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高二组 2016年重庆市高中学生化学竞赛试题2016.4.18


2016 年重庆市高中学生化学竞赛试题(高二组)

2016 年 5 月 22 日 共 8 页

1

2016 年重庆市高中学生化学竞赛试题
性别

(高二组)
(2016 年 5 月 22 日 9:00-11:00)

题号 满分

1

20

2 8

3 8

4 8

5 8

6 10

7 10

8 11

9 7

10 10

总分 100

姓名

得分 评卷人 ?
?

考生须知:

竞赛时间 2 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。考 试时间结束时,把试卷(背面朝上)放在桌子上,立即起立撤离考场。 ? 试卷装订成册,不得拆散。 ? 不准使用任何改正液或改正纸,不得使用红笔或铅笔作答。第 1 题答案填写在第 1 题 号下面的表格内,其它所有解答必须写在制定的方框内。 ? 姓名、所属学校必须写在首页左侧规定位置,写在其它地方者按废卷论处。 ? 允许使用无贮存信息功能的非编程计算器以及直尺等文具。 ? 考生不得携带任何通讯工具进入考场。 相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 I-127 第 1 题(20 分)选择题(单选)

年级 学校







线

题号 答案

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

1-8

1-9

1-10



1-1 下列有关物质应用的说法中错误的是 A.纯碱可做胃酸中和剂 C.用硫化钠处理含 Pb 、Hg 的污水 1-2 下列变化后指定物中一定只含一种物质的是 A.Mg 在空气中的燃烧产物
2+ 2+

B.二氧化氯用于自来水杀菌消毒 D.聚丙烯酸钠可做高吸水性树脂

报名号

B.NO2 通入 NaOH 溶液后生成的盐 C.Fe(OH)3 和 Fe(OH)2 的混合物在空气中充分灼烧后的固体 D.NaAlO2 溶液与盐酸反应后新生成的溶质 1-3 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是 A.0.1 mol 苯乙烯中含碳碳双键数约为 0.4NA B.标准状况下,2.24 L N2、N2O 的混合气体中氮原子数为 0.2NA C.将 CO2 通过 Na2O2,固体增重 4.4 g,反应中转移的电子数为 0.1NA D.1 L 0.1 mol·L-1 的 NaHCO3 溶液中 HCO3 和 CO32 离子数之和为 0.1NA
- -

考场

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- +

2

1-4 A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种元素,A2 和 B 具有相同的电子构型;C、D 为同周期元素,C 核外电子总数是最外层电子数的 3 倍;D 元素最外层有一个未成对 电子。下列说法正确的是 A.A 和 B 所形成化合物只含离子键 B.原子半径:B>A>C>D C.A、B、C 三种元素形成的化合物水溶液呈碱性 D.D2A 和 CD3 化合物中心原子的杂化类型不同 1-5 壳二孢氯素是从壳二孢菌属发酵培养液中得到的抗病毒抗生素,因为其高生物活性,有机 合成化学家们对壳二孢氯素家族产生了兴趣。下图是壳二孢氯素的结构简式,有关说法正 确的是 A.壳二孢氯素的分子式为 C23H31O4Cl B.壳二孢氯素分子中有 6 种官能团 C.壳二孢氯素能发生氧化反应、加成反应、消去反应 D.1 mol 壳二孢氯素最多能与 7 mol H2 发生加成反应 1-6 用右图装置(尾气处理已略去)进行相关实验,能实现实验目的的是 选项 A B C D 实验目的 比较 C、Si 非 金属性强弱 比较 Cl2、I2 的 氧化性强弱 制备 Al(OH)3 证明 C2H2 有还 原性 a 中试剂 浓醋酸溶液 浓盐酸 浓氨水 饱和食盐水 b 中试剂 碳酸钠 高锰酸钾 生石灰 电石 c 中试剂 硅酸钠溶液 碘化钾溶液 偏铝酸钠溶液 酸性高锰酸钾 溶液
Cl H OH O OH O

1-7 2015 年斯坦福大学研究人员研制出一种可在 一分钟内完成充放电的超常性能铝离子电池, 内部用 AlCl4 和有机阳离子构成电解质溶液, 其放电工作原理如右图所示。 下列说法不正确 的是 ... A.放电时,铝为负极、石墨为正极 B.放电时,有机阳离子向铝电极方向移动 C.放电时的负极反应为:Al –3e + 7AlCl4 =4Al2Cl7 D.充电时的阳极反应为:Cn + AlCl4 1-8 已知 T℃时: ①Fe2O3(s) + 3CO(g) ②FeO(s) + CO(g)
- - - - -

