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2004年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)预赛试题及参考答案

时间:2011-02-15


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年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区) 2004 年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)预赛试题
相对原子质量: H:1.01 C:12.01 N:14.01 O:16.00 F:19.00 Na:22.99 P:30.97 S:32.06 C1:3

5.45 K: 39.10 Ti: 47.87 V: 50.94 Cr:52.00 Mn:54.94 Fe: 56.00 Cu:63.55 Zn:65.39 Br: 79.90 Ag: 107.9 I:126.9 Ba:137.3

题号 得分











总分

1.本试卷共 26 题,用 2 小时完成,全卷共 150 分;

2.可使用计算器。

一、选择题(每小题有 1-2 个选项符合题意;每题 4 分,共 15 题,共 60 分) 选择题 1.两位美国科学家彼得·阿格雷和罗德里克·麦金农,因为发现细胞膜水通道,以及对 离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得 2003 年诺贝尔化学奖。他们之所以获 得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为( ) A.他们的研究和化学物质水有关 B.他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物 C.他们的研究深入到分子、原子的层次 D.他们的研究深入到细胞的层次 2.下列物质中,可溶于水的是( )

A.胆固醇:

B.芬必得:

C.保幼激素 JH-I:

D.维生素 C:

3.2003 年 2 月 1 日,美国哥伦比亚号航天飞机在返回地面的途中坠毁,举世震惊。该航 天飞机用铝粉和高氯酸铵(NH4C1O4)的混合物为固体燃料,点燃时铝粉氧化放热,引发高氯 酸铵反应, 产生 N2、 2、2 和 H20 并放出大量的热。 Cl O 下列对此反应的叙述中正确的是 ( ) A.上述反应瞬间产生大量的高温气体推动飞机飞行 B.在反应中高氯酸铵只起氧化剂作用 C.其方程式可表示为 2 NH4C1O4=N2↑+4H20+C12↑ +O2↑ D.上述反应中反应物的总能量大于生成物的总能量 4. 《Inorganic Syntheses》(无机合成)一书中,有一如下图所示的装置,用以 制备某种干燥的纯净气体。该装置中所装的药品正确的是 A.A 中装浓硫酸,B 中装浓盐酸 B.A 中装浓盐酸,B 中装浓硫酸
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c.A 中装氢氧化钠浓溶液,B 中装浓氨水 D.A 中装浓氨水,B 中装氢氧化钠浓溶液 5.下列解释不科学的是 A. “水滴石穿”主要是溶解了 CO2 的雨水与 CaC03 长期作用生成了可溶性 Ca(HC03)2 的缘故 B.长期盛放 NaOH 溶液的试剂瓶不易打开,是因为 NaOH 与瓶中的 CO2 反应导致瓶内气体减 少形成“负压”的缘故 C.严格地讲, “通风橱”是一种不负责任的防污染手段,因为实验产生的有害气体没有 得到转化或吸收 D. “雨后彩虹”与“海市蜃楼”都是自然界的光学现象,也与胶体的知识有关 — 2+ 6.NO2 既有氧化性,又有还原性。NaNO2 大量进入血液时,能将血红蛋白中的 Fe 氧化成 3+ Fe ,正常的血红蛋白转化为高价铁血红蛋白,失去携氧功能,引起中毒,甚至死亡。下 — 列各组试剂不能检验 NO2 的是 A.FeCl2 KSCN B.KMnO4 H2SO4 D.KI 淀粉 C.AgNO3 HNO3 7.右图中曲线表示原子序数在前 20 号中的某些连续 的元素单质沸点的变化规律(原子序数按递增顺序连 续排列),其中 A 点表示的元素是( ) A.Si B.A1 C.Cl D.S 8.