2010年辽宁高中学生化学竞赛试题 13页

智浪教育---普惠英才文库2010年辽宁省高中学生化学竞赛试题（时间120分钟，满分150分）题号一二三四五总分分数H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.06Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.87V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.41Ga69.72Ge72.64As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La－LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[209]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac－LrRf[261]Db[262]Sg[266]Bh[264]Hs[277]Mt[268]Ds[281]Rg[272]Uub[285]······得分评卷人一、选择题（本题包括6小题，每小题2分，共12分。每小题只有一个选项符合题意。）1．下列有关生活中化学知识的描述错误的是（）A．维生素C也称为抗坏血酸，补铁时常与补铁剂同时服用B．阿司匹林是一种重要的人工合成药物，是一种有机酸，具有解热镇痛等作用C．高压锅、易拉罐、硬币等生活中常见金属制品都是合金D．红葡萄酒在空气中储存时间越长，质量越好2．已知一些燃料的燃烧热数据如下：燃料一氧化碳甲烷异辛烷乙醇燃烧热（△H）－283.0kJ/mol－891.0kJ/mol－5461kJ/mol－1366.8kJ/mol　使用上述燃料，最能体现“低碳经济”理念的是()A．一氧化碳B．甲烷C．异辛烷D．乙醇3．相同温度下，醋酸在液氨和水中的电离常数分别为K1和K2，其大小关系正确的是()A．K1＞K2B．K1＝K2C．K1＜K2D．不能确定()4．电子层数相同的短周期元素X、Y、Z、W，其中X的最外层电子数比K层少1，Y的最外层电子数比K层多l，Z的单质常用于制造太阳能电池，W的原子半径是同周期中最小的。下列推断中正确的是A．Z的氢化物的热稳定性强于W的氢化物B．Z的氧化物与水反应可制得相应的含氧酸第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库C．X、Y、W的原子半径依次减小，对应的离子半径依次增大D．X、Y、W的最高价氧化物对应水化物之间互相都能发生反应5．用同位素18O标记的叔丁醇［(CH3)3C―18OH］与乙酸发生酯化反应，只在生成物水中检测到18O，请分析该酯化反应的化学键断裂方式()A．乙酸：C—O键，叔丁醇：C—H键B．乙酸：C—H键，叔丁醇：C—O键　C．乙酸：O—H键，叔丁醇：C—O键D．乙酸：C—O键，叔丁醇：O—H键6．在溶液中有浓度均为0.0lmol/L的Fe3＋、Cr3＋、Zn2＋、Mg2＋等离子，已知：Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10－39；Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10－31Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10－17；Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10－12当氢氧化物开始沉淀时，下列哪一种离子所需的pH最小()A．Fe3＋B．Cr3＋C．Zn2＋D．Mg2＋得分评卷人二、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只有一个选项，多选时，该题为0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的给2分，选两个且都正确的给4分，但只要选错一个，该小题就为0分。）7．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，上海市使用半导体照明（LED）。已知发出白光的LED是由GaN芯片和钇铝石榴石（YAG，化学式：Y3Al5O12）芯片封装在一起做成的。下列有关叙述正确的是()A．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中的Ga和Y都显＋3价8．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是－285.8kJ·mol－1、－1411.0kJ·mol－1和－1366.8kJ·mol－1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为()A．－44.2kJ·mol－1　B．＋44.2kJ·mol－1　C．－330kJ·mol－1D．＋330kJ·mol－19．为达到预期的实验目的，下列操作中正确的是()A．欲制备Fe(OH)3胶体，向盛有沸水的烧杯中滴加FeCl3饱和溶液并长时间煮沸B．欲检验蔗糖水解产物是否具有还原性，向水解后的溶液中加入新制氢氧化铜并加热C．欲除去乙烷气体中混有的乙烯，可在Ni催化条件下通入氢气D．欲配制浓度约为0.1mol·L－1NaOH溶液，称取0.4gNaOH固体放入烧杯中，加入100mL蒸馏水溶解10．某白色固体可能由①NH4C1、②AlCl3、③NaCl、④AgNO3、⑤第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库KOH中的一种或几种组成，此固体投入水中得澄清溶液，该溶液可使酚酞变红，若向溶液中加稀硝酸至过量，有白色沉淀产生。则对原固体判断正确的是()A．只存在①⑤B．至少存在②和⑤C．