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2008年全国高中学生化学竞赛(陕西赛区)初赛试题


2008 年全国高中学生化学竞赛(陕西赛区)初赛试题

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2008 年全国高中学生化学竞赛(陕西赛区)初赛试题
第 I 卷
1. (3 分)清华大学汽车安全与节能国家实验室自主研发了“燃料电池城市客车” ,这种 客车是采用氢能燃料电池的公共汽车,有望为 2008 年北京奥运会服务。 (1)已知氢气燃烧热为 2

85.8kJ/mol。在 25℃、l01kPa 下,l g 辛烷燃烧生成二氧化碳和 。 液态水时放出的热量为 48.41kJ,写出辛烷燃烧的热化学反应方程式 (2)若以辛烷代表汽油燃料,通过比较说明目前使用氢能的优缺点。 。 优点: 。 缺点: 2. (7 分)有 A、B、C、D 四种相邻短周期元素(如右图所示其在周期表中的 位置关系) ,根据元素性质递变规律。回答下列问题: (1) A 和 C 元素、 B 和 D 元素各有相似的化学性质, 是因为 。 (2) 氧和硫处于同一族, 性质相似, 对应的化合物也有类似的性质, 同时有差异。 如 H2O 与 H2S、CH3CH2OH 与 CH3CH2SH(乙硫醇)等有一定相似性。请回答下列问题: ① 已知酸性 H2O<H2S,试判断乙醇和乙硫醇分别与金属钠反应的剧烈程度。 CH3CH2SH(填>、<或=) 。 CH3CH2OH ② CH3CH2Br 不仅能与 NaOH 溶液反应,而且也能与 NaHS 溶液反应,则后者化学反应 。 方程式为 (3)在四种元素中 A 元素还可能与 D 元素有相似的化学性质,化学上称为对角线规则。 请完成下列反应方程式(已知镁可以在氮气中燃烧得到氮化镁) : 。 ①Li 单质也能在氮气中燃烧,其化学反应方程式为: 。 ②铍单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为: 3. (4 分)右图是现行教材中对于一个可逆反应,用正反应速 率和逆反应速率的变化来描述如何建立化学平衡状态的图像(速 率的表达形式上略有改动) 。根据化学平衡原理,当其他条件不变 时,从 0~t。之间的任何一种状态开始,最终都能达到同样的平 衡状态。 2F(g) ,回答下列问题: 对于反应 2D(g)+E(g) (1) 在一容积固定不变的密闭容器中, 充人 2molD 和 1molE, 在一定温度下达到图示的平衡状态,测得此时容器中气体的总物质的量为 2.1mol,则 E 的平 ;达到平衡后,若仅减小压强,F 的体积分数将 (填增大、减 衡转化率为 小或不变) 。 (2)题(1)所述的反应从开始到平衡状态的过程,可用上图来描述。当 A 点的反应速 mol, 率所对应的 F 的物质的量为 l.4mol 时,则 B 点的反应速率所对应的 D 的物质的量为 mol。 E 的物质的量为 (3)其他条件不变时,在题(1)密闭容器中起始时充人 l.6molF,若也能达到如图所示 mol 和 E mol。 的相同的平衡状态,还需充人 D 4. (10 分)A、B、C、D 为原子序数依次增大的四种短周期元素,A、D 同主族,B、C 同周期。它们中的两种元素可形成多种原子个数比为 1:1 的化合物,甲、乙、丙、丁为其中 的四种,它们的元素组成如下表: 化合物 元素种类 甲 A、B 乙 A、C 丙 A、D 丁 C、D
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通常情况下,甲为有机物气体,密度比空气略小;乙为液体;丙和丁为固体且均为离子 化合物。请填写下列空白: ,乙的电子式为 ,丁中阴 (1)D 元素的原子结构示意图为 。 离子与阳离子的个数比为 (2)已知在标准状况下,5.6 L 的甲完全燃烧放出的热量为 325kJ,试写出表示甲的燃烧 。 热的热化学方程式: 。 (3)研究表明,乙是一种二元弱酸,试写出乙在水中的电离方程式: 个; (4) 已知丙的晶体结构与 NaCl 相似, 则该晶体中与 D 离子距离最近的 D 离子有 有资料显示,丙是一种危险物质,其反应活性很高,在潮湿的空气中能自燃。试用化学方程 。 式表示自燃的原因
V 2O 5