由一种阳离子与两种酸根离子组成的盐称为混盐。 混盐 CaOCl2 在酸性条件下可以产生 Cl2。 下列关于混盐 CaOCl2 的有关判断正确的是( ) A.该混盐与硫酸反应产生 1 molCl2 时转移 2NA 个电子 B.该混盐的水溶液呈碱性 C.该盐也是一种复盐 D.该混盐中的氯元素的化合价为+1 和—1 9.往一体积不变的密闭容器中充入 H2 和 I2,发生反应 H2(g)+I2(g) 2HI(g);△H>O,当 达到平衡后, 0 时改变反应的某一条件(混合气体物质的量不变), t 且造成容器内压强增大, 下列说法正确的是( ) A.容器内气体颜色变深,平均分子量不变 B.平衡不移动,混合气体密度增大 C.H2 转化率增大,HI 平衡浓度变小 D.改变条件前后,速度图象为(如右图) 10.2002 年 12 月 31 日,世界上第一条商业磁悬浮铁路在上海 投入运营。磁悬浮的核心技术是利用超导体的反磁性。以 Y2O3、 BaC03 和 CuO 为原料,经研磨烧结可合成一种高温超导物质 YBa2Cu30x。现欲合成 0.5mol 此高温超导物质,理论上需取 Y2O3、BaCO3 和 CuO 的物质的量 (mo1)分别为 ( ) A.0.50、0.50、0.50 B.0.50、1.0、1.5 C.0.25、1.0、1.5 D.1.0、0.25、0.17
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11.现有两种不含结晶水的盐,它们在不同温度下的溶解度分别是: 20℃ 50℃ A 的溶解度 35.7g 46.4g B 的溶解度 31.6g 108g 下列说法中,正确的是 ( ) A.可采用重结晶法使 A、B 混合物分离 B.若把 108gB 的饱和溶液从 50℃降到 20℃,析出的 B 是 76.4g C.在 20℃时,A、B 都可以配成溶质质量分数为 25%的不饱和溶液 D.两种盐在某—温度下具有相同的溶解度 12.有两只串联的电解池(惰性电极),甲池盛有 CuSO4 溶液,乙池盛有一定量某硝酸盐的 稀溶液。电解时当甲池电极析出 1.6gCu 时,乙池电极析出 0.54g 金属,则乙池的溶质可 能是 ( ) A.AgNO3 B.Cu(NO3)2 C.Mg(NO3)2 D.Al(NO3)3 13.某白色固体可能由①NH4C1、②AlCl3、③NaCl、④AgNO3、⑤KOH 中的一种或几种组成, 此固体投入水中得澄清溶液,该溶液可使酚酞变红,若向溶液中加稀硝酸至过量,有白色 沉淀产生。则对原固体判断不正确的是 ( ) A.肯定存在① B.至少存在②和⑤ C.无法确定是否有③ D.至少存在①④⑤ 14.某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:①将镁粉投 入冷水中,未见任何现象;②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡, 但溴水的颜色全逐渐褪色;③将镁粉放入液溴中.未观察到任何明显现象;④向含足量镁 粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的 论述中正确的是 ( ) A.镁粉只直接与溴水中的溴反应 B.镁粉只与溴水中的酸反应 C.产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应得到 D.镁粉在水的催化下与溴发生反应 15.实验室里用一氧化碳还原由氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁组成的混合物,并将生成 的气体通入足量的澄清石灰水中,最后测得生成的铁和碳酸钙的质量比为 21:50,则这种 混合物中氧化亚铁、氧化铁、四氧化三铁的物质的量之比不可能是 ( ) A. 1:2:1 B.3:2:1 C.7:7:9 D.1:1:1

二、(本题共 3 小题,共 24 分) 小题, 16.(4 分)理论化学耗氧量是指有机化合物完全氧化所需氧的量。根据该定义计算若配制 理论化学耗氧量值为 500mg/L 的邻苯二甲酸氢钾溶液 1.000 L,需称取邻苯二钾酸氢钾 g。 17.(12 分)下图是用浓 H2SO4 和 HCOOH 制备 CO 还原 Fe203 并检验反应产物的实验装置图。

