2026年大学生化学知识竞赛

2026年大学生化学知识竞赛一、单选题（每题2分，共20题）说明：下列每题只有一个正确选项。1.我国《“十四五”生态环境保护规划》提出，到2025年主要污染物排放总量持续下降，化学需氧量（COD）排放强度降低多少？A.10%B.15%C.20%D.25%2.下列哪种催化剂常用于工业上合成氨？A.氧化铁B.铜基催化剂C.铂金D.镍基催化剂3.2023年诺贝尔化学奖关注“点击化学”和生物正交化学，其中“点击化学”的核心反应之一是？A.酯化反应B.烯烃加成反应C.点击环化反应（如叠氮-炔环加成）D.氧化反应4.在处理水体中的重金属汞时，常用硫化钠（Na₂S）沉淀，其反应方程式为？Hg²⁺+S²⁻→HgS↓，该沉淀的溶解度积（Ksp）约为多少？A.10⁻²⁸B.10⁻²³C.10⁻³⁸D.10⁻²⁵5.下列哪种物质在标准状况下（STP）密度最大？A.氢气（H₂）B.氦气（He）C.氮气（N₂）D.氧气（O₂）6.我国“天问一号”火星探测任务中，燃料电池常使用哪种电解质材料？A.固态氧化物电解质B.磷酸型质子交换膜（PEM）C.熔融碳酸盐电解质D.阳极支撑电解质7.下列哪个化学家提出了“原子论”并测定了氢、氧的相对原子质量？A.道尔顿B.拉瓦锡C.阿伏伽德罗D.门捷列夫8.在食品包装中，哪种金属铝的合金常用于制造气密性包装材料？A.纯铝（Al）B.铝-镁合金C.铝-硅合金D.铝-铜合金9.我国稀土资源储量全球领先，其中哪种稀土元素广泛应用于永磁材料？A.钕（Nd）B.铈（Ce）C.钇（Y）D.镧（La）10.下列哪种有机物是生物柴油的主要原料？A.甘油B.乙醇C.甲基叔丁基醚（MTBE）D.脂肪酸甲酯二、多选题（每题3分，共10题）说明：下列每题有多个正确选项，错选、漏选均不得分。1.我国《双碳目标》背景下，下列哪些技术属于碳捕集与封存（CCUS）的范畴？A.直接空气捕集（DAC）B.副产物捕集（如烟气脱碳）C.生物碳封存D.燃料电池技术2.下列哪些物质属于强电解质？A.氢氧化钠（NaOH）B.乙酸（CH₃COOH）C.氯化钠（NaCl）D.蔗糖（C₁₂H₂₂O₁₁）3.在处理工业废水中的铬污染物时，常使用硫酸亚铁（FeSO₄）还原六价铬（Cr⁶⁺）为三价铬（Cr³⁺），其离子方程式为？A.Cr₂O₇²⁻+14H⁺+6Fe²⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂OB.CrO₄²⁻+8H⁺+3Fe²⁺→Cr³⁺+3Fe³⁺+4H₂OC.Cr₂O₇²⁻+6Fe²⁺+14H⁺→2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂OD.CrO₄²⁻+2Fe²⁺+4H⁺→Cr³⁺+2Fe³⁺+2H₂O4.下列哪些反应属于放热反应？A.燃烧反应（如CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O）B.中和反应（如HCl+NaOH→NaCl+H₂O）C.铝热反应（如2Al+Fe₂O₃→Al₂O₃+2Fe）D.碳酸钙分解（CaCO₃→CaO+CO₂）5.我国“长江经济带”水污染治理中，下列哪些污染物属于优先控制指标？A.化学需氧量（COD）B.氨氮（NH₃-N）C.总磷（TP）D.重金属（如铅、汞）6.下列哪些有机物属于芳香族化合物？A.苯（C₆H₆）B.甲苯（C₇H₈）C.乙烯（C₂H₄）D.苯乙烯（C₈H₈）7.在新能源汽车电池中，哪种材料常用于正极？A.三元锂（LiNiCoMnO₂）B.磷酸铁锂（LiFePO₄）C.碳酸锂（Li₂CO₃）D.二氧化锰（MnO₂）8.下列哪些化学方程式书写正确？A.Na₂CO₃+2HCl→2NaCl+H₂O+CO₂↑B.CaCO₃+2HNO₃→Ca(NO₃)₂+H₂O+CO₂↑C.2Na+2H₂O→2NaOH+H₂↑D.Cu+H₂SO₄（稀）→CuSO₄+H₂↑9.我国“西气东输”工程输送的主要气体是？A.天然气（主要成分为甲烷）B.氢气（H₂）C.氮气（N₂）D.煤气（CO+H₂混合物）10.下列哪些因素会影响化学反应速率？A.温度B.浓度C.催化剂D.反应物状态（固、液、气）三、简答题（每题5分，共6题）说明：要求简洁明了，突出关键点。1.简述我国《环境保护法》中关于“污染者付费”原则的具体内容。2.解释“绿色化学”的12项原则，并举例说明其中一项在实际生产中的应用。3.列举三种常见的食品添加剂，并说明其作用。4.简述我国稀土资源在全球的地位及其主要应用领域。5.解释“电化学腐蚀”的原理，并说明如何防止铁制品的腐蚀。6.