无法确定是否有③D．至少存在①④⑤11．氯气与氢氧化钾溶液在一定条件下发生反应：Cl2＋KOH→KX＋KY＋H2O(未配平)，KX在一定条件下自身可发生反应：KX→KY＋KZ，所得产物中KY与KZ物质的量比为1:3，以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸钾盐，则推断KX中氯元素的化合价可能是()　A．＋1B．＋3C．＋5D．＋712．下列反应中，相关示意图像错误的是（）将二氧化硫通入到一定量氯水中将氨水滴入到一定量氯化铝溶液中将铜粉加入到一定量浓硝酸中将铁粉加入到一定量氯化铁溶液中ABCD13．常温时，下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是（）A．某溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－amol/L，若a＞7时，则该溶液pH一定为14－aB．等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合：2c(Na＋)＝3c(CO32－)＋3c(HCO3－)＋3c(H2CO3)C．将0.2mol/L的某一元酸HA溶液和0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，则反应后的混合液：2c(OH－)＋c(A－)＝2c(H＋)＋c(HA)D．pH＝3的二元弱酸H2R溶液与pH＝11的NaOH溶液混合后，混合液的pH等于7，则反应后的混合液：2c(R2－)＋c(HR－)＞c(Na＋)得分评卷人三、非选择题（本题包括3小题，共30分。）14．（6分）用离子方程式解释下列实验事实（1）碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液混合有白色沉淀产生。（2）Fe3＋能使过氧化氢溶液迅速分解。（3）CaSO4·2H2O微溶于水，但在HNO3(1mol·L－1)中可溶。15．（10分）实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取w第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库g该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现用图示装置进行实验(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出)请回答下列有关问题：　　　　（1）写出装置B、C、D、E中分别盛放的试剂及所起的作用。（2）检查装置气密性，进行如下操作后A中氨基酸开始反应，请用序号表示正确的操作顺序。实验操作：①使用酒精灯加热A处；②使用酒精灯加热D处；③打开活塞a，通入氧气；④关闭活塞a，记录F装置的液面读数。（3）样品氨基酸充分燃烧后，待E装置气体冷却至室温后记录F装置的液面读数，请指出读数时应注意的问题。（4）通过该实验所能测定的数据，能否确定该氨基酸的分子式？请说明理由。16．（14分）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验：（1）若实验中，观察到B、E中溶液均变浑浊，则D中的现象是________________________，推测三草酸合铁酸钾分解的气体产物是__________________。（2）你认为该实验设计还需要如何改进？第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库（3）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而钾元素只能以盐的形式存在。请写出固体产物所有可能的组成。（4）设计实验方案证明你的假设（限选试剂：浓硫酸、1.0mol·L－1HNO3、1.0mol·L－1盐酸、1.0mol·L－1NaOH、3%H2O2、0.1mol·L－1KI、0.1mol·L－1CuSO4、20%KSCN、澄清石灰水、蒸馏水）：实验操作预期现象与结论步骤1：步骤2：步骤3：…得分评卷人四、非选择题（本题包括2小题，共30分。）第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库17．（14分）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。此时，应向污水中加入适量的__________。a．H2SO4b．BaSO4c．Na2SO4d．NaOHe．CH3CH2OH（2）电解池阳极发生了两个电极反应，电极反应式分别是Ⅰ.___________________________________；Ⅱ.___________________________________；（3）电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式是_______________________________________________________；（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。①负极的电极反应是________________________________；②正极的电极反应是________________________________；③为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部分A物质参加循环（见上图）。A物质的化学式是_________________；（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标准状况）____________________L。18．