2026年第40届中国化学奥林匹克（初赛）试题及详细参考答案

2026年第40届中国化学奥林匹克（初赛）试题及详细参考答案考试说明：本试卷共10道题，满分100分，考试时长180分钟。试题包含无机化学、基础物化、分析化学、有机化学、结构化学核心考点，答题规范贴合中国化学会竞赛评分标准，所有答案需书写规范、步骤完整，计算题需保留有效数字。可能用到的相对原子质量：H1.008C12.01N14.01O16.00Na22.99Al26.98S32.07Cl35.45K39.10Mn54.94Fe55.85Cu63.55Ba137.33一、选择题（本题共6小题，每小题3分，共18分。每小题只有一个正确答案）1.下列物质的性质与对应化学键或分子间作用力关联正确的是（）A.金刚石熔点远高于晶体硅，是因为碳原子半径更小，C-C键键能更大B.干冰易升华、冰难升华，本质是CO₂分子间作用力弱于H₂O分子内氢键C.NaCl晶体熔融导电，是因为熔融状态下离子键断裂，产生自由移动的电子D.乙醇沸点高于乙烷，是因为乙醇分子内存在氢键2.常温常压下，下列各组离子在指定水溶液中能大量共存的是（）A.酸性溶液中：Fe²⁺、Cl⁻、NO₃⁻、SO₄²⁻B.无色透明溶液中：K⁺、NH₄⁺、MnO₄⁻、Br⁻C.中性溶液中：Na⁺、SO₃²⁻、HCO₃⁻、Cl⁻D.含大量Ba²⁺的溶液中：Mg²⁺、NO₃⁻、CO₃²⁻、OH⁻3.关于氧化还原反应与电化学的说法，正确的是（）A.原电池负极发生还原反应，电解池阳极发生氧化反应B.标准状况下，1molCl₂完全参与氧化还原反应，转移电子数一定为2NₐC.铅蓄电池充电时，Pb电极连接电源负极，发生还原反应D.氧化性强弱：Cl₂>Br₂>Fe³⁺，故FeBr₂溶液中通入少量Cl₂优先氧化Br⁻4.下列有机化合物的结构与性质说法错误的是（）A.苯乙烯分子中所有原子可能共平面B.甲酸乙酯与乙酸甲酯互为同分异构体，水解产物完全相同C.葡萄糖能发生银镜反应，蔗糖不能发生银镜反应D.乙醇、乙酸均能与钠反应，官能团种类不同5.下列实验操作、现象与实验结论匹配且无误的是（）A.向品红溶液中通入SO₂，溶液褪色，加热后恢复红色，证明SO₂具有漂白性且漂白可逆B.向某溶液中滴加稀盐酸，产生无色无味气体，证明溶液中一定含CO₃²⁻C.将打磨后的铝片投入浓硝酸中，无明显现象，证明铝与浓硝酸不反应D.向淀粉溶液中滴加少量碘水，溶液变蓝，证明淀粉发生了水解反应6.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X的最外层电子数是次外层的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z的简单离子半径是同周期最小的，W与X同主族。下列说法正确的是（）A.简单气态氢化物稳定性：W>XB.原子半径：Y<X<W<ZC.Y与Z形成的化合物既能与酸反应又能与碱反应D.X、Y、W的最高价氧化物对应水化物酸性依次增强二、非选择题（本题共4大题，共82分）7.（18分）无机元素与化合物综合锰及其化合物在化工、冶金、电池领域应用广泛，不同价态锰的化合物性质差异显著。回答下列问题：7-1碱性条件下，锰酸根（MnO₄²⁻）可发生歧化反应，生成高锰酸根（MnO₄⁻）和二氧化锰沉淀，写出该反应的离子方程式。7-2酸性条件下，高锰酸钾可氧化Fe²⁺，常用于滴定测定铁元素含量，写出该滴定反应的离子方程式，并标注电子转移方向与数目。7-3实验室配制酸性高锰酸钾标准溶液时，为何不能使用盐酸酸化，只能选用稀硫酸？结合离子方程式解释原因。7-4MnO₂可作为双氧水分解的催化剂，常温下，相同浓度的双氧水在MnO₂催化下分解速率远快于自然分解，从反应活化能角度分析其催化原理。7-5已知Mn的常见氧化物中，Mn₂O₃为碱性氧化物，MnO₂为两性偏酸性氧化物，写出Mn₂O₃与稀硫酸、MnO₂与浓强碱溶液反应的化学方程式各一条。