列举三种常见的生物质能利用方式，并说明其优缺点。四、计算题（每题10分，共4题）说明：要求步骤完整，结果准确。1.某工业废水含氯化物（Cl⁻），取100.0mL样品，用0.0100mol/L的硝酸银（AgNO₃）溶液滴定至终点，消耗20.0mL。计算该废水中的氯离子浓度（c(Cl⁻)）及质量分数（假设密度为1.00g/mL）。2.将10.0g碳酸钙（CaCO₃）样品高温煅烧，剩余固体质量为6.0g。计算样品中碳酸钙的纯度及反应生成的二氧化碳（CO₂）体积（标准状况下）。3.某燃料电池以氢气（H₂）为燃料，氧气（O₂）为氧化剂。若电池产生1.0F（法拉第）的电量，计算理论上消耗多少摩尔的氢气？4.将10.0g硫酸铁铵（[NH₄]₂SO₄·Fe₂(SO₄)₃·6H₂O）溶于水，配制成500mL溶液。计算该溶液中Fe³⁺的浓度（mol/L）。五、论述题（每题15分，共2题）说明：要求逻辑清晰，论点明确，结合实际案例。1.论述我国“碳达峰、碳中和”目标对化学工业的挑战与机遇，并提出至少三种可行的减排路径。2.分析化学在农业中的应用（如化肥、农药），并探讨如何实现“绿色农业”发展。答案与解析一、单选题答案与解析1.C解析：我国《“十四五”生态环境保护规划》提出，到2025年COD排放强度降低20%。2.B解析：工业合成氨采用铁基催化剂（如Fe-O-Cr），但铜基催化剂也用于部分工艺。3.C解析：“点击化学”的核心是高效、选择性的环加成反应，如叠氮-炔环加成。4.C解析：HgS的Ksp≈10⁻³⁸，溶解度极低，适合沉淀除汞。5.D解析：氧气（O₂）摩尔质量为32g/mol，密度最大（STP下约1.43g/L）。6.B解析：燃料电池常用PEM（质子交换膜），如Nafion膜。7.A解析：道尔顿提出原子论，拉瓦锡测定氢氧质量。8.B解析：铝-镁合金（如5005牌号）耐腐蚀且轻便。9.A解析：钕铁硼永磁体含钕（Nd），我国钕产量全球第一。10.D解析：生物柴油主要原料是脂肪酸甲酯，由植物油或动物脂肪酯化制得。二、多选题答案与解析1.A,B解析：CCUS包括DAC和副产物捕集，生物碳封存属地质封存。2.A,C解析：NaOH和NaCl为强电解质，乙酸为弱电解质，蔗糖为非电解质。3.A,C解析：六价铬还原为三价铬常用Fe²⁺，方程式A和C正确。4.A,B,C解析：燃烧、中和、铝热反应放热，碳酸钙分解吸热。5.A,B,C,D解析：长江经济带优先控制COD、氨氮、总磷及重金属。6.A,B解析：苯和甲苯为芳香族，乙烯和苯乙烯为脂肪族。7.A,B解析：三元锂和磷酸铁锂是主流正极材料，碳酸锂和二氧化锰应用较少。8.A,B,C解析：D错误，Cu与稀硫酸不反应（需浓硫酸或加热）。9.A解析：“西气东输”输送的是天然气（主要成分为甲烷）。10.A,B,C,D解析：温度、浓度、催化剂、反应物状态均影响速率。三、简答题答案与解析1.“污染者付费”原则解析：指排放污染物者需承担治理费用，依据污染程度计费，体现环境资源有偿使用。2.“绿色化学”12项原则-预防优先、原子经济性、设计安全化学产品等。应用举例：原位化学合成减少废物产生（如制药工业）。3.食品添加剂-防腐剂（如苯甲酸钠）、甜味剂（如阿斯巴甜）、增稠剂（如黄原胶）。4.稀土资源-我国储量占全球60%，用于永磁材料、催化剂、激光材料等。5.电化学腐蚀原理：金属在电解质中形成原电池，负极失电子被腐蚀。防止方法：镀层、阴极保护（外加电流）。6.生物质能利用-沼气工程（优点：环保；缺点：效率低）、生物燃料（乙醇汽油）、秸秆还田。四、计算题答案与解析1.氯离子浓度及质量分数-消耗AgNO₃：0.0100mol/L×0.0200L=2.00×10⁻⁴mol-c(Cl⁻)=2.00×10⁻⁴mol/0.100L=2.00×10⁻³mol/L-质量分数：2.00×10⁻³mol/L×35.5g/mol×1.00g/mL=7.10×10⁻²%2.碳酸钙纯度及CO₂体积-CaCO₃分解：CaCO₃→CaO+CO₂↑-理论剩余质量：10.0g×(100%-x)/100%=6.0g→x=40%-纯度：60%，n(CO₂)=10.0g×40%/100g/mol=0.40mol-V(CO₂)=0.40mol×22.4L/mol=8.96L3.氢气消耗量-1.0F=1mol电子，2H₂+O₂→2H₂O+4e⁻-消耗H₂：1mole⁻/2mole⁻/molH₂=0.50mol4.Fe³⁺浓度-[NH₄]₂SO₄·Fe₂(SO₄)₃·6H₂O分子量=400+400+348+6×18=1006g/mol-n(Fe)=10.0g/1006g/mol×2molFe/mol=0.0199mol-c(Fe³⁺)=0.0199mol