2016年化学竞赛题

2016年省高中学生化学竞赛试题

一、选择题（此题包括9小题，每小题3分，共27分。每小题只有一个选项符合题意。） 1．化学与环境、材料、信息、能源关系密切，以下说确的是 A．用漂粉精和洁厕灵的混合液清洗马桶效果更佳

B．推广使用煤液化技术，可减少二氧化碳等温室气体的排放 C．高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片

－6

D．PM 2.5是指大气中直径接近2.5×10m的颗粒物，分散在空气中形成胶体

2．中国传统文化对人类文明贡献巨大，在古代，我国人民就已经广泛应用了化学知识，古代文献量记载了他们的研究成果。以下关于古代化学的应用和记载，对其说明不合理的是 ．．．A．《本草纲目》中记载“（火药）乃焰消（KNO3）、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”，这是利用了KNO3的氧化性

B．我国古代文献《天工开物》记载“凡研硝（KNO3）不以铁碾入石臼，相激火生，祸不可测”是因为KNO3能自燃 C．《本草经集注》中记载了区分硝石（KNO3）和朴硝（Na2SO4）的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用了焰色反应

3+

D．在古代我国人民常用明矾水除去铜器上的铜锈[Cu2(OH)2CO3]，是因为Al能水解

CH33．东晋《肘后备急方》中记载“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之，可截疟”。

2015年生理学或医学诺贝尔奖得主屠呦呦从中得到启发，获得对多种疟原虫抑制率

OOH3C达到100%疗效的青蒿素。右图是青蒿素的结构，则有关青蒿素的说法中正确的是

OA．青蒿素分子式为C15H20O5

OB．青蒿素分子中含有过氧链、酯基和醚键 CH3C．青蒿素热稳定性好，可用水煎的方法提取 OD．青蒿素在碱性条件下易发生水解反应，1 mol青蒿素在反应中消耗2 mol NaOH 4．X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如下图。 若Y原子的最外层电子数是层电子数的3倍，以下说法中正确的是 A．X、Z、W三种元素最高价氧化物的水化物都是强酸 B．最高价氧化物对应水化物的酸性W比Z弱 C．Z的单质与氢气反应较Y剧烈 D．X、Y形成的化合物都易溶于水

5．以下各组离子能大量共存，且加入试剂X后，发生反应的离子方程式正确的是

选项 A B C D 3++离子组 透明溶液中： Fe、NH、SO、Cl NH4、Na、AlO2、Cl Na、Ba、HCO3、NO3 pH＝1的溶液中： 22224+424试剂X 离子方程式 2Fe＋Cu＝2Fe＋Cu AlO2＋4H＝Al＋2H2O 3+3+2+2+过量的铜粉 过量的盐酸 NaHSO4溶液 双氧水 H＋HCO3＝CO2↑＋H2O 2Fe＋H2O2＋2H＝2Fe＋2H2O 2+3+Mg、Fe、NO3、SO 6．NA代表阿伏加德罗常数的值。以下表达正确的是

316

A．9 g超重水（H2O）含中子数为6NA

B．3.0 g乙酸与甲酸甲酯的混合物中含有氧原子数目为0.2NA

C．常温常压下，质量均为32 g的N2H4和CH3OH含的原子数都是6NA

-13+－

D．1 mol·L的氯化铁溶液中，若Fe的数目为NA，则Cl的数目为3NA

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7．以下实验中，对应的现象以与结论均正确的是 选项 实验 现象 结论 向氯水中加入过量的铁粉，充分反有气体生成，高锰酸钾2＋A 氯水将Fe氧化为Fe 应后滴加酸性高锰酸钾溶液 溶液褪色 向某钾盐中滴加浓盐酸，产生气体B 品红溶液褪色 该钾盐为K2SO3或KHSO3 再通入品红溶液 －1向1.0 mol·L的NaHCO3溶液中滴C 溶液呈黄色 NaHCO3溶液呈碱性 加2滴甲基橙 －1向浓度均为0.1 mol·L的先有红褐色沉淀生成，Al(OH)3的溶度积比D Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3的溶液中逐滴后有白色沉淀生成 Fe(OH)3的大 加入氨水

-1-1

8．用0.1 mol·L的NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L的盐酸和HX溶液，两溶液的pH随加入NaOH溶液的体积变化曲线如下图， 以下有关说法中正确的是

A．HX为弱酸，且电离平衡常数Ka≈1×10

－-1

B．P点时c(Cl)＝0.05mol·L C．水的电离程度：M点大于N点

+－－+

D．M点时，c(HX)＞c(Na)＞c(X)＞c(OH)＞c(H)

