使用滴定管的步骤：(不考虑移液管代替滴定管的情况),滴定实验中胶头滴管用于,写出润洗滴定管的具体操作：0C4-3滴定步骤中小红指出不能选择氢氧化钠标准水溶液，原因是◎C4-4小明将氢氧化钠水溶液改为氢氧化钠甲醇溶液后，进行了纯度测定，则理论上讲，该ng甲醇样品的纯度为 C4-5经测定甲醇样品纯度合格，于是小明制备好了乙酸甲酯，开始借助同位素标记的方法研究乙酸甲酯在碱性溶液中的水解行为。小明借助180标记的乙酸甲酯，使其在足量NaOH溶液中发生水解，部分反应历程可表示为：为快速平衡则据此写出水溶液中最后180存在于哪些物质中：(二)无机酯实验另外一个学习小组，打算利用硼酸三甲酯来制备硼氢化钠。C4-6写出制备硼酸三甲酯的两个反应物的分子式：和o天工杯10月竞赛化学试题第7页(共8页)【Chapter5】:有机化学类综合题(10分)(2)已知E→F的化学反应方程式为0天工杯10月竞赛化学试题第8页(共8页)化学试题部分解析一、选择题I:本题共10小题，每小题4分，共40分。在每题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。123456789CDCADCBBBD2.【解析】聚乙烯为饱和烃，不含双键使酸性高锰酸钾褪色。A项错误；泡沫灭火器内试剂主要成分为碳酸氢钠与硫酸铝。B项错误；SiO₂无独立分子，结构中为Si-0单键，无Si=O双键。C项错误；聚酯由对苯二甲酸与乙二醇缩聚而成，D项正确。4.【解析】装置中Cu片应发生由红转黑再转红的颜色转变，A项错误；通过加热Ca(OH)₂和NH₄CI的固体混合物实现制取NH₃,对固体进行加热时，一般试管管口向下倾斜；收集氨气时，采用向下排空气法，并且在收集试管的管口处需加一团棉花；验满时，用湿沉的红石蕊试纸验满，B项正确；Zn将稀硫酸中的H+还原为H₂,H₂将CuO还原为Cu单质，现象为I中出现气泡，Ⅱ中CuO粉末逐渐变红，可以证明还原性：Zn>Cu,C项正确；关闭止水夹，向长颈漏斗中注水直到浸没导管口，长颈漏斗中出现一段稳定的水柱，说明装置气密性良好，D项正确。7.【解析】当氯气不足时，磷与氯气反应主要生成PCl₃而非PCls,A错误；在固态中的阳离子为[PCl₄]+而非[PCl₃]²+因为P为五价，较容易吸电子，若为[PCl₃]²+离子结构为平面形，容易吸引电子使得化合价变化，此假设与事实相反，故为[PCl₄],C错误；根据水量不同，五氯化磷会转化成三氯氧磷(又称磷酰氯，化学式：POCl₃)或磷酸，水量多会较多得转化成磷酸，较少时会转化为三氯氧磷，因此若加入水会使三氯氧磷继续水解成磷酸，D错误。8.【解析】P₄O₆为酸性氧化物(亚磷酸的酸酐),α-Sb₂O₃为两性氧化物，二者化学性质不相似，A项错误；β-Sb₂O₃为层状晶体结构，层间作用力小，层间间距受温度影响大，而金刚石结构中的每个C原子与相邻的4个C原子形成正四面体，且金刚石中C-C键能较大，其键长随受温度影响较小，故β-Sb₂O₃体积受温度影响较C(金刚石),相对较大，B项正确；根据结构可知，O原子存在孤对电子，孤对电子对成键电子存在排斥，致使β-Sb₂O₃的结构中存在较大空腔，从而导致原子间的振动影响较弱，故可用率大于前者的分子笼结构(分子间间距较大),故密度：α-Sb₂O₃<β-Sb₂O₃,D项错误。二、选择题Ⅱ:本题共5小题，每小题6分，共30分。在每题给出的四个选项中，可能有不少于一个的、不选的不得分。ACABDABD12【解析】该分子通过数个芳香环构成一个连成后的产物破坏了共轭体系，且空间位阻增大，稳定性下降，B项错误；该分子中B的杂化方式与B₂H₆相同均为sp³杂化，B的杂化方式为sp³杂化，故可知该物质不为平面结构，D项错误。14【解析】若有机物电离后的产物形成了分子内氢键，其有机物的酸性会得到增强，A项错误；由于空间位阻的原因，C₂H₅OH(1)的氢键是以链式的结构逐渐延申(°),这种线性缔合物(由于烷基的存在所以是折线)中的氢键往往键能强度相对较高，键长相对较短，而1个水分子可以形成2个氢天工杯高三国庆学科竞赛化学试题解析第1页(共4页)键，其结构为四面体(),受两个参与形成氢键的水分子之间的空间位阻影响，其O-H…0中的键长会被拉长，其键能相对较低，故H₂O(s)中的O-H…0强度小于C₂H₅OH₁中的O-H…0强度，B项错误。根据均摊法思想，1分子NH₃在忽略空间位阻的情况下可与6分子NH₃形成分子间氢键(),但由于空间位阻等因素的存在，1分子NH₃无法与6分子NH₃形成分子间氢键，C项错误；低浓度时，HF电离会产生H₃O+与F-。由于氢键作用，H₃O+与F-会形成离子对H₃O+F,同时F-会与还未电离的HF因氢键形成HF₂,从而降低HF电离的电离程度，D项正确。【Chapter1】:无机元素推断题(16分)A.KMnO₄/MnO₄D.K₂MnO₄/MnO₄2-2K₂MnO₄+Cl₂=2KMnO₄+2KCl②ACDE物质写NaMnO₄,NaClO₃(2)每个方程式2分，离子方程式和化学方程式形式均给分。(不允许只写方程式2)【解析】根据题意可知，F为黄绿色气体单质，故F为Cl₂。B物质可以用于实验室制备F气体，则B物质为MnO₂。将F气体通入热的浓碱溶液中，可以得到C