(16分)A、B、C、D、E是短周期元素组成的中学常见的物质，存在如图所示的转化关系（部分生成物和反应条件略去）　　　　　（1）若C为二氧化碳，则A可能为___________________；（2）若X为金属单质，则X与B的稀溶液反应生成C的离子方程式为_________________________________________________；（3）若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则A为_____________，反应③的离子方程式为_____________________________________________；（4）若A为无色液体，且B、E的摩尔质量相等，反应①的化学方程式为____________________________________________________________；（5）若A为一氧化碳，则D为____________；t℃时，在2L的密闭的容器中加入3molCO和0.75mol水蒸气，达到平衡时，CO的转化率为20%，在相同温度下再加入3.75mol第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库水蒸气，再次达到平衡时，能否计算出CO的转化率？若能，请计算；若不能，请说明理由。得分评卷人五、选做题（本题含《化学与技术》、《物质结构与性质》和《有机化学基础》三个模块，每个模块25分。请从三个模块中任选二个模块作答，否则只能以所答的前二个模块计分，共50分。）《化学与技术》模块19．（25分）锂被誉为“高能金属”。工业上用硫酸与β－锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)在250～300℃反应，生成Li2SO4以及硅铝化合物、MgSO4等，其工业生产流程如下：请回答下列问题：（1）LiAlSi2O6的组成用氧化物的形式表示为___________________；（2）沉淀X的主要成分是(写化学式)________________________；（3）请解释流程中前后两次使用的Na2CO3溶液浓度不同的原因。（4）将盐酸与Li2CO3完全反应后的溶液，加热蒸干得到固体，再将其熔融电解生产锂。电解时产生的氯气中会混有少量氧气，请解释混有少量氧气的原因。（5）金属锂是一种重要的储氢材料，请写出锂吸氢和放氢（有水参加）的化学反应方程式。（6）锂离子电池的正极是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，其第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库电池反应为LiCoO2＋C6CoO2＋LiC6。该电池的正极反应式为_________________________，电池的电解质可以选用_________（“酸”、“碱”或“中”）性的物质，请说明理由。《物质结构与性质》模块4﹢2﹣2﹢20．（25分）钛是21世纪的明星元素，其单质和化合物有广泛的用途。工业上利用二氧化钛和碳酸钡在熔融状态下制取偏钛酸钡。偏钛酸钡有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，偏钛酸钡晶体的最小重复单位为正方体（如右图），边长为4.03×10－10m，顶点位置为Ti4＋所占，体心位置为Ba2＋所占，所有棱心位置为O2－所占。（1）Ti在周期表中位于_________________________；Ti4＋的核外电子排布式为__________________________；（2）制备偏钛酸钡的化学反应方程式是________________________________________；（3）在偏钛酸钡晶体中，若将Ti4＋置于立方体的体心，Ba2＋置于立方体的顶点，则O2－处于立方体的____________；（4）在偏钛酸钡晶体中，Ti4＋的氧配位数为________，Ba2＋的氧配位数为___________；（5）已知O2－半径为1.40×10－10m，则Ti4＋半径为___________m，Ba2＋半径为____________m；（6）请计算该晶体密度（写出必要的计算过程）。《有机化学基础》模块21．（25分）肉桂醛、季戊四醇在食品、医药化工等方面都有重要应用。（1）下列是合成肉桂醛、制备肉桂酸的反应路线：　实验表明：　Ⅰ.A既能发生银镜反应，又能与金属钠反应放出氢气；　　　　　　　　Ⅱ.肉桂醛的相对分子质量不超过140，其中碳氢元素质量分数为87.89%。第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库　Ⅲ.核磁共振氢谱表明肉桂醛分子中有六种氢，其峰面积之比为1:1:1:2:2:1；①请写出肉桂醛的分子式和肉桂酸的结构简式。。②已知反应①的原子利用率为100%，请写出第①步的化学反应方程式。③请写出上述合成路线中使用③④两步反应的目的。④请写出与肉桂醛互为同分异构体，且同时满足a.分子中无甲基，b.所有碳原子在同一平面上的有机物结构简式（至少写出5种）。（2）季戊四醇[C(CH2OH)4]可以用两种一元醛和必要的无机试剂进行合成，请写出合成的各步反应的化学方程式。　　　已知：第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库2010年辽宁省高中学生化学竞赛试题参考答案与评分标准说明：1．各地须根据本评分标准制定评分细则。2．各类题目中，只要考生回答合理，均可参照评分标准酌情给分。一、选择题（本题包括6小题，每小题2分，共12分。每小题只有一个选项符合题意。）1．D2.B3.A4.D5.C6.A二、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只有一个选项，多选时，该小题为0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的给2分，选两个且都正确的给4分，但只要选错一个，该小题就为0分。）