全国高中学生化学竞赛初赛试题 13页

全国高中学生化学竞赛初赛试题可能用到的相对原子质量：H—1C—12N—140—16Na—23Mg—24S—32Cl—35.5K—39Ca—40Cr—52Mn—55Fe—56Cu—64Zn—65Ba—1371.本试卷共22题，用2小时完成，全卷共120分；2.可使用计算器；3.用铅笔作答无效；4.不可使用涂改液或修正带。一、选择题(每小题有1~2个选项符合题意，每小题4分，共60分。请将答案填在下方的表格内。)1.化学与生活、社会密切相关。下列说法正确的是A.在需菜中添加少量苯甲酸钠的目的是使需菜更加美味可口B.多用燃气热水器，多骑口行车都是积极的低碳生活方式C.糖尿病人可以大量食用加有木糖醇的无糖月饼D.发射“嫦娥二号”的运载火箭点火时喷出的红棕色气体为NO22.化学科学需要借助化学专用语言描述，下列有关化学用语正确的是A.CO?的电子式是:O：C：O：••••••B.的结构示意图288C.乙烯的结构简式是C2H4D.K原子的价层电子排布是ls^s^p^s^p%13.下列实验能达到目的的是A.将乙醇与浓硫酸共热制得的气体通入酸性KMnO4溶液中，检验气体中含有乙烯B.在滴有酚豔的N&2CO3溶液中，加入BaCl2溶液后红色褪去，验证Na2CO3溶液屮存在水解平衡C.淀粉溶液和稀H2SO4混合加热，加入新制的Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾，检验淀粉水解产物有还原性D.利用图示装置并根据有关实验现象能推知酸性：CH3COOH>H2CO3>C6H5OH4.你认为下列数据可信的是A.某常见气体的密度为1.8g-cm'3B.某澄清石灰水的浓度是2.Omol-L-1C.某胶体粒子的直径是160nmD.某正常雨水的pH为5.65.下列化学实验事实及其解释都正确的是A.FeCb溶液可以腐蚀线路板上的Cu,因为Fe的金属活动性大于CuB.将SO2通入含HC1O的溶液中，生成H2SO4,因为HC1O酸性比H2SO4强C.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落，因为铝箔表面氧化铝膜熔点高于铝D.将饱和氯水滴到淀粉碘化钾试纸上，试纸先变蓝后变白，因为氯水具有漂白性6.设必为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是A.常温下1・0L0.1mol・「*日£1溶液屮，NH「和H*总数大于0.1/VA\nA.常温下，11.2L乙烯在氧气中完全燃烧转移的电子数为6.07Va\nA.88.（）g干冰中含有的电子对数为&OTVaB.1.2g金刚石中含有的碳碳键数为0.4必XYZAAICI3A1(OH)3AI2O3BNaClOHC1OCl2Cch2=ch2C2H5OHC2H5BrDFeCl2FeCl3Fe2O37.下表所列各组物质中，物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是8.下列反应的离子方程式书写正确的是A.在澄清石灰水中加入少量小苏打：Ca2++OH"+HCO3~—CaCO3I+H2OB.苯酚钠溶液中通入少量CO2：2C6H5O+CO2+H2O——2C6H5OH+CO32_C.将SO2气体通入NaClO溶液屮：SO2+2C1O"+H2O^=SO32"+2HC1OD.将标准状况下112mL氯气通入lOmL浓度为1mol・L_,的漠化亚铁溶液中:2Fe2++4Br"+3Cb—3Fe3++6CP+2Br29.紫草宁（Shikonin）可以用作创伤、烧伤以及痔疮的治疗药物，它可以由1,4,5,8一四甲氧基蔡经多步反应后合成，两者的分子结构分别如图。下列说法屮不正确的是OCHOCHs1,4,5,8—四甲氧基荼A.