9．铬是人体必需的微量元素，但正六价的铬有很强的毒性，人体需要的是三价铬。用肼（N2H4）--氧气燃料电池

2-2-做电源，以铁做阳极，利用电解法除去污水中的Cr2O7离子。若污水中含0.2 mol的Cr2O7离子，则标准状况下需消耗N2H4的体积为

A．3.36 L B．6.72 L C．13.44 L D．22.4 L 二、必考题（此题包括3小题，共43分。）

10．(14分) 化学是一门与人类生活息息相关的学科，化学物质对人类有利有弊。

仔细阅读以下氮与其化合物的相关信息，回答以下问题：

（1）NO2可做火箭燃料的氧化剂，但也是一种主要的大气污染物。已知通常条件下：

N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0 ，某温度下，将0.60mol N2O4气体充入2L真空密闭容器中，保持温度和容器体积不变，测得如下数据： 时间（s） n(N2O4)/mol n(NO2)/mol 0 0.60 0.00 10 0.42 a 20 b 0.60 30 0.21 c 40 d 0.90 50 e 0.90 -10

①计算20~30秒之间，用NO2表示的平均反应速率为mol/(L·s) ②可提高N2O4的转化率的措施之一为

③图一是T℃时，容器中N2O4物质的量的变化曲线，在图中画出T1℃（T1>T）时，N2O4物质的量的变化曲线。

图一 图二

（2）N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用

电解法制备N2O5，装置如图二所示： ①写出石墨Ⅰ上的电极反应式

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②写出Pt1电极上的电极反应式

（3）肼（N2H4）常做火箭燃料和抗氧化剂。

①12.8g液态肼与足量H2O2反应生成N2和气态H2O，放出256.65kJ的热量。则该反应的热化学方程式为。 ②盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈性，水解原理与NH4Cl类似。写出盐酸肼溶液中各离子浓度由大到小的顺序。 11．（14分）“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾车容易引发严重交通事故，害人害己。在治理酒后驾车中，酒精检测仪发挥了重要作用。最早的酒精检测仪出现在1927年，用足球胆收集呼出气体，通过硫酸和重铬酸钾的混合溶液，溶液的颜色会发生黄→蓝→绿的变化，同已知酒精浓度的标准试剂色管比较，就得到相应的数据，如图：

（1）某化学兴趣小组对上述过程可能生成的氧化产物提出如下假设： 假设一：氧化产物可能为乙醛 假设二：氧化产物可能为________________ 假设三：氧化产物可能为CO2

假设四：氧化产物可能为上述物质的混合物。 若假设一正确，试写出反应的离子方程式_______________________ （2）为了验证上述假设，设计实验如以下图（夹持、加热装置已略去）： 已知：乙醛既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色。 ①仪器A中导管的作用为__________________。仪器B的名称为__________；

②仪器C冷凝水的进水口为___________（填“a”或“b”），E中装入的试剂为______；

③若取D中少量液体加入到酸性高锰酸钾溶液中，发现紫红色褪去，能否证明假设一正确，原因是_________；

④若要证明假设二正确，还需进行的实验是______________________________________。

12.（15分）亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，具有强氧化性，主要用于水的消毒以与砂糖、油脂的漂白与杀菌，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠（NaClO3）等为原料制备亚氯酸钠晶体NaClO2·3H2O的工艺流程如下：

已知：纯ClO2气体易分解爆炸，一般稀释到10％以下安全。易溶于水，在酸性溶液中较稳定。

（1）反应Ⅰ的化学方程式是 ，为提高反应Ⅰ的安全性应采取的措施之一为 。 （2）反应Ⅱ的离子方程式为 ，该反应温度不能太高的原因 __________。 （3）该过程中可以循环利用的物质主要有__________________

（4）某学习小组用碘量法测定粗产品中亚氯酸钠晶体的含量,实验如下：

a．准确称取所得亚氯酸钠晶体样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的

稀硫酸，充分反应，将所得混合液配成200mL待测溶液。

-1

b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用c mol·L Na2S2O3 标准液滴定至终点，重复2次，测得平均

2－－2－

值为V mL 。(已知：I2 +2S2O3 =2I +S4O6 )

①滴定过程中使用的指示剂为，达到滴定终点时的现象为 。 ②该样品中亚氯酸钠晶体的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。

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三、选做题（考生只能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30分。）

《化学与技术》模块

13．（15分）工业制备的尾气经过处理得NOx气体(含NO、NO2)，该气体可用来制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：

（1）NaNO2在碱吸收中生成, 其化学方程式为

（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，目的是__________________。

（3）母液Ⅰ中所含溶质除NaNO2与少量Na2CO3外，还有________(填化学式)，用化学方程式说明产生该物质的原因。母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3和通入空气的目的是____。 （4）母液Ⅱ可循环利用，其主要成分是________。

（5）生产1.38 t NaNO2时,Na2CO3的理论用量为1.59t(假设Na2CO3恰好完全反应)。此时生成NaNO3为9×10mol，则NaNO3的产率为。

