2017年浙江省化学竞赛初赛试题及答案

2017年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛

一、选择题 (本题包括12小题，每小题4分，共48分。每小题只有一个选项符合题意) 1．2016年诺贝尔化学奖在瑞典皇家科学院揭晓，让·皮埃尔·索维奇，J·弗雷泽·斯托达特爵士和伯纳德·L·费林加三位科学家分享该奖，以表彰他们在“合成分子机器”方面的研

究。下列关于分子机器说法不正确

．．．的是

A．“分子机器”尺寸小，可以依靠各种化学能、电能、光能等进行驱动，在纳米层次上控制单分子和多分子的运动

B．“分子机器”是通过分子和分子之间的共价键作用形成的结构固定的超分子组装体，再通过酸碱、离子、光、电等外界刺激，使分子之间发生相互运动，最终实现做功C．“分子机器”可以通过它的分子钳子与特定的病毒相结合，向肿瘤部位集中运输药物D．只要材料和环境条件具备，“分子机器”就能自动组装

2．化学与生活、社会发展息息相关，下列有关说法不正确

．．．的是

A．“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁”；屠呦呦改进提取青蒿素的方法，提取过程中发生了化学变化

B．“时气错逆，霾雾蔽日”，雾所形成的气溶胶能产生丁达尔效应

C．《中国诗词大会》不仅弘扬了中国传统文化，还蕴含着许多化学知识。例如刘禹锡诗句“千淘万漉虽辛苦，吹尽狂沙始到金”可以看出金性质稳定，可通过物理方法得到D．“外观如雪，强烧之，紫青烟起”。南北朝陶弘景对硝酸钾的鉴定过程中利用了焰色反应

3．离子液体（或称离子性液体）是指全部由离子组成的液体，如熔融NaCl、KOH等。室温附近呈液态的离子液体称为室温离子液体，其常见的阳离子有季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子、吡咯盐离子等，常见的阴离子有卤素离子、四氟硼酸根离子、六氟磷酸根离子等。离子液体具有许多传统溶剂无法比拟的独特性能，被广泛应用于化学研究的各个领域。下列

说法不正确

．．．的是

A．离子液体在反应过程中可作为溶剂和催化剂，从而提高化学反应的速率

B．在使用含有重金属元素的离子液体时，要严格遵守安全守则，严禁用手直接触碰，同时佩戴防毒面具，防止离子液体易挥发而导致中毒

C．离子液体具有电导率高的特点，可作为电解质溶液应用于电化学研究

D．通过对离子液体的进一步研究，发现选择不同的阴阳离子可调节其对许多无机物、有机物的溶解度，在分离提纯物质方面具有良好的应用前景

4．下列说法正确的是

A．大分子化合物油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子才能被吸收

B．2017年2月，朝鲜第三代领导核心金正恩兄长金正男系神经毒剂“VX”中毒身亡，VX的键线式为：

O

C10H26PSNO2，无手性

N

C ．有机物X （结构如右图）是一种治疗艾滋病的新药，酸性水解 得到的产物均为极性分子；有机物X 也可发生加成反应，1molX 最多 消耗5molH 2

D ．以下示意了一种新型的合成方法，使得生产兼具良好延展性与硬度的玻璃成为了可能

5．下列有关物质结构的说法不正确．．．

的是 A ．研究人员经过不懈努力，通过NaNO 3和Na 2O 在573K 反应制得了Na 3NO 4，并且发现NaNO 4也是存在的，后者与水反应的化学方程式：NaNO 4+H 2O=NaNO 3+H 2O 2

B ．随着计算化学的发展，研究人员通过“晶体结构预测”模型进行演算发现，一定条件下能够得到氦钠化合物，并进一步合成得到Na 2He 。此外“一定条件”不可能指常温常压

C ．三苯锗丙酸（Ph 3GeCH 2CH 2COOH ）可用于合成有机锗化合物（一类具有高效低毒的搞癌药物）。三苯锗丙酸可与H 2最多按1∶9反应，也能通过缩聚反应制备有机高分子药物