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、 、 、 ; (1)A、B、C、E 中应分别盛放 (2)制备 CO 的方程式为 ; (3)加热还原 Fc2O3 之前首先要做 检验;然后还要做 试验, 是否被赶净; 检验 (4)磁铁要在反应 (填“前”或“后”)才能吊在玻璃管上方,它的作用是 ; 。 (5)D 中所放物质为 CuCl—NH3 溶液,它的作用是 18.(8 分)专家预测本世纪是生命科学研究的昌盛时期,人们将通过学科间的交叉、渗透 与合作研究揭示生命现象与本质。研究发现,进入生物体内的氧分子,参与酶促或非酶反 — — 应时,可接受 1 个电子转变为超氧阴离子自由基(02 ),O2 既能与体内的蛋白质和核酸等 1 1 活性物质直接作用,又能衍生为 H2O2、羟基自由基(·OH)、单线态氧( O2, O2 的电子处于 激发状态)等。 ·OH 可以引发不饱和脂肪酸脂质(RH)过氧化反应,产生一系列自由基,如: 脂质自由基(·R),脂氧自由基(RO·),脂过氧自由基(ROO·)和脂过氧化物(ROOH)。这些 含有氧而又比 O2 活泼很多的化合物,称为活性氧,也有人将它们统归为氧自由基类。 一切需氧生物均能产生活性氧,在机体内有一套完整的活性氧系统(抗氧化酶和抗氧 化剂),能将活性氧转变为活性较低的物质,机体因此受到保护。人们利用羟胺氧化的方 — — — 法可以检测其生物系统中 O2 含量,原理是 O2 与羟胺(NH2OH)反应生 NO2 和一种过氧化物。 — N02 在对氨基苯磺酸和 α—萘胺作用下, 生成粉红的偶氮染体, 染体在λ=530nm 处有显著 — — 吸收, 且其吸收值(D530)与[N02 ]成正比, 从而可计算出样品中的 O2 含量。 若此时测得[N02 — -3 ]=2.500×1O mol/L (1)请根据测定原理写出有关反应的离子方程式: ; — (2)计算该样品此时[O2 ]= : — (3)如用羟胺氧化法测定 O2 时,将另一产物作为检测物,若选择用氧化还原法进行定量分 析(KMn04 K2Cr207,任选一种即可),①请写出其测定原理的反应方程式: ; ②测定所用的主要仪器为 ,通过观察 的现象 可确定测定反应是否进行完全。 三、(共 3 小题,共 27 分) 19.(9 分)材料科学是近年来化学研究的热点之一。某新型无机非金属材料 K 由两种非金 ....
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属元素组成,它是一种超硬物质,具有耐磨、耐腐蚀、抗冷热冲击、抗氧化的特性,它是 ... 以中学化学中的常见物质为原料来生产的,如图虚线框外为其生产过程;线框内的其他转 化是为探究 C 的组成而设,G、H 均为难溶于水的白色固体;图中 C、M、K 均含 A 元素,C 物质遇水强烈水解,能生成一种白色胶状物质 F 和 E 的酸雾,其余物质均为中学化学常见 物质。请回答下列问题:

(1)指出 K 可能所 属 的 晶 体 类 型 ; (2)写出化学式:单质 B ,化合物 F ; , (3)写出下列反应的离子反应方程式:⑤ ⑥ ; 。 (4)写出反应④的化学反应方程式 20.(7 分)人体中的血红蛋白(简写为 Hb)可以携带氧气变为氧合血红蛋白(简写为 Hb02)。 其化学平衡方程式可写为:Hb+02 HbO2。在海拔比较高的地方,氧气的分压比较低,平 衡将向左移动,人体会感到比较累并易有眩晕感,严重时还会导致疾病。CO 可与 HbO2 反 应生成 HbCO,并且 HbCO 比 HbO2 要稳定得多,其化学平衡方程式可写为: Hb02+CO HbCO+O2 Kc= =2.1×102

