1选择题
为提升运动表现，运动员常饮用含有电解质的功能饮料。下列有关电解质溶液的说法正确的是
- A. 0.1 mol/L 的 NaCl 溶液中，c(Na⁺) = c(Cl⁻)，故溶液呈中性
- B. 0.1 mol/L 的 NH₄Cl 溶液中，c(NH₄⁺) > c(Cl⁻) > c(H⁺) > c(OH⁻)
- C. 向 0.1 mol/L 的 CH₃COOH 溶液中加水稀释，溶液中 c(H⁺) / c(CH₃COOH) 的值增大
- D. 将 0.1 mol/L 的 Na₂CO₃ 溶液与 0.1 mol/L 的 NaHCO₃ 溶液等体积混合，所得溶液中 c(Na⁺) + c(H⁺) = c(CO₃²⁻) + c(HCO₃⁻) + c(OH⁻)
答案：C
解析：A. NaCl是强酸强碱盐，不水解，溶液呈中性，但 c(Na⁺) = c(Cl⁻) 是电荷守恒的结果，不是溶液呈中性的原因，A错误。B. NH₄Cl溶液中NH₄⁺水解，溶液呈酸性，离子浓度大小应为 c(Cl⁻) > c(NH₄⁺) > c(H⁺) > c(OH⁻)，B错误。C. CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺，加水稀释，平衡正向移动，c(H⁺)和c(CH₃COOH)均减小，但电离程度增大，故 c(H⁺)/c(CH₃COOH) 的值增大，C正确。D. 该式不是电荷守恒式，电荷守恒应为 c(Na⁺) + c(H⁺) = 2c(CO₃²⁻) + c(HCO₃⁻) + c(OH⁻)，D错误。故选C。
2选择题
高原训练有助于提升运动员的耐缺氧能力。下列有关化学反应速率与化学平衡的说法错误的是
- A. 对于反应 2SO₂(g) + O₂(g) ⇌ 2SO₃(g)，恒温恒容下充入 Ar 气，反应速率不变
- B. 对于反应 N₂(g) + 3H₂(g) ⇌ 2NH₃(g)，当容器内气体密度不再变化时，反应达到平衡
- C. 升高温度，正、逆反应速率都增大，但吸热反应方向速率增大的程度更大
- D. 使用催化剂可以同等程度地改变正、逆反应速率，但不改变化学平衡状态
答案：B
解析：A. 恒温恒容下充入 Ar 气，总压增大但各反应物浓度不变，反应速率不变，A正确。B. 该反应在恒容容器中进行，气体总质量守恒，体积不变，故气体密度始终不变，密度不变不能作为平衡标志，B错误。C. 升高温度，分子能量增加，有效碰撞频率增加，正、逆反应速率均增大，且吸热反应方向速率增大的程度更大，导致平衡向吸热方向移动，C正确。D. 催化剂通过降低反应活化能，同等程度加快正、逆反应速率，缩短达到平衡的时间，但不改变平衡状态，D正确。故选B。
3填空题
运动后补充能量常涉及糖类物质的氧化分解。已知葡萄糖(C₆H₁₂O₆)在体内氧化的热化学方程式为：C₆H₁₂O₆(s) + 6O₂(g) = 6CO₂(g) + 6H₂O(l) ΔH = -2800 kJ/mol。若某运动员消耗了180g葡萄糖，其完全氧化放出的热量为 ______ kJ。这些热量相当于将 ______ kg 水从20℃加热至100℃所需吸收的热量（已知水的比热容为 4.2 J/(g·℃)）。
答案：8400；25。
解析：180g葡萄糖的物质的量 n = 180g / 180g/mol = 1 mol。根据热化学方程式，1 mol葡萄糖完全氧化放热2800 kJ，故放出热量为 2800 kJ。设需加热水的质量为 m，则 Q = cmΔt，2800×10³ J = 4.2 J/(g·℃) × m × (100-20)℃，解得 m = 2800000 / (4.2 × 80) ≈ 8333.3 g = 8.33 kg。注意题目问的是“将多少kg水从20℃加热至100℃”，故第一空应为2800，第二空为8.33。但原题干中第一空后单位是kJ，第二空后单位是kg，且计算值2800kJ对应加热水的质量计算正确应为约8.33kg。检查发现，第一空放热量应为2800kJ，第二空加热水质量应为8.33kg。但根据题目表述，第一空是放出的热量，第二空是加热水的质量。重新核算：180g葡萄糖为1mol，放热2800kJ。加热的水质量 m = Q / (c·ΔT) = 2800000 J / (4.2 J/(g·℃) × 80℃) = 2800000 / 336 ≈ 8333 g = 8.33 kg。故答案应为：2800；8.33。原答案有误，已更正。
4解答题
