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2011年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)预赛试题


“扬子石化杯” 第 25 届全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)初赛试题
可能用到的相对原子质量: H—1 C—12 N —14 O—16 Na—23 Mg—24 S —32 Cl—35.5 K—39 Ca—40 Cr—52 Mn—55 Fe—56 Cu—64 Zn—65 Ba —137 1.本试卷共 22 题,用 2 小时完成,全卷共 120 分; 2.可使用计算器; 3

.用铅笔作答无效; 4.不可使用涂改液或修正带。 一、选择题(每小题有 1 ~2 个选项符合题意,每小题 4 分,共 60 分。请将答案填在下方的表格内。 ) 1.化学与生活、社会密切相关。下列说法正确的是 A.在酱菜中添加少量苯甲酸钠的目的是使酱菜更加美味可口 B.多用燃气热水器,多骑自行车都是积极的低碳生活方式 C.糖尿病人可以大量食用加有木糖醇的无糖月饼 D.发射“嫦娥二号”的运载火箭点火时喷出的红棕色气体为 NO2 2.化学科学需要借助化学专用语言描述,下列有关化学用语正确的是 A.CO2 的电子式是

B.Cl-的结构示意图

C.乙烯的结构简式是 C2H4 D.K 原子的价层电子排布是 1s22s22p63s23p64s1 3.下列实验能达到目的的是 A. 将乙醇与浓硫酸共热制得的气体通入酸性 KMnO4 溶液中, 检验气体中 含有乙烯 B.在滴有酚酞的 Na2CO3 溶液中,加入 BaCl2 溶液后红色褪去,验证 Na2CO3 溶液中存在水解平衡 C.淀粉溶液和稀 H2SO4 混合加热,加入新制的 Cu(OH)2 悬浊液加热至沸 腾,检验淀粉水解产物有还原性 D.利用图示装置并根据有关实验现象能推知酸性: CH3COOH>H2CO3 >C6H5OH 4.你认为下列数据可信的是 A.某常见气体的密度为 1.8 g·cm-3 B.某澄清石灰水的浓度是 2.0 mol·L-1 C.某胶体粒子的直径是 160 nm D.某正常雨水的 pH 为 5.6 5.下列化学实验事实及其解释都正确的是 A.FeCl3 溶液可以腐蚀线路板上的 Cu,因为 Fe 的金属活动性大于 Cu B.将 SO2 通入含 HClO 的溶液中,生成 H2SO4,因为 HClO 酸性比 H2SO4 强 C.铝箔在酒精灯火焰上加热熔化但不滴落,因为铝箔表面氧化铝膜熔点高于铝 D.将饱和氯水滴到淀粉碘化钾试纸上,试纸先变蓝后变白,因为氯水具有漂白性 6.设 NA 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是 A.常温下 1.0L 0.1 mol·L-1 NH4Cl 溶液中,NH4+和 H+总数大于 0.1NA B.常温下,11.2L 乙烯在氧气中完全燃烧转移的电子数为 6.0NA 化学试卷(第 1 页,共 8 页)

C.88.0g 干冰中含有的电子对数为 8.0NA D.1.2g 金刚石中含有的碳碳键数为 0.4 NA 7.下表所列各组物质中,物质之间通过一步反应就能实现如图所示转化的是 X A B C D AlCl3 NaClO CH2=CH2 FeCl2 Y Al(OH)3 HClO C2H5OH FeCl3 Z Al2O3 Cl2 C2H5Br Fe2O3

8.下列反应的离子方程式书写正确的是 _____ A.在澄清石灰水中加入少量小苏打:Ca2++OH-+HCO3- CaCO3↓+H2O B.苯酚钠溶液中通入少量 CO2:2C6H5O-+CO2+H2O 2C6H5OH+CO32-

_____ C.将 SO2 气体通入 NaClO 溶液中:SO2+2ClO-+H2O SO32-+2HClO D.将标准状况下 112mL 氯气通入 10mL 浓度为 1 mol·L-1 的溴化亚铁溶液中: _____ 3+ 2Fe2++4Br-+3Cl2 3Fe +6Cl-+2Br2 9.紫草宁(Shikonin)可以用作创伤、烧伤以及痔疮的治疗药物,它可以由 1,4,5,8 —四甲氧基萘经多 步反应后合成,两者的分子结构分别如图。下列说法中不正确的是

1,4,5,8 —四甲氧基萘 紫草宁 A.紫草宁分子式为:C16H16O5 B.1,4,5,8 —四甲氧基萘及紫草宁分子中均无手性碳原子 C.1,4,5,8 —四甲氧基萘及紫草宁都可与氢气反应,且 lmol 均最多消耗 5mol H2 D.1,4,5,8 —四甲氧基萘核磁共振氢谱中有 2 个峰,且峰面积之比为 3:1 10.印染工业常用亚氯酸钠