HbCO 的形成使得血红蛋白不再携带氧气而造成人员中毒。—旦发生 CO 中毒,首要做的事 是让患者呼吸新鲜的空气。试从化学平衡的角度分析这样做的意义。 除了 CO 和 O2,HbO2 还可以吸附 CO2 和氢离子,且反应几乎是完全的。方程式如下: + + Hb02+H +C02 Hb(H )C02+02 人体在肌肉剧烈运动时会产生乳酸(CH3CH(OH)COOH), 乳酸在血液中会和氧合血红蛋白发生 怎样的反应? 。 肌肉剧烈运动时放出大量的热量,氧合血红蛋白会放出更多氧气,你认为乳酸和氧合血红 蛋白的反应是吸热反应还是放热反应? 简述理由 。 21.(11 分)固体化学是化学研究中的重要领域。 (1)从 NaCl 晶体中可以抽取出不同形状的晶体小碎片, 这些晶体 小碎片可以称为 NaCl 离子团簇。离子晶体或离子团簇表面存在 悬挂键(即表面的离子有一种没有抓住相邻原子的化学键)。 — 右图是立方体形状的 NaCl 离子团簇,其中大球代表 Cl ,小球
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+

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表代 Na 。请回答下列问题: ①与等质量的 NaCl 离子晶体相比,NaCl 离子团簇具有 (填“较多”或“较少”) 的悬挂键: ②NaCl 离子团簇的熔点比 NaCl 大块晶体的熔点要 (填“高”“低”或“—样”); 、 。 ③如果团簇中离子对数相同,则团簇的总能量与团簇的外形是否有关 (2)固体原料混合物以固态形式直接反应是制备固体粉末最为广泛应用的方法。由于固体 中原子或离子扩散较慢,固态反应常在高温下才能发生。如图(a)所示,MgO 和 Al2O3 两种 晶体开始反应时相互紧密接触,共享—个公用面,加热后在接触面上局部反应生成一层 MgAl2O4,如图(b)所示。在极高温度时,离子具有足够的热能, 能从正常格位上跳出并通过晶体扩散。为使反应进一步进行和 2+ 3+ 产物 MgAl2O4 层的厚度增加,Mg 和 Al 离子必须通过已存在的 MgAl2O4 产物层发生相互扩散到达新的反应界面。在此阶段有 MgO 和 MgAl2O4 之间以及 MgAl2O4 和 A12O3 之间两个反应界面。 ①分别写出界面 MgO/MgAl2O4 和界面 MgAl2O4/Al2O3 上发生反应 的反应方程式: ; ; ②左右界面的生长或移动速度之比为 。 四、(共 3 小题,共 25 分) 22.(4 分)有机化合物 A 的分子式是 C7H10,分子中没有甲基(-CH3)、次甲基(CH )、碳 碳双键和碳碳叁键,写出该化合物的结构简式 。 23.(11 分)近期国内外大量的研究表明,火灾中绝大多数人的第一死因并非高温烘烤或火 烧,而是慌乱奔跑时吸入烟雾中毒。且起火的建筑装修越豪华,这一点越明显。聚氯乙烯 是制作装修材料的最常用原料,失火时聚氯乙烯在不同的温度下,发生一系列复杂的化学 变化,产生大量有害气体,其过程大体如下:

请回答下列问题: (1)火灾中由聚氯乙烯产生的有害气体,其化学成分主要是 , 你认为其中含量最大的为 ,在火灾现场,为防止气体中毒的 防护措施是 。 (2)上述变化中①所属的反应类型为 ;有机化学中将分子加氧或去氢 的反应称为氧化反应,加氢去氧的反应称为还原反应,据此,上述反应中属氧化反应的是 (填代号) 。 (3)在装修中广泛使用的粘合剂也是极易发生火灾的物质,聚乙烯醇缩丁醛就是这样 一种粘合剂,它是由聚乙烯醇 与丁醛缩合得到的含有六元环的高分子化合物,

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若已知反应:2CH30H+HCHO →CH30CH20CH3+H2O 可以发生。请写出制取聚乙烯醇缩丁醛粘合 剂的化学方程式: 。 24.(10 分)光学活性吡氟氯禾灵是选择性强、防效稳定、对人畜安全的多禾本科杂草除草 剂。它的合成路线如下:(已知 )

