2025年重庆市高中学生（高二组）竞赛化学试题

2025年重庆市高中学生化学竞赛试愿（高二组） 2025年5月18日共11页 1 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题 (高二组) (2025年5月18日 9:00-11:00) ● 考生须知： 竞赛时间2小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。考试时 间结束时，把试卷（背面朝上）放在桌子上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。 不准使用任何政正液或政正纸，不得使用红笔或铅笔作答。第1题答案填写在第1题号 下面的表格内，其它所有解答必须写在制定的方框内。 差名、所属学校必须写在答题卷左侧规定位置，写在其它地方者按废卷论处。 ● 允许使用无贮存信息功能的非编程计算器以及直尺等文具。 器 ● 考生不得携带任何通讯工具进入考场。 相对原子质量：H-1B11C120-16Na-23Mg-24A1-27 归 第1题(20分)选择题（单选） 1-小从天然丝缕到高分子材料，纤维的演变推动了人类社会的进程与科技创新。下列属于有机 奖 高分子合成纤维的是 A.北宋《天工开物》记载的“质轻而韧”的葛藤纤维 B.小米旗下的高性能电动跑车SU7U大量采用的碳纤维材料 C.越镜六号月面能采用玄武岩熔融拉丝制备的硅铝酸盐玻璃纤维 翻 D.中科院224年发布的“绿源丝”生物基聚呋喃二甲酸乙二酯(PEF)纤维 1-2一种制备纳米铁的反应为：FcC2+2NaBH4+6Hz0=Fe+2B(OH田3+2NaC1+7H2t。 设N为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A1L0.1 moVL FeCl2溶液中Fe2+数为0.1Na B.3.1名BOH2中含有的g键数为03N C.22.4LH2中含有的原子数目为2Na D.每生成56gFe,转移的电子数为2Na 1-3VC又称抗坏血酸，是重要的抗氧化剂，结构如右图所示。下列 OH HO 晚法不正确的是 A.VC易溶于水和乙醇 HO OH B.VC分子中有2个手性碳原子 2025年重庆高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 2 C.VC能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D.VC与P反应生成紫色配合物 14下列离子方程式书写正确的是 A.用氢碘酸溶解毯性氧化铁：FeO4+8H=Fe2++2Fe++4Hz0 B.用过量氮水吸收烟气中的S02:NH3H2O+SO2=NH4+HSO3 C.用热的浓盐酸洗涤试管内壁的Mn02:Mh02+4H*+2CI△Mn2+C21+2H0 D.Na[AI(OH)溶液和NaHCO,溶液混合产生白色沉淀： [AI(OH)4]+HCOj=AI(OH)31 CO2t H20 1-5《中华本草》等重要典籍记载，炉甘石(ZC03)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。 下列说法不正确的是 A.Zn元苏位于元素周期表的ds区 B.基态Za2的价电子排布式为3d4s2 C.ZnCO,中含有离子键和极性键 D.ZCO3中阴离子的空间结构为平而三角形 1-6下列实验方法或操作正确且能达到相应实验目的的是 选项 实验方法或操作 实验目的 A 将一定浓度的双氧水与NaHSO,溶液混合 证明H2O2具有还原性 B 一定条件下混合气体中通入一定量的H2 除去乙烷中混有的乙烯 c 将铜丝与浓硫酸加热反应后的气体通入品红溶液 验证浓硫酸具有强氧化性 用pH试纸分别测浓度均为0.1mol/L的 验证电离常数： D CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH K(CH3COOH)>K(HCIO) 1-7M、W、X、Y、Z为五种短周期主族元素，原子序数依次增大，它们的原子序数之和为28。 Y元素基态原子含有3个未成对电子：M亿的水溶液能用于刻蚀玻璃：五种元素能形成分子结 构如右图所示的化合物。下列说法不正确的是 A.电负性：X<Y<Z XM, B.原子半径：X<Y<Z Z-W- Y一XM3 C.简单氢化物的沸点：X<Y<Z XM, D.