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2015年辽宁省高中学生化学竞赛试题及答案


2015 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 A

s Se Ga 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.科学家将水置于一个足够强的电场中,在 20℃时,水分子瞬间凝固形成了“暖冰”。下列关 于“暖冰”的说法不正确的是 A.“暖冰”也是水分子间通过氢键结合而成的固体 B.水凝固形成 20℃时的―暖冰‖所发生的变化是化学变化 C.形成 20℃时的―暖冰‖的变化是物理变化 D.在电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得―暖冰‖ 2.化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中不正确的是 A.为防止中秋月饼等富脂食品氧化变质,常在包装袋中放入生石灰 B.氮化硅陶瓷、氧化铝陶瓷、光导纤维等属于新型无机非金属材料 C.绚丽缤纷的烟花中添加了含钾、钠、钙、铜等金属元素的化合物 D.食用植物油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,是人体所需营养物质 3.下列实验操作、现象和发生的离子反应完全正确的是 选项 A B C D 实验操作 向 BaCl2 溶液中通入 CO2 向 NaAlO2 溶液中滴加过量 CO2 将可调高度的铜丝伸入到稀 HNO3 中 现象 溶液浑浊 溶液浑浊 溶液变蓝 发生的离子反应 Ba + CO2+H2O=== BaCO3↓+2H+
2+

AlO2 + CO2+2H2O === Al(OH)3↓+ HCO3 Cu+4H++2NO3 === Cu2++2NO2↑+2H2O






将 Cl2 通入 KI 溶液中, 加入 CCl4, 上 层 溶 液 振荡,静置 显紫红色

Cl2 +2I === 2Cl + I2





4.研究表明:有机锗化合物是一类具有高效低毒的抗癌药物。通常三苯锗丙酸 (ph3GeCH2CH2COOH)与 α-氨基酸反应合成目标产物。下列有关三苯锗丙酸的说法中不正确的 是
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A.能发生酯化反应 B.最多能与 9 mol H2 发生加成反应 C.能发生缩聚反应,合成有机高分子药物
NH2 CH -CH-COOH 3 D.能与 反应生成肽键

5.下表中对应关系正确的是 A B C D 实验室由乙醇制备乙烯;由苯硝化制备硝基苯 由苯制备环己烷;乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 油脂与蛋白质;聚氯乙烯与天然橡胶 甲烷与乙烷;淀粉与纤维素 均为取代反应 均发生了加成反应 均为高分子化合物 均互为同分异构体

6.设 NA 为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 A.0.2 mol Fe 与足量稀硫酸反应,生成的 H2 分子数目为 0.3NA - B.室温下,1L pH=13 的 NaOH 溶液中,由水电离的 OH 数目为 0.1NA C.氢氧燃料电池正极消耗 22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为 4NA D.1L 1 mol· L-1 的氨水溶液中,含 NH4+的数目为 NA 7.下列离子组在溶液中能大量共存且通入相应气体后仍能大量存在的是 选项 A B C D


离子组 Cl 、Ca 、HCO3 、NH4 Ba 、Na 、Cl
3+
- + +

通入气体


2+

+

氨气 二氧化硫 氯化氢 二氧化碳

2+





、NO3
2-


- -

Al 、HCO3 、SO4

、Cl


K 、Na 、HSO3 、Cl

8.“巨能钙”事件沸沸扬扬,原因在于部分巨能钙被检出含有双氧水,而双氧水有致癌性,可 加速人体衰老。下列有关说法错误的是 A.双氧水是绿色氧化剂,可作医疗消毒剂,说明 H2O2 对人体无害 B.H2O2、Na2O2 中都存在非极性共价键 C.H2O2 既有氧化性,又有还原性,与 KMnO4 反应时表现 H2O2 的还原性 D.H2O2 做漂白剂是利用其氧化性,漂白原理与 HClO 类似,和 SO2 不同 9.下列实验过程中产生的现象与对应图形相符合的是

二、本题包括 3 小题,共 43 分。 10.(14 分)甲醇是一种重要的化工原料,工业上可用 CO 和 H2 合成甲醇(催化剂为 Cu2O/ZnO) : CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH = -90.8 kJ· mol-1
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(1)某研究小组,在温度和容器的容积保持不变时,研究该反应是否达到平衡状态,以下五位 同学对平衡状态的描述正确的是 甲:H2 的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率 乙:容器内的压强保持不变 丙:容器内气体的密度保持不变 丁:容器中气体的平均摩尔质量保持不变 戊:CO 和 H2 的物质的量浓度比是 1:2 (2)若在温度、容积相同的 3 个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反 应达到平衡时的有关数据如下:

容器 反应物投入量 CH3OH 的浓度 反应的能量变化 反应物的转化率
下列说法正确的是 A. c1>c2 B. Q1 = Q3

甲 1mol CO、2mol H2 c1 放出 Q1kJ α1

乙 1molCH3OH c2 吸收 Q2kJ α2

丙 2mol CO、4mol H2 c3 放出 Q3kJ α3

C. Q1 + Q2 =90.8

D. α2+α3>1

(3)已知在 298K、 101kPa 下: 甲醇的燃烧热 ΔH= -725.8 kJ· mol-1, CO 的燃烧热 ΔH= -283 kJ· mol-1, H2O (g) === H2O(l) ΔH= -44 kJ· mol-1

写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和水蒸气的热化学方程式 (4)以甲醇为燃料,氧气为氧化剂,KOH 溶液为电解质溶液,可制成燃料电池(电极材料为惰 性电极) ①该电池中通入甲醇的是电源的 应的离子方程式 ②若电解质溶液中 KOH 的物质的量为 0.5mol, 当有 0.5mol 甲醇参与反应时, 该电池的负极反应 式为 ,所得溶液中各种离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 (填正、负)极,若 KOH 溶液足量,则写出电池总反

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11. (14 分)化学兴趣小组使用下图装置,进行测定 SO2 转化成 SO3 的转化率的实验探究。已知: SO3 的熔点是 16.8 ℃,沸点是 44.8 ℃;发生装置中所涉及化学方程式为 Na2SO3(s)+ H2SO4(98%)= Na2SO4+ H2O + SO2↑

(1)根据实验需要,应该在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ处连接合适的装置。请从下图 A~F 装置中选择最适合 装置并将其序号填入下面的空格中。 Ⅰ 、 Ⅱ、 Ⅲ处连接的装置分别是___________、 ____________、 __________。

(2)从乙处均匀通入 O2,为使 SO2 有较高的转化率,实验中在加热催化剂与滴加浓硫酸的顺序 中,应采取的操作是 。 (3)将 SO2 通入含 1.5 mol 氯酸的溶液中,可生成一种强酸和一种氧化物,若有 1.5× 6.02× 1023 个电子转移时,该反应的化学方程式 (4)尾端球形干燥管的作用是 。 (5)用 a mol Na2SO3 粉末与足量浓硫酸进行此实验,当反应结束时,继续通入 O2 一段时间后, 测得装置Ⅲ增重了 b g,则实验中 SO2 的转化率为 %(用含 a、b 的代数式填写) 12.(15 分)二十一世纪钛将成为铁、铝之后的第三大金属,工业上以钛铁矿为原料制备二氧化 钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过 程中会转化为+3 价,FeTiO3 溶于酸后 Ti 元素以 TiO2+存在,TiOSO4 遇水会水解。
硫酸 钛铁矿
①353K

滤渣1 铁粉 溶液1
② 冷却结晶

滤渣2 溶液3 溶液2
③ 热水 ④

废液

沉淀 FeSO4· 7H2O

煅烧 ⑤

TiO2

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请根据以上信息回答下列问题: (1)②中加入铁粉的目的是__________,检验其是否全部除尽的方法是______________ (2)③中混合物分离的依据是________(填字母序号) a.熔、沸点差异 b.溶解性差异 c.氧化性、还原性差异

(3)②、③、④中均需要进行的操作是________(填操作名称) (4)写出④的离子方程式:_______________;该过程在热水中操作的目的是_________ (5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为 MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水), 该反应的离子方程式为___________________________________________

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)海水是宝贵的自然资源,将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重 要途径之一。 (1) 采用 “空气吹出法” 从浓海水吹出 Br2, 并用纯碱吸收, 这样做的目的是 ; 碱吸收溴的主要反应是 Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+ NaBrO3+ NaHCO3,吸收 0.15mol Br2 时,转移 的电子为 mol。 (2)海水提镁的一段工艺流程如下图:
浓海水 脱硫 沉降 澄清液甲 合成 产品乙 干燥 过滤 沉降 石灰乳 产品甲

HCl MgCl2 固体 澄清液乙

盐酸

加热

浓海水的主要成分如下:

离子 浓度/(g· L-1)

Na+ 63.7

Mg2+ 28.8

Cl144.6

SO4246.4

①该工艺过程中, 脱硫阶段主要的离子方程式为 , 加入石灰乳时所发生的离子 方程式是 ②产品乙的化学式为 ,1L 浓海水最多可得到产品乙的质量是 ③在制备 MgCl2 固体时,通入 HCl 气体的目的是