– e =CnAlCl4 2Fe(s) + 3CO2(g) K1 K2=0.25



Fe(s) + CO2(g)

T℃时,在体积为 2 L 的密闭容器中加入 0.50 mol FeO,通入 1.0 mol CO,反应达平衡。

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下列说法错误 的是 .. A.T℃时,反应①的平衡常数 K1=(0.25)3 B.平衡体系中 CO2 的浓度为 0.10 mol·L-1 C.FeO 的平衡转化率为 40% D.若升高反应体系的温度,K2 减小,则反应②是放热反应 1-9 已知下列变化的能量变化:

①4HCl(g) + O2(g)=2Cl2(g) + 2H2O(g) ΔH=– 115.6 kJ·mol-1 ②H2(g) + Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=– 184 kJ·mol-1 下列有关说法正确的是 A.Cl2 比 O2 稳定 B.2H2(g) + O2(g)=2H2O(l) ΔH=– 483.6 kJ·mol-1 C.H—Cl键的键能大于H—O键的键能 D.H—O键的键能约为463.4 kJ·mol-1 1-10 室温下,向 200 mL 0.1 mol·L-1 CH3COONa 溶液中,逐渐加入 0.1 mol·L-1 盐酸,
CH3COOH 、 CH3COO 物质的量随加入盐酸体 积的变化关系如图所示,下列说法正确的是 A.M 点溶液中水的电离程度比原溶液大 B.随着盐酸的加入,
+ -

c(OH- ) 逐渐增大 c(CH3COO- )
- - - -

C.M 点,n(H )-n(OH )=(a × 10 4-0.01) mol D.当 V(盐酸)=200 mL 时,c(CH3COO )+c(CH3COOH)>c(Cl )

第 2 题(8 分)1814 年戴维发现了一氯化碘(ICl) 、三氯化碘(ICl3) ,由于它们的性质与卤 素相似,因此被称为卤素互化物。 2-1 推测 ICl 与冷的 NaOH 稀溶液反应的离子方程式。 2-2 粗碘中常混有 ICl,可加入 KI 加热升华提纯,写出发生反应的化学方程式。 2-3 三氯化碘常以二聚体 I2Cl6 的形式存在,经电导仪测定知,它能发生部分电离,生成的 两种离子的相对质量分别为 198 和 269,写出其电离方程式。 2-4 下列说法正确的是_______。 a.ICl3 分子中各原子均达到 8 电子稳定结构 b.由反应 KClO3 + I2 + 6HCl=2ICl3 + KCl + 3H2O,可知还原性:KClO3>ICl3 c.ICl 与丙烯反应的化学方程式为 CH3CH=CH2 + ICl→CH3CH2ClCH2I

d.ICl 与苯反应制取碘苯的化学方程式为

+

ICl

I

+

HCl

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2-1 2-2 2-3 2-4 第 3 题(8 分) 3-1 在新生代的海水里有一种铁细菌, 它们提取海水中的亚铁离子, 把它转变成它们的皮鞘 (可以用 Fe2O3 来表示其中的铁),后来便沉积下来形成铁矿;这个以酶为催化剂的反 应的另一个反应物是 CO2,它在反应后转变成甲醛。写出其反应的离子方程式。 3-2 在碱性溶液里 H2O2 可使 Fe(CN)63 转化为 Fe(CN)64 。写出转化的离子方程式。 3-3 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种浅黄色固体,难溶于水,受热易分解,是生产
- -

锂电池的原材料。称取 3.60g 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O,相对分子质量是 180)用 热重法对其进行热分解,得到剩余固体的质量随温度变化 的曲线如右图所示。 3-3-1 300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物,试列式计算 确定该氧化物的化学式。 3-3-2 另取适量草酸亚铁(FeC2O4·2H2O)粉末加入试管,在酒 精灯上边加热边摇动,发生剧烈反应,反应所得固体加入 盐酸,产生气体。写出草酸亚铁受热分解的化学方程式。 3-1 3-2 3-3-1

3-3-2 第 4 题(8 分)以炼锌烟尘(主要成份为 ZnO,含少量 CuO 和 FeO)为原料,可以制取氯 化锌和金属锌。 Ⅰ.制取氯化锌主要工艺如下:
盐酸 ZnO (CuO 、FeO) 酸溶 锌粉 除铜 过滤 沉淀 A H2O2 溶液 氧化 试剂 X 调pH 过滤 沉淀 B ZnCl2 溶液

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH: 金属离子 开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH Fe3+ Zn Fe
2+ 2+