出 A、B、C 的结构简式:A C ; (2)化合物 B 的系统命名为: (3)含有三氟甲基和苯环的 的所有同分异构体数目为 ;

(1) 请 写 B



五、(共 2 小题,共 14 分) 2+ 25.(6 分)称取含 CaC03 60%的试样 0.25g,用酸溶解后加入过量(NH4)2C204,使 Ca 沉淀 为 CaC2O4。在过滤、洗涤沉淀时,为了使沉淀溶解损失造成的误差不大于万分之一,应该 2+ 2— 用 100mL 质量百分比浓度至少为多少的(NH4)2C204 作洗涤液?已知溶液中当 Ca 和 C204 离子 -9 物质的量浓度的乘积等于或大于 2.3×10 时会析出 CaC2O4 沉淀。

26.(8 分)CrCl3、金属铝和 CO 可在 AlCl3 的苯溶液中发生化学反应生成一种无色物质 A, A 又可和 P(CH3)3 反应,生成物质 B,A 还可和钠汞齐反应生成物质 C,已知 A、B、C 的元 素分析结果如下: Cr/% P/% C/% A 23.63 32.75 B 19.39 11.55 35.83 C 21.84 25.23 试写出:(1)结构简式 A B C ; (2)将 A 中 Cr 原子换为 Mo 原子得物质 D,D 可与 PPh3 反应(Ph 为苯基)试写出反应的 化 学 方 程 式 。

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参考答案: 一、 1.C 2.D 3.AD 4.B 5.B 6.C 7.D 8.BD 9.D 10.C 11.D 12.AB 13.B 14.D 15.AB 二、 16. 0.425 浓 H2SO4 17. ⑴HCOOH 浓 H2SO4 浓 H2SO4 澄清石灰水 ⑵HCOOH CO↑+H2O ⑶气密性 爆呜 空气 ⑷后 分离反应产生的铁 ⑸吸收尾气中的 CO, 保护环境 + -3 18. ⑴NH2OH+2O2 +H =NO2 +H2O2+H2O ⑵5.000×10 mol/L + 2+ 2+ 3+ ⑶①2MnO4 +5H2O2+6H =2Mn +5O2↑+8H2O 或 Cr2O7 +3H2O2+8H =2Cr +3O2↑+7H2O ②酸式滴定管、锥形瓶 锥形瓶中溶液的紫红色(或橙黄色)是否褪去 三、 19. ⑴原子晶体 ⑵Cl2 H2SiO3 或 H4SiO4 22⑶SiO2+2OH =SiO3 +H2O SiO3 +2H2O+2CO2=H2SiO3+2HCO3 ⑷3Si(NH2)4
高温

Si3N4+8NH3↑

20.因为上述反应平衡常数不大,可通过改变浓度使其发生移动,呼吸新鲜空气增加为 + O2 分压,降低 CO 分压。 HbO2+CH3CH(OH)COOH+CO2 Hb(H )CO2+O2+CH3CH(OH)COO 吸热 因为升温时平衡右移 3+ 2+ 21. ⑴较多 低 有关 ⑵界面 MgO/MgAl2O4:2Al -3Mg +4MgO=MgAl2O4 2+ 3+ 界面 MgAl2O4/Al2O3:3Mg -2Al +4Al2O3=3MgAl2O4 1:3 四、 22. 或 或

23.⑴HCl、CO、C6H6 等 ④

HCl

①用湿毛巾捂住口鼻②弯下腰吸低处空气

⑵消去反应



24.⑴ ⑵2-羟基丙酸甲酯或α--羟基丙酸甲酯 ⑶6 五、 25. 0.019%
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http://chemexplorer.nease.net/ Na2[Cr(CO)5] ⑵Mo(CO)6+PPh3 → Mo(CO)5PPh3+CO

26. ⑴Cr(CO)6 Cr(CO)5PMe3

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