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《物质结构与性质》模块 14.(15 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: (1)F2+的价层电子排布图: (2)六种元素中第一电离能最小的是 (填元素符号) + 2+ (3)AB 、E 和 F 三种离子组成的化学物质,E2F(AB)4 中化学键的 类型有 (4)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 。 则 在 C2D2 中 C 原 子 的 杂 化 类 型 为 ,C2D2 是 (填“极性”或“非极性” ) 分子。 (5)A 的一种同素异形体的晶胞如右图所示,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 个,其距离为 pm(列算式表示) 。 《有机化学基础》模块 15. (15 分)姜黄素是从姜科植物中提取的一种色素,它的主要药理作用有抗氧化、保肝护肝、 抑制肿瘤生长等,它具有对称性结构。
O

Br2/CCl4

A

试剂X

B

[O]

C

[O]

CH2

CH2
O2/ PdCl2 -CuCl2 100~125℃

D (C2H2O3)


反应物Y(C7H8O2) HOOC Al2O3 H2 5%, Pd/C

C

—OCH3 —OH

脱羧

J (C8H8O3)

O O CH3-C-CH2-C-CH3 Claisen缩合

姜黄素 (C21H20O6)

E

稀NaOH

F

G (C4H8O)

已知: E、G 能发生银镜反应

R-CHO+R′-CH2-CHO

稀NaOH △

R-CH=C-CHO+H2O (R、R′表示烃基或氢) R′

请根据以上信息回答下列问题: (1)试剂 X 的名称 (2)由 E 到 F 的化学方程式 ,F 到 G 的反应类型 (3)E 的核磁共振氢谱峰面积之比 (4)反应物 Y 的结构简式 ,姜黄素的结构简式 (5)J(C8H8O3)的同分异构体中同时满足如下条件:①能与 NaHCO3 反应,②能使 FeCl3 溶液 显色,共有 (不考虑立体异构体)种,其中苯环上的一氯代物有两种的同分异构体的结构 简式

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2015 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.B 2.A 3.B 4.C 5.B 6.C 7.D 8.A 9.C 二、本题包括 3 小题,共 43 分。 10. (14 分) (1)乙、丁(2 分) (2)CD(2 分) ; (3)CH3OH (l) +O2(g) = CO (g)+ H2O(g) ΔH= -354.8 kJ· mol-1(2 分) (4)①负 2CH3OH+3O2+4OH- = 2CO32-+6H2O(2 分) ;

②CH3OH – 6e- + 7OH- = HCO3- + 5H2O c(K+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-) 11. (14 分) (1) B A E 或 B A C(3 分) (2)先加热催化剂再滴入浓硫酸 (3 分) (3)SO2 + 2HClO3 = H2SO4 + 2ClO2(3 分) (4)防止空气中的 CO2 及水蒸气干扰,造成误差(2 分) (5)
1600 a ? 25b 64a ? b %(或者 ? 100% 16a 64a

3分

12. (15 分) + (1) 除去 Fe3 (2 分)


取少量②溶液与试管中,加入少量 KSCN 溶液,若溶液不变成血红色则

证明 Fe3 全部除尽(2 分) (2)b (2 分)

(3)过滤(2 分) (4) TiO2 +2H2O


H2TiO3+2H (2 分) ,由于水解反应吸热,升高温度有利于水解平衡向



正反应方向移动,提高 H2TiO3 的产率(2 分) (5)MnO2+2Fe2 +4H ===Mn2 +2Fe3 +2H2O(3 分)
+ + + +

13.(1)使 Br2 富集(2 分) ;0.25(2 分) 22+ (2)①SO4 + Ca = CaSO4↓(2 分) Mg2+ + Ca(OH)2 = Ca2++Mg(OH)2↓(2 分) ②Mg(OH)2(2 分) ;69.9g(3 分) 2+ ③防止 Mg 水解(2 分) 14.(1)
3d

(2)K (3)离子键、配位键、共价键 (4)sp3 极性
第 7 页(共 8 页)

(5)4

√2 a 4 109°28′ sin 2 或
15. (1)氢氧化钠溶液 (2)
CH3-CHO + CH3-CHO

a 2 1-cos 109° 28′

稀NaOH △

CH3-CH=CH-CHO +H2O

还原

(3)3:1 或 1:3
—OCH3

CH3 O— HO —

O O —CH=CH-C-CH2 -C-CH=CH—

—OCH3 —OH

(4) (5)13

—OH

HO-

-CH2-COOH

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