2016年化学竞赛题

2016年省高中学生化学竞赛试题

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．化学与环境、材料、信息、能源关系密切，下列说确的是 A ．用漂粉精和洁厕灵的混合液清洗马桶效果更佳

B ．推广使用煤液化技术，可减少二氧化碳等温室气体的排放

C ．高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片

D ．PM 2.5是指大气中直径接近2.5×10－6

m 的颗粒物，分散在空气中形成胶体

2．中国传统文化对人类文明贡献巨大，在古代，我国人民就已经广泛应用了化学知识，古代文献量记载了他们的研究成果。下列关于古代化学的应用和记载，对其说明不合理．．．的是 A ．《本草纲目》中记载“（火药）乃焰消（KNO 3）、硫磺、杉木炭所合，以为烽燧铳机诸药者”，这是利用了KNO 3的氧化性

B ．我国古代文献《天工开物》记载“凡研硝（KNO 3）不以铁碾入石臼，相激火生，祸不可测”是因为KNO 3能自燃

C ．《本草经集注》中记载了区分硝石（KNO 3）和朴硝（Na 2SO 4）的方法：“以火烧之，紫青烟起，乃真硝石也”，这是利用了焰色反应

D ．在古代我国人民常用明矾水除去铜器上的铜锈[Cu 2(OH)2CO 3]，是因为Al 3+

能水解

3．东晋《肘后备急方》中记载“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之，可截疟”。

2015年生理学或医学诺贝尔奖得主屠呦呦从中得到启发，获得对多种疟原虫抑制率

达到100%疗效的青蒿素。右图是青蒿素的结构，则有关青蒿素的说法中正确的是

A ．青蒿素分子式为C 15H 20O 5

B ．青蒿素分子中含有过氧链、酯基和醚键

C ．青蒿素热稳定性好，可用水煎的方法提取

D ．青蒿素在碱性条件下易发生水解反应，1 mol 青蒿素在反应中消耗2 mol NaOH 4．X 、Y 、Z 、W 均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如图所示。 若Y 原子的最外层电子数是层电子数的3倍，下列说法中正确的是 A ．X 、Z 、W 三种元素最高价氧化物的水化物都是强酸 B ．最高价氧化物对应水化物的酸性W 比Z 弱 C ．Z 的单质与氢气反应较Y 剧烈 D ．X 、Y 形成的化合物都易溶于水

