2025年英國化學(xué)奧林匹克競賽高級有機(jī)與無機(jī)化學(xué)模擬試題集（含答案與策略）

2025年英國化學(xué)奧林匹克競賽高級有機(jī)與無機(jī)化學(xué)模擬試題集（含答案與策略）一、有機(jī)化學(xué)要求：運(yùn)用有機(jī)化學(xué)知識，判斷以下化合物名稱或結(jié)構(gòu)式的正確性。1.完成以下有機(jī)反應(yīng)方程式，并寫出反應(yīng)條件。（1）苯與液溴在催化劑存在下反應(yīng)生成溴苯和溴化氫。（2）丙烯與水在酸催化下反應(yīng)生成2-丙醇。2.判斷以下有機(jī)化合物的名稱或結(jié)構(gòu)式是否正確。（1）2-甲基丁烷（正確/錯(cuò)誤）（2）2,3-二甲基丁烷（正確/錯(cuò)誤）（3）1,3-丁二烯（正確/錯(cuò)誤）（4）2-氯丙烷（正確/錯(cuò)誤）3.完成以下有機(jī)合成路線，并寫出反應(yīng)條件。（1）以苯為原料，合成對硝基苯甲酸。（2）以苯為原料，合成鄰氨基苯甲酸。二、無機(jī)化學(xué)要求：運(yùn)用無機(jī)化學(xué)知識，解答以下問題。1.判斷以下說法是否正確，并簡要說明理由。（1）所有堿金屬元素都能與水反應(yīng)生成氫氣和相應(yīng)的氫氧化物。（2）所有鹵素單質(zhì)都能與氫氣反應(yīng)生成鹵化氫。（3）所有金屬元素都能與酸反應(yīng)生成氫氣和相應(yīng)的鹽。2.完成以下離子方程式，并寫出反應(yīng)條件。（1）硫酸銅與氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化銅沉淀和硫酸鈉。（2）鐵與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵、氮?dú)夂蜌錃狻?.判斷以下配位化合物的命名是否正確，并簡要說明理由。（1）[Co(NH3)6]Cl3（正確/錯(cuò)誤）（2）[Ni(CN)4]2-（正確/錯(cuò)誤）（3）[Fe(H2O)6]3+（正確/錯(cuò)誤）四、有機(jī)合成與反應(yīng)機(jī)理要求：根據(jù)所給有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，設(shè)計(jì)合理的合成路線，并解釋反應(yīng)機(jī)理。1.以苯為起始原料，合成1-苯基-2-丙醇，寫出至少三種可能的合成路線，并解釋每一步反應(yīng)的機(jī)理。2.分析以下有機(jī)反應(yīng)的機(jī)理，并說明反應(yīng)類型。（1）乙醇與氫溴酸反應(yīng)生成溴乙烷。（2）苯與氯氣在光照條件下反應(yīng)生成氯苯和氫氯酸。五、無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求：根據(jù)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)原理，完成以下實(shí)驗(yàn)步驟，并解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鸿b定某未知溶液中的金屬離子。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）取少量未知溶液于試管中，加入稀鹽酸，觀察是否有氣泡產(chǎn)生。（2）若步驟（1）中有氣泡產(chǎn)生，繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液，觀察沉淀顏色。（3）若步驟（2）中產(chǎn)生白色沉淀，繼續(xù)加入稀硝酸，觀察沉淀是否溶解。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模褐苽洳㈣b定某未知化合物的晶體結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)步驟：（1）取一定量的未知化合物溶解于適量水中，加熱至近沸。（2）停止加熱，靜置使溶液冷卻至室溫。（3）觀察晶體析出情況，過濾、洗滌、干燥晶體，稱量并記錄數(shù)據(jù)。六、化學(xué)計(jì)算與分析要求：運(yùn)用化學(xué)計(jì)算方法，分析以下化學(xué)問題，并給出計(jì)算過程。1.計(jì)算以下反應(yīng)的平衡常數(shù)K。反應(yīng)方程式：2NH3(g)?N2(g)+3H2(g)已知條件：在25°C時(shí)，平衡狀態(tài)下，氨氣、氮?dú)夂蜌錃獾臐舛确謩e為0.1mol/L、0.2mol/L和0.3mol/L。2.計(jì)算某溶液中硫酸根離子（SO42-）的物質(zhì)的量濃度。已知條件：取25.0mL某溶液，加入足量BaCl2溶液，生成沉淀的質(zhì)量為0.421g。BaSO4的摩爾質(zhì)量為233.39g/mol。本次試卷答案如下：一、有機(jī)化學(xué)1.（1）反應(yīng)方程式：C6H6+Br2→C6H5Br+HBr，反應(yīng)條件：FeBr3作催化劑。（2）反應(yīng)方程式：CH2=CH-CH3+H2O→CH3-CH(OH)-CH3，反應(yīng)條件：H2SO4作催化劑。2.（1）正確（2）錯(cuò)誤，應(yīng)為2,2-二甲基丁烷（3）錯(cuò)誤，應(yīng)為1,3-丁二烯（4）正確3.（1）合成路線：苯→苯甲酸→對硝基苯甲酸反應(yīng)機(jī)理：苯甲酸與硝酸反應(yīng)生成對硝基苯甲酸。（2）合成路線：苯→苯酚→苯酚鈉→鄰氨基苯甲酸反應(yīng)機(jī)理：苯酚與亞硝酸鈉反應(yīng)生成鄰氨基苯甲酸。二、無機(jī)化學(xué)1.（1）錯(cuò)誤，如鋰與水反應(yīng)生成氫氣和氫氧化鋰。（2）正確（3）錯(cuò)誤，如銅與稀硫酸不反應(yīng)。2.（1）反應(yīng)方程式：CuSO4+2NaOH→Cu(OH)2↓+Na2SO4，反應(yīng)條件：常溫下。（2）反應(yīng)方程式：Fe+4HNO3→Fe(NO3)3+NO↑+2H2O，反應(yīng)條件：常溫下。3.（1）正確（2）正確（3）錯(cuò)誤，應(yīng)為[Fe(H2O)6]2+四、有機(jī)合成與反應(yīng)機(jī)理1.（1）合成路線一：苯→苯甲酸→苯甲酰氯→苯甲酰氯與丙醇反應(yīng)→1-苯基-2-丙醇合成路線二：苯→苯酚→苯酚與氯氣反應(yīng)→苯酚氯→苯酚氯與丙醇反應(yīng)→1-苯基-2-丙醇合成路線三：苯→苯甲醛→苯甲醛與格氏試劑反應(yīng)→苯甲醛與丙醇反應(yīng)→1-苯基-2-丙醇（2）反應(yīng)機(jī)理：乙醇與氫溴酸反應(yīng)是酸催化下的親核取代反應(yīng)，溴離子作為親核試劑攻擊乙醇中的羥基碳原子。五、無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)1.（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：若有氣泡產(chǎn)生，則說明未知溶液中含有金屬離子。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：若產(chǎn)生白色沉淀，則說明未知溶液中含有Ba2+離子；若沉淀溶解，則說明未知溶液中含有CO32-離子。2.（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：晶體析出，說明溶液過飽和。（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：過濾、洗滌、干燥后，得到白色晶體。六、化學(xué)計(jì)算與分析1.平衡常數(shù)K的計(jì)算：K=[N2][H2]3/[NH3]2K=(0.2)(0.3)3/(0.1)2=0.0182.硫酸根離子（SO42-）的物質(zhì)的量濃度計(jì)算：n(BaSO4)=m(BaSO4)/M(BaSO4)=0.42