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2007“扬子石化杯”第21届全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)初赛试题


第 21 届(2007)江苏省高中生化学竞赛初赛试题

2007 年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题
一、选择题(每道小题有 1-2 个选项符合题意,每小题 4 分,共 15 题,共 60 分) 1.新鲜水果、蔬菜、乳制品中富含的维生素 C 具有明显的抗衰老作用,但易被空气氧化。某课外小组利 用碘滴定法测某橙汁中维生素 C 的含量,其化学方程

式为:

下列说法正确的是 A.上述反应为取代反应 B.维生素 C 的分子式为 C6H9O C.滴定时碘溶液盛放在碱式滴定管中 D.滴定时可用淀粉溶液作指示剂 2.实验是研究化学的基础,下图中所示的实验方法、装置或操作完全正确的是

A B C D - - n- 3.碘元素有多种价态,可以形成多种含氧阴离子 IxOy 。由 2 个 IO62 正八面体共用一个面形成的 IxOyn 的化学式为 - - - - A.I2O94 B.I2O106 C.I2O118 D.I2O1210 4.石油中常因有少量硫醇而产生难闻的气味。硫醇是—SH 与链烃基相连的含硫有机物,其性质与醇类有 相似之处。但是,由于一 SH 的存在,也导致硫醇有一些醇类所没有的化学性质,例如硫醇能跟 NaOH 溶液反应生成盐,硫醇在空气中能被氧化等等。根据信息判 断下列有关硫醇性质的比较正确的是 A.沸点:C2H5SH>C3H7SH B.酸性:C2H5SH<C2H5OH C.水溶性:C2H5SH<C2H5OH D.还原性:C2H5SH>C2H5OH 5.最近《美国科学院院刊》发表了关于人体体香的研究文章,文章称人的体味中存在两种名为“AND” 和“EST”的荷尔蒙。已知同一碳原子上连有四个不同的原子或原于团时,这样的碳原子称为手性碳原 子。结合以上信息,下列说法正确的是

A.这两种分子均包含四个手性碳原子 B.与足量氢气加成后的两种物质互为同系物 C. “AND”和“EST”两者分子式之差为 CH4 D. “AND”和“EST”化学性质相同 6.下列实验方案合理的是 A.向沸腾的 NaOH 稀溶液中滴加 FeCl3,饱和溶液,以制备 Fe(OH)3 胶体 B.测定工业烧碱的含量(含杂质碳酸钠)可称取一定量样品放人锥形瓶中,加适量水溶解,再加入稍过

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量氯化钡溶液,用酚酞作指示剂,用标准浓度的盐酸滴定 C.用分液漏斗分离苯与硝基苯 D.除去氯化铁酸性溶液中的氯化亚铁:加人适量的过氧化氢水溶液 7.现有四种晶体,其离子排列方式如图所示,其中化学式不属 AB 型的是

A B C D 8.右表为元素周期表短周期的一部分。下列有关 A、B、C、D、E 五种元素的叙述中,不正确的是 - - A.A 与 B 形成的阴离子可能有:AB32 、A2B42 B.E 的氢化物的沸点比 C 的氢化物的沸点高 A B C C.D 在过量的 B 中燃烧的主要产物为 DB3 D E D.由这 5 种元素中的几种形成只含极性键的非极性分子多 于4种 9.下列离子方程式正确的是 - - A.碳酸氢钠溶液与少量澄清石灰水反应:HCO3 +Ca2++OH =CaCO3↓+H2O B.用惰性电极电解饱和氯化镁溶液:2Cl +2H2O