5．下列各组离子能大量共存，且加入试剂X 后，发生反应的离子方程式正确的是

选项 离子组 试剂X

离子方程式 A 透明溶液中： Fe 3+、NH 4

+、SO 4

2-、Cl -

过量的铜粉 2Fe 3+

＋Cu ＝2Fe 2+

＋Cu 2+

B NH 4+

、Na +、AlO 2-、Cl -

过量的盐酸 AlO 2-＋4H +＝Al 3+

＋2H 2O

C Na +、Ba 2

+、HCO 3-、NO 3- NaHSO 4溶液 H +＋HCO 3-＝CO 2↑＋H 2O D

pH ＝1的溶液中：

Mg 2+

、Fe 2+

、NO 3-、SO 4

2-

双氧水

2Fe 2+

＋H 2O 2＋2H +＝2Fe 3+

＋2H 2O

6．N A 代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是

A ．9 g 超重水（3H 216

O ）含中子数为6N A

B ．3.0 g 乙酸与甲酸甲酯的混合物中含有氧原子数目为0.2N A

C ．常温常压下，质量均为32 g 的N 2H 4和CH 3OH 含的原子数都是6N A

D ．1 mol ·L -1的氯化铁溶液中，若Fe 3+的数目为N A ，则Cl －

的数目为3N A

O CH 3

O CH 3H 3C O

O O

7．下列实验中，对应的现象以及结论均正确的是

选项 实验 现象 结论

A 向氯水中加入过量的铁粉，充分反应后滴加酸性高锰酸钾溶液 有气体生成，高锰酸钾溶液褪色 氯水将Fe 氧化为Fe 2＋

B 向某钾盐中滴加浓盐酸，产生气体再通入品红溶液

品红溶液褪色 该钾盐为K 2SO 3或KHSO 3

C 向1.0 mol·L －1

的NaHCO 3溶液中滴加2滴甲基橙

溶液呈黄色 NaHCO 3溶液呈碱性

D 向浓度均为0.1 mol·L －1

的

Al 2(SO 4)3、Fe 2(SO 4)3的溶液中逐滴

加入氨水

先有红褐色沉淀生成，后有白色沉淀生成 Al(OH)3的溶度积比

Fe(OH)3的大

8．用0.1 mol·L -1的NaOH 溶液分别滴定体积均为20.00 mL 、浓度均为0.1 mol·L -1

的盐酸和HX 溶液，两溶液的pH 随加入NaOH 溶液的体积变化曲线如图所示， 下列有关说法中正确的是

A ．HX 为弱酸，且电离平衡常数K a ≈1×10-10

B ．P 点时c (Cl －)＝0.05 mol·L -1

C ．水的电离程度：M 点大于N 点

D ．M 点时，c (HX)＞c (Na +)＞c (X －)＞c (OH －)＞c (H +

)

9．铬是人体必需的微量元素，但正六价的铬有很强的毒性，人体需要的是三价铬。用肼（N 2H 4）--氧气燃料电池

做电源，以铁做阳极，利用电解法除去污水中的Cr 2O 72-离子。若污水中含0.2 mol 的Cr 2O 72-离子，则标准状况下需消耗N 2H 4的体积为

A ．3.36 L

B ．6.72 L

C ．13.44 L

D ．22.4 L 二、必考题（本题包括3小题，共43分。）

10．(14分) 化学是一门与人类生活息息相关的学科，化学物质对人类有利有弊。

仔细阅读下列氮及其化合物的相关信息，回答下列问题：

（1）NO 2可做火箭燃料的氧化剂，但也是一种主要的大气污染物。已知通常条件下：

N 2O 4(g) 2NO 2(g) ΔH >0 ，某温度下，将0.60mol N 2O 4气体充入2L 真空密闭容器中，保持温度和容器体积不变，测得如下数据： 时间（s ） 0 10 20 30 40 50 n(N 2O 4)/mol 0.60 0.42 b 0.21 d e n(NO 2)/mol

0.00

a

0.60

c

0.90

0.90

①计算20~30秒之间，用NO 2表示的平均反应速率为 mol/(L ·s) ②可提高N 2O 4的转化率的措施之一为

③图一是T℃时，容器中N 2O 4物质的量的变化曲线，在图中画出T 1℃（T 1>T ）时，N 2O 4物质的量的变化曲线。

图一 图二

（2）N 2O 5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。现以H 2、O 2、熔融盐Na 2CO 3组成的燃料电池，采用

电解法制备N 2O 5，装置如图二所示：

①写出石墨Ⅰ上的电极反应式

②写出Pt1电极上的电极反应式

（3）肼（N2H4）常做火箭燃料和抗氧化剂。

①12.8g液态肼与足量H2O2反应生成N2和气态H2O，放出256.65kJ的热量。则该反应的热化学方程式

为。

②盐酸肼（N2H6Cl2）是一种重要的化工原料，属于离子化合物，易溶于水，溶液呈性，水解原理与NH4Cl

类似。写出盐酸肼溶液中各离子浓度由大到小的顺序。

11．（14分）“开车不喝酒，喝酒不开车”，酒后驾车容易引发严重交通事故，害人害己。在治理酒后驾车中，酒精检测仪发挥了重要作用。最早的酒精检测仪出现在1927年，用足球胆收集呼出气体，通过硫酸和重铬酸钾的混合溶液，溶液的颜色会发生黄→蓝→绿的变化，同已知酒精浓度的标准试剂色管比较，就得到相应的数据，如图：