5. (9 分)实验室中根据 2SO2+O2 实验装置来制备 SO3 固体。

2SO3;△H= -393.2 kJ·mol

-1

设计如下图所示

请回答下列问题: 。 (1)实验前,必须进行的操作是(填操作名称,不必写具体过程) (2)在 A 装置中加入 Na2SO3 固体的同时,还需加几滴水,然后再滴加浓硫酸。加几滴 。 水的作用是 。 (3)试管 C 的作用是 ; 装置 D 的三个作用是: ① , (4) 广口瓶 D 内盛的试剂是 ,③ 。 ② (5)实验中当 V2O5 表面红热时,应将酒精灯移开一会儿再加热,以防温度过高,这样 。 做的原因是 。 (6)装置 F 中 U 型管内收集到的物质的颜色、状态是 。 (7)装置 G 的作用是 。 (8)从 G 装置导出的尾气处理方法是 6. (9 分)甲、乙、丙三种有机物,可发生下列反应: ① △ A(焰色反应呈黄色) C
+ 比 E 沸点高的相邻同系物 浓硫酸,△

甲 + 硫酸溶液

G(C5H10O2 具有果香味)

乙 + 硫酸溶液

② △

D(能发生银镜反应) E ③ △
氧化

F

氧化

C E 白色沉淀

H C

加 H2O,催化剂 AgNO3,HNO3

丙+氢氧化钠醇溶液

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(1)写出下列物质的结构简式: ,乙 ,丙 甲 (2)写出下列反应类型: 反应,②是 反应,③是 ①是 (3)写出下列反应方程式(有机物用结构简式表示) : C→G ; 。 种。 。 反应。

D 发生银镜反应 (4)与 G 具有相同官能团,分子中含有三个-CH3 的同分异构体有

7. (7 分)苯佐卡因是一种局部麻醉剂,可用于粘膜溃疡、创面及痔疮的镇痛,一般制成 软膏或栓剂使用。其合成路线如下图所示,其中有机物 B 具有酸性。

已知:①苯环上的取代有如下定位规律:当苯环上的碳原子连有甲基时,可在其邻位或 对位上引入官能团;当苯环上的碳原子连有羧基时,可在其间位上引入官能团。



请写出: (1)反应类型:反应 I (2)下列转化的化学方程式: C→D

,反应Ⅱ





。 B+D→E 分子结构中含有-COOR (3) 苯佐卡因有多种同分异构体, 其中-NH2 直接连在苯环上, (R 为饱和的链烃基)官能团,且苯环上的一氯取代物只有两种的同分异构体共有 6 种,除苯 佐卡因外,其中 3 种的结构简式是:

则剩余两种同分异构体的结构简式为




·3·

8. (6 分)在一定量的石灰乳中通人一定量的氯气,生成物中 - - - - - 含有 C1 、ClO 、ClO3 三种含氯元素的离子,其中 ClO 、ClO3 两种离子的物质的量(n)与反应时间(t)的曲线如右图所示。已 - 知生成 ClO3 的化学反应方程式为: 6Ca(OH)2+6Cl2===5CaCl2+Ca(C1O3)2+6H2O (1)写出石灰乳中通人氯气生成次氯酸钙的化学反应方程式: mol。 (2)t2 时,Ca(C1O)2 与 Ca(C1O3)2 的物质的量之和为 g。 (3)t2 时,消耗 Ca(OH)2 的质量是 - (4)据分析,生成 Ca(C1O3)2 的反应是由温度升高引起的,通人氯气的速度不同,ClO 、 - 和 ClO3 的比例也不同。若氯气与 Ca(OH)2 发生的反应均为放热反应,若反应消耗 4mol Ca(OH)2,且
n(ClO ? )
? ) n(ClO 3

? a ,假定所得溶液为 500mL,则 c(Cl )为



mol/L(用含

a 的代数式来表示) 。 9. (6 分)碘酸钾是一种白色结晶粉末,无臭无味。酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化 剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘;在碱性条件下,碘酸钾能被 氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾;碘酸钾在常温下稳定,加热至 560℃开始分解。工业生产 碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为: 6I2+11KClO3+3H2O===6KH(IO3)2+5KCl+3C12