D ．分子式为C 8H 11N 的有机物，分子内含有苯环和氨基（-NH 2）的同分异构体共有14种

6．下列各反应方程式不正确．．．

的是 A ．Cl 2与H 2O 反应：Cl 2+H 2O Cl -+H ++HClO

B ．向含氰化氢的废水中加入铁粉和碳酸钾制备黄血盐：

12HCN+2Fe+3K 2CO 3=2K 3Fe(CN)6+H 2↑+3CO 2↑+5H 2O

C ．碱性条件下，甲醛与Zn(CN)42-反应：

Zn(CN)42-+4HCHO+4H 2O →4HOCH 2CN+Zn(OH)42-

D ．在水溶液中，硫酸银与单质硫作用，沉淀变为硫化银，分离，所得溶液中加碘水不褪色：3Ag 2SO 4+4S+4H 2O=3Ag 2S+4H 2SO 4

7．下列选择或操作均正确的是

A ．装置甲可用于吸收有刺激性气味的SO 2气体

B ．装置乙可用于分离碘单质和氯化铵的固体混合物

C ．装置丙可作为分解草酸晶体（H 2C 2O 4·H 2O ）的装置，已知草酸晶体100℃开始失水，101.5℃熔化，150℃左右开始分解成气体

D ．装置丁的实验现象，说明该装置不漏气

8．A 、B 、C 、D 、E 五种元素的原子序数依次增大。已知A 、B 、C 、D 是短周期元素中的四

H

种非金属元素，A元素的原子形成的离子就是一个质子，C、D在元素同期表中处于相邻的位置，它们的单质在常温下均为无色气体，B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，E是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是

A．B为碳元素，其同素异形体C60构成分子晶体故能溶于有机溶剂，而石墨则往往可以出现在死火山口，因为那里曾经历过高温高压

B．化合物BD2是直线型分子，若遇E同周期的金属单质着火均可用BD2灭火

C．用E单质作阳极，石墨电极作阴极电解NaHCO3溶液，电解一开始就会在阴极区出现白色沉淀

D．A、C两元素可能形成原子个数比（A∶C）为3∶1、2∶1以及1∶1的化合物

9．下列说法正确的是

A．实验室制备硫酸亚铁晶体时，对硫酸亚铁溶液进行蒸发浓缩操作应选用水蒸气浴加热B．取1mL淀粉溶液于试管中，滴加3~4滴硫酸溶液，在沸水浴中加热5min，冷却后选加入NaOH溶液至碱性，再滴加碘水，即可验证淀粉是否发生水解

C．抽滤操作中，洗涤沉淀时要关小或者关闭抽气泵

D．实验室中的乙醇往往都含有一定量的水，可通过蒸馏方法得到无水乙醇

10．含有4n+2（n=0，1，2……）π电子的单环封闭平面共轭多烯化合物具有芳香性，这就是Hückel规则。根据Hückel规则，下列具有芳香性的是

11．利用传感技术可以探究压强对2NO 2N2O4化学

平衡移动的影响。在室温、100KPa条件下，往针筒中

充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。

分别在t1、t2时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，

测定针筒内气体压强变化如右图所示。下列说法正确

的是

A．B点 NO2的转化率为6%

B．B点到D点的过程中，NO2的物质的量先减少后增大

C．B、E两点对应的正反应速率大小为v B

D．E、H两点气体的平均相对分子质量大小为M E>M H

12．氢氧燃料电池作为极具发展前途的新动力电源，广泛应用于大型电站发电、便携移动电源、飞机、汽车、军舰等。用酸性

氢氧燃料电池为电源进行电解的实

验装置（一定条件下可实现有机物

的电化学储氢）如右图所示。甲池

中A为含苯的物质的量分数为0.10

的混合气体，B为10mol混合气体，

其中苯的物质的量分数为0.24，C

为标准状况下2.8mol气体（忽略水

蒸气），下列说法正确的是

A．乙池中溶液的pH变小

B．D处通入H2，C处有O2放出

×100%=75%

C．该储氢装置的电流效率：η=生成目标产物消耗的电子数

转移的电子总数

D．甲池中阴极区，苯被还原的同时，还有其他物质也被还原

二、选择题 (本题包括6小题，每小题4分，共24分。每小题可能有1或2个选项符合题意，若有2个正确选项，只选1个且正确的给2分，多选、错选都给0分)

