2025年高中学生化学竞赛初赛试题答案及评分标准.doc

全国高中學生化學竞赛（初赛）试題及答案
按:為节省版面原试題提供的給出元素符号和相對原子质量的元素周期表和對评分的某些阐明被删节.
1. 1999年是人造元素丰收年，一年间得到第114、116和118号三個新元素。按已知的原子构造规律，118号元素应是第__周期第__族元素，它的單质在常温常压下最也許展現的状态是__（气、液、固选一填入）态。近曰传闻俄国合成了第166号元素，若已知原子构造规律不变，该元素应是第__周期第____族元素。（5分）
答案: 七; 零; 气; 八; VIA
2．今年是勒沙特列（Le Chatelier1850-1936）诞生150周年。請用勒沙特列原理解释如下生活中的常見現象：打開冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。（6分）
答案要點: 溶解平衡 CO2(气) = CO2(溶液)受CO2气体的压力和温度影响, 平衡按勒沙特列原理移動. 压力和温度各3分. 不与勒沙特列原理挂钩不給分.
3．1999年合成了一种新化合物，本題用X為代号。用現代物理措施测得X的相對分子质量為64；X含碳93.8%,含氢6.2%；X分子中有3种化學环境不一样的氢原子和4种化學环境不一样的碳原子；X分子中同步存在C—C、C=C和C≡C三种键，并发現其C=C键比寻常的C=C短。3-1．X的分子式是____（2分）3-2．請将X的也許构造式画在下面的方框内。（4分）
答案1, C5H4 2.如附图3a(只有一种也許构造; 重键位置必须對的, 而键角和立体构造则不规定).
4．理想的宏观單一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚MgO單晶如附图1所示。它有6個八角形晶面和8個正三角形晶面。宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面對应的。已知MgO的晶体构造属NaCl型。它的單晶的八角形面對应于它的晶胞的面。請指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表达原子，至少画出6個原子，并用直线把這些原子连起，以显示它們的几何关系）。（6分）
答案見附图4a、4b。所有原子都是Mg(得3分)所有原子都是O(得3分)画更多原子者仍应有對的几何关系。
5．近来发現一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如附图2所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化學式是______。
答案：Ti14C13（2分）
6．某中學同學在一本英文杂志上发現2张描述构造变化的简图如下（图中“—～—”是長链的省略符号）：

