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2016年辽宁省化学竞赛题及答案


2016 年辽宁省高中学生化学竞赛试题
(时间 90 分钟,共 100 分)
H
1.008

? à? ? ?- × ? ?? ??
O B C N F 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 Al Si P S Cl 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 Ge As Se G

a Br 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 In Sn Sb I Te 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 Po At Tl Pb Bi 204.4 207.2 209.0 [210] [210]

Li Be 6.941 9.012 Na Mg 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 Sr Rb Y Zr Nb 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 Hf Ta Cs Ba 132.9 137.3 La-Lu 178.5 180.9 Fr Ra [223] [226] Ac-Lr

Cr 52.00 Mo 95.94 W 183.9

Ni Cu Zn Mn Fe Co 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 Ru Rh Pd Ag Cd Tc 98.91 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 Re Ir Pt Au Hg Os 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

一.选择题(本题包括 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,下列说法正确的是 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 D.PM 2.5 是指大气中直径接近 2.5×10-6m 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,古代文献中 大量记载了他们的研究成果.下列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 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 Al3+能水解 3.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 A.青蒿素分子式为 C15H20O 5 B.青蒿素分子中含有过氧链,酯基和醚键 C.青蒿素热稳定性好,可用水煎的方法提取 D.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图所示.若 Y 原子的最外层电子数是内层 电子数的 3 倍,下列说法中正确的是 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
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H3C O O O O O CH3 CH3

5.下列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 离子组 透明溶液中:Fe
+ ? 3+ + ? ? ,NH4,SO2 4 ,Cl

试剂 X 过量的铜粉 过量的盐酸
? ?

离子方程式 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ AlO2+4H?=Al3++2H2O H?+HCO3 =CO2↑+H2O 2Fe2++H2O2+2H?=2Fe3++2H2O
? ?

NH4,Na?,AlO2 ,Cl? Na?,Ba2?,HCO3 ,NO3
? ? pH=1 的溶液中:Mg2?,Fe2?,NO3,SO2 4

NaHSO4 溶液 双氧水

6.NA 代表阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是 A.9 g 超重水(3H216O)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 D.1 mol· L-1 的氯化铁溶液中,若 Fe3+的数目为 NA,则 Cl-的数目为 3NA 7.下列实验中,对应的现象以及结论均正确的是 选项 A B C D 实验 向氯水中加入过量的铁粉,充分反 应后滴加酸性高锰酸钾溶液 向某钾盐中滴加浓盐酸,产生气体 再通入品红溶液 向 1.0 mol· L-1 的 NaHCO3 溶液中滴 加 2 滴甲基橙 Fe2(SO4)3 的溶液中逐滴加入氨水
-1

现象 有气体生成, 高锰酸钾 溶液褪色 品红溶液褪色 溶液呈黄色

结论 氯水将 Fe 氧化为 Fe2+ 该钾盐为 K2SO3 或 KHSO3 NaHCO3 溶液呈碱性

向浓度均为 0.1 mol· L-1 的 Al2(SO4)3, 先有红褐色沉淀生成, Al(OH)3 的溶度积比 Fe(OH)3 后有白色沉淀生成 的大

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-1 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 如图所示,下列有关说法中正确的是 A.HX 为弱酸,且电离平衡常数 Ka≈1×10-10 B.P 点时 c(Cl-)=0.05 mol· L-1 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 料电池做电源,以铁做阳极,利用电解法除去污水中的 Cr2O72-离子.若污水中含 0.2 mol 的 Cr2O72-离 子,则标准状况下需消耗 N2H4 的体积为 A.3.36 L B.6.72 L 二.必考题(本题包括 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.仔细阅读下列氮及其 化合物的相关信息,回答下列问题: (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) 时间(s) n(N2O4)/mol n(NO2)/mol 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 0 0.60 0.00 10 0.42 a 20 b 0.60 30 0.21 c 40 d 0.90 mol/(L· s) 50 e 0.90 度和容器体积不变,测得如下数据: C.13.44 L D.22.4 L

①计算 20~30 秒之间,用 NO2 表示的平均反应速率为
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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 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 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.

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

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 . 性,水解原理与 . 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 NH4Cl 类似.写出盐酸肼溶液中各离子浓度由大到小的顺序 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 是_________; ④若要证明假设二正确,还需进行的实验是______________________________________. ,原因

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

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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及砂糖, 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 (2)反应Ⅱ的离子方程式为 ,为提高反应Ⅰ的安全性应采取的措施之一为 ,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. b.移取 25.00mL 待测溶液于锥形瓶中,用 c mol· L -1 Na2S2O3 标准液滴定至终点,重复 2 次,测得平 均值为 V mL .(已知:I2 +2S2O32- =2I- +S4O62- ) ①滴定过程中使用的指示剂为 ②该样品中亚氯酸钠晶体的质量分数为 ,达到滴定终点时的现象为 (用含 m,c,V 的代数式表示). .

三.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 15 分.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)工业制备硝酸的尾气经过处理得 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 及少量 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 ×103mol,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: 电离能(kJ/mol) Y Z I1 801 577.5 I2 2427 1816.7 I3 3660 2744.8 I4 25026 11577 I5 32827 14842 .

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根据上述信息回答下列问题: (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 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,其晶胞结构如图所示(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 比较 数为 高,原因是 .列式表示 Z 单质的密度 个 , 该晶体熔点与金刚石的熔点 . g·cm-3(Z 的相 (若存在配位键, 用“→”

(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 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 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 福 尔 马 林 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. 请回答下列问题: (1)F 中含氧官能团的名称 (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 符合下列条件的同分异构体共有 a.属于芳香族化合物 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 种 b.能与 FeCl3 溶液发生显色反应 ,⑦的反应类型

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2016 年辽宁省高中学生化学竞赛试题参考答案及评分标准 一.选择题(本题包括 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(本题包括 3 小题,共 43 分.) 10.(14 分) (1)①0.009(1 分) ②升高温度或降低压强(合理即可)(2 分) ③如图(2 分) (2)①H2 - 2e- + CO32- = CO2 + H2O (2 分) ②N2O4 - 2e- + 2HNO3 = 2N2O5 + 2H+(2 分) (3)①N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) ②酸(1 分);c(Cl ) >
-

ΔH=-641.625kJ/mol(2 分)

c(N2H6+)

> c(H ) > c([N2H5· H2O]+) >c(OH-)(2 分)

+

11.(14 分)(1)乙酸(1 分) 3C2H5OH+ Cr2O72-+8 H+=2Cr3++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) ②a (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内不变色(2 分) ② (3 分)

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) 14. (15 分)(1) (2)平面三角形(1 分);
Cl Al Cl Al Cl Cl (2 分) Cl
1s ↑↓ 2s ↑↓ ↑ 2p ↑

(2 分)

(3) Cl

; sp3(2 分)

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

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(2) (3)

(2 分)

(2 分) (4)

(2 分) (5)9 种(3 分)

(2 分) 或

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