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高二组 2013年重庆市高中学生化学竞赛试题


2013 年全国高中学生化学竞赛(重庆赛区预赛)试题 (高二组)
(2013 年 5 月 19 日 题号 满分 得分 评卷人 1 20 2 9 3 7 4 9 5 10 6 12 9:00-11:00) 7 11 8 10 9 12 总分 100

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。 1 题答案填写在第 1 题号下 第 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。 O-16 Na-23 S-32 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65

相 对原子 质量:H-1 C-12 N-14 Se-79 Ba-137 第 1 题(20 分)选择题(单选) 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.海水中溶解和悬浮着大量的无机物和有机物,具有巨大的开发潜力,人类除了从海水中 获得食盐和水外,还获得大量的钾、镁、溴、碘等,以下说法正确的是( )。 A.用有机溶剂可萃取海水中的溴、碘 B.常用电解氯化钠和氯化镁的水溶液来制得钠和镁 C.从海水中可以得到 NaCl,NaCl 可以是制造化肥的原料 D.海水中含有碘元素,只需将海水中的碘升华就可以得到碘单质 1-2.某化学兴趣小组对北京奥运会使用的金牌的成分(除玉壁部分外)提出猜想:甲认为金 牌由纯金制造;乙认为金牌由金银合金制成;丙认为金牌由黄铜(铜锌合金)制成。为了验证 他们的猜想,请你选择一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误 ( ) 。 A.稀硝酸 B.硫酸铜溶液 C.盐酸 D.硝酸银溶液 - - + - 1-3.已知 0.1 mol· 1 的 H2A 溶液中,0.2 mol· 1>c(H )> 0.1 mol· 1,下列说法中不正确的是 L L L ( ) 。 A.在 Na2A、NaHA 两溶液中,粒子种类不相同 + + - - - B.在 Na2A 溶液中一定有: c(Na )+c(H )=c(HA )+c(OH )+2c(A2 ) - - + C.在 NaHA 溶液中一定有: c(A2 ) +c(OH ) =c(H )+c(H2A)
1

D.等浓度的 H2A 溶液与 NaOH 溶液等体积混合后,溶液一定呈酸性 1-4.在高压下氮气会聚合生成高聚氮,这种高聚氮的晶体中每个氮原子都通过三个单键与其 - 它氮原子结合并向空间发展构成立体网状结构。已知晶体中 N-N 键的键能为 160 kJ· mol 1, - 而 N≡N 的键能为 942 kJ· mol 1。则下列有关说法不正确的是 ( )。 ... A.高聚氮晶体属于原子晶体 B.键能越大说明化学键越牢固 C.高聚氮晶体中 n(N)∶n(N-N)=1∶3 D.用作炸药或高能材料可能是高聚氮潜在的应用 1-5. 某溶液中只可能含有下列离子中的几种 (不考虑溶液中含的较少的 H+和 OH-) Na+、 4+、 : NH 22SO4 、CO3 、NO3 。取 200 mL 该溶液,分为等体积的两份分别做下列实验。实验 1:第一份 加入足量的烧碱并加热,产生的气体在标准状况下为 224 mL。实验 2:第二份先加入足量的 盐酸,无现象,再加足量的 BaCl2 溶液,得固体 2.33 g。下列说法正确的是( ) 。 + A.该溶液中可能含有 Na B.该溶液中一定不含 NO3C.该溶液中肯定含有 NH4+、SO42-、CO32-、NO3D.该溶液中一定含 Na+,且 c(Na+)≥0.1 mol·L-1 1-6.二种短周期元素组成的化合物中,原子个数比为 1:3,若二种元素的原子序数分别为 a 和 b,则 a、b 的关系可能是( ) 。 ① a=b+5 ② a+b=8 ③ a+b=30 ④ a=b+8 A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①②③④ 1-7.T1 ℃时,体积为 2 L 的恒容密闭容器中:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。向密闭容器中加 入 NO 和足量的活性炭,反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下: 0 min n(NO)/mol n(N2)/mol n(CO2)/mol 3.00 0 0 10 min 1.6 0.7 0.7 20 min 1.0 1.0 1.0 30 min 1.0 1.0 1.0 40 min a 1.2 0.3 50 min a 1.2 0.3

结合表中数据判断下列说法中正确的是( ) 。 -1 A.10 min~20 min,υ(CO2)为 0.03 mol· · -1 L min B.30 min 时改变的条件是充入一定量氮气 C.若升温至 T2℃时,反应的平衡常数 K=0.0625,则 ΔH>0 D.容器中混合气体的密度保持不变,标志着达到化学平衡状态 1-8.右图是正四面体的原子簇 Aun 一个三角面图,根据该图确定 Aun 中的 n 数值为( )。 A. 20 B.18 C.19 D.47 1-9.下列各项比较中正确的是( ) 。 A.酸性:CH3COOH>Cl CH2COOH B.键角:H2O> H2S C.沸点:邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛 D.氧化性:HClO<HClO4
2

1-10.反应

的主要产物是(

) 。

A.

