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2014年全国高中化学竞赛(安徽赛区)初赛试题及答案


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2014 年中国化学奥林匹克竞赛(安徽赛区)初赛试题
注意:考试时间 2.5 小时,满分 150 分。请在答题卡上答题,允许使用非编程计算器。
H 1.008 Li Be 6.941 9.012 Na Mg 22.99 24.31 K Ca 39.10 40.08 Rb Sr 85.47 87

.62

元素周期表

He 4.003 B C N O F Ne 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Al Si P S Cl Ar 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95

Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3

Cs Ba Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn La-Lu 132.9 137.3 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Ac-Lr [223] [226]

一、本题包括 15 小趣,每小题 2 分,共 30 分。每小题仅有 1 个选项符合题意。 1.将石墨置于熔融的钾中可形成钾石墨,其组成主要是 C8K、C24K、C36K、C48K、C60K 等。在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,但在遇到与金属钾易反应的其他物质 时会收回。下列对钾石墨的叙述正确的是 A.属于离子化合物 B.导电性比石墨弱 C.与水不会发生任何反应 D.上述 5 种钾石墨互称同素异形体 2.生物法净化含硫废气时发生如下反应:CH3COOH+SO42脱硫弧菌

2HCO3 +H2S,下列



有关说法正确的是 A.此反应能够发生的原因是 CH3COOH 酸性比 H2S 强 B.该反应中每生成 0.1molH2S,转移电子数为 0.8NA C.因为该反应在常温下就可以进行,所以该反应为自发进行的放热反应 D.H2S 分子中既含有极性键也含有非极性键 3.下列溶液中每种离子的浓度都是 0.1mol.L-l,对应的性质描述正确的是 A B C D Na+、H+、NO3 、Cl
- -

焰色反应显黄色
2+

K 、SO4 、MnO4 、Cu Ag 、Cl 、S 、Ca
- -

+

2-



无色透明溶液 产生白色沉淀
2+

+



2-

2+


OH 、HCO3 、CH3COO 、Ba

、NH4+

水电离出的 c(OH )=10-9mol/L


4.下列关于 NaHCO3 溶液的说法正确的是 A.既能和苯酚反应又能和氨水反应 - - B.HCO3 的电离大于 HCO3 的水解 C.同浓度的 NaHCO3 溶液和 Na2CO3 溶液,前者碱性强 - - D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO3 )+2c(CO32-)+c(OH ) 5.在三个密闭容器中分别充人 Ne、H2、O2 三种气体,当它们的温度和密度均相同时, 这三种气体的压强(p)从大到小的顺序是 A.p(Ne)>p(H2)>p(O2) B.p(O2)>p(Ne)>p(H2) C.p(H2)>p(O2)>p(Ne) D.p(H2)>p(Ne)>p(O2) 6.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 - - A.室温下,pH>7 的溶液:Ba2+、K+、OH 、NO3 - B.饱和氯水中:Na+、NH4+、SO32-、NO3 - C.0.1mol/LAgNO3 溶液:H+、K+、SO42-、I
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D.c(H+)/c(OH )=1012 的溶液:A13+、Na+、Cl 、S2O327.下列有关实验的现象与对应结论均正确的是
- -

选项 A B C D

操作 浓硫酸滴到蔗糖表面 向 CuSO4 溶液中通入 H2S 将一小块 Na 放入乙醇中 浓硝酸加入铜片中

现象 固体变黑膨胀 出现黑色沉淀 产生大量气泡 产生红棕色气体

结论 浓硫酸有脱水性和吸水性 H2S 的酸性比 H2SO4 强 该乙醇中含有较多水 浓硝酸具有强氧化性

8.镧(La)是一种活泼性比锌更强的稀土元素,下列反应中能直接制得 LaC13 的是① La2O3+HCl ②La+HCl ③La+C12 ④La2O3+KCl A.④②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④ 9.下列物质转化在给定条件下能实现的是 ①Fe
稀 HNO3