试回答下列问题: (1)步骤①反应器发生的反应中,生成 3mol 氯气时转移电子总数为 (2) 步骤②中, 用硝酸而不用 HI, 其原因可能是 (3) 步骤③要保持溶液微沸 l 小时以完全排出氯气, 排出氯气的原因为 (4)实验中涉及两次过滤,在实验室进行过滤实验时,用到的玻璃仪器有 (5) 步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的 pH, 反应的化学方程式为: (6) 参照下表碘酸钾的溶解度, 由步骤⑩到⑩得到碘酸钾晶体, 你建议的方法是 温度/℃ KIO3 g/100g水 0 4.60 10 6.27 20 8.08 40 12.6 60 18.3 80 24.8

。 。 。 。 。 。

10. (9 分)三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校一化学实验小组通 过实验来探究一红色粉末是 Fe2O3、Cu2O 或二者混合物。探究过程如下: [查阅资料] ①Cu2O 是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成 Cu 和 CuSO4,在空气中加热生成 CuO。 ②在酸性条件下,Fe3+可把 Cu 氧化成 Cu2+。 [提出假设] 假设 l:红色粉末是 Fe2O3
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假设 2:红色粉末是 Cu2O 假设 3:红色粉末是 Fe2O3 和 Cu2O 的混合物 [设计实验] 取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂。 。 (1)若假设 1 成立,则实验现象是 (2)若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你 。简述你的理由(不需写出反应的方程式) 。 认为这种说法合理吗? (3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色,则证明原固体 ,写出发生反应的离子方程式: 。 粉末是 [探究延伸] 经实验分析,确定粉末为 Fe2O3 和 Cu2O 的混合物。 (4)实验小组欲用加热法测定 Cu2O 的质量分数。取 a g 固体粉末在空气中充分加热,待 。 质量不再变化时,称其质量为 bg(b>a) ,则混合物中 Cu2O 的质量分数为 。经查阅资料得知, (5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O) 2+ 2+ 3+ 在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使 Cu 、Fe 、Fe 分别生成沉淀的 pH 如下: 物质 开始沉淀pH(离子浓度0.1mol·L ) 沉淀完全pH(离子浓度l0~mol·L ) 实验室有下列试剂可供选择: C.NaOH A.氯水 B.H2O2 实验小组设计如下实验方案:
-1 -1

Cu(OH)2 4.7 6.7 D.Cu2(OH)2CO3

Fe(OH)2 7.0 9.0

Fe(OH)3 1.9 3.2

试回答: ①试剂 1 为 ②固体 X 的化学式为 ③操作 I 为

,试剂 2 为 。 。

(填代号字母) 。

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第Ⅱ卷
1. (8 分)暗绿色化合物 Co(NH3)3(H2O)Br3 是反磁性物质,它溶于水中得到深绿色溶液, 静置后变成红色溶液。溶液的摩尔电导随着静置时间的增加而增加。试回答: (1)写出中心离子的价电子组态,并指出其在绿色化合物中的杂化形式。 (2)写出表示绿色化合物与红色化合物结构的化学式。 (3)画出绿色化合物所有可能的几何异构体,并指出哪些有旋光异构体。 B 式 K=9 (4)若红色化合物的两个异构体能发生下面的异构化反应:A 式 试判断该异构化反应是焓效应驱动的反应还是熵效应驱动的反应?估算该反应的焓效应是 多少?画出 B 式的结构。

·5·

2. (4 分)电镀银废液中含有[Ag(CN)2] ,对环境会造成污染。试回答: - (1)电镀银电解质为什么用[Ag(CN)2] ,而不用 AgNO3? (2)解释氰化物对人体有强毒性。 (3)如何处理废液并回收其中的 Ag?



3. (6 分)指出下面过程中方框所代表的化合物的结构

4. (6 分)指出下面分子有无手性,如有手性碳原子请写明 R、S 构型: (1) (2)

(3)顺-l,2-二甲基环己烷

(4)

(5)

(6)

5. (6 分)六方 SiC 晶体具有六方 ZnS 型结构,其晶胞参数为 a=308pm,c=505pm,晶胞 中原子分数坐标为:C(0,0,0) , (2/3,1/3,1/2) ;Si(0,0,5/8) , (2/3,1/3,1/8) 。请完成 下列问题。 (1)画出六方晶胞图; (2)计算六方 SiC 晶体的密度; (3)指出 Si 的堆积形式和 c 填充的空隙类型。

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