13．Crabtree等报道了26种分子间双氢键B-H…H-A（即H与H之间形成类氢键）。日本Doi 和Miyake新近对双氢键作了理论计算，得出像LiH…HCN的分子之间存在双氢键。以下哪些分子之间不可能

．．．含双氢键

A．两分子的H3N—BH3B．C2H4和C2H2C．苯和三氯甲烷D．LiH和C2H2

14．某磁性材料黑色物质（丙）是由氧化物（甲）与气态氢化物（乙）（标况下的密度为1.518g·L-1）按物质的量之比1∶4反应生成的。为探究物质丙的组成和性质，设计并完成如下实验：

下列说法不正确

．．．的是

A．氧化物甲中阳离子的核外电子排布式：[Ar]3d5

B．将气体乙在过量的空气中充分燃烧后的混合气体通入BaCl2溶液，出现白色沉淀

C．物质丙的化学式为Fe2S3，将上述滤液暴露在空气中发生如下反应：

4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O

D．将盛有等浓度、等体积盐酸的两个反应容器（锥形瓶）置于不同温度的水浴中，加入等量的丙，观察黑色物质消失的快慢，可以验证不同温度对丙与盐酸反应速率的影响

15．H2C2O4为二元弱酸，其水溶液中存在形式的分布与pH关系如图所示，下列说法不正确

．．．的是

A．由图可知：草酸的K a2=6.3×10-5

B．浓度均为0.01mol/L的草酸与NaOH溶液

等体积混合并充分反应得到的溶液中：c(Na+)>

c(HC2O4-)>c(H+)>c(OH-)>c(C2O42-)

C．向pH=3的草酸溶液滴加氨水升至6的过

程中反应的离子方程式：

HC2O4-+NH3·H2O=NH4++C2O42-+H2O

D．向草酸溶液滴加NaOH溶液至中性：

c(H+)+ c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)

16．梯形聚合物是由两个以上的单链相连而成一条梯状大分子链的聚合物。由于大分子链上没有单链，其僵硬性增大，具有更高的热稳定性。某梯状聚合物BBL的结构简式为

两种物质缩聚而成。下列说法正确的是

A．A分子中所有原子共平面，1molA水解后最多可与2molNaOH反应

B．B属于芳香族化合物，可溶于水，其水溶液显碱性

C．BBL是平面型聚合物分子，平均每个链节中有7个环，其链节有顺反异构现象

D．由A、B生成BBL的反应中，还会生成H2O和HCl，且物质的量相等

17．已知：顺、反丁烯二酸的四个酸解离常数为1.17×10-2，9.3×10-4，2.9×10-5和2.60×10-7。其中顺丁烯二酸，又称马来酸，如果将其添加到淀粉中，可快速地使食品吸水从而增加“QQ ”的口感。顺、反丁烯二酸的结构如下：

近来，又有理论计算表明，甲酸也存在Z -和E -型两种异构体，且两者存在一定的能量差别：

根据以上给出的信息，结合所学知识，下列说法正确的是

A ．熔点：反丁烯二酸>顺丁烯二酸；水中的溶解度：反丁烯二酸>顺丁烯二酸

B ．相同温度下，将两片相同的镁带投入相同物质的量浓度的顺反丁烯二酸溶液中，产生气泡的初始速率相同

C ．酸常数2.60×10-7对应于顺丁烯二酸的第二级电离

D ．甲酸

E -型异构体的p K a <3.77

18．无摩擦、无质量的活塞1、2、3和4将反应器隔成甲、乙、丙和丁4部分（如下图所示）。分别进行反应：A （g ）+B （g ）C （g ），起始时物质的量已标在图中。某温度和100kPa 下实现平衡时，各部分的体积分别为V 甲、V 乙、V 丙和V 丁。这时若去掉活塞1或3，均不会引起其他活塞移动。下列叙述正确的是