未讀原文，他已經理解：左图是生命体内最重要的一大类有机物质________（填中文名称）的模型化的构造简图，右图是由于左图物质与______（化學式），即______（中文名称）发生反应後的模型化的构造简图。由左至右的变化的重要科學应用場所是：______________；但近年来我国某些不法奸商却运用這种变化来坑害消费者，消费者将因_______________________________________________________。
答案: 蛋白质（或多肽）; CH2O; 甲醛; 制作（動物）標本（或保留尸体）; 食物中残存甲醛可与人体蛋白质发生同右图所示的反应而受害（5分, 每空1分）
7．近来，我国某高校一研究小组将0.383 g AgCl, 0.160 g Se和0.21 g NaOH装入充斥蒸馏水的反应釜中加热到115oC, 10小時後冷至室温, 用水洗净可溶物後，得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观测，发現A的單晶竟是六角微型管（附图3），有望開发為特殊材料。現代物理措施证明A由银和硒两种元素构成，Se的质量几近原料的2/3；A的理论产量约0.39 g。7-1写出合成A的化學方程式，標明A是什么。（3分）7-2 溶于水的物质有：______________________________________。（2分）
答案：7-1 4AgCl + 3Se + 6NaOH = 2Ag2Se + Na2SeO3 + 4NaCl + 3H2O (2分)
(A) (1分)
7-2： NaCl, NaOH, Na2SeO3, Na2S（2分, Na2Se独得1分）注：Na2Se是由于原料中過量的Se歧化产生的。
8．某中學生取纯净的Na2SO3·7H2O 50.00 g，經600oC以上的强热至恒重, 分析及计算表明, 恒重後的样品质量相称于無水亚硫酸钠的计算值，并且各元素的构成也符合计算值，但将它溶于水，却发現溶液的碱性大大高于期望值。通過仔细思索，這位同學解释了這种反常現象，并设计了一组试验，验证了自已的解释是對的的。8-1．他對反常現象的解释是：（請用化學方程式体現）（5分）8-2．他设计的验证试验是：（請用化學方程式体現）（5分）
答案：8-1 4Na2SO3 = 3 Na2 SO4 + Na2S (5分)
8-2 略。阐明: 此題給出的信息未明确8-1所示的歧化与否100%地将Na2SO3完全转化為Na2SO4和Na2S, 因此, 只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形, 并分别對两种情形的试验進行设计才是完整的答案. 不考虑析出硫的反应[SO32- + 2S2- + 6H+ = S↓ + 3H2O 写成H2S和H2SO3反应也得分]的對的应答者只好4分。
9． 近来，我国一留美化學家参与合成了一种新型炸药，它跟三硝基甘油同样抗打击、抗震，但一經引爆就发生剧烈爆炸，据信是迄今最烈性的非核爆炸品。该炸药的化學式為C8N8O16，同种元素的原子在分子中是毫無区别的。9-1 把它的构造式画在右面方框内。（4分）9-2 把它的爆炸反应方程式写在下面的方框内。(2分)
答案：9-1見9a图。答八硝基环辛四烯者也按對的论。9-2 C8(NO2)8 = 8 CO2 + 4 N2
9-3 (1) 八硝基立方烷分解得到的两种气体都是最稳定的化合物, (2)立方烷的碳架键角只有90o,大大不不小于109o28’(或答: 是张力很大的环), 因而八硝基立方烷是一种高能化合物, 分解時将释放大量能量. (3) 八硝基立方烷分解产物完全是气体, 体积膨胀将引起剧烈爆炸. (只要能答出类似以上要點者均可得满分)
10．据记录, 40%的飞机失事時机舱内壁和座椅的塑料會著火冒烟，导致舱内人员窒息致死。為此，寻找装修机舱的阻燃聚合物是化學研究的热點之一。近来，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类高分子，即主链内有“酰胺键”（—CO—NH—）。温度达180～200oC時，PHA就會释放水变成PBO(构造式如附图4所示)，後者著火點高达600oC, 使舱内人员逃离机舱的時间比一般增大10倍。该发明发明的巧妙之处還在于，PHA是热塑性的（加热後可任意成型），而PBO却拾分坚硬, 是热固性的（加热不能变化形状）。10-1写出PHA的构造式。（3分）10-2根据高分子构造来解释，為何PHA有热塑性而PBO却是热固性的。（2分）
答案：10-1 見附图10a。10-2 PHA高分子键的共轭较差, 加热轻易发生键的旋转,是柔性骨架, 因此PHA具有热塑性, 而PBO高分子键的共轭程度高, 加热不轻易发生键的旋转, 因此PBO是热固性的. (2分)(注: 只要能對高分子骨架的键的性质能作對的的描述, 均可得分)