Fe(NO3)2


HCl

FeCl3

②S

O2/点燃 HCl

SO3

H2O

H2SO4


③HCl KMnO4(s) Cl2 NaOH(aq) NaClO3


④Fe2O3

FeCl3(aq)

无水 FeC13

A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 10.现有四种混合溶液①CH3COONa 与 HCl;②CH3COONa 与 NaOH;③CH3COONa 与 NaCl;④CH3COONa 与 NaHCO3。若上述混合溶液均由等体积的 0.1mol/L 的两种溶液 混合而成,下列各项排序正确的是 - A.pH:②>③>④>① B.c(CH3COO ):②>④>③>① C.c(Na+):③>②>④>① D.c(CH3COOH):①>④>③>② 11.下列各组物质融化或升华时,所克服的粒子间作用属于同种类型的是 A.Na2O 和 SiO2 融化 B.Mg 和 S 融化 C.碘和干冰升华 D.氯化钠和蔗糖融化 12.能说明 BF3 分子的四个原子在同一平面的理由是 A.B-F 键间键角为 120° B.B-F 键是非极性键 C.三个 B-F 键的键能相同 D.三个 B-F 键的键长相同 13.下列化合韧中,碱性最弱的是

14.下列化合物与 NaHCO3 溶液一起加热,最易进行反应的是

15.下列化合物中,羰基活性最弱的是

二、本题包括 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题有 1 个或 2 个选项符合题意。若只有
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1 个选项符合题意,多选或错选均不得分;若有 2 个选项符合题意,选对 2 个得 2 分,选对 1 个得 1 分,选错 1 个,该题不得分。 16.下列离子方程式书写正确的是 - A.NH4HCO3 溶液与过量 NaOH 溶液反应:NH4++OH =NH3· H2O B.NaHSO4 溶液和 Ba(OH)2 溶液反应后溶液呈中性: - H++SO42-+Ba2++OH =H2O+BaSO4↓, C.酸性 KMnO4 溶液和 H2O2 反应制备 O2: - 4MnO4 +4H2O2+12H+=4Mn2++7O2↑+10H2O - - D.向苯酚钠溶液中通入少量 CO2:C6H5O +CO2+H2O→C6H5OH+HCO3 17.元素 R、X、T、Z、Q 在元素周期表中的相对位暨如下表所示,其中 R 单质在暗处与 H2 剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是 A.第一电离能:Z<T<X B.气态氢化物稳定性:R<T<Q C.Z 单质在暗处也可与 H2 剧烈化合 D.最高价氧化物的水化物的酸性:T>QT>X 18.已知:P(g)+6C12(g)=4PC13(g) △H=a kJ· mol-1 P4(g)+10C12(g)=4PCl5(g) △H=b kJ· mol-1 P4 具有正四面体结构,PCl5 中 P—Cl 键的键能为 c kJ· mol-1,PC13 中 P-Cl 键的键能为 1.2c kJ· mol-1。下列叙述正确的是 A.P—P 键键能大于 P—Cl 键的键能 B.可求 C12(g)+PC13(g)=PCl5(g)的反应热△H b-a+5.6c C.Cl—Cl 键键能为 kJ· mol-1 4 5a-3b+12c D.P—P 键的键能为 kJ· mol-1 8 19.标准状况下,一定量 CuS 和 Cu2S 的混合物投入足量 HNO3 中,收集到气体 VL,向 反应后的溶液中加入足量 NaOH,产生蓝色沉淀,过滤,洗涤,灼烧,得到 CuO12.0g。 若上述气体为 NO 和 NO2(忽略 NO2 的转化)混合物,且体积比为 1:1,则 V 可能为 A.9.0L B.12.0L C.15.7L D.16.8L 20.研究发现互为等电子体的物质具有相似的结构特征和化学性质。B3N3H6 与 C6H6 互为 等电子体,下列关于 B3N3H6 说法正确的是 A.是极性分子,各原子不在同一平面上 B.能发生加成反应和取代反应 C.不能使酸性 KMnO4 溶液褪色 D.能溶于水,具有碱性 21.用 0.1000rnol/LNaOH 溶液滴定同浓度 CH3COOH,若两者的浓度均增大 10 倍,下列 对化学计量点(sp)前后滴定突跃范围大小描述正确的是 A.sp 前后 0.1%的 pH 均增大 B.sp 前 0.l%的 pH 不变,sp 后 0.1%的 pH 增大 C.sp 前后 0.1%的 pH 均减小 D.sp 前 0.1%的 pH 增大,sp 后 0.1%的 pH 不变 22. 利用 I2O5 可消除 CO 污染, 反应为: 5CO(g)+ I2O5 (s) 5CO2(g)+I2(s)。 不同温度下. 向 装有足量 I2O5 固体的 2L 恒容密闭容器中通人 2molCO,测得 CO2 的体积分数 φ(CO2) 随时间 t 变化曲线如右图。下列说法正确的是 A.0~0.5min,反应速率为:υ(CO)=0.3mol· L-1· min-1 B.容器内压强保持恒定,表明反应达到平衡状态 C.b 点和 d 点的化学平衡常数:Kb>Kd D.两种温度下,c 点时体系中混合气体的平均相对分子
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质量相等 23.在化学实验中经常会出现一些异常情况,以下对实验现象的解释不合理的是 实验及现象 A B C D 向氯化亚铁溶液中滴加几滴硫氰化钾溶液, 再通人氯 气,最后溶液不呈红色 用玻璃管点燃甲烷时,看到火焰呈黄色 新配制的氢氧化铜浊液中加入乙醛溶液并加热有黑 色沉淀生成 浓溴水跟苯酚的反应看不到白色沉淀 可能的原因 过量的氯气将硫氰化 钾氧化 玻璃中含有钠元素 温度过高使乙醛脱水 碳化 三溴苯酚溶解在过量 的苯酚中

