2013年辽宁省高中学生化学竞赛试题
得分 评卷人 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.下列说法正确的是
A.食醋的主要成份是乙酸,医用酒精的浓度通常是95 % B.食品包装袋、食物保鲜膜等材料的主要成份是聚氯乙烯 C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物
D.食物的酸碱性与化学上所指溶液的酸碱性不同,蛋白质属于酸性食物
2.下列离子组在一定条件下能共存,且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是 A B ++离子组 Fe2、NO3、K Fe3、I、ClO +-----+加入试剂 稀硫酸 +加入试剂后发生反应的离子方程式 -++3Fe2+NO3+4H=== 3Fe3+NO↑+2H2O +-Fe3+3OH=== Fe(OH)3↓ NaOH溶液 ---HCO3+OH=== CO32+H2O +-+--Ag+OH=== AgOH↓ D Ag、F、NO3 过量浓氨水 3.三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生如下反应:NF3
+H2O → NO+HNO3+HF。下列有关该反应的说法正确的是 A.NF3是氧化剂,H2O是还原剂
B.NF3是极性分子,在潮湿空气中泄漏会看到红棕色气体 C.若生成1 mol HNO3,转移4NA个电子
D.每消耗0.02 mol氧化剂,可收集到2.4 L气体
C Ba2、HCO3、Cl NaOH溶液 4.人体血液里存在重要的酸碱平衡:CO2+H2O
H2CO3
OH HCO3-,使人体,否则就会发生酸中+H -
毒或碱中毒。其pH随c(HCO3-)∶c(H2CO3)变化关系如下表: -c(HCO3)∶c(H2CO3) pH 下列说法不正确的是 ...- 的血液中,HCO3的水解程度一定大于H2CO3的电离程度 B.人体血液酸中毒时,可注射NaHCO3溶液缓解 - 血液中,c(H2CO3)<c(HCO3) - D.正常人体血液中,HCO3的水解程度大于它的电离程度 5.汽车上的催化转化器,可将尾气中的主要污染物转化成无毒的物质,反应为: 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H kJ/mol。某温度时,用气体传感器测得不同时间的NO和CO的浓度如下表: 时间(s) c(NO)(×104 mol/L) c(CO)(×103 mol/L)
--0 10 1 2 3 4 5 经分析,得出结论不正确的是 ...
A.该反应转化较快,具有现实意义
B.催化转化器在冬季时对废气转化的效率比夏季更高 C.在该温度下,反应的平衡常数K=10000
---
D.2 s末的平均反应速率为v(NO)×104 mol·L1·s1
6.某稀硫酸和稀的混合溶液100 mL,若向其中加入铜粉,最多可溶解19.2 g铜粉。若向其中加入铁粉,最多可溶解22.4 g,已知只被还原为NO气体,气体的物质的量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列说法不正确的是 ...
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n(气体)/mol
0 +
C A B 5.6 11.2 16.8 22.4 m(Fe)/g A.C点溶液中的阳离子主要为Fe2 B.原溶液中硫酸的浓度为1 mol/L
++
C.BC段的反应为:Fe+2H=== Fe2+H2↑
+-+
D.OA段的反应为:Fe+4H+NO3=== Fe3+NO↑+2H2O
7.已知下表均为烷烃分子的化学式,且它们的一元取代物均只有一种 1 …… 2 C2H6 3 C5H12 4 C8H18 5 …… 6 …… …… 根据表中规律,第6项应为 A.C14H30 B.C17H36 C.C20H42 D.C26H
8.向含有 mol mol Ca(OH)2的溶液中持续地通入CO2 L(标准状况)时立即停止,则在这一过程中,溶液中离子的物质的量n和通入CO2的体积V的关系示意图正确的是(气体的溶解忽略不计)
n/mol
0 2.24 4.48 6.72 V/L n/mol
0 2.24 4.48 6.72 V/L n/mol
0 2.24 4.48 6.72 V/L n/mol
0 2.24 4.48 6.72 V/L A B C D
9.香花石(Hsianghualite)是中国地质学家发现的第一种世界新矿物,由元素周期表前20号主族元素中的6种组成,其化学式可表示为X3Y2(ZWR4)3T2。其中,X、Y、Z为金属元素,X、Z为同主族元素,Y、Z、R、T为同周期元素,T为非金属性最强的元素;Z原子的最外层电子数与次外层电子数相等,R原子的最外层电子数为次外层电子数的3倍,X与R的原子序数之和是W的2倍。下列判断不正确的是 ...