该分子中W与Y间存在配位键 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 1-8长安大学、香港科技大学团队设计了基于尿素电氧化技术的空间站新型污水回用系统，为 空间站内水资源的循环利用提供了新思路。尿液处理转化流程图如下图所示： 舱内C02 021 尿素电 H -H0 甲烷燃 →H20 解棋块 +C02 CHA 料电池 一电能 下列说法不正确的是 A.CONH2分子中碳原子的杂化方式为sp B.尿素电解模块中的阳极反应为：C0NH22一6e+H0=CO2t十N2↑十6H C.Sabatier反应器中发生的反应为：C02+4H2=CH4+2HzO D.甲烷燃料电池（酸性）中的正极反应为：O2+4Ht+4e=2H20 1-9费托合成是以合成气为原料，在催化剂和适当条件下合成烷烃的工艺过程。在容积为1L 的密闭容器中充入1.6molC0和6.6molH2,加入催化剂发生如下反应： 反应I3H2(g)+CO(g)、=CH4(g)+HO(g) △H<0 反应Ⅱ5H2(g)+2C0(g)、→CH6(g)+2H20(g)△H<0 10mi血后，测得CH4、CHs物质的量随温度变化的情况如图所示。 0.71 B(550,0.6 目81 0.5 CHa 0.4 0.3 A(500,0.3) 0.2 0.1 (650.0.2 300 400 500 600 700 800 温度/K 已知生成CH4反应的选择性= 甲烷的物质的量 ×100%。 消耗的C0的物质的量 下列说法不正确的是 A.合成CH4反应的活化能较小 B.合成CH4反应的平衡常数：KA)>KB) C.C点，反应I、反应Ⅱ均已达到平衡 D.650K时，合成CH4反应的选择性为33.3% 1-10向AgCI饱和溶液（含有足量AgCI固体）中滴加氨水，发生反应 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 Ag+NH±[AgNH)]Ki AgNH)]'+NH一[AgNH] 溶液中，含银粒子和NH的物质的量浓度的负对数关系如图所示。 9 Ⅲ 8 (1.7.40 7 6 (1,5.16) 5 4 3 2 (1,2.35) 1 0 2 3 4 5 -1gc(NH3) 下列说法不正确的是 A.曲线I可视为一lgc(Ag)随一lgc(NH)变化的曲线 B.反应1的平衡常数K1=103.24 C.c点NH3的物质的量浓度为10-352mo/L D.cQNH)=0.01molL时，溶液中C([Ag(NH]}>c{[AgNH]} 第2题(8分)根据要求回答下列问题。 2-1向淀粉I溶液中滴加新制氯水，溶液先变蓝，后褪色，写出反应的离子方程式。 2-2化学气相沉积法(CVD)制备高温结构陶瓷氮化硅：在H的保护下，使SiC4与N2在高 温下反应，生成的SN4沉积在石墨表面，形成一层致密的氮化硅层，写出反应的化学方程式。 2-3将SbCb缓缓加入大量水中制备S2O,后期加入适量氨水。写出反应过程总的化学方程 式。 第3题(6分)铝碳酸镁是一种天然矿物，化学式为AMg6(OH田16C034H0,作为新型抗酸 药，用于治疗胃溃疡、十二指肠溃疡、胃酸过多症及胃炎等。 3】写出铝元素基态原子的价层电子排布式。 3-2用A1(OH、Mg(OHD2、NaHCO,等试剂可制备铝碳酸镁（同时生成NaOH)。写出理论上反 应物AJ(OH)3、MgOH2、NaHCO3的质量之比（表示为最简整数比）。 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高.二组）2025年5月18日共11页 3-3铝碳酸镁热分解过程中，第-阶段失去晶体中间层中的结品水，失重率约为12.0%，第二 次阶段失去结构水、碳酸根分解，失重率约为31.2%，写出经两次分解后最终得到的固体产物 的化学式。（已知：失重率=的质量 原始固体的质贡×100%) 第4题(11分)2024年12月，中国商务部对美实施金属镓出口管控措施，作为应对美国新一 轮技术封锁的战略性反制手段。作为地壳中的稀有分散元素，金属镓主要从氧化铝生产流程中 回收提取，现已成为先进半导体产业链中不可或缺的核心原材料。从高硅铝土矿（主要成分为 SiO2、AlO3,还含有少量FezO3、Ga2O,等成分)中得到氧化铝和金属镓的一种工艺流程如图 所示。 石灰石 稀NaOH加CO,调节pH至8 高硅 温烧渣1碱 1滤液1 铝土矿 烧结 酸解 滤渣2陪淡→A1,O 赤泥 纯碱 滤液2 析出液2 HCI NaOH NaOH 一系列操作 折出液离子交换]一洗]一→离子交换2→中和沉像→吸溶造液→电解→粗嫁 滤液 41写出Ga在元素周期表中的位置。 