24.室温下,下列叙述正确的是 A.pH=2 的 HA 酸溶液与 pH=12 的 MOH 碱溶液以任意比混合: - - c(H+)+c(M+)=c(OH )+c(A ) - B.对于 0.1mol/LNa2SO3 溶液:c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3 )+2c(H2SO3) C.等浓度、等体枳的 Na2C03 和 NaHCO3 混合: - - c(HCO3 )/c(H2CO3)>c(CO32-)/c(HCO3 ) D.将足量 AgCl 分别放入:①5mL 水,②10mL0.2mol/LMgC12,③20mL0.3mol/L 盐 酸中溶解至饱和,c(Ag+):①>②>③ 25.一种三室微生物燃料电池(MFC)污水净化系统原理如下图所示,图中废水有机物可用 C6H10O5 表示。有关说法正确的是 A.正、负极区均需要隔绝空气,运行前通 入氮气以除去水中溶解氧 B.负极反应式: - C6H10O5-24e +7H2O=6CO2↑+24H+ C.正极反应式: - - 2NO3 +10e +12H+=N2↑+6H2O - D.中间室:Na+移向左室;Cl 移向右室, 可用作海水淡化 三、本题包括 5 小题,共 34 分 26. (6 分)右图结构式中,中心体的杂化方式是 ① ,它存 在异构体的类型是 ② 。其理由是 ③ 。 27. (6 分)写出下列化学反应的方程式: (1)分析测定中常采用“飞铬”法去除 Cr3+。它是在发烟的 HClO4 中,将 Cr3+氧化成 Cr(VI),然后变成棕色烟挥发而除去 Cr3+。此过程的离子方程式为 ① 和 ② 。 (2)用白磷(P4)和 NaOH 溶液在温热条件下可制得化学镀镍的一种原料,其中 P 的氧 化态为+1,并得到一种不溶于水的气体 ③ 。 28. (6 分)金属镁和镁合金广泛应用于社会生活的诸多领域。从卤水中提取的水氯镁石 和光卤石经脱水后得到无水 MgCl2, 用其电解即可得金属镬。 写出电解无水 MgCl2 时, 阳极电极反应式 ① 和阴极电极反应式 ② 。已知某电解槽电解时电流强度 I 为 150kA, 电流效率η 为 85%, 此电解槽一天可以得到 ③ 千克金属镁。 (F=96500) 29. (6 分)WO2 与 HF 在 500℃时以 1:2 物质的量比反应,仅有二种产物,其中之一为 H2O(g)。另一种是不被热的浓碱溶液、浓酸、甚至王水腐蚀的黑色粉末。写出化学反 应方程式 ① ,画出黑色粉末的空间构型 ② ,其构型名称为 ③ 。
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30. (10 分)已知 A 和 B 都是只由短周期元素组成的化合物,且均含有元素 X。A 中 X 的质量分数为 19.17%.B 中 X 的质量分数为 37.77%。A 和 B 均可溶于水,A 的水溶 液使石蕊试纸变红,B 的水溶液使石蕊试纸变蓝且含有 Si。将 A 与 B 分别与氯化钡溶 液反应,分别生成不溶于酸的白色沉淀 C 和 D。将 A 和 B 的水溶液混合,则生成不包 含 X 的白色沉淀 E。分别写出物质 A—E 的化学式。 四、本题包括 3 小题,共 42 分 31. (22 分)完成下列反应式,写出反应产物或试剂