11．已經探明，我国南海跟世界上許多海域同样，海底有极其丰富的甲烷资源。其總量超過已知蕴藏在我国陆地下的天然气總量的二分之一。据报导，這些蕴藏在海底的甲烷是高压下形成的固体，是外观像冰的甲烷水合物。11-1．试设想，若把它從海底取出，拿到地面上，它将有什么变化？為何？它的晶体是分子晶体、离子晶体還是原子晶体？你作出判断的根据是什么？（2分）11-2．已知每1立方米這种晶体能释放出164立方米的甲烷气体，试估算晶体中水与甲烷的分子比（局限性的数据由自已假设，只要假设得合理均按對的论）。（6分）
答案：11-1 從海底取出的甲烷水合物将融化并放出甲烷气体. 由于该晶体是分子晶体. 甲烷分子和水分子都是由有限数目的原子以共价键結合的小分子, 水分子和甲烷分子之间范德华力, 而水分子之间是范德华力和氢键. (2分)
11-2 假设甲烷气体体积是折合成原则状况下的数据, 则1m3水合物中有甲烷164 m3 ÷ 22.4 m3/kmol = 7.32 kmol；假设甲烷水合物固体中的水的密度為1 g/cm3, 则其中有水1m3×1000 kg/m3÷18 kg/mol = 55.56 kmol；因此有：CH4 : H2O = 7.32 kmol : 55.6 kmol = 1 : 7.6。[阐明: 甲烷水合物的构成也許是6 CH4·46 H2O；以上是最简朴的参照答案, 设密度為1g/cm3也可包括甲烷, 只要答案為CH4·6～9 H2O，均可按满分计。但设密度為0.9g/cm3又包括甲烷则不能认為是合理的(岂不會漂到海面上来?此外，必须給出解題時的假设，否则不能得满分。)]
12．氯化亚砜（SOCl2），一种無色液体，沸點79oC，重要有机试剂，用于将ROH转化為RCl。氯化亚砜遇水分解，需在無水条件下使用。12-1 试写出它与水完全反应的化學方程式：_____________________________________（2分）; 12-2 设计某些简朴的试验来验证你写的化學方程式是對的的。（只需給出试验原理，不必描述试验仪器和操作。评分原则：设计的合理性—简捷、可靠、可操作及表述。）（4分）
答案: 12-1 SOCl2 + H2O = SO2 + 2 HCl （阐明： 写成H2SO3也按對的答案论）12-2 向水解产物的水溶液加入硫化氢应得到硫磺沉淀。向另一份水解产物的水溶液加入硝酸银应得到白色沉淀。阐明：检出1种水解产物得1分。
13． 某烃A，分子式為C7H10，經催化氢化生成化合物B（C7H14）。A在HgSO4催化下与水反应生成醇，但不能生成烯醇式构造（该构造可深入转化為酮）。A与KMnO4剧烈反应生成化合物C，构造式如附图5. 试画出A的也許构造的简式。（9分）
答案見附图13a13b和13c. 阐明：必须給出3种构造式，每個构造式3分。合计9分。双键的位置划錯不給分。此題未給出催化氢化的温度, 未波及開环反应. 若學生在应答時指出也許有開环反应而不會有四元环和三元环的构造式存在也应按對的论..
14. 铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储备已几近枯竭，上小行星去開采還纯属科學幻想。研究证明，有一类共价化合物可替代铂系金属催化剂。它們是坚硬的固体，熔點极高，高温下不分解，被称為“仟禧催化剂”（millennium catalysts）。下面3种措施都可以合成它們：
l 在高温下将烃类气体通過钨或钼的氧化物的表面。
l 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物）。
l 在高度分散的碳表面上通過高温气态钨或钼的氧化物。
14-1 合成的化合物的中文名称是______和__________。（共4分，各2分）
14-2 為解释此类化合物為何能替代铂系金属，提出了一种電子理论，认為這些化合物是金属原子与非金属原子結合的原子晶体，金属原子周围的价電子数等于同周期的铂原子或钌原子的价電子数。此类化合物的化學式（即最简式或试验式）是_______和_______。（4分，各2分）
答案:14-1 碳化钼; 碳化钨。 14-2 Mo2C; WC 。阐明：每個钨原子的d轨道上平均多了4個電子，相称于Pt的電子构造，每個钼原子的d轨道上多了2個電子，相称于Ru原子的電子构型。
15．2.00升(原则状况测定值)氢气和5.00克氯气混合經光照後直至检不出氯气剩余，加入9.00% NaOH溶液80.0 mL (密度d = 1.10 g/mL)。問：需要加入多少毫升0.100 mol/L的H2SO4才能使溶液呈中性? （10分）
答案: 设氢气的体积已折合為原则状况，则：氢气：0.0893 mol;氯气: 0.0705 mol;氢气是過量的;.80.0 mL 9.00% NaOH溶液的质量為: 88.0 g; 其中含 NaOH 质量: 0.198 mol;吸取HCl 气体後尚剩余NaOH為:0.057 mol;中和NaOH需要的H2SO4 0.0285 mol(保留1位有效数字);需要0.100 mol/L 的H2SO4溶液的体积為:285 mL(阐明: 计算环节不一样步, 有效数字也許有差异, 答280～290均可按對的答案论; 此題重要目的的是心理测试.)

试題中的附图：

图1 图 2 图 3 图 4 图 5

答案中的附图：

3a 4a 4b 9a 10a

13a 13b 13c
(试題与答案提供人:吴国庆)