8.（20分）结构化学与晶体基础8-1写出基态Mn原子的核外电子排布式、价电子排布式，并指出其未成对电子数。8-2比较H₂O、H₂S、H₂Se三种氢化物的沸点、键角大小，分别说明递变规律及核心原因。8-3SO₄²⁻的空间构型是什么？中心原子的杂化类型为？判断该离子是否存在配位键并说明理由。8-4立方ZnS晶体为典型离子晶体，晶胞参数为apm，晶胞中Zn²⁺位于面心和顶点，S²⁻位于晶胞内部四面体空隙。（1）一个ZnS晶胞中含有的Zn²⁺、S²⁻数目分别为多少？（2）计算ZnS晶体的密度（写出计算表达式，单位g·cm⁻³）。9.（22分）有机化学综合推断某芳香族化合物A（C₈H₈O₂），可发生如下转化关系：①A在稀硫酸加热条件下水解生成B和C；②B能与NaHCO₃溶液反应放出CO₂，且B的核磁共振氢谱有4组峰，峰面积比为3:2:2:1；③C在铜催化加热条件下可被O₂氧化，氧化产物能发生银镜反应；回答下列问题：9-1写出A、B、C的结构简式。9-2写出A水解、C催化氧化的化学方程式。9-3写出满足下列条件的B的同分异构体数目（不包含立体异构）：①属于芳香族化合物；②能发生水解反应；③能发生银镜反应。9-4区分B和C可选用的化学试剂是什么？写出对应实验现象。9-5简述该系列有机物转化中水解反应、氧化反应的反应类型本质。10.（22分）化学原理与分析计算综合10-1常温下，0.1mol/LCH₃COOH溶液的pH=2.88，计算醋酸的电离平衡常数Kₐ（保留两位有效数字）。10-2工业上利用反应2SO₂(g)+O₂(g)⇌2SO₃(g)制备三氧化硫，该反应ΔH<0。在恒温恒容密闭容器中投入2molSO₂和1molO₂，达到平衡时SO₂的转化率为80%。计算该温度下反应的平衡常数K（容器体积为1L，保留三位有效数字）。10-3结合平衡移动原理，分析升温、加压、通入惰性气体对该反应平衡体系的影响。10-4酸碱滴定实验中，用NaOH标准溶液滴定醋酸待测液，为何选用酚酞作指示剂而不选用甲基橙？结合滴定终点pH变化说明原因。10-5简述滴定实验中，滴定管润洗、锥形瓶润洗的操作规范及错误操作对应的实验误差。详细参考答案及评分标准一、选择题答案（每小题3分，共18分）1.A解析：B选项冰的沸点更高是因为分子间氢键，氢键属于分子间作用力，并非分子内作用力；C选项NaCl熔融导电是产生自由移动离子，而非电子；D选项乙醇沸点高是分子间存在氢键，分子内无氢键。2.C解析：A选项酸性条件下NO₃⁻具有强氧化性，氧化Fe²⁺；B选项MnO₄⁻为紫红色，不符合无色条件；D选项Ba²⁺与CO₃²⁻、Mg²⁺与OH⁻均会生成沉淀，无法共存。3.C解析：A选项原电池负极、电解池阳极均发生氧化反应；B选项Cl₂与碱歧化反应时，1molCl₂转移1mol电子；D选项还原性Fe²⁺>Br⁻，少量Cl₂优先氧化Fe²⁺。4.B解析：甲酸乙酯水解生成甲酸和乙醇，乙酸甲酯水解生成乙酸和甲醇，水解产物不同。其余选项表述均正确。5.A解析：B选项HCO₃⁻与盐酸反应也可生成无色无味气体；C选项铝遇浓硝酸发生钝化，属于化学变化；D选项淀粉遇碘变蓝是淀粉特征反应，与水解无关。6.C解析：由题意推得X为C、Y为O、Z为Al、W为Si。A选项氢化物稳定性H₂O>SiH₄；B选项原子半径O<C<Si<Al；D选项最高价含氧酸酸性H₂CO₃>H₂SiO₃。C选项Al₂O₃为两性氧化物，可与酸碱反应，表述正确。二、非选择题参考答案及评分细则（共82分）7.