为研究运动饮料中离子浓度对平衡的影响，进行如下实验：向 1 L 0.1 mol/L 的 CH₃COOH 溶液中加入少量 CH₃COONa 固体，测得溶液 pH 略微增大。
（1）请用电离平衡移动原理解释 pH 增大的原因。
（2）若将此溶液加水稀释至原体积的 10 倍，请预测 c(CH₃COO⁻)/c(CH₃COOH) 的值如何变化，并说明理由。
答案：（1）CH₃COOH 存在电离平衡：CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺。加入 CH₃COONa 固体，溶液中 c(CH₃COO⁻) 增大，使平衡逆向移动，c(H⁺) 减小，故 pH 增大。
（2）增大。理由：稀释时，电离平衡 CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺ 正向移动，CH₃COOH 的电离程度增大，导致生成的 CH₃COO⁻ 物质的量相对增多（尽管浓度都减小），故比值 c(CH₃COO⁻)/c(CH₃COOH) 增大。也可由平衡常数 Ka = c(H⁺)·c(CH₃COO⁻)/c(CH₃COOH) 分析，稀释后 c(H⁺) 减小，Ka 不变，故 c(CH₃COO⁻)/c(CH₃COOH) = Ka/c(H⁺) 增大。
解析：（1）考查同离子效应对弱电解质电离平衡的影响。易错点是只描述“平衡逆向移动”而不联系 c(H⁺) 变化导致 pH 变化。
（2）考查稀释对电离平衡的影响及平衡常数的应用。易错点是误认为稀释后各离子浓度均等比例减小，比值不变。实际上，弱电解质稀释时电离程度增大，导致其电离产物与分子的浓度比值发生变化。利用 Ka 不变是更严谨的解释方法。
5解答题
锂电池是运动手环等可穿戴设备的常用电源。一种钴酸锂电池的正极材料为 LiCoO₂，其充电时的电极反应如下：
正极：LiCoO₂ ⇌ Li₁₋ₓCoO₂ + xLi⁺ + xe⁻
负极：6C + xLi⁺ + xe⁻ ⇌ LiₓC₆
（1）该电池放电时，正极的电极反应式为 ______。
（2）充电时，电池的总反应式为 ______。
（3）若该电池以 0.1 A 的电流恒流放电，10 分钟后消耗了 0.001 mol LiCoO₂，则理论上该电池的容量为 ______ mAh（保留两位小数）。
答案：（1）Li₁₋ₓCoO₂ + xLi⁺ + xe⁻ = LiCoO₂
（2）LiCoO₂ + 6C = Li₁₋ₓCoO₂ + LiₓC₆
（3）16.67。
解析：（1）放电是充电的逆过程，正极得电子，反应式为 Li₁₋ₓCoO₂ + xLi⁺ + xe⁻ = LiCoO₂。易错点是写反反应方向或配平错误。
（2）将正、负极充电反应相加，消去电子和 Li⁺，得总反应。易错点是未消去中间产物。
（3）根据电流和时间计算电荷量 Q = It = 0.1 A × 10 × 60 s = 60 C。消耗 0.001 mol LiCoO₂，转移电子数为 0.001x mol。但由正极反应知，1 mol LiCoO₂ 参与反应转移 x mol 电子，故转移电子 n(e⁻) = 0.001x mol。由 Q = n(e⁻)F，得 60 C = 0.001x × 96500 C/mol，解得 x = 60 / (0.001×96500) ≈ 0.6218。但题目未给出 x 值，无法直接计算。然而，电池容量通常用安时表示，Q = 60 C，1 mAh = 3.6 C，故容量 = 60 C / 3.6 C/mAh ≈ 16.67 mAh。此计算与 x 无关，只需用放电电流和时间。原题设计中第三问与 x 无关，直接由 Q=It 计算容量即可。
6解答题
运动损伤处理常用到双氧水(H₂O₂)消毒。已知 H₂O₂ 分解反应：2H₂O₂(aq) = 2H₂O(l) + O₂(g)，该反应为放热反应。
（1）为探究催化剂对该反应速率的影响，在相同条件下，分别向等体积等浓度的 H₂O₂ 溶液中加入等质量的 MnO₂ 和 FeCl₃ 溶液，测得生成 O₂ 的体积随时间变化的曲线如图所示（图略）。根据曲线判断，催化效果更好的是 ______，理由是 ______。
（2）若要通过实验测定 H₂O₂ 的分解速率，除了测量 O₂ 的体积，还可以测量 ______（写出一种物理量）。
（3）已知 H₂O₂ 的分解速率方程可表示为 v = k·cⁿ(H₂O₂)，k 为速率常数。某实验测得数据如下：
| c(H₂O₂)/mol·L⁻¹ | 0.10 | 0.20 | 0.30 |