A ．若向甲容器中充入一定量的

B ，则B 的转化率变大

B ．b<3a

C ．y=(b-8a)/7

D ．若假定该反应的 =1（ =1mol/L ）

，则去掉活塞2后再次达到 平衡时，活塞3向右移动

三、本题包括2个小题，共23分

19．（10分）金属单质A 与气体单质B 加热反应生成C ，C 具有硬度高、耐高温等特点，易与常见液体D 反应，生成刺激性气味气体E （能使湿润的红色石蕊试纸变蓝）。A 与E 在加热条件下反应得到C 。盐F 受热分解得到B 与D ，两者的物质的量之比为1∶2。请回答：

（1）C 的化学式 ，写出A 与E 反应的化学方程式 。

（2）气体E 中心原子的杂化方式是 。

（3）液态E 中存在自耦电离，类似水的电离，写出E 的自耦电离方程式 。

（4）下列物质中，在液态E 溶解度最大的是 。

A ．CCl 4

B ．CH 3OCH 3

C

D ．PCl 5

（5）写出F 受热分解的化学方程式 。

c [B] [A] c

20．（13分）当今世界，食品生产几乎都离不开食品添加剂。部分欧盟许可的食品添加剂信息如下表。已知X、Y为不同的金属元素。

下图画出了E171（晶胞参数a=b=4.59?，c=2.96?，α=β=γ=90°，ρ=4.25g/cm3）的晶胞。

（1）利用给出的晶胞参数，列式计算E171中最小重复单元的化学式的摩尔质量。

（2）确定B、D的化学式，以及E500（II）、E171和N的化学式。注：标准状况下D是一种液体。

170℃

（3）写出NaH2PO4E450（I）转化的反应方程式。

（4）E450（I）、E500（II）和面粉的混合物就是发酵粉，广泛用于糕点生产中的无酵母面坯。请写出上述混合物能够使面坯疏松的反应方程式。

四、本题包括1个小题，共14分

21．（14分）环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体。常温下，环己酮为无色透明液体，带有泥土气息，微溶于水，易溶于乙醚、乙醇等有机溶剂，性质较为稳定，但在一定条件下也会被强氧化剂氧化。实验室通过以下步骤制备环己酮。

步骤1：取5.25g重铬酸钠溶于30mL水中，缓慢滴加4.5mL浓硫酸，并不断搅拌得到橙红色的重铬酸钠溶液，溶液冷却至30℃，备用。

步骤2：向100mL圆底烧瓶内，加入5.25mL环己醇，然后加入上述重铬酸钠溶液，振摇使充分混合。

步骤3：放入温度计，测量初始反应温度，并观察温度变化情况。当温度上升至55℃时，

立即用水浴冷却，保持反应温度在55~60℃。约0.5h 后，温度开始出现下降趋势，移去水浴再放置0.5h 以上，溶液呈墨绿色。

步骤4：向墨绿色溶液中加入30mL 水和几粒沸石，改成蒸馏装置，95℃时环己酮与水一起蒸馏出来，直至馏出液不再浑浊时，再多蒸7.5~10mL ，约蒸出50mL 馏出液。