2OH +H2↑+Cl2↑



C.向硫酸铝铵矾溶液中滴加过量的氢氧化钡溶液: - - - NH4++Al3++2SO42 +2Ba2++5OH =AlO2 +2BaSO4↓+NH3·H2O+2H2O - - - D.用碳酸钠溶液吸收少量二氧化硫气体:2CO32 +SO2+H2O=2HCO3 +SO32 - 10.时钟反应或振荡反应提供了迷人课堂演示实验,也是一个活跃的研究领域。测定含 I 浓度很小的碘化 物溶液时,利用振荡反应进行化学放大,以求出原溶液中碘离子的浓度。主要步骤如是: - - ①在中性溶液中,用溴将试样中 I 氧化成 IO3 ,将过量的溴除去。 - ②再加入过量的 KI,在酸性条件下,使 IO3 完全转化成 I2。 - - ③将②中生成的碘完全萃取后,用肼将其还原成 I ,方程式为:N2H4+2I2=4I +N2+4H+ - ④将生成的 I 萃取到水层后用①法处理。 ⑤将④得到的溶液加入适量的Ⅺ溶液,并用硫酸酸化。 ⑥将⑤反应后的溶液以淀粉作指示剂,用 Na2S2O3 标准溶液滴定,方程式为: 2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI - — 经过上述放大后,溶液中 I 浓度放大为原溶液中 I 浓度的(设前后溶液体积相等) A.2 倍 B.4 倍 C.36 倍 D.6 倍 11.在 25mL 0.1mol/L NaOH 溶液中逐滴加入 0.2mol/L CH3COOH 溶液,曲线如下图所示,有关粒子浓度关 系比较正确的 pH 13 A.在 A、B 间任一点,溶液中一定都有 - - c(Na+)>c(CH3COO )>c(OH )>c(H+) B 7 · B.在 B 点,a>12.5,且有 CD ·· - - + + c(Na )=c(CH3COO )=c(OH )=c(H ) - - C.在 C 点:c(Na+)>c(CH3COO )>c(H+)>c(OH ) O a 25 V(CH3COOH)/mL - D.在 D 点:c(CH3COO )+c(CH3COOH)=2c(Na+) 12.北京大学和中国科学院的化学工作者合作,已成功研制出碱金属与 C60 形成的石墨夹层离子化合物。 将石墨置于熔融的钾或气态的钾中,石 墨吸收钾而形成 称为钾石墨的物质, 其组成可以是 C8K、 C12K 、 C24K 、

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C36K、C48K、C60K 等等。在钾石墨中,钾原子把价电子交给石墨层,但在遇到与金属钾易反应的其他 物质时还会收回。下列分析中正确的是 A.题干中所举出的 6 种钾石墨,属于同素异形体 B.若某钾石墨的原于分布如图一所示,则它所表示的是 C24K C.若某钾石墨的原子分布如图二所示,则它所表示的是 C12K D.另有一种灰色的钾石墨 C32K,其中 K 的分布也类似图中的中心六边形,则最近两个 K 原子之间的 距离为石墨键长的 4 3 倍 13 .右图为 Na2SO4 的溶解度曲线,已知硫酸钠晶体 溶解度(g) (Na2SO4·10H2O)在温度为 T3K 时开始分解为无水 硫酸钠。现有 142g 温度为 T2K 的饱和硫酸钠溶液, 当温度降为 T1K 或 升 为 T4K (T4>T3)时析出固体的质量相等,则温度为 T4K 时 42 Na2SO4 的 溶 解 40 度为 A.等于 42g B.大于 42g C.小于 40g D.等于 40g O T1 T2 T3 温度(K) 14.美国科学家成功开发便携式固体氧化物燃料电池,它 以丙烷气体为燃 料,每填充一次燃料,大约可连续 24 小时输出 50W 的电力。一极通人空气,另一极通人丙烷气体, - 电解质是固态氧化物,在熔融状态下能传导 O2 ” ,下列对该燃料电池的说法不正确的是 2- A.在熔融电解质中,O 由负极移向正极 - B.该电池的总反应是:C3H8+5O2 →3CO2+4H2O C.电路中每流过 5mol 电子,标准状况下约有 5.6L 丙烷被完全氧化 - - D.通丙烷的电极为电池负极,发生的电极反应为:C3H8-2e +10O2 =3CO2+4H2O 15.某学生用 NaHCO,和 KHCO,组成的某混合物进行实验,测得如下数据(盐酸的物质的量浓度相等) 50mL 盐酸 m(混合物) V(CO2)(标况) 9.2g 2.24L 50mL 盐酸 15.7g 3.36L 50mL 盐酸 27.6g 3.36L