紫草宁分子式为:C16H16O5B.1,4,5,8-四甲氧基蔡及紫草宁分子中均无手性碳原子C.1,4,5,8一四甲氧基蔡及紫草宁都可与氢气反应，且Imol均最多消耗5molH2D.1,4,5,8—四甲氧基蔡核磁共振氢谱屮有2个峰，且峰面积Z比为3:110.印染工业常用亚氯酸钠（NaClO?）漂白织物，亚氯酸钠在溶液中可生成CIO2_>CIO2、HC1O2,其中HC1O2是漂白剂的有效成分，CIO?是有毒气体。各组分含量随pH变化情况如图所示，由图知，使用该漂白剂的最佳pH为A.3.0B.4.0〜4.5C.6.5〜7.0D.9.011・已知A、B、C、D、E是短周期原子序数依次增大的五种元素，A原子在所有原子中半径最小，B与E同主族，且E的原子序数是B的两倍，C、D是金属，它们的氢氧化物均难溶于水。下列说法正确的是A.A与B两种元素可以组成离子化合物A2B2B.C元素形成的单质在冷浓硝酸屮发生钝化N型半导体P型半导体7::网电极C.E元素氧化物对应的水化物一定有强氧化性D.D元素的单质可用于冶炼某些难熔金属12.世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并网发电，总功率达4兆瓦，是历届世博会之最，通过并网，使用半导体照明（LED）。已知发出白光的LED是由GaN芯片和乍乙铝石榴石（YAG,化学式:Y3AI5O12）芯片封装在一起做成的。下列有关叙述正确的是\n太阳光伏电池的光电转换系统\nA.光伏电池是将太阳能直接转变为电能B.图中N型半导体为正极，P型半导体为负极C.电流从a流向bD.LED屮的Ga和Y都显+3价13・下列叙述中，正确的是A.反应A2(g)+3B2(g)—2AB3(g)在一定温度下能自发进行，则该反应的Z\H<0B.将NH3通入热的CuSO4溶液中能使C『+还原成CuC.钙和镁的氯化物溶液蒸发结晶岀来的固体都是水合物，经焙烧得相应无水盐D.用酸溶解金属铝时，溶解的速率与铝的纯度有关，纯度越高速率越大14.已知25°C吋有关弱酸的电离平衡常数:弱酸化学式ch3coohHCNH2CO3电离平衡常数(25°C)1.8X10-54.9X1O-10Kai=4.3X10—7心=5.6X1()7则下列说法正确的是A.等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)B.NaHCCh和Na2CO3混合溶液中，一定存在：c(Na+)+c(H+)=c(OH_)+c(HCO3~)+2c(CO32_)C.O^mol-L-'HCN溶液与0.2mol・L」NaOH溶液等体积混合后，所得溶液屮：c(Na+)>c(OH')>c(H+)D.25°C吋，pH=4且浓度均为0.1mol・的CH3COOH>CH3COONa混合溶液中：c(Na+)+c(H+)>c(CH3COO_)+c(CH3COOH)15.某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别加水溶解。一份加人足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后变为红褐色；加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体；用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。另一份加入20mL0.05mol•L_1KMnO4的酸性溶液，MnO4恰好完全被还原为Mn2+O根据上述条件可知该结晶水合物的化学式是A.(NH4)2SO4・FeSO4・4比0B.(NH4)2SO4・FeSO4・6H2OC.2(NH4)2SO4・FeSO4・12H2OD.(NH4)2SO4・2FeSO4・6H2O二、(本题共2小题，共15分)16.(5分)分离回收下列水不溶性混合物：苯甲醛(A)、苯胺(B)、氯苯(C)、对甲苯酚(D)、苯甲酸(E)。用流程图表示分离步骤如下，请在括号中分别填出每步被分离出的化合物的代号。