1. 1 5. 2 5. 8

3. 2 6. 4 8. 8

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4-1 写出加入 H2O2 溶液发生反应的离子方程式。 4-2 为了降低溶液的酸度,试剂 X 为 ;pH 调整的范围为 。 Ⅱ. 制取金属锌采用碱溶解 ZnO(s) + 2NaOH(aq) + H2O(l)=Na2[Zn(OH)4](aq), 然后电解浸取液。 4-3 以石墨作电极电解时,写出阳极产生的气体和阴极的电极反应。 4-4 炼锌烟尘采用碱溶,而不采用酸溶后电解,其主要原因是 4-1 4-2 4-3 4-4 第 5 题(8 分)CuSO4 溶液与 K2C2O4 溶液反应,得到一种蓝色晶体。通过下述实验确定该 晶体的组成: a.称取 0.2073 g 样品,放入锥形瓶,加入 40 mL 2 mol·L 加入 30 mL 水,加热近沸,用 0.02054 mol·L 溶液变为棕色并生成沉淀。用 0.04826 mol·L 示剂,至终点,消耗 12.69 mL。 5-1 写出步骤 a 中滴定反应的离子方程式。 5-2 写出步骤 b 中将溶液加热时浅紫红色消失的反应离子方程式。 5-3 用离子方程式表达 KI 在步骤 b 中的作用;写出 Na2S2O3 滴定反应的化学方程式。 5-4 通过计算写出蓝色晶体的化学式(原子数取整数) 。 5-1 5-2 5-3 5-4
-1 -1



的 H2SO4,微热使样品溶解,

KMnO4 溶液滴定至终点,消耗 24.18 mL。

b.接着将溶液充分加热,使浅紫红色变为蓝色,冷却后加入 2 g KI 固体和适量 Na2CO3,
-1

的 Na2S2O3 溶液滴定, 近终点时加入淀粉指

第 6 题(10 分)已知:CO 可将部分氮的氧化物还原为 N2。 - 反应Ⅰ:2CO(g) + 2NO(g) N2(g) + 2CO2(g) △H=– 746 kJ·mol 1 - 反应Ⅱ:4CO(g) + 2NO2(g) N2(g) + 4CO2(g) △H=– 1200 kJ·mol 1 6-1 写出 CO 将 NO2 还原为 NO 的热化学方程式。 6-2 在密闭容器中充入 5 mol CO 和 4 mol NO,发生上述反应Ⅰ,下图为平衡时 NO 的体积 分数与温度、压强的关系。

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6

6-2-1 温度:T1 T2(填“<”或“>”) 。 6-2-2 某温度下, 在体积为 2 L 的密闭容器中, 反应进行 10 分钟放出热量 373 kJ,计算 用 CO 表 示 的 平 均 反 应 速 率 v(CO) 为 。 6-2-3 某温度下,反应达到平衡状态 D 点时, 容器体积为 2 L,计算此时的平衡常数 K (结果精确到 0.01) ;若在 D 点对反应容 器升温的同时扩大体积, 重新达到的平衡 状态可能是图中 A~G 点中的 点 - - 6-3 某温度时,AgNO2 的 Ksp=9.0×10 4、Ag2SO4 的 Ksp=4.0×10 5,当向含 NO2-、SO42- - - 混合溶液中加入 AgNO3 溶液至 SO42 恰好完全沉淀(即 SO42 浓度等于 1.0×10 5 - - - mol·L 1)时,计算 NO2 的物质的量浓度 c(NO2 )。 6-1 6-2-1 6-2-2 6-2-3 6-3 第 7 题(10 分)前四周期原子序数依次增大的元素 A、B、C、D、E 和 F,A 的基态原子 核外 3 个能级上有电子, 且每个能级上的电子数相等, B 原子核外电子有 7 种不同的运动状 态,C 元素原子核外的 M 层中只有 2 对成对电子,E 与 C2 的电子数相等,D 原子的核外
+ -

有未成对的电子,F 位于元素周期表的 ds 区,且基态原子价层电子均已成对。 回答下列问题: 7-1 写出 C 的价层电子排布式 ,AB 的电子式


。 ,阴离子的空间构型是 。

7-2 在 E2F(AB)4 中阴离子具有的共价键类型为

7-3 C2D2 广泛应用于橡胶工业, 在该化合物分子中, 所有原子最外层满足 8 电子稳定结构。 判断在 C2D2 中 C 原子的杂化类型;C2D2 与 NH3 反应,生成 C4N4、单质 C 和一种离子 化合物,写出反应的化学方程式。 7-4 A 的一种同素异形体的立方晶胞如右图所示,若图中晶胞边长为 a pm, 与面心原子距离相等且最近的原子有 晶体的密度是 7-1 7-2 7-3 7-4 原子个数: 距离: 密度: g·cm 。
-3

个, 其距离

pm?