则下列分析推理中不正确的是 A.盐酸的物质的量浓度为 3.0mol·L B.根据表中数据不能计算出混合物中 NaHCO3 的质量分数 C.加入混合物 9.2g 时盐酸过量 D.15.7g 混合物恰好与盐酸完全反应 二、(本题共 3 小题,共 25 分) 16. (5 分)将一铅片插入 PbCl2:溶液,铂片插入含有 FeCl2 和 FeCl3 的溶液,两溶液通过盐桥连接起来, 铅片与铂片用导线连接,并在中间串联一个电流计。在外电路中电子由铅电极流向铂电极,铅电极是 极,其半电池反应为铂电极是 极,其半电池反应为 ,总的电池反应为 (用离子方程式表示) 。 17. (11 分)目前实验室制乙烯通常用 95%乙醇经浓硫酸脱水的传统方法,该方法由于浓硫酸的强脱水性 和氧化性,使得反应有着严重的炭化和氧化现象;反应过程中产生 SO2 等难闻气体,副反应多,产率 较低;硫酸不好回收利用。据最新文献报道,可用焦磷酸代替浓硫酸做催化剂制备乙烯,再与液溴反 应合成 1,2—二溴乙烷。反应比较稳定,易于控制,具有很好的经济和环保价值。合成步骤如下: 在装有温度计的干燥的三口烧瓶中,加入少许干沙,在室温下先向瓶中加入约 l0mL 的无水乙醇和 焦磷酸(由两分子磷酸在 250℃-280℃脱去—分子水制得)配成的混合溶液,加热到 180-190℃,从滴 液漏斗中开始滴加剩余的混合溶液,使反应平稳进行,乙烯气体经碱洗、干燥,通入装有液溴的反应

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瓶中,反应结束后,粗产品蒸馏,收集 129-133℃的组分即得到产物 1,2—二溴乙烷。 (1)根据实验步骤,写出合成 1,2—二溴乙烷的反应方程式: 。 (2)写出由磷酸合成焦磷酸催化剂的反应方程式: 。 (3)乙烯气体经碱洗、干燥,除去的主要杂质是 、 。 (4)乙烯与溴反应时,应根据 现象,确定反应终点。 (5)如取 57.6g 无水乙醇,50.5g 液溴,得到 51.5g 产物。则 1,2—二溴乙烷的产率为 。 18. (9 分)向 Cu(NH3)4SO4 舶水溶液通入 SO2:至溶液呈微酸性,生成白色沉淀 Q(化学式 NH4CuSO3) 。 将 Q 与足量的 10mol/L 硫酸混合微热,生成金属单质 A、有刺激性气味的气体 B 和溶液 C。 (1)写出生成 Q 的化学方程式: ; (2)Q 晶体中呈正四面体的原子团是: ,Q 中 (填“有”或“没有” )未成对电子; (3)溶液 C 的颜色是 色的;金属单质 A 是 色的,其重要用途之一是 ; (4)写出 Q 与足量 10mol/L 硫酸混合微热反应的化学方程式: ; 三、(本题共 3 小题,共 28 分) 19. (8 分)2005 年,苏丹红造成了全球性的食品安全事件,被称为自英国发生疯牛病以来最大的食品工业 危机事件。苏丹红常见有 I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4 种类型,国际癌症研究机构(1APC)将其归类为三级致癌物。 由于苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆晶等的染色剂,严重危害人们健 康。 因此, 加强苏丹红的监管对维护人们健康和社会稳定十分重要。 苏丹红 I 号的分子结构如图 1 所示。

图 1 苏丹红 I 号的分子结构 图 2 修饰后的分子结构 ( 1 )苏丹红 1 分子中的氮原子杂化类型是 ,其分子中所有原于是否有可能在同一平面 (填“是”或“否”),画出它的两个顺反异构体的结构简式:

、 (2)苏丹红 I 在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成图 2 所示结构,则其溶解 度会 (填“增大”或“减小” ) ,熔点 (填“升高” 或“降低”),原因是 。 20. (11 分)Tetraazidomethane 是化学家 2006 年新制得的一种只由两种元素构成的化合物。这两种元素一 种是有机物中必不可少的,而另一种则是大气中含量最高的元素。 制备 Tetraazidomethane 的一种方法是由含锑盐 A 与一种钠盐 B 在一定条件下发生复分解反应。盐 - A 的阳离子为三角锥形,含氮质量分数约为 91.30%;阴离子为 SbCl6 。钠盐 B 的阴离子和 CO2 是等电 子体。Tetraazidomethane 是一种高沸点的液体,含氮质量分数约为 93.33%,有一定的危险性。 (1)与 Tetraazidomethane 含有相同元素的二元化合物可能有着截然不同的性质,比如按照化合价一般 规律组成的最简单形式的化合物 X 在材料科学中有着特殊的研究意义,其化学式为 。 - - - (2)已知 SbCl6 的中心原子上的价电子都用于形成共价键了,则 SbCl6 的立体构型为 SbCl6 ;B 的阴 离子的立体构型可能为 ; (3)B 与 KNO3 混合,点燃后产生相当慢的爆炸,分两步进行反应,首先是 B 分解,产生金属和一种 气体;该金属再与 KNO3 反应,释放出一种气体,同时得到两种用一般点燃法无法制备的金属氧化物。 请写出可能发生反应的化学方程式: ① 。 ② 。

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(4)硝化甘油是丙三醇与硝酸形成的酯,它分解能释放氮气、氧气、二氧化碳和水蒸 气。请写出反 应韵化学方程式,并配平: 。Tetraazidomethane、硝化甘油与 B 均易发生爆炸反 应的主要原因是: 。 21. (9 分)艾哈迈德·泽维尔因在飞秒化学反应动态学研究中突出贡献,而获得 1999 年诺贝尔化学奖。利 用飞秒技术,人们可直接测量在化学反应中最短寿命的过渡态。 人们发现在飞秒化学领域中,有一种无机物(白色钠盐)NaX。其有关实验是带有转折性的范例,为 飞秒化学动态学建立了若干新概念。已知:①NaX,溶于水 呈中性。②在 NaX 的水溶液中滴加碱性盐 NaY 溶液时,溶 液变成棕黄色。③若继续加过量 NaY 溶液,溶液又变成无 色。④NaX 溶液与 FeCl3 溶液作用,溶液变成棕色浑浊。⑤ NaX 溶液与 AgNO3 溶液作用,有黄色沉淀析出。⑥NaY 与 浓盐酸反应,有黄绿色刺激性气体生成。⑦此气体同冷 NaOH 溶液作用,可得到含 NaY 的溶液。 在 NaX 微粒的反应中 (如右图所示) , 用飞秒化学实验 结果,人们首次证明有化学键的共振行为。在实时观测中 发现,化学键的转化是沿反应坐标从共价键到离子键(曲 线 i、2,文献报道 R1=2.70;R2=6.93) 。从此实验,人们可 以得到动态学的若干关键参数,如化学键断裂的时间、共 价键/离子键的偶合量值,反应轨迹的分支等。问题: (1)NaX*在核间距为多少时,有成钠原子分离? NaX 过渡态分解的飞秒动态学过程示意图 (2)NaX 和 NaY 各是何种物质? (3)写出下列反应的化学方程式。 ② 。 ④ 。 ⑥ 。 1 22. (7 分)核磁共振氢谱( HNMR)是研究有机物结构的有力手段之一。在所研究的化合物分子结构中的 等性氢原子在‘HNMR 谱中会给出相应的峰(信号) ,峰的 强度与 H 原于 1 数成正比。例如:乙醛的 HNMR 谱中有 2 个信号峰,其强 度之比为 3:10。 (1)请在右图所示的分子结构中用*标记出手性碳原子。若 用该有机物进 行核磁共振实验,所得核磁共振氢谱有 个峰,强度比为 。 (2)某硼烷已知其相对分子质量为 28,核磁共振氢谱有两个峰且强度比为 1:2,则该硼烷的分子式 是 ,已知该硼烷气体在空气中能剧烈燃烧生成三氧化二硼和水,且生成 1mol 液态水可放出 722kj 的热量,请写出燃烧的热化学方程式: 。