《物质结构与性质》模块

14.（15分）已知X、Y、Z均为短周期元素，X是形成化合物种类最多的元素，且与Y同周期，Y、Z原子的第一至第五电离能如下表所示：根据上述信息回答以下问题：

电离能(kJ/mol) Y Z （1）X元素的核外电子排布图为

（2）Y和氯元素形成的简单分子的空间构型为

（3）Z和氯元素所形成的分子相对分子质量为267，写出该分子的结构式(若存在配位键，用“→”表示)，该分子中Z原子的轨道杂化方式为

（4）X与硅形成化合物的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性能，其晶胞结构如下图（其中•为X原子，○为硅原子）。每个X原子周围与其距离最近的硅原子有个 ，该晶体熔点与金刚石的熔点比较高，原因是。

（5）Z单质为面心立方晶体，已知Z原子半径为Rcm，晶胞中Z原子的配位数为。列式表示Z单质的密度g·cm（Z的相对原子质量为M，用NA表示阿伏加德罗常数）

《有机化学基础》模块

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-3

3

I1 801 577.5 I2 2427 1816.7 I3 3660 2744.8 I4 25026 11577 I5 32827 14842 . . . .

15．（15分）香草醛K(C8H8O3)又称为香兰素，白色针状晶体，是香草豆的香味成分。存在于甜菜、香草豆、安息香胶等中，是一种重要的香料，其合成路线如下：

已知：Ⅰ.A是的主要成分；E是芳香族化合物，且不能与Na反应；I的结构简式为：

Ⅱ.

Ⅲ.

请回答以下问题：

（1）F中含氧官能团的名称，⑦的反应类型 （2）E的结构简式为 （3）写出③的化学方程式

（4）C在一定条件下能形成一种高分子化合物，其反应的化学方程式为 （5）H符合以下条件的同分异构体共有种

a．属于芳香族化合物 b．能与FeCl3溶液发生显色反应 c．1mol该物质能与足量Na反应产生1mol H2

其中一种同分异构体的核磁共振氢谱有4个吸收峰，且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为

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2016年省高中学生化学竞赛试题参与评分标准

一、选择题（此题包括9小题，每小题3分，共27分。） 1.C 2.B 3. B 4.A 5.A 6.C 7.D 8.D 9.C 二、必考题（此题包括3小题，共43分。） 10．（14分）

（1） ① 0.009（1分）

② 升高温度或降低压强（合理即可）（2分） ③如图（2分）

- 2-

（2）①H2 - 2e+ CO3= CO2 + H2O （2分）

- +

②N2O4 - 2e+ 2HNO3 = 2N2O5 + 2H（2分）

（3）

①N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) ΔH=－1.625kJ/mol（2分）

-+++-②酸（1分）； c(Cl) > c(N2H6) > c(H) > c([N2H5·H2O]) >c(OH)（2分） 11．（14分）（1）乙酸（1分） 3C2H5OH+ Cr2O7+8 H=2Cr+3CH3CHO+7H2O（2分）

（2) ①平衡气压，有利于液体顺利滴下（2分）； 三颈烧瓶（1分）

② a （1分）； 澄清石灰水（2分） ③ 不能（1分），D中液体有乙醇，也能使酸性高能酸钾溶液褪色（2分）。

④取D中少量液体加入到碳酸氢钠溶液中，有气泡出现，则证明氧化产物中有乙酸。（合理即可）（2分）

12．（15分）

（1）2NaClO3+ SO2 =2ClO2 + Na2SO4（2分）；

控制反应温度不能太高（或鼓入空气稀释ClO2以防止爆炸）（2分） （2）H 2O2 + 2ClO2 + 2OH＝2ClO2 + 2H2O + O 2 （2分）

防止ClO2、 H2O2和NaClO2分解（2分）

（3）硫酸（2分）

（4）①淀粉溶液；滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟不变色（2分）

②

（3分）

--

2-+

3+

13.（15分）（1）Na2CO3＋NO＋NO2===2NaNO2＋CO2（2分）

（2） 防止NaNO3的析出（2分） （3）NaNO3（1分） ；

3NO2＋H2O=2HNO3+NO （2分）， 2HNO3+Na2CO3=2Na NO3+ H2O+ CO2↑（2分） ；

将Na2CO3 、NaNO2转化为NaNO3（2分） （4）NaNO3 、HNO3 （2分） （5） 90%（2分）

2p 1s 2s

14.（15分）（1）（2分） （2）平面三角形(1分)；

Cl Cl Al Cl Al Cl ↑↓ ↑↓ ↑ ↑ （3）

Cl (2分) ； sp3(2分)

Cl （4）4(1分) ；金刚石(1分)；碳碳键键长比碳硅键键长短，碳碳键键能比碳硅键键能大。(2分)

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（5）12(2分)；（2分） 15．（15分）（1）醚键（2分）；加成反应（2分）

（2） （3）

（2分）

（2分）

（4）

（2分）

（5）9种（3分）

（2分） 或

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