B.

C.

D.

第 2 题(9 分)二氧化硒(SeO2)是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,可 以通过与浓 HNO3 或浓 H2SO4 反应生成 SeO2 回收 Se。 2-1. 硒元素位于第四周期第ⅥA 族,写出硒的原子序数。 2-2. 若 Se 和浓 HNO3 反应生成的两种还原产物 NO 和 NO2 的物质的量之比为 1:2,写出 Se 和 浓 HNO3 反应的化学方程式。 2-3. 为了测定回收得到的 SeO2 样品的纯度,进行如下实验:准确称量样品 0.1500 g 置于锥形 瓶中,用适量蒸馏水溶解,加入稀硫酸酸化,再加入 1.1 g 碘化钾,滴入几滴淀粉指示剂,用 0.2000 mol· -1 的 Na2S2O3 标准溶液滴定,消耗标准溶液 25.00 mL。 L (1)叙述上述实验中终点颜色变化; (2)计算所测定的样品中 SeO2 的质量百分数。 2-4. 根据上述信息判断:SeO2、H2SO4(浓)、SO2 的氧化性由强到弱的顺序。 2-1 原子序数为 2-2

2-3

(1)颜色变化为: (2)质量百分数为:

2-4

第 3 题(7 分)第 VA 族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含第 VA 族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题: 3-1. N、P、As 原子的第一电离能由大到小的顺序; 3-2. 用价层电子对互斥模型推测 POCl3 的立体构型; 3-3. N2H4 分子中 N 原子的杂化方式; 3-4. P 可以形成 PCl3 和 PCl5,而 N 只能形成 NCl3,说明其原因。 3-5. 画出 N2O4 的路易斯结构式。
3

3-1 由大到小的顺序为: 3-2 构型为: 3-3 杂化方式为: 3-4 原因是:

3-5 结构式为:

第 4 题(9 分) 4-1. 下图为两种铜锌原电池的示意图,写出它们工作时正极的电极反应式。

4-2. (1)电池 B 工作时盐桥中的 K 流动方向; + (2)如果 Zn 的消耗速率为 1× -3 mol·-1,计算 K 的迁移速率。 10 s 4-3. 电池 A 与电池 B 比较,电池 B 的工作效率大大提高,说明其原因。 4-4. 利用电池 A 进行实验,发现铜片、锌片表面均有红色物质析出。实验结束时测得锌片减 少了 3.99 g,铜片增重了 3.84 g,计算该原电池的工作效率(指参加原电池反应的锌占反应总 量的百分率) 。 4-5. 有机合成也可以通过电池反应实现,既生产产品,又提供电能。若以 RCH CHR' + Cl2 == R CH CH R'
Cl Cl



制成电池,写出其负极反应式。 4-1 电极反应式: 4-2(1)流向 (2)迁移速率为: 4-3 原因是: 4-4 工作效率为: 4-5 负极反应式为: 溶液

4

第 5 题(10 分)2004 年美国火星探测车在火星大气层中检测到了 A 气体。资料显示,A 气体 分子是一种三原子分子,其相对分子质量为 60.0,在地球环境下 A 不太稳定,容易分解,仅 以 0.5± 0.05 ppb(1 ppb 为 1 kg 溶液中含有 1?10-6 g 溶质)的浓度存在于空气中。 5-1. 试推测火星大气层的温度,简述你的理由。 5-2. 在一定条件下粉末状的 KSCN 与浓硫酸反应可得到气体 A 和两种硫酸氢盐。 (1)试确定 A 的化学式; (2)写出 KSCN 与浓硫酸反应的化学方程式。 5-3. 一定条件下,A 分解得到一种单质和一种氧化物,写出 A 分解的化学方程式。 5-4. B 与 SO3 反应得到 A 和一种淡黄色的固体单质, 已知 B 由两种元素组成, 其质量比为 3∶ 16,A 和 B 互为等电子体,试写出 B 与 SO3 反应制备 A 的化学方程式。 5-1 温度: 5-2 (1) (2) 5-3 5-4 理由是:

第 6 题 (12 分)KAl(SO4)2 和 NaClO 都是重要的化工产品,均可用于水的净化和处理。 6-1. KAl(SO4)2 可以净水,请简述理由; 6-2. 工业上以氯化钠为原料,通过电解的方法可以制得 NaClO。 (1)写出该反应的离子方程式; (2)NaClO 溶液呈碱性,试写出该溶液中 OH-离子的守恒式。 6-3. 某小组同学用如图所示装置探究饱和 NaClO 溶液与饱和 KAl(SO4)2 溶液混合反应的实验。