A.原子半径:Y>Z>R>T
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Z C.XR2、WR2两化合物中R的化合价相同 D.气态氢化物的稳定性:W<R<T
得分 评卷人 二、非选择题(本题包括3小题,共43分。)
10.(11分)Ⅰ.我国用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH3-NH-NH-CH3),氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量,推动火箭升空,将重达8 t的“天宫一号”送上太空,同时生成无毒、无污染的气体。已知:室温下,1 t燃料完全燃烧释放出
7
的能量为4.25×10 kJ。
(1)请写出燃料燃烧的热化学方程式_________________________________________。 (2)向火箭注入燃料的操作非常严格,不能有丝毫失误,因为该反应的缺点是_____________________________________。
Ⅱ.“天宫一号”的电能来源是太阳能电池板,制造太阳能电池板的主要
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原料之一是高纯硅。其生产过程及模拟装置如图:
(3)写出反应①所需的物质_____________________________。
(4)写出反应②的化学方程式_________________________________________________。
Ⅲ.太阳能电池板面对太阳时,一部分电能直接供给“天宫一号”,一部分电能则储存在电池里,供背离太阳时使用。“天宫一号”使用的是镍氢电池,电解质溶液显碱性。其反应方程式为:LaNi5
+Ni(OH)2
充电 放电
石英砂 ① 高温 X ② HCl Y 573K 精馏 Z 1357 K 高纯硅 H2 LaNi5H+NiOOH
请写出下列电极反应式:
(5)放电时,负极______________________;充电时,阳极______________________。 11.(18分)化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
已知:该牙膏摩擦剂由CaCO3、Al(OH)3组成;牙膏中其他成分遇到盐酸无气体生成。 Ⅰ.样品中Al(OH)3的定性检验:
取适量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤,再向滤渣中加入过量的NaOH溶液,过滤。
(1)向滤液中通入过量CO2,再加入过量稀盐酸,可观察到的现象是________________,有关反应的离子方程式是___________________________________________________。 Ⅱ.样品中CaCO3的定量测定:
利用右图装置进行实验(图中夹持仪器已略去),充分反应后,测定B中生成沉淀的质量,以确定CaCO3的质量分数。请依据实验过程回答下列问题:
(2)B中反应的离子方程式为___________________。 (3)实验装置中有需要进一步改进之处,请指出其位置及所需添加的装置及试剂___________________。
(4)待A中反应完全后,继续通入一段时间空气,然后过滤出B中的沉淀,洗涤、干燥后称量。请补充能够证明B中沉淀是否洗涤干净的实验操作_________________________
________________________________________________________________________。
(5)实验中准确称取 g样品三份,进行三次实验,测得沉淀的平均质量为 g,则样品中CaCO3的质量分数为____________________。
(6)有同学认为不必测定B中生成沉淀的质量,只要测定B在吸收CO2前后的质量差,即可确定CaCO3
的质量分数。此方案对测定结果的影响是________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”),原因是____________________________________________________。 12.(14分)A、B、C、D四种无机物在一定条件下具有如图所示的转化关系。
A D B D C Ⅰ.若所涉及的反应均为非氧化还原反应,请写出符合要求的离子方程式: (1)当B为白色沉淀,D为强酸时
A→B______________,A+C→B______________________。 (2)当D为无色、有刺激性气味的气体时
B→C______________,A+C→B__________________________。
Ⅱ.若所涉及的反应均为氧化还原反应,请写出符合要求的两组化学式和化学方程式: (3)当D具有还原性时
①A__________;D__________。B→C_________________________________;