（18分）7-1（3分）3MnO₄²⁻+2H₂O=2MnO₄⁻+MnO₂↓+4OH⁻（方程式配平正确、状态符号齐全得满分，漏符号扣1分，配平错误不得分）7-2（4分）MnO₄⁻+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O（2分）；电子转移：Fe²⁺失去5e⁻，MnO₄⁻得到5e⁻（单线桥、双线桥标注规范均可，2分）7-3（4分）酸性条件下高锰酸钾可氧化Cl⁻生成Cl₂，消耗标准溶液、干扰滴定实验（2分）；离子方程式：2MnO₄⁻+10Cl⁻+16H⁺=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O（2分）7-4（3分）MnO₂作为催化剂，参与反应中间过程，降低双氧水分解反应的活化能，活化分子百分数增大，有效碰撞频率提高，反应速率显著加快（核心答出“降低活化能”即可得满分）7-5（4分）Mn₂O₃+3H₂SO₄=Mn₂(SO₄)₃+3H₂O（2分）；MnO₂+2NaOH=Na₂MnO₃+H₂O（2分，合理即可）8.（20分）8-1（4分）核外电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s²（1分）；价电子排布式：3d⁵4s²（1分）；未成对电子数：5（2分）8-2（6分）沸点：H₂O>H₂Se>H₂S（1分）；原因：H₂O分子间存在氢键，沸点最高，H₂Se、H₂S仅存在分子间范德华力，相对分子质量H₂Se更大，范德华力更强，沸点更高（2分）；键角：H₂O>H₂S>H₂Se（1分）；原因：中心原子电负性O>S>Se，成键电子对偏向中心原子程度依次减弱，成键电子对斥力减小，键角依次减小（2分）8-3（4分）空间构型：正四面体形（1分）；杂化类型：sp³杂化（1分）；存在配位键（1分）；理由：S原子最外层6个电子，与4个O成键，其中1个S→O配位键，满足8电子稳定结构（1分）8-4（6分）（1）Zn²⁺：4个，S²⁻：4个（2分，各1分）；（2）密度表达式：ρ=(4×97)/(Nₐ×(a×10⁻¹⁰)³)g·cm⁻³（4分，数值、单位、指数全部正确得满分，一处错误扣1分）9.（22分）9-1（6分）A：CH₃COO-C₆H₄-CH₃（对位）（2分）；B：对甲基苯甲酸p-CH₃C₆H₄COOH（2分）；C：苯甲醇C₆H₅CH₂OH（2分）9-2（4分）水解：CH₃COO-C₆H₄-CH₃+H₂O⇌(稀硫酸、△)CH₃COOH+HO-C₆H₄-CH₃（2分）；氧化：2C₆H₅CH₂OH+O₂→(Cu、△)2C₆H₅CHO+2H₂O（2分）9-3（4分）13种（满分，数目错误不得分）9-4（4分）选用NaHCO₃溶液（2分）；现象：B可与NaHCO₃反应产生无色气泡，C不发生反应（2分，试剂错误不得分）9-5（4分）水解反应属于取代反应，本质是官能团的取代与水分子的拆分结合（2分）；醇的催化氧化属于氧化反应，本质是醇羟基脱氢氧化，形成醛基，碳元素化合价升高（2分）10.（22分）10-1（4分）pH=2.88，c(H⁺)=10⁻²·⁸⁸≈1.32×10⁻³mol/L（1分）；CH₃COOH⇌CH₃COO⁻+H⁺，平衡时c(CH₃COO⁻)=c(H⁺)，c(CH₃COOH)≈0.1mol/L（2分）；Kₐ=(1.32×10⁻³)²/0.1≈1.7×10⁻⁵（1分）10-2（6分）列三段式：2SO₂+O₂⇌2SO₃起始(mol/L)：210转化(mol/L)：1.60.81.6平衡(mol/L)：0.40.21.6（3分）K=c²(SO₃)/[c²(SO₂)·c(O₂)]=1.6²/(0.4²×0.2)=80.0（3分）10-3（4分）升温：正反应放热，平衡逆向移动，SO₃产率降低（1分）；加压：正反应气体分子数减少，平衡正向移动，SO₃产率升高（1分）；恒温恒容通入惰性气体：各反应物、生成物浓度不变，平衡不移动（2分）10-4（4分）NaOH滴定醋酸，滴定终点生成CH₃COONa，溶液呈弱碱性（pH＞7）（2分）；酚酞变色范围8.2~10.0，适配碱性终点，甲基橙变色范围3.1~4.4，酸性区间，无法准