4-2“烧渣1”中的Na2FeO4在碱溶”时产生Fe2O和Oz,写出该反应的化学方程式。 4-3进入“离子交换2”的物质中存在Ga2Cl6,写出其结构式。 44己知该工艺的反应条件下，Kp[A1(OH田]=4.57×10-3，Kw=1.0×10-4。当溶液中离子浓度 小于10-5o/L时，可认为生成沉淀的反应进行完全了。通过计算证明“酸解”后铝元素沉淀完 全。 4-5如图为G一HzO体系的电势一pH图。“中和沉镓”时所选pH合理范围为（填标号）。 a.-4~2 b.04 c.49 d.8~12 2.01 1.5 1.0 0.5 Ga+ Ga(OH)3 [Ga(OH) -0.5 -1.0 Ga 1.5 420立4680立14 pH 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 6 4-6氧化镓作为第四代半导体材料，具有一系列令人嘱目的优势。图为BG2O,晶体结构局部 图。【文献报道：阝-G2O,具有单斜晶系结构。氧原子有三种配位方式，其中两种氧原子的配 位数是3，另一种氧原子的配位数是4。镓原子有两种配位方式，】图中镓原子是一（填“深” 或“浅”)色球，写出它的配位数。 第5题(11分)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料，在现代石油和化学工业中具有举足轻 重的作用。下列是几种工业中常用的生产乙烯的路径。回答下列问题。 5-1乙醇消去法制乙烯 I.CH3CH2OH(g)==H2O(g)+CH2=CH2(g)H=+40.0 kJ/mol AS=+125.0 J-mol-1.K-1 II.2CH;CH2OH(g)H2O(g)+CH;CH2OCH2CH3(g)H=-16.0 kJ/mol 相关物质在298K、101kPa时的标准熵值如下表所示，△S的计算方法可类比△H的计算方 法。 化学式 CHCH2OH(g) CH;CH2OCH2CH3(g) H2O(g) 标准熵：Smol1K-1 281.1 342.1 188.1 5-1-1计算出反应Ⅱ的△S(不要求计算过程)。 个aG/Jmo 5-1-2已知△G=△H-T△S,则图a中直线代表反应 (填1或)。 5-2乙烷直接脱氢制乙烯 反应过程中，可能发生以下多个反应： III.C2H6(g)=C2H4(g)+H2(g) 图a IV.C2H4(g)-C2H2(g)+H2(g) 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11( 7 V.C2H2(g)=2C(s)+H(g) 各反应的平衡常数对数值(1gK)与温度倒数 () 的关系如图b所示。 个gk m IV 05101520251 图b X10K- 5-2-1一定温度下，仅发生反应Ⅲ时，C2H6的平衡转化率为25%，写出反应的K.(K.是以 平衡物质的量分数代替平衡浓度计算得出的平衡常数：不要求计算过程，计算结果保留两位有 效数字)。 5-22此方法通常需要在原料气中加入一定量的水蒸气。一定温度下，当总压恒定时，增加水 蒸气与乙烷的进料比，写出乙烷的转化率的变化趋势。（填“增大”、“减小”或“不变”）。 5-2-3请结合图b分析工业上通常选择温度在1000K左右的可能原因。 5-3电化学原理制乙烯 科学家利用原电池装置，实现了温室气体CO2和CH4的耦合转化制取乙烯，装置如图©所示。 CHA CH CH HO 准化电极1 负 固体电解质 (只允许离子通过) 准化电极2要 C02 图c 5-3-1催化电极1除了有CH4生成外，还有C2H6和水产生，则固体电解质为 (填 “氧离子导体”或“质子导体”)。 5-3-2经测定，某次实验中共产生y mol H20,计算出催化电极2上转移电子的物质的量（用 含y的式子表示，不要求计算过程)。 第6题(12分)硼及其化合物是生产、生活中应用广泛的材料。 6-】非金属卤化物的水解反应机理有亲核水解和亲电水解两种。发生亲核水解的条件是中心原 子具有正电性且有空的价层轨道，空轨道用以容纳HO的配位电子，如图SiC4的水解反应： 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 8 发生亲电水解的条件是中心原子具有负电性且带有孤电子对，可以接受来自H0的H进攻， 如图NC的水解反应。 OH OH -HCI 2H. CI HO OH HO 中间体 SiCl,的水解反应 -HC10 -→NH 中间体 NCl,的水解反应 6-1-1CFa不能水解，但BF3能水解。