水层里•()水层』(2)分液卄曰⑴5%NaOH有机层芬莎有机层需滤液(有机层字磐竺(2)过滤滤饼直或ohI17.(10分)铁是最常见的金属么一，铁也可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。请填写下列空格：(1)磁铁矿的主要成分是(填化学式)，铁锈的主要成分是(填化学式)，铁与高温水蒸\n气反应的产物是和（填化学式）；（2）在三氯化铁溶液中，加入氟化钠浓溶液，三氯化铁溶液由黄色变为无色，因为,此时，溶液的氧化性将（填增强、减弱或不变）,再加入硫氧化钾试液，溶液不变红，原因是（3）有报道说：高温下Fe和NaOH反应可得Na,写出反应方程式，并根据化学平衡移动原理说明能发生上述反应的原因。15.（7分）（1）1962年加拿大化学家巴列特（N.Bartlett）用强氧化剂PtF（）氧化O2制得了O2[PtF6],随后根据稀有气体Xe与02的相似性和热力学性质的计算，巴列特推想，PtF6同样能氧化Xe,并如理论预测成功地合成了世界上第一个稀有气体化合物XeLPtFJ,这在当时轰动了整个科学界，并由此打开了稀有气体化学的大门。此后，结构各异的稀有气体Xe的化合物不断地被合成出來，请指出它们分子的几何构型:XeF4,XeO2,XeO^,XcF,XeOF4。（2）2010年12月，瑞典科学家发现了最大的氮氧化物N（NO2）3,量子化学计算结果表明分子是稳定的。科学家预测它可能成为未来的火箭燃料。该化合物还没有中文译名，如果要你给它命名，你会叫它，N（NO2）3中心N原子的杂化类型为o16.（5分）化学电池不仅可以作为电源将化学能转化为电能，还可以通过对电池电动势的测定求出电池反应的平衡常数。例如，将酸碱屮和反应作为电池反应，可以设计出相应的电池，并市其电动势求出屮和反应平衡常数及水的离子积。现将两个氢电极（以Pt作为导电的惰性金属，以氢气作为参与电极反应的物质,可以是生成氢气，也可以是消耗氢气）分别置于酸性水溶液（H+）和碱性水溶液（OFF）中构成电池，使电池反应为酸碱中和反应。（1）酸溶液中的氢电极A和碱溶液中的氢电极B,为电池正极是（填A或B）；（2）A,B上分别发生的电极反应为：A极：；B极：；（3）总反应式为,该反应的平衡常数K与水的离子积心的关系是17.（11分）铭化学丰富多彩，由于铭光泽度好，常将铭镀在其他金属表面，同铁、線组成各种性能的不\n锈钢，CrO3大量地用于电镀工业中。（1）在下图装置中，观察到图1装置铜电极上产生大量的无色气泡，而图2装置中铜电极上无气体产生,銘电极上产生大量有色气体。根据上述现象试推测金属珞的两个重要化学性质图1CrA■—•————二■————-—••-A图2\n（2）&03具有强氧化性，遇到有机物（如酒精）吋，猛烈反应以至着火，若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CO被还原成绿色的硫酸$&[Cr2（SO4）3jo则该反应的化学方程式为—（3）CrO3的热稳定性较差，加热时逐步分解，其固体残留率随温度的变化如下图所示。©A点时剩余固体的成分是（填化学式）。②从开始加热到750K时总反应方程式为o（4）CrO3和K2Cr2O7均易溶于水，这是工业上造成珞污染的主要原因。净化处理方法之一是将含+6价Cr的废水放入电解槽内，用铁作阳极，加入适量的NaCI进行电解：阳极区生成的F0和Cr2O72-发生反应，生成的FJ+和C』+在阴极区与OH一结合生成Fe（OH）3和Cr（OH）3沉淀除去[己知KspFe（OH）3=4.0X⑴一辱ArspCr（OH）3=6.0X10_3，lo①电解过程中NaCI的作用是o②已知电解后的溶液中c（FeJ为2.OXIO"13mol・L-1,则溶液中c（Cr3+）为mol・L_1O四、（本题共1小题，共12分）15.（12分）阿明洛芬屈于苯丙酸类抗炎药，镇痛效果优于布洛芬。