2025年兰州大学强基计划化学考试难点试题解析及答案

2025年兰州大学强基计划化学考试难点试题解析及答案考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题只有一个选项符合题意，请将正确选项的字母填在题后括号内。每小题3分，共30分）1.下列元素中，其电负性最小的是A.OB.FC.NaD.Cl2.在常温常压下，下列气体中，分子间作用力最强的是A.H₂B.O₂C.F₂D.Ne3.下列分子中，中心原子采用sp³杂化方式且分子极性不为零的是A.CH₄B.BF₃C.BeCl₂D.NH₃4.根据范德华方程(p+n₂/V²)(V-nb)=nRT，对真实气体与理想气体相比，下列描述正确的是A.真实气体的体积总是小于理想气体的体积B.真实气体的压强总是大于理想气体的压强C.范德华常数b反映气体分子本身占据的体积D.范德华常数a反映气体分子碰撞的频率5.对于一个放热反应(ΔH<0)，在恒容条件下，升高温度，系统的熵变(ΔS)和焓变(ΔH)的关系是A.ΔS<0,ΔH不变B.ΔS>0,ΔH不变C.ΔS<0,ΔH改变D.ΔS>0,ΔH改变6.下列关于化学反应速率的表述，错误的是A.温度升高，活化分子百分数增加，反应速率加快B.增大反应物浓度，单位体积内活化分子数增加，反应速率加快C.使用催化剂，改变反应路径，降低活化能，反应速率加快D.反应速率常数k只与温度有关，与反应物浓度无关7.在一个恒温恒容的密闭容器中，进行如下反应：2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)。达到平衡后，充入不参与反应的惰性气体，体系的平衡常数Kp和平衡转化率分别为A.Kp增大，转化率增大B.Kp不变，转化率增大C.Kp减小，转化率减小D.Kp不变，转化率减小8.下列说法中，正确的是A.电解质在水溶液中或熔融状态下一定能导电B.强电解质在水溶液中完全电离，弱电解质部分电离C.盐类的水解一定导致溶液呈酸性D.酸性溶液中一定不能大量共存OH⁻和HCO₃⁻9.下列有机物中，既能发生加成反应又能发生氧化反应，且属于芳香烃的是A.CH₃CH₂CH₂CH₃B.CH₂=CH₂C.C₆H₆D.CH₃CHO10.下列实验操作中，能够用于分离互不相溶的液体混合物的是A.蒸馏B.过滤C.重结晶D.分液二、填空题（请将答案填在横线上。每空3分，共30分）11.写出磷元素的基态原子核外电子排布式________。12.在BaSO₄(s)⇌Ba²⁺(aq)+SO₄²⁻(aq)达到溶解平衡时，其平衡常数表达式K=________。13.将0.1mol/L的醋酸溶液加水稀释10倍，醋酸的电离程度________（填“增大”、“减小”或“不变”），溶液的pH________（填“增大”、“减小”或“不变”）。14.有机物CH₃CH₂CH(CH₃)CH₂OH的系统命名是________。15.写出H₂O₂分解反应的化学方程式：________。16.在电解饱和食盐水时，阳极发生的电极反应式是________。三、简答题（请按要求作答。每小题10分，共40分）17.简述元素第一电离能的变化规律，并解释为何第IA族和第IIIA族、第VA族和第VIA族元素的第一电离能会出现反常现象。18.对于反应2NO(g)+O₂(g)=2NO₂(g)，已知正向反应活化能E₁=180kJ/mol，逆向反应活化能E₂=143kJ/mol。请计算该反应的焓变ΔH，并说明该反应是放热反应还是吸热反应。19.比较氟化氢(HF)和氯化氢(HCl)的物理性质（如沸点、酸性），并解释造成差异的主要原因。20.简述酯化反应的原理，并说明在实验室制备乙酸乙酯时，加入浓硫酸的作用有哪些？四、计算题（请写出必要的计算过程。每小题15分，共45分）21.在298K时，反应N₂(g)+3H₂(g)⇌2NH₃(g)的平衡常数Kp=6.3×10⁻³。若在一个体积为2L的密闭容器中，起始时充入0.5molN₂和1.5molH₂，计算该反应达到平衡时，氨气的分压和平衡转化率。（假设气体行为符合理想气体状态方程，且总压强保持不变）22.将0.200mol/L的盐酸与0.100mol/L的氨水等体积混合（假设混合后体积不变），计算混合溶液的pH。（已知氨水的电离常数Kb=1.8×10⁻⁵）23.有机物A的分子式为C₅H₁₀。已知A能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，但不能使高锰酸钾酸性溶液褪色。A充分燃烧生成3.60gCO₂和1.08gH₂O。写出有机物A的结构简式，并写出它的一种同分异构体的结构简式。---试卷答案一、选择题1.C2.C3.D4.C5.B6.D7.D8.B9.C10.D二、填空题11.1s²2s²2p⁶3s²3p³或[Ar]3d¹⁰4s²12.c(Ba²⁺)c(SO₄²⁻)13.增大；增大14.2-甲基丁醇15.2H₂O₂=2H₂O+O₂↑16.2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑三、简答题17.元素第一电离能一般随原子序数增大而呈增大趋势（同周期）。这是因为原子核对核外电子的吸引力增强。但存在反常：第IA族（ns¹）比第IIA族（ns²）电离能小，因为ns²构型更稳定；第VA族（ns²np³）比第VIA族（ns²np⁴）电离能大，因为np³半满构型更稳定。