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②A__________;D__________。B→C_________________________________;
、《物质结构与性质》和《有机化学基础》三个得分 评卷人 三、选做题(本题含《化学与技术》
模块,每个模块15分,共30分。请从三个模块中任选两个模块作答,否则只能以 所答的前两个模块计分。)
13.【化学与技术】(15分)合成氨工业和硫酸工业的生产工艺流程大致为:
上述合成塔和接触室中的反应分别为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH =-92.4 kJ/mol; 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH =-196.6 kJ/mol
(1)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理,最理想的热处理方法是_________。
(2)采用循环操作可以提高原料的利用率,下列工业生产中,采用循环操作的是_______(填写序号)。 ①硫酸工业 ②合成氨工业 ③工业 ④氯碱工业 (3)根据化学平衡移动原理来确定的条件或措施有_______________(填写序号)。 ①合成氨工业在高压下进行; ②硫酸工业的催化氧化在常压下进行; ③合成氨工业及时将氨液化分离; ④硫酸工业净化后的炉气中含有过量空气; ⑤硫铁矿石加入沸腾炉之前先粉碎 ⑥ %的浓硫酸吸收SO3
⑦合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂; ⑧合成氨工业和硫酸工业都用适宜的温度
(4)硫酸工业尾气直接排放到空气中会造成环境污染,其后果主要是_______________。处理硫酸工业尾气的一种常用方法是“氨—酸”法,写出这种尾气处理方法的化学方程式_____________________________________________________________。
有人研究用Na2SO3作为治理SO2污染的一种新方法,该方法的第一步是用Na2SO3水溶液吸收SO2,第二步是加热吸收溶液,使之重新生成Na2SO3,同时得到含高浓度SO2的水蒸气副产品。这种尾气处理方法与“氨—酸”相比的优点是_________________。
(5)若经净化、干燥处理后进入接触室的气体体积组成是:SO2 7 %,O2 11 %,N2 82 %,从接触室出来的气体中SO3的体积分数为7 %,则SO2的转化率为___________(保留三位有效数字)。 14.【物质结构与性质】(15分)现有A、B、C、D、E、F六种元素,它们位于元素周期表的前四周期,且原子序数依次增大。A元素原子的价电子数是内层电子数的2倍;C元素原子的L电子层中有2个未成对电子;D、E、F三种元素在同一周期,D、E处于同一族,E、F是相邻元素,D与F的原子序数相差3,且D元素原子核外有4个未成对电子。请回答下列问题:
(1)F元素基态原子的电子排布式为_________________________________________。 (2)B元素简单气态氢化物的VSEPR模型为_________________________________。 (3)A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的顺序为__________(用元素符号表示)。
(4)A元素一种单质的晶体结构如图甲所示,D元素一种单质的晶体结构如图乙所示。甲图中A原子的配位数与乙图中D原子的配位数之比为____________________。
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(5)E元素的合金材料有极大的吸附储氢容量,其晶胞结构如图丙所示(图中小球表示E元素原子,大球为La原子),则这种合金的化学式为____________________。 (6)A、C两种元素在高温、高压下所形成晶体的晶胞如图丁所示,则该晶体的化学式为_____ ________,晶体类型为___ _________,A原子的杂化轨道类型为___ ________。 15.【有机化学基础】(15分)“瘦肉精”是一种兴奋剂,学名盐酸克伦特罗,添加在饲料里可使猪的瘦肉率提高,脂肪下降。长期或过量食用含“瘦肉精”的猪肉对人体的内脏、神经、代谢等会产生较大损害。克伦特罗的分子式为C12H18Cl2N2O,可由如图线路合成。 NH2 NH2 NHCOCH3 Cl2/CH3COOH,0℃ NaOH/H2O ③ ④ COCH3 COCH3 NH2
Cl Cl
HNC(CH3)3,50℃ 1)NaBH4/HCl Br/CHCl3,65℃ Y 2Z X 2⑥ ⑦ 2)NH3·H2O ⑤
COCH2NHC(CH3)3 克伦特罗
已知:
Ⅰ.不同的官能团对新引入的取代基的影响不同,如-OH、-R、-NH2等使新引入的取代基进入苯环的邻位和对位,-COOH、-COR等使新引入的取代基进入苯环的间位。 Ⅱ.R-COCH3+Br2