(C*=C14,在产物中标出 C*)

32. (8 分)完成反应方程式并回答问题

(1)请写出两种产物的结构简式。 (2)哪一种产物含量多?试说明理由。 (3)这是哪一类反应? 33. (12 分)某含 C、H、O 的酸性化合物 A 与 LiAIH4 反应后得到的产物在浓 H2SO4 加 热作用下生成一种气体 B。B 含有两个相同的甲基,相对分子质量为 56,B 臭氧化后 得一个醛和一个酮,请推断 A、B 的结构简式,并根据下列图示写出 C、D、E、F 的 结构简式。

五、本题包括 2 小题,共 24 分 34. (8 分)实验室中 KIO3 含有少量杂质(杂质不参加反应) ,以碘量法测量其纯度。称 取样品 0.2354g,配成 100.00mL 溶液。移取此溶液 25.00mL 于锥形瓶中,加入 lmol/ LH2SO42mL、0.1500mol/LKI 溶液 50.00mL。待反应完全后,用 0.05000mol/LNa2S2O3
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溶液滴至淀粉溶液蓝色褪去为终点,消耗 32.40mL。写出测定过程相应的反应方程式 ,计算 KIO3 的纯度。 (只写结果,无计算及相应的反应方程式,不得分) 35. (16 分)石墨烯是二维、仅一个原子厚度的碳材料(图 1) 。多层石墨烯可堆砌成石墨 三维晶体 (图 2) 。 长期以来石墨烯结构被认为是不稳定的, 但 A. Geim 和 K. Novoselov 于 2004 年合成出了石墨烯,并因此获得 2010 年诺贝尔物理学奖。 (1) 已知石墨烯中碳一碳键长 dC—C=141pm, 试计算不附着在液体或固体表面的单层石 2 墨烯的比表面积(m /g)。 (2)石墨烯表面吸收附氮分子的单层示意图(图 3) ,试计算 lg 石墨烯上吸附了多少克 氮气?(设在 298K,l00mPa 条件下,石墨烯单层放在固体载体的表面上。 )

(3)以图 2 的石墨晶体示意图为依据,画出石墨的晶胞,写出晶胞中原子坐标。 (4)已知图 2 中石墨的层间距为 340pm,试求石墨的密度。

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