（1）某化学兴趣小组对上述过程可能生成的氧化产物提出如下假设：

假设一：氧化产物可能为乙醛

假设二：氧化产物可能为________________

假设三：氧化产物可能为CO2

假设四：氧化产物可能为上述物质的混合物。

若假设一正确，试写出反应的离子方程式_______________________

（2）为了验证上述假设，设计实验如下图（夹持、加热装置已略去）：

已知：乙醛既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使溴水褪色。

①仪器A中导管的作用为__________________。仪器B的名称为

__________；

②仪器C冷凝水的进水口为___________（填“a”或“b”），E

中装入的试剂为______；

③若取D中少量液体加入到酸性高锰酸钾溶液中，发现紫红色褪

去，能否证明假设一正确，原因是_________；

④若要证明假设二正确，还需进行的实验是

______________________________________。

12.（15分）亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，具有强氧化性，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂

的漂白与杀菌，亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠（NaClO3）等为原料制备亚氯酸钠晶体NaClO2·3H2O的工艺流程如下：

已知：纯ClO2气体易分解爆炸，一般稀释到10％以下安全。易溶于水，在酸性溶液中较稳定。

（1）反应Ⅰ的化学方程式是，为提高反应Ⅰ的安全性应采取的措施之一为。

（2）反应Ⅱ的离子方程式为，该反应温度不能太高的原因 __________。

（3）该过程中可以循环利用的物质主要有__________________

（4）某学习小组用碘量法测定粗产品中亚氯酸钠晶体的含量,实验如下：

a．准确称取所得亚氯酸钠晶体样品mg于小烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应，将所得混合液配成200mL待测溶液。

b．移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用c mol·L -1Na2S2O3标准液滴定至终点，重复2次，测得平均值为V mL 。(已知：I2 +2S2O32－ =2I－ +S4O62－ )

①滴定过程中使用的指示剂为，达到滴定终点时的现象为。

②该样品中亚氯酸钠晶体的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。

三、选做题（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）工业制备硝酸的尾气经过处理得NO x气体(含NO、NO2)，该气体可用来制备NaNO2、NaNO3，工艺流程如下：

（1）NaNO2在碱吸收中生成, 其化学方程式为

（2）中和液进行蒸发Ⅰ操作时，应控制水的蒸发量，目的是__________________。

（3）母液Ⅰ中所含溶质除NaNO2及少量Na2CO3外，还有________(填化学式)，用化学方程式说明产生该物质的原因。母液Ⅰ进行转化时加入稀HNO3和通入空气的目的是____。

（4）母液Ⅱ可循环利用，其主要成分是________。

（5）生产1.38 t NaNO2时,Na2CO3的理论用量为1.59t(假设Na2CO3恰好完全反应)。此时生成NaNO3为9×103mol，则NaNO3的产率为。

《物质结构与性质》模块

14.（15分）已知X、Y、Z均为短周期元素，X是形成化合物种类最多的元素，且与Y同周期，Y、Z原子的第一

至第五电离能如下表所示：根据上述信息回答下列问题：

电离能(kJ/mol) I1I2I3I4I5

Y 801 2427 3660 25026 32827

Z 577.5 1816.7 2744.8 11577 14842

（1）X元素的核外电子排布图为

（2）Y和氯元素形成的简单分子的空间构型为

（3）Z和氯元素所形成的分子相对分子质量为267，写出该分子的结构式 (若存在配位键，用“→”表示)，该分子中Z原子的轨道杂化方式为

（4）X与硅形成化合物的结构与金刚石类似，其硬度仅次于金刚石，具有较强的耐磨性

能，其晶胞结构如图所示（其中?为X原子，○为硅原子）。每个X原子周围与其距离

最近的硅原子有个，该晶体熔点与金刚石的熔点比较高，原因

是。

（5）Z单质为面心立方晶体，已知Z原子半径为Rcm，晶胞中Z原子的配位数为。列式表示Z单质

的密度 g·cm-3（Z的相对原子质量为M，用N A表示阿伏加德罗常数）

《有机化学基础》模块

15．（15分）香草醛K(C8H8O3)又称为香兰素，白色针状晶体，是香草豆的香味成分。存在于甜菜、香草豆、安息香胶等中，是一种重要的香料，其合成路线如下：

已知：Ⅰ.A是福尔马林的主要成分；E是芳香族化合物，且不能与Na反应；I的结构简式为：

Ⅱ.

