2026年第40届中国化学奥林匹克（初赛）试题及详细答案

2026年第40届中国化学奥林匹克（初赛）试题及详细答案考试时间：180分钟满分：100分答题说明：所有答案均写在答题纸上，本试卷作答无效；严禁使用计算器；结构题需规范书写结构式、键线式，计算题需写出核心推导步骤。第一部分试题（共10题）第1题（10分）基础无机结构与性质1-1写出基态Cr³⁺的核外电子排布式（价电子排布式），并说明该离子在水溶液中显绿色的核心原因。（4分）1-2比较下列物质的晶格能大小并排序：MgO、CaO、NaCl、KBr，简述排序依据。（3分）1-3气态BF₃为平面正三角形，而NF₃为三角锥形，从杂化轨道与孤电子对角度解释二者分子构型差异。（3分）第2题（12分）化学热力学与动力学已知298K、100kPa下，反应：2NO₂(g)⇌N₂O₄(g)ΔH＜02-1升高温度，该反应的平衡常数K如何变化？增大体系压强（压缩体积），NO₂的平衡转化率如何变化？（4分）2-2该反应正反应活化能Eₐ₁，逆反应活化能Eₐ₂，比较Eₐ₁与Eₐ₂的大小并说明理由。（4分）2-3恒温恒容条件下，加入惰性气体Ar，体系平衡是否移动？简述原因。（4分）第3题（10分）元素推断与无机反应短周期主族元素X、Y、Z、W，原子序数依次递增。X的最外层电子数是内层电子数的2倍；Y的简单氢化物是常见碱性气体；Z是同周期原子半径最小的金属元素；W单质常温下为黄绿色气体。3-1写出四种元素的元素符号。（4分）3-2写出Y、Z最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式。（3分）3-3比较Y、W的简单氢化物的稳定性，并说明依据。（3分）第4题（10分）氧化还原与电化学4-1配平酸性条件下高锰酸根氧化草酸的离子方程式：MnO₄⁻+H₂C₂O₄+H⁺—Mn²⁺+CO₂↑+H₂O（4分）4-2以铜、铁为电极，稀硫酸为电解质溶液构成原电池，写出负极电极反应式与正极现象。（3分）4-3电解饱和食盐水时，阳极产生的气体能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，写出阳极电极反应式。（3分）第5题（12分）配合物化学配合物A的化学式为[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂，常温下为紫红色晶体，易溶于水。5-1指出该配合物的中心离子、配体、配位数、外界离子。（4分）5-21mol配合物A溶于水，完全电离后可与足量AgNO₃反应生成多少molAgCl沉淀？说明原因。（4分）5-3判断该配合物是否存在同分异构体，简述理由。（4分）第6题（10分）滴定分析计算测定某草酸晶体（H₂C₂O₄·2H₂O）纯度，准确称取0.8000g样品，配成100.00mL溶液，取20.00mL该溶液，用0.02000mol/L酸性KMnO₄标准溶液滴定，恰好完全反应时消耗标准溶液20.00mL。已知滴定反应：2MnO₄⁻+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O6-1计算20.00mL待测液中草酸的物质的量。（5分）6-2计算该草酸晶体样品的纯度。（5分）第7题（8分）物质结构与晶体NaCl晶体为面心立方堆积结构。7-1指出NaCl晶体中Na⁺的配位数，以及一个晶胞中含有的Na⁺、Cl⁻数目。（4分）7-2比较NaCl与SiC的熔点高低，从晶体类型与作用力角度解释原因。（4分）第8题（10分）有机基础与官能团性质有机物A结构简式为HOCH₂CH=CHCOOH。8-1写出A中含有的所有官能团名称。（3分）8-21molA分别与足量Na、NaHCO₃反应，最多消耗二者的物质的量分别为多少？（4分）8-3写出A发生加聚反应的化学方程式。（3分）第9题（10分）有机合成推断已知合成路线：乙烯→(H₂O/催化剂)B→(O₂/Cu,△)C→(银氨溶液/△,H⁺)D9-1写出B、C、D的结构简式。（6分）9-2写出C生成D的反应类型。（2分）9-3写出B转化为C的化学方程式。（2分）第10题（8分）综合实验探究实验室制备并收集纯净干燥的氯气，原料为MnO₂与浓盐酸，装置包含发生装置、除杂装置、干燥装置、收集装置、尾气处理装置。10-1写出制备氯气的化学方程式。