下图是阿明洛芬的一条合成路线。O~CH2CNO~fHCNch3H〃催化剂〉E(CnH15NO2)CH2—CCHjCICH,(1)NaOH,(2)H*CH3CH2=C—CHG（阿明洛芬）（1）反应①为取代反应，该步反应物Me2SO4中的“Me”表示（2）E中的官能团有：（写名称）。（3）F的结构简式为o（4）反应③可以看成是两步反应的总反应，第一步是氧基（一CN）的完全水解反应生成竣基（一COOH）,请写出第二步反应的化学方程式：oU-CHO是合成某些药物的屮间体。试设计合理方案由化合物0提示：①合成过程中无机试剂任选;\n0-CHOf②O在400°C有金属氧化物存在条件下能发生脱藏基（―C—）反应。③合成反应流程图表示方法示例如下：反应物反应物……一H五、（本题共1小题，共10分）15.（10分）金属钠晶体为体心立方结构，钠原子在晶胞的体对角线上互相接触，晶胞参数d=429pm（即每个体心立方晶胞的边长为429pm）o（1）计算可知钠的原子半径为pm,金属钠的理论密度・cm_30（2）1982年，我国化学家以NaCl为固体分散剂，对熔融金展钠直接氢化合成了晶体NaH,大大地降低了生产成本。NaH具有NaCl型结构，晶胞参数6/=488pm,已知Na1•的离子半径为102pm,则H一的离子半径为pmo（3）NaH是合成氢化铝钠NaAlH4的关键材料NaAll^是很有前途的储氢材料,密度为1.2g-cm-3,请\n估算NaAlHi的储氢性能（以H的密度表示）。\n“扬子石化杯”第25届全国高中学生化学竞赛（江苏赛区）初赛试题参考答案及评分标准一、选择题（每小题4分，共60分）1.D2.B3・B4.D5.C6.A7.BC8・A9.BC10.B11.D12.AD13.A14.BC15.B二、（本题共2小题，共15分）16.（5分，每空1分）DBCA17.（10分）（1）Fe3C）4Fe^Os•nHzOFe3（）4H?（2）生成了无色的FeF63_减弱Fe（SCN）n?_n不如FeF63"稳定，不能实现转化（以上每空1分）（4）4NaOH+3Fe=4Na+2H2+Fe3O4（2分）因为生成较稳定的Fe3O4&气态Na和H2，使平衡向右移动（1分）三、（本题共3小题，共23分）18.（7分,每空1分）（1）XeEi正方形，XeCh四面体，XeCh三角锥，XeF?直线型，XeOF4四方锥。（2）三硝基胺sp?杂化（注：本题信息太少，学生无法回答）19.（5分，每空1分）（1）A（2）H++e=l/2H21/2H2+OH--e=H2O（3）H++OH=H2OK=c（H2O）/K\v20.（11分）（1）由图1知金属珞的活动性比铜强，能和稀硫酸反应生成H2由图2知金属銘易被稀硝酸钝化（2分）（2）4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4=^=2Cr2（SO4）3+3CH3COOH+9H2O（3）©Cr3O8（2分）②4CrO3=^=2Cr2O3+3O2t（2分）（4）①增强溶液的导电性（1分）②3Xl（）f（2分）\n四、（本题共1小题，共12分）\n21.(12分)(1)甲基（-CH3）（2分）（2）氨基酯基（2分）(3)CHSICH：—G-CH2—NH—COOQHsCH3（2分）CHCOOH+GHsOH上严QCHCOOQHs+H2Och3ch3（2分）(4)4001C金属氧化刎~~IIaio（脱按基）'J丿O（4分）五、（本题共1小题，共10分）22.（10分）（1）厂=-*/^1=會X429pm=186pm（2分）每个晶胞中含有2个钠原子，所以密度为2X23d=^N；=(429XlO-1^?X6.02X1023=°-968g*。十(2分)(2)2(%++nr)=arH*=0.5a—厂寸=0.5X488—102=142pm(2分)(3)/h=4X14X1+23+27XL2=0.089g•cm-3(4分)