Br2/CHCl3,65℃ R-COCH2Br+HBr
(CH3CO)2O CH3COCl ②无水AlCl3/CS2 ① 甲 乙 丙 丁
请回答以下问题:
(1)①、②、③代表的整个过程完成了苯胺对位的酰基化,也完成了对________________的保护,同时也避免了一些副反应的发生。
(2)③的化学方程式为______________________________________________________。 (3)④、⑦的反应类型分别是_______________________,_______________________。 (4)X、Y、Z的结构简式分别为_______________,_______________,_______________。 (5)符合以下条件的对氨基苯乙酮(H2N COCH3 )的同分异构体有_______种。
a.含氨基的醛类物质 b.苯环上有2个取代基 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.D 2.A 3.B 4.A 5.C 6.B 7.D 8.D 9.C 二、非选择题(本题包括3小题,共43分。) 10.本题共11分
(1)C2H8N2(l)+2N2O4(l)==2CO2(g)+3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-2550 kJ/mol(2分) (2)反应物有毒、有污染(2分) (3)焦炭(或C)(1分)
(4)Si+3HCl==SiHCl3+H2(2分)
(5)LaNi5H+OH-e==LaNi5+H2O(2分)
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Ni(OH)2+OH-e==NiOOH+H2O(2分) 11.本题共18分
(1)先产生白色沉淀,加入过量盐酸后有气泡产生,沉淀溶解(2分);
AlO2+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3,H+HCO3==CO2↑+2H2O,Al(OH)3+3H==Al3
+
-
-
+
-
+
--
+3H2O(3分)
-
+
(2)OH+Ba2+CO2==BaCO3↓+H2O(2分)
(3)在A前加一个盛有NaOH溶液的洗气瓶,在B后面加一个装有碱石灰的U型管(2分) (4)取最后一次洗涤液少许,向其中滴入Na2CO3溶液,若无沉淀产生,证明BaCO3已洗净;反之,则说明沉淀未洗净(3分) (5)25.0 %(2分)
(6)偏高(2分);A中的水蒸气、HCl气体进入B中,使得B中质量差增大,导致测定结果偏高(2分) 12.本题共14分
(1)AlO2+H+H2O===Al(OH)3↓(2分),3AlO2+Al3+6H2O===4Al(OH)3↓(2分) (2)SO32+SO2+H2O===2HSO3(2分),OH+HSO3===SO32+H2O(2分) (3)①A:Cl2 D:Fe 2FeCl3+Fe===3FeCl2(3分) ②A: O2 D:C CO2+C === 2CO(3分) 三、选做题(从三个模块中任选二个模块,共30分) 13.《化学与技术》本题共15分
(1)充分利用反应中放出的热量加热反应气(2分)(2)①②③(2分)(3)①③④(2分) (4)形成酸雨(1分); NH3+SO2+H2O===(NH4)2SO3(2分);(NH4)2SO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O(2分)【或NH3+SO2+H2O===NH4HSO3;NH4HSO3+H2SO4===(NH4)2SO4+SO2↑+H2O】; Na2SO3可循环使用(2分)(5)96.6 %(2分) 14.《物质结构与性质》本题共15分
(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2分)(2)四面体形(2分)(3)C、O、N(2分)(4)1∶2(2分) (5)LaNi5(2分)(6)CO2(1分), 原子(2分), sp3(2分) 15.《有机化学基础》本题共15分
NHCOCH3
+NaOH
(1)氨基(1分)(2)COCH3
H2O NH2
+CH3COONa
COCH3
NH2
Cl Cl
Cl (2分)
NH2
Cl COCH2Br (2
Δ
-
-
-
-
-
-
+
-
+
(3)取代反应(2分) 加成反应(或还原反应)(2分)(4)
NH2
Cl Cl
CH(OH)CH2NHC(CH3)3 (2分)
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COCH3 (2分)、
分)、
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(5)6(2分)
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