（2分）10-2制得的氯气中混有HCl和水蒸气，依次写出除杂、干燥所用试剂。（3分）10-3尾气处理的离子方程式。（3分）第二部分详细参考答案及解析第1题（10分）答案及解析1-1价电子排布式：3d³（2分）；Cr³⁺的3d轨道存在3个单电子，且3d轨道未充满，在水溶液中发生d-d跃迁，吸收可见光中特定波长的光，透过绿色光，因此溶液显绿色（2分）。1-2排序：MgO＞CaO＞NaCl＞KBr（1分）；晶格能与离子电荷成正比、与离子半径成反比。MgO、CaO离子电荷为±2，大于NaCl、KBr的±1；Mg²⁺半径小于Ca²⁺，Na⁺半径小于K⁺，故晶格能依次递减（2分）。1-3BF₃中B原子采取sp²杂化，无孤电子对，3个杂化轨道与F成键，键角120°，分子为平面正三角形（1.5分）；NF₃中N原子采取sp³杂化，存在1对孤电子对，孤电子对斥力大于成键电子对，挤压键角，分子呈三角锥形（1.5分）。第2题（12分）答案及解析2-1该反应为放热反应（ΔH＜0），升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小（2分）；压缩体积增大压强，平衡向气体分子数减小的正向移动，NO₂平衡转化率增大（2分）。2-2Eₐ₁＜Eₐ₂（2分）；放热反应中，正反应活化能小于逆反应活化能，反应放出的热量ΔH=Eₐ₁-Eₐ₂＜0（2分）。2-3平衡不移动（2分）；恒温恒容下，加入惰性气体，反应体系内各反应物、生成物的浓度均不发生变化，正逆反应速率保持相等，平衡无移动（2分）。第3题（10分）答案及解析3-1X：CY：NZ：AlW：Cl（各1分，共4分）3-2离子方程式：Al(OH)₃+3H⁺=Al³⁺+3H₂O（3分，化学式、配平、符号错误均扣1分）3-3稳定性：NH₃＜HCl（1分）；元素非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，同周期从左到右非金属性Cl＞N，故HCl更稳定（2分）。第4题（10分）答案及解析4-1配平结果：2MnO₄⁻+5H₂C₂O₄+6H⁺=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O（4分，系数全部正确得分，错1处扣1分）4-2负极反应：Fe-2e⁻=Fe²⁺（2分）；正极现象：铜电极表面产生无色气泡（1分）4-3阳极反应：2Cl⁻-2e⁻=Cl₂↑（3分）第5题（12分）答案及解析5-1中心离子：Co³⁺（1分）；配体：NH₃、Cl⁻（1分）；配位数：6（1分）；外界离子：Cl⁻（1分）5-2生成2molAgCl沉淀（2分）；配合物电离分为内界和外界，[Co(NH₃)₅Cl]Cl₂=[Co(NH₃)₅Cl]²⁺+2Cl⁻，内界Cl⁻不电离，仅外界2个Cl⁻可与Ag⁺生成沉淀（2分）5-3无同分异构体（2分）；该配合物为八面体构型，5个NH₃、1个Cl⁻配位，配位环境对称，不存在几何异构与旋光异构（2分）第6题（10分）答案及解析6-1核心比例：n(MnO₄⁻):n(H₂C₂O₄)=2:5n(MnO₄⁻)=0.02000mol/L×0.02000L=4.000×10⁻⁴mol（2分）n(H₂C₂O₄)=5/2×4.000×10⁻⁴mol=1.000×10⁻³mol（3分）6-2100mL溶液中草酸总物质的量：1.000×10⁻³mol×5=5.000×10⁻³mol（2分）m(H₂C₂O₄·2H₂O)=5.000×10⁻³mol×126g/mol=0.6300g（2分）样品纯度=0.6300g÷0.8000g×100%=78.75%（1分）第7题（8分）答案及解析7-1Na⁺配位数为6（2分）；一个NaCl晶胞中，Na⁺：4个，Cl⁻：4个（2分）7-2熔点：SiC＞NaCl（2分）；SiC为原子晶体，熔化需破坏强烈的共价键；NaCl为离子晶体，熔化仅破坏较弱的离子键，共价键键能远大于离子键，故SiC熔点更高（2分）第8题（10分）答案及解析8-1羟基、碳碳双键、羧基（各1分，共3分）8-2Na可与羟基、羧基反应，1molA消耗2molNa（2分）；NaHCO₃仅与羧基反应，1molA消耗1molNaHCO₃（2分）8-3nHOCH第9题（10分）答案及解析9-1B：CH₃CH₂OHC：CH₃CHOD：CH₃COOH（各2分，共6分）9-2氧化反应（2分）9-32CH第10题（8分