23. (5 分)某一有机物 A 可发生下列变化: 不发生银镜反应,则 A 的可能结构有 种;C 的结构简式为: 。

,已知 C 为羧酸,且 C、E 均

24. (10 分) 结构为

的化合物称为酰氯, 这类化合物可与胺类化合物 (R'NH2) 反应形成酰胺 (

) 。

化合物 N 一丙基一 N 一[2 一(2,4,6 一三氯苯氧基)乙基]一 1H 一咪唑—1—甲酰胺是德国艾格福公司 首先开发的一种咪唑类广普杀菌剂,国际通用名为 Prochloraz,商品名为 Sprotak。它可由下列步骤合

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成:

根据上述合成步骤回答下列问题: (1)写出化合物 A、B、C 的结构简式; A B C (2)从经济角度出发,第一步反应中应该过量的反应物的名称 。 ( 3 )第一步反应中加入的氢氧化钠和最后一步反应中加入的三乙胺有相似的作用,它们 的作用 是 。 五、 (本题共 2 小题,共 15 分) 25. (6 分)样品 A 可用于制造各种模型。取 9.987mg 样品 A,加热到 128℃左右开始失重, 在 140 ℃左右质量为 8 .420rug ( B) ,再加热到 163 ℃左右又开始失重,在 200 ℃以上质量稳定为 7.897mg(C),继续加热,可得到生石灰 CaO。则 A、B 和 C 的组成分别是:A 、 B 、C ;生石灰 CaO 的质量是 mg。 26. (9 分)氢氧化钙是重要的化工原科、建筑材料,因其在水中溶解度有限常被用来生产圬工灰浆、水泥 等。 (1)甲同学测量 Ca(OH)2 溶度积利用了以下简便方法:将 2.00gCa(OH)2 加入 200mL 蒸馏水中,搅拌达 饱和后,用已称重的滤纸(重量为 1.000g)过滤,沉淀用少量丙酮洗涤,干燥后称得 Ca(OH)2 沉淀及 滤纸共重 2.778g。 ①以丙酮冲洗沉淀的目的是 ; ②用这种方法可计算出氢氧化钙的 X 中值为 ; ③甲同学在该实验中还发现,温度越高,所得 K 中值越 (填“大”或“小” ) 。 (2)以上方法得到的结果误差较大。乙同学查阅文献发现,由于 Ca(OH)2 的溶解度相对较大,它的溶 - 度积应是其饱和溶液中离子活度幂的乘积。可采用配位滴定法测定 Ca2+浓度,酸碱滴定法测定 OH 浓 度的方法来计算 Ca(OH)2 的溶度积。乙同学进行了如下实验: ①移取 10.00mL 饱和 Ca(OH)2 澄清溶液放人锥形瓶中,加 15mL 去离子水和 3 滴钙指示剂,加 2mLl0%NaOH (减小 EDTA 的副反应, 一定量情况下不影响 Ksp 值测定) , 摇匀, 立即用 0.01mol/L EDTA 2+ 标准溶液滴定(生成 1:1 的 Ca -EDTA 配合物) ,溶液变成纯蓝色时,记录所耗 EDTA 标准溶液体 积。 ②移取 25.00mLCa(OH)2 溶液放人锥形 瓶中,加 3 滴甲 步骤 消耗滴定剂体积(mL) 基橙,用 0.05mol/LHCl 标准溶液滴定,溶 液变成橙色时记 29.03 29.02 29.04 步骤① 录所耗 HCl 标准溶液体积。实验数据见右 表。 18.75 18.69 步骤② 18.72 通过该实验计算氢氧化钙的 Ksp 值为多少?

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