步骤5：向馏出液加入约6g 精盐后，转入分液漏斗，静置，分液，得到有机层，并用无水硫酸钾干燥，蒸馏得到环己酮。

请回答：

（1）写出制备环己酮的化学方程式 。

（2）步骤3反应温度控制在55~60℃的目的是 。由此可知，步骤2应注意 。

（3）馏出液加入精盐的目的 。

（4）同学甲认为由于步骤5方案不够严密导致产品产率偏低，请加以改进。

。

（5）步骤5方案被改进后，同学乙认为还可对步骤4进行改进从而进一步提高产品的产率，改进方案为 。

五、本题包括2个小题，共23分

22．（13分）局部麻醉剂普鲁卡因（代号B ）的结构式如下所示：

已知普鲁卡因盐的阳离子（代号：BH +）的电离常数K a =1×10-9。

（1）普鲁卡因作为局部麻醉剂的麻醉作用是由于它的分子能够透过神经鞘的膜，但它的阳离

子BH +基本上不能透过神经鞘膜。盐酸普鲁卡因溶液里的 =1/1000，此时溶液的pH 为 。 （2）若把上述B 分子中的二乙基胺基改成乙基氨基（-NHC 2H 5）或氨基（-NH 2），分别对应化合物C 和D ，B 、C 、D 的碱性顺序是C>B>D ，则它们通过神经鞘膜的趋势是 < < ，其理由为 。

（3）作为局部麻醉剂，普鲁卡因在传导麻醉、浸润麻醉及封闭疗法中均有良好药效。它的合成路线如下，请写出以下路线中用字母a 、b 、c 表示的试剂、A~E 表示的中间产物的结构简式。

[B] [BH +]

23．（10分）有机物分子G和J，均高度对称，体现了一定的美感与艺术性。

其中G是一种结构对称的烯烃，含有三重旋转轴（沿此轴旋转360°/3觉察不出整个分子的变化），可由以下路线合成：

已知：

①Diels-Alder反应：共轭双烯与烯烃或炔烃共热生成环己烯的衍生物，例如：

[2+2]环加成反应：在光照下两分子烯烃可双聚成环丁烷衍生物，举例如下；若分子内适当位置有2个C=C键，也有可能发生分子内的[2+2]环加成反应：

②

（1）画出A、C的结构简式。（不考虑立体化学）

（2）目标产物J（分子式C11H12O2）为一笼状化合物，可通过如下合成路线合成：

已知反应III是酮还原偶联反应，在二碘化钐等还原剂作用下两分子酮被还原并偶联生成相邻的二醇，例如：

画出H、I、J的结构式，请尽可能清楚地表达出它们的立体结构。

六、本题包括2个小题，共18分

24．（8分）纯净物X由5种常见元素组成，其中3种为短周期元素A、B、C。A元素的最高正价与最低负价之和为0，B元素与C元素组合得到两种常见的极性物质，其中C元素原子皆以sp3杂化，其中一种物质的键角为104.5℃。另外两种元素D、E为长周期元素，D元素通过蓝色钴玻璃焰色为紫色，金属元素E原子最外层电子数比次外层电子数少12个。5种元素在X中的质量分数依次为A：14.67%；B：1.23%；C：48.85%；D：23.88%。请写出A、B、C、D、E的元素符号及X的化学式。

25．（10分）金属B能够与气体X形成多种金属羰基化合物，1908年，人们制得橙色双核结构化合物C，它可以用作有机合成中的催化剂。1923年，人们加热C得到了黑色晶体，它是两种同分异构体D和E的混合物，定性组成与C相同。直至1959年，人们才得到了D和E 的确切结构，由此开启了金属簇状化合物的大门。化合物D分子结构中有四条三重旋转轴（类似于白磷-P4），化合物E分子结构中有一条三重旋转轴。再进一步研究这类物质，还可以制得由两种不同金属组成的骨架，例如化合物H（分子结构中有一条三重旋转轴）。

已知：

①A是一种氧化物；

②忽略金属的差异，D、E、H的金属骨架类型相同；

③簇状化合物中金属原子一般满足最外层18电子（即中心体的价电子数+配体提供的电子数=18）结构。

（1）写出物质A、C、G的化学式。

（2）写出图中C→F过程对应的反应方程式。

（3）画出D、E、H的空间结构，已知物质X只在其中一种分子中形成桥式连接。

参考答案