(1)打开活塞向烧瓶中加入饱和 KAl(SO4)2 溶液,产生大量的白色胶状沉淀。写出此时反应 的离子方程式; (2)将烧瓶中的混合液在阳光照射下,不久烧瓶中有黄绿色气体产生,充分反应后集气瓶中 收集到一种无色无味的气体。写出在阳光照射下混合液中反应的化学方程式; 6-4. 若将分液漏斗中的 KAl(SO4)2 溶液换成硫酸亚铁铵[(NH 4 ) 2 SO 4 · FeSO 4 ]溶液,其他不变。 打开分液漏斗活塞向烧瓶中滴入足量的硫酸亚铁铵溶液。 观察到烧瓶中有红褐色沉淀产生, 但 是没有观察到黄绿色气体产生。写出烧瓶中发生的氧化还原反应的离子方程式。
5

6-1

6-2(1) (2) 6-3(1) (2) 6-4

第 7 题(11 分)随着能源问题的进一步突出,利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家 的青睐。最近的研究发现,复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢, MnFe2O4 的制备流程如下: (提示:锰元素在本题所有过程中价态均不变)

7-1. 推断原料 Fe(NO3)n 中 n 值。 7-2.(1)阐述步骤二中“连续搅拌”的目的;写出本步骤涉及的离子方程式; (2)说明步骤三中洗涤干净的标准。 7-3. 利用 MnFe2O4 热化学循环制氢的反应可表示为: MnFe2O4-x+xH2O→MnFe2O4+xH2↑。 请认真分析上述两个反应并回答下列问题: + (1)若 MnFe2O4-x 中 x=0.6,计算 MnFe2O4-x 中 Fe3 占全部铁元素的百分率。 (2)该热化学循环制氢法的优点(答两点即可)。 (3)该热化学循环法制氢尚有不足之处,指出需要进一步改进的研究方向。 7-1 n 为:

7-2(1)目的为: 离子方程式:

(2) 7-3(1)百分率为: (2)优点: (3)
6

第 8 题(10 分)6-APA(

)是青霉素类抗生素的母核,与有机物 F 缩合

生成阿莫西林。某同学用对甲基苯酚为原料设计阿莫西林的合成路线如下: CH3
CH3I

CH3 ① ② OCH3 A B ④ ③ (C8H10O2) C ⑤ D

HO—CHCOOH
一定条件

⑥ OCH3



E

OH

H2N—CHCONH S CH3 CH—CH C C — N— CH CH3 OH O COOH 阿莫西林 已知: RCHO HCN/OH RCH—CN OH


6-APA ⑨

F (C8H9NO3)

NH4Cl/NH3 ⑧

H2O/H+ RCH—COOH OH

8-1. 写出 B 的结构简式。 8-2. 指出⑤的反应类型,写出 D 的结构简式。 8-3. 写出反应④的化学方程式。 8-4. 说明反应①的目的。 8-5. 芳香族化合物 G 是 E 的同分异构体。G 分子满足下列条件:a.苯环上的一溴代物只有一 种;b.核磁共振氢谱显示有四种不同化学环境的氢;c.能发生水解反应且产物之一的分子式是 C7H8O3。写出符合上述条件的 G 的所有结构简式。 8-1

8-2 反应类型: 8-3

D 的结构简式:

8-4 8-5

第 9 题(12 分) “蜂皇酸”Q 是蜂王浆的主要活性成分之一,具有灭菌、防辐射、防脱发、抗
7

癌等多种生理功能。 科学测定表明, “蜂皇酸”Q 由 C、 O 三种元素组成, H、 分子量不大于 200。 其中含氢 8.75%,碳的质量分数恰好是氧的质量分数的 2.5 倍。Q 具有酸性,46.05 mg Q 需用 12.50 mL 0.0200 mol· -1 氢氧化钠水溶液来滴定达到滴定终点。 L
已知: O R C R' NaBH4 OH R C H R CH CH R' O3 氧化性水解 R COOH + R' COOH R'

9-1. 请推断 Q 的分子式。 9-2. Q 在乙醇中与 NaBH4 反应得到化合物 A。 在铂粉存在下与氢气反应得到化合物 B。 与 A B 13 浓硫酸共热时容易脱水,得到含有碳碳双键的化合物 D。D 的 C 核磁共振谱表明在双键上有 一个甲基。根据上述反应,指出 Q 分子中存在的官能团。 9-3. D 经臭氧氧化后,再氧化性水解只得到两个断片,乙酸和直链的二羧酸 E。将 Q 进行类似 的断裂,得到草酸和分子中含有一个羧基的化合物 F。推论 D、E 和 F 的结构,由此给出 Q 的 可能结构。 9-1 分子式: 官能团 9-2 存在的官能团有:

9-3 D 的结构

E 的结构

F 的结构

Q 的结构

8


2013年高中学生化学竞赛重庆赛区预赛试题及答案

9-1 分子式: 官能团 9-2 存在的官能团有: 9-3 D 的结构 E 的结构 F 的结构 10 2013 年全国高中学生化学竞赛(重庆赛区预赛)试题高二组 第 1 题(20 分...

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2 6. 4 8. 8 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 5 4-1 写出加入 H2O2 溶液发生反应的离子方程式。 4-2 为了...