7．AD8.A9、D10、CD11、C12、B13、BC三、非选择题（本题包括3小题，共30分）14．本题共6分（1）2HCO3－+Ca2＋=CaCO3＋H2O＋CO2↑（2分）　　（2）2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+2H+　　　2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O　（2分）第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库　（3）CaSO4+H+=Ca2++HSO4－　（2分）15．本题共10分（1）B：浓硫酸　　吸收生成的水　　C：碱石灰，吸收生成的二氧化碳　D：铜网，吸收剩余的氧气E：水，测定氮气的体积　（4分）　（2）③④②③①　（2分）（3）读数时视线应与刻度线和凹液面最低点相切；移动量筒使E和F装置的液面相平（2分）（4）不能，只能确定实验式（或最简式）。（2分）16．本题共14分（1）溶液褪色或变浅（1分）CO2、CO（1分）（2）在AB装置之间加一个防倒吸装置；在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）；最后缺少尾气处理装置（答出2点即可，2分）（3）①FeOK2CO3；②FeO、FeK2CO3；③Fe、K2CO3；（3分）实验步骤预期现象与结论步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体，并取适量固体加入盐酸将产生的气体通入澄清石灰水。（1分）有气泡产生，澄清石灰水变浑浊（1分）步骤2：向试管中加入少量不溶固体，再加入过量硫酸铜溶液，振荡，待充分反应后过滤并洗涤不溶固体。将滤液转移至试管中，加入适量的H2O2，并滴加KSCN溶液，振荡。（1分）若溶液没有变成血红色，则①成立；若溶液变成血红色，需要进行步实验骤3（1分）步骤3：将过滤出的不溶物转移至另一试管中，加入足量稀盐酸、适量的H2O2与KSCN，振荡。（1分）若溶液变成血红色，则②成立。(1分)若溶液没变成血红色，则③成立（1分）四、非选择题（本题包括2小题，共30分）17．本题共14分（1）c（2分）（2）Fe－2e－＝Fe2＋4OH－-4e－＝2H2O＋O2↑（2分）（3）4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+（2分）（4）①CH4+4CO32--8e－=5CO2+2H2O（2分）②O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－（2O2＋4CO2＋8e－＝4CO32－）（2分）③CO2（2分）（5）11.2（2分）18．本题16分第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库（1）Cl2、NO2、F2、Na2O2均可　　(答出2个即可，2分)　（2）Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O　　(2分)　　　（3）Na2O2（2分）3Al3+＋3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓　(2分)（4）HCOOC2H5＋H2OHCOOH＋C2H5OH　　(2分)（其它合理答案也给分如A为CH3COOCH2CH2CH3）（5）Na2CO3　　(　2分)　　　能(1分)　　计算：…………1分设通入水蒸气后参与反应的CO共xmol…………1分x=1.8………………1分五、选做题（本题含《化学与技术》、《物质结构与性质》和《有机化学基础》三个模块，每个模块25分。请从三个模块中任选两个模块作答，若三个模块均作答则以所答的前两个模块计分，共50分。）《化学与技术》模块19．本题共25分（1）Li2O·Al2O3·4SiO2（2分）（2）CaCO3、Mg(OH)2（4分）（3）前者是除去Ca2+，浓度过大会使部分Li+沉淀；后者是除去Li+，浓度大有利于Li2CO3沉淀的生成（其他合理答案均可）（3分）（4）加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解产成Li2O，电解时产生O2（其他合理答案均可）（4分）（5）2Li+H2=2LiHLiH+H2O=LiOH+H2↑（4分）（6）CoO2+Li＋+e－==LiCoO2（3分）碱或中（2分）因为正极含有的锂会与酸性物质反应（3分）《物质结构与性质》模块20．本题共25分第13页（共13页）\n智浪教育---普惠英才文库（1）第四周期第IVB族（3分）1s22s22p63s23p6（3分）（2）TiO2+BaCO3===BaTiO3+CO2↑（3分）（3）面心（3分）（4）612（4分）（5）6.15×10-11（2分）1.45×10-10（3分）（6）…………1分…………1分…………2分《有机化学基础》模块21．本题共25分（1）①C9H8O　　(2分)　C6H5－CH＝CH－COOH　　(2分)②C6H5－CHO＋CH3CHO→C6H5－CH(OH)－CH2－CHO　　(3分)③保护碳碳双键，防止被氧化　　（2分）④　—C≡CHCH2OH—C≡CHCH2OH—C≡CHHOCH2——C≡CCH2OH—CH=CH2CHO—CH=CH2CHO—CHOCH2=CH—等其它合理答案（每个正确结构2分，写错一个倒扣1分，最多10分，最低0分）（2）CH3CHO＋3HCHO稀NaOH溶液(CH2OH)3CCHO（3分）　　(CH2OH)3CCHO+HCHO+NaOH（浓）C(CH2OH)4+HCOONa（3分）第13页（共13页）