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第 8 题(11 分)肼是重要的化工原料。某探究小组利用下列反应制取水合肼(N2H4·H2O) 。 CO(NH2)2 + 2NaOH + NaClO=Na2CO3 + N2H4·H2O + NaCl 实验一: 制备 NaClO 溶液 8-1 将氯气通入到盛有 NaOH 的锥形瓶中,写出锥形瓶中发生反应的离子方程式。 实验二: 制取水合肼(实验装置如右图所示)? 控制反应温度,将恒压漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应。加热蒸馏三颈烧 瓶内的溶液,收集 108~114℃馏分。 (已知:N2H4·H2O + 2NaClO=N2↑+ 3H2O + 2NaCl) 8-2 恒压漏斗中的溶液是_____(填标号 a 或 b) ;? a.NaOH 和 NaClO 混合溶液? b.CO(NH2)2 溶液? 选择的理由是 实验三: 测定馏分中肼含量? 水合肼具有还原性,可以生成氮气。测定水合肼的质量分数可采用下列步骤: a.称取馏分 5.000 g,加入适量 NaHCO3 固体,经稀释、转移、定容等步骤,配制 250 mL 溶 液。 b.移取 25.00 mL 于锥形瓶中,加入 10 mL 水,摇匀。 c.用 0.2000 mol/L 碘溶液滴定至溶液出现微黄色且半分钟内不消失,滴定过程中,溶 液的 pH 保持在 6.5 左右。记录消耗碘的标准液的体积。 d.进一步操作与数据处理 8-3 写出水合肼与碘溶液反应的化学方程式; 滴定过程中, NaHCO3 能控制溶液的 pH 在 6.5 左右,原因是 。 。 8-4 滴定时,碘的标准溶液盛放在_____滴定管中(选填:“酸式”或“碱式”) ;若本次滴 定消耗碘的标准溶液为 18.00 mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数是 8-1 8-2 8-3 8-4 第 9 题(7 分)我国湖南、广西等地盛产的山苍子油中柠檬醛含量很高,质量分数可达到 60%-90%,柠檬醛也可以利用异戊二烯为原料人工合成,柠檬醛又可用来合成紫罗兰酮等 香精香料,其合成路线如下:
OH O

。?

HCl

A

异戊二烯 SnCl4
O

CH2Cl

CHO



B 柠檬醛
O O

C OH




异戊二烯 ③ 酸 环化 假紫罗兰酮

+ α- 紫罗兰酮 β- 紫罗兰酮

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OH


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8

OH RCHCHCHO R'

已知:

RCHO + R'CH2CHO

9-1 写出 C 的结构简式。 9-2 ①对应的反应试剂及条件是什么? 9-3 写出 B 转化为柠檬醛的化学方程式。 9-4 根据反应②的反应机理,写出 CH3CHO 与足量的 HCHO 反应产物的结构简式。 9-5 α-紫罗兰酮有很多同分异构体,写出满足下列条件的同分异构体的结构简式。 ①属于芳香醇类且不能发生催化氧化反应 9-1 9-2 9-3 9-4 9-5 第 10 题(10 分)A(C2H4O)是基础有机化工原料,由 A 可制备聚碳酸酯 D 和食用香精 茉莉酮 H,其合成路线如下图所示(已知 A、B 的核磁共振氢谱均只有 1 组峰) :
CH3 CO2
催化剂

②核磁共振氢谱显示有 5 组峰

A

O B CH3OH CH3O C OCH3 ( C3H4O3 ) 催化剂 C
HO

HO

C CH3
一定条件

OH D
O

① LiC CCH2CH3 ②H2O

E

① H2/林德拉 ② HI

F

O
催化剂

① H /H2O O G ② NaOH溶液 H

+

10-1 写出 A 和 D 的结构简式; 10-2 写出反应 B→C 的化学方程式; 10-3 X 是 H 的同分异构体,X 能与 FeCl3 溶液发生显色反应,苯环上的核磁共振氢谱只有 1 组峰,则 X 共有多少种?写出其中核磁共振氢谱有 5 组峰(面积比为 6∶6∶2∶1∶1)的 结构简式(只写一种) 。 10-4 根据上述合成路线,试以 A 和 HC≡CLi 为原料合成 1,3-丁二烯。 10-1 10-2 10-3 10-4


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