18.ΔH=E₂-E₁=143kJ/mol-180kJ/mol=-37kJ/mol。该反应焓变ΔH为负值，因此是放热反应。19.HF的沸点（约19.5°C）远高于HCl（约-85°C）。原因是HF分子间存在强氢键，而HCl分子间只有较弱的范德华力。HF的酸性比HCl弱（在水中Ka(HF)≈7.2×10⁻⁴，Ka(HCl)≈10⁻⁷）。主要原因是H-F键能大于H-Cl键能，导致HF电离出的H⁺更容易结合F⁻形成HF分子，抑制了电离平衡。20.酯化反应是酸与醇在酸催化剂（如浓硫酸）存在下发生取代反应生成酯和水。浓硫酸的作用是：①催化剂，加速反应；②吸水剂，移走生成的水，使平衡向生成酯的方向移动；③脱水剂，促进生成具有香味的羰基化合物。四、计算题21.解：*初始：n(N₂)=0.5mol,n(H₂)=1.5mol,n(NH₃)=0mol*变化：设平衡时生成xmolNH₃，则消耗x/2molN₂，xmolH₂，生成xmolNH₃。*平衡：n(N₂)=0.5-x/2mol,n(H₂)=1.5-xmol,n(NH₃)=xmol*容器体积V=2L*平衡浓度：c(N₂)=(0.5-x/2)/2mol/L,c(H₂)=(1.5-x)/2mol/L,c(NH₃)=x/2mol/L*平衡分压：p(N₂)=c(N₂)RT=[(0.5-x/2)/2]RT,p(H₂)=c(H₂)RT=[(1.5-x)/2]RT,p(NH₃)=c(NH₃)RT=(x/2)RT*总压P=p(N₂)+p(H₂)+p(NH₃)=[(0.5-x/2)+(1.5-x)+x]RT=(2-x/2)RT*平衡常数表达式：Kp=p(NH₃)²/[p(N₂)p(H₂)]=[(x/2)RT]²/{[(0.5-x/2)/2]RT*[(1.5-x)/2]RT}=x²/[(2-x/2)(0.25-x/4)]*代入Kp值：6.3×10⁻³=x²/[(2-x/2)(0.25-x/4)]*解方程：x²=6.3×10⁻³*(2-x/2)(0.25-x/4)*由于Kp较小，预计转化率不高，可近似处理：x≈0.1mol*p(NH₃)=(0.1/2)RT=0.05RT*总压P=(2-0.1/2)RT=1.95RT*p(NH₃)/P=(0.05RT)/(1.95RT)=0.05/1.95≈0.0256，换算成kPa约为2.56kPa（注：此处计算略作近似，若需精确解需用迭代法或解二次方程）*平衡转化率=(x/0.5)×100%=(0.1/0.5)×100%=20%**精确解验证：*用Kp=6.3e-3=x²/[(2-x/2)(1/4-x/4)]，解得x≈0.099mol*平衡时n(N₂)≈0.4元ol,n(H₂)≈1.2元ol,n(NH₃)≈0.099mol*总压P=n总RT/V=(0.4+1.2+0.099)RT/2=1.7495RT*p(NH₃)=(0.099/2)RT=0.0495RT*p(NH₃)/P≈(0.0495RT)/(1.7495RT)≈0.0283，换算成kPa约为2.83kPa*平衡转化率=(0.099/0.5)×100%=19.8%*最终答案：氨气的分压约为2.8kPa，平衡转化率约为20%。22.解：*混合后浓度：c(HCl)=(0.200/2)mol/L=0.100mol/L,c(NH₃·H₂O)=(0.100/2)mol/L=0.0500mol/L*HCl是强酸，完全电离：c(H⁺)=0.100mol/L*NH₃·H₂O是弱碱，部分电离：NH₃·H₂O⇌NH₄⁺+OH⁻*溶液中存在的离子：H⁺(来自HCl),OH⁻(来自NH₃·H₂O电离),NH₄⁺(来自NH₃·H₂O电离),Cl⁻(来自HCl电离)*c(H⁺)总=0.100mol/L(来自HCl)*设NH₃·H₂O电离出c(OH⁻)=xmol/L，则平衡时c(NH₄⁺)=xmol/L*溶液呈酸性，说明c(H⁺)总>c(OH⁻)*c(H⁺)总=c(OH⁻)+c(H⁺)（水电离，可忽略）*0.100=x+(Kw/c(H⁺))=x+(1.0×10⁻¹⁴/0.100)*0.100=x+1.0×10⁻¹³*x=0.100-1.0×10⁻¹³≈0.100mol/L*c(OH⁻)≈1.0×10⁻¹³mol/L*pH=-log[c(H⁺)总]=-log(0.100)=1.00**更精确计算：*c(OH⁻)=[Kw/c(H⁺)]=(1.0×10⁻¹⁴)/0.100=1.0×10⁻¹³mol/L*c(H⁺)=c(HCl)-c(OH⁻)=0.100-1.0×10⁻¹³mol/L*pH=-log(c(H⁺))=-log(0.100-1.0×10⁻¹³)≈-log(0.100)=1.00*最终答案：混合溶液的pH为1.00。23.解：*有机物A的分子式为C₅H₁₀。不饱和度Δ=(2C+2-H)/2=(2*5+2-10)/2=4。说明含有2个双键或1个三键或1个环。*A能与溴发生加成反应，说明含有双键或三键。不能使高锰酸钾褪色，说明不含碳碳双键（或只有叔碳碳双键，但叔碳双键通常也能被高锰酸钾氧化），因此含有三键。*A充分燃烧生成CO₂和H₂O。根据分子式C₅H₁₀，n(CO₂)=5mol,n(H₂O)=5mol。*5molCO₂中C原子质量为5×12=60g；5molH₂O中H原子质量为5×2=10g。*燃烧生成物总质量为60+10