| v/mol·L⁻¹·min⁻¹ | 0.010 | 0.040 | 0.090 |
请通过计算确定 n 的值。
答案：（1）MnO₂；理由：在相同时间内，使用 MnO₂ 催化时，曲线斜率更大（或达到相同体积所需时间更短），说明其催化效果更好。
（2）单位时间内 O₂ 的质量（或压强、密度等合理答案）。
（3）n = 2。
解析：（1）考查图像分析与催化剂效果比较。易错点是只写结论不写理由，或理由表述不准确。
（2）考查反应速率的多种测量方法。易错点是写出与气体体积无关的物理量，如溶液颜色（H₂O₂分解无颜色变化）。
（3）考查速率方程的确定。由数据：v1/v2 = 0.010/0.040 = 1/4，c1/c2 = 0.10/0.20 = 1/2，即 (1/2)ⁿ = 1/4，解得 n=2。同理验证 v2/v3 = 0.040/0.090 ≈ 0.444，(0.20/0.30)² ≈ 0.444，符合 n=2。易错点是计算错误或未进行验证。
7解答题
运动饮料常含有多种离子，如 Na⁺、K⁺、Cl⁻、SO₄²⁻ 等。为测定某运动饮料中 Cl⁻ 的浓度，采用沉淀滴定法：取 25.00 mL 饮料样品，以 0.1000 mol/L 的 AgNO₃ 标准溶液滴定，以 K₂CrO₄ 为指示剂，滴定终点时生成砖红色 Ag₂CrO₄ 沉淀。平行滴定三次，消耗 AgNO₃ 溶液的平均体积为 20.00 mL。
（1）滴定过程中，生成 AgCl 沉淀的离子方程式为 ______。
（2）该饮料样品中 Cl⁻ 的物质的量浓度为 ______ mol/L。
（3）若滴定前 AgNO₃ 标准溶液的液面在“0”刻度以下，滴定后仰视读数（其他操作均正确），则测得 Cl⁻ 的浓度 ______（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）。
答案：（1）Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓
（2）0.0800
（3）偏高。
解析：（1）考查沉淀反应的离子方程式书写。易错点是写成分子方程式或配平错误。
（2）根据反应 Ag⁺ + Cl⁻ = AgCl↓，n(Cl⁻) = n(Ag⁺) = c(Ag⁺)·V(Ag⁺) = 0.1000 mol/L × 0.02000 L = 0.002000 mol。c(Cl⁻) = n(Cl⁻)/V(样品) = 0.002000 mol / 0.02500 L = 0.0800 mol/L。易错点是体积单位换算错误。
（3）仰视读数，视线由低处向高处看，导致读出的体积比实际体积偏大，即 V(Ag⁺) 偏大，由 c(Cl⁻) = c(Ag⁺)V(Ag⁺)/V(样品) 可知，c(Cl⁻) 偏高。易错点是混淆仰视俯视对体积的影响。
8解答题
为缓解肌肉疲劳，运动员常使用含有有机酸的恢复液。某有机酸 A（分子式为 C₃H₆O₃）在浓硫酸催化下加热，可发生分子间脱水反应生成环状化合物 B。
（1）A 的结构简式可能为 ______ 或 ______。
（2）若 A 不能发生银镜反应，则 A 的结构简式为 ______。
（3）A 与足量金属钠反应的化学方程式为 ______。
（4）已知 B 的核磁共振氢谱只有一种峰，写出 B 的结构简式 ______。
答案：（1）CH₃CH(OH)COOH（乳酸）；HOCH₂CH₂COOH（3-羟基丙酸）。
（2）CH₃CH(OH)COOH。
（3）2CH₃CH(OH)COOH + 6Na → 2CH₃CH(ONa)COONa + 3H₂↑（或对应另一种结构的方程式）。
（4）
解析：（1）考查分子式为 C₃H₆O₃ 的羟基酸的同分异构体。易错点是遗漏其中一个结构或写错官能团位置。
（2）考查有机物性质与结构的关系。不能发生银镜反应，说明不含醛基，则应为乳酸（α-羟基丙酸）。易错点是误以为羟基酸都不能发生银镜反应。
（3）考查醇羟基和羧基与钠的反应。1 mol A 中含 1 mol -OH 和 1 mol -COOH，各消耗 1 mol Na，共消耗 3 mol Na 生成 1.5 mol H₂。易错点是漏掉羟基的反应或配平错误。
（4）考查环状酯（交酯）的结构。B 为两分子 A 脱水形成的环状酯，若核磁共振氢谱只有一种峰，说明分子高度对称，所有氢原子化学环境相同。乳酸形成的交酯（丙交酯）结构对称，符合。易错点是写成链状酯或结构不对称。