写出其原因。 6-1-2BF3发生的水解是 水解（填“亲核”或者“亲电”），写出其彻底水解的化学方 程式。 6-2氨硼烷(NH3BH,)是目前最具潜力的储氢材料之一。氨硼烷分子中与N相连的H呈正 电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。 6-2-1将NHBH3所含元素按电负性由大到小的顺序排列。 6-2-2以下物质之间可能形成双氢键的是（填标号）。 a.NH3和HO b.C3H6和C2H6 c.BH6和CHNH2 6-3NHBH3的一种制备方法如下： i.3NaBH4+4BF3=3NaBF4+2B2H6(乙硼烷) (THF) ii.B2He THF.BH,- 液氨 NH,BHy 此法生成的NHBH3会继续与THF-BH反应生成副产物NHBH2NH:][BH4厂。过程如下： H H H H H、 H H 3-THF -THF H H H 第1步 H--B---THF 日H 6-3-1第2步能量（填“吸收”或“放出”）。 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 6-3-2用DMA( )代替THF可以得到纯净的氨硼烷。由此推测NH、TH证、DMA CH 分别与B原子的结合能力，按照由大到小的顺序排序。 6-4一种新型储氢材料[MgNH)6(BH42的立方晶胞如图1所示(BH的位置未标出)，该晶胞 沿z轴方向的投影如图2所示。 ⊕表示MgNH,w ④表示BH 代表份 o代表 图1 图2 6-4】写出一个晶胞中含有BH]的数目。 6-4-2己知MgNH)6][BH42的摩尔质量为M g'mol-,阿伏加德罗常数的值为Na,计算出此 晶体的密度（gcm3,不要求计算过程)。 第7题(9分)实验室以甲苯为主要原料制备苯甲酸。 CH, KMnO COOK (1)反应原理： HCI COOH 加热 (2)原料及产品的有关参数。 无色液体易燃易挥发；熔点：-95℃，沸点110.6℃，密度：0.8669gmL, 甲苯 不溶于水、与乙醇互溶。 高锰酸钾 紫黑色固体；在中性或接近中性时被还原为MnO2。 相对分子质量为122。白色片状或针状晶体。熔点：122.4℃，沸点：248℃， 苯甲酸 密度：1.2659gmL。微溶于水、易溶于乙醇。在水中的溶解度：0.34g(25℃)： 0.85g(50℃)：2.2g(75℃). (3)装置与步骤： 1.制备苯甲酸：在三颈烧瓶中放入2.7mL甲苯（约0.025mol)、100mL水，控制100℃，力 热搅拌。分批共加入8.5g(约0.054mol)高锰酸钾，持续反应45h。 2025年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2025年5月18日共11页 10 电动搅拌器 温度计 甲苯、水、高锰酸钾 Ⅱ.分离提纯： 步骤1：向上述反应后的混合液中加入饱和NaHSO3溶液，过滤： 步骤2：将滤液用浓盐酸酸化；冷却、过滤得粗产品。 步骤3：粗产品的提纯。 (4)产品的鉴定和纯度分析 步骤1：产品的检验。经检验证明所得白色晶体为苯甲酸。 步骤2：称取1.220g产品，配成100mL乙醇溶液，移取25.00mL溶液于锥形瓶中，滴加2-3 滴酚酞，用0.120mol/LKOH标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00mL。 7-1指出仪器a的作用。 7-2指出判断制备反应是否完成的方法。 7-3指出向反应后的混合液中加NaHSO,溶液的目的。 74指出进一步提纯粗产品的方法（不必描述具体操作）。 7-5指出检验产品的简单实验方法（不必描述具体操作）。 7-6根据实验数据计算产品的纯度（不必呈现计算过程，计算结果保留两位有效数字）。 第8题(12分)科学家们从臭虫体内提取出一种恶臭化合物A。 8-1A由C、H、0三种元素组成，用元素分析仪测其组成元素的质量分数：o(C)=0.750、 0(H田)=0107。在中学实验室也可以粗略地测定元素组成，请设计一个简单的实验方案（必须 说明需要测定的实验数据)。 8-2用仪器分析法测得A的相对分子质量为112。所用方法为（) a.紫外光谱b.红外光谱 c.质谱法 d.X射线衍射法 8-3请给出A的分子式。 8-4进一步的实验知：A能使溴的四氯化碳溶液褪色，也能发生银镜反应，还能被酸性KMO4 溶液氧化生成丙酸和丁二酸。