Ⅲ.

请回答下列问题：

（1）F中含氧官能团的名称，⑦的反应类型

（2）E的结构简式为

（3）写出③的化学方程式

（4）C在一定条件下能形成一种高分子化合物，其反应的化学方程式为

（5）H符合下列条件的同分异构体共有种

a．属于芳香族化合物 b．能与FeCl3溶液发生显色反应

c．1mol该物质能与足量Na反应产生1mol H2

其中一种同分异构体的核磁共振氢谱有4个吸收峰，且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为

2016年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.C 2.B 3. B 4.A 5.A 6.C 7.D 8.D 9.C 二、必考题（本题包括3小题，共43分。） 10．（14分）

（1） ① 0.009（1分）

② 升高温度或降低压强（合理即可）（2分） ③如图（2分）

（2）①H 2 - 2e - + CO 32-

= CO 2 + H 2O （2分）

②N 2O 4 - 2e - + 2HNO 3 = 2N 2O 5 + 2H +

（2分）

（3）

①N 2H 4(l) + 2H 2O 2(l) = N 2(g) + 4H 2O(g) ΔH =－641.625kJ/mol （2分）

②酸（1分）； c(Cl -) > c(N 2H 6+) > c(H +) > c([N 2H 5·H 2O]+) >c(OH -)（2分） 11．（14分）（1）乙酸（1分） 3C 2H 5OH+ Cr 2O 72-+8 H +

=2Cr 3+

+3CH 3CHO+7H 2O （2分）

（2) ①平衡气压，有利于液体顺利滴下（2分）； 三颈烧瓶（1分）

② a （1分）； 澄清石灰水（2分） ③ 不能（1分），D 中液体有乙醇，也能使酸性高能酸钾溶液褪色（2分）。

④取D 中少量液体加入到碳酸氢钠溶液中，有气泡出现，则证明氧化产物中有乙酸。（合理即可）（2分） 12．（15分）

（1）2NaClO 3 + SO 2 =2ClO 2 + Na 2SO 4 （2分） ；

控制反应温度不能太高（或鼓入空气稀释ClO 2以防止爆炸）（2分）

（2）H 2O 2 + 2ClO 2 + 2OH -＝2ClO 2- + 2H 2O + O 2 （2分）

防止ClO 2、 H 2O 2和NaClO 2分解（2分）

（3）硫酸（2分）

（4）①淀粉溶液；滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟不变色（2分）

②

（3分）

13. （15分）（1）Na 2CO 3＋NO ＋NO 2===2NaNO 2＋CO 2（2分）

（2） 防止NaNO 3的析出（2分） （3）NaNO 3（1分） ；

3NO 2＋H 2O=2HNO 3+NO （2分）， 2HNO 3+Na 2CO 3=2Na NO 3+ H 2O+ CO 2↑（2分） ；

将Na 2CO 3 、NaNO 2转化为NaNO 3（2分） （4） NaNO 3 、 HNO 3 （2分） （5） 90%（2分）

14. （15分）（1） （2分）

（2）平面三角形(1分)；

1s ↑↓ 2s

↑↓ 2p ↑ ↑

（3）

Cl

Cl

Cl

Cl Cl

Cl Al Al

(2

分) ； sp 3(2分)

（4）4(1分) ；金刚石(1分)；碳碳键键长比碳硅键键长短，碳碳键键能比碳硅键键能大。(2分) （5）12(2分)； （2分）

15．（15分）（1）醚键（2分）；加成反应（2分）

（2）（2分）

（3）

（2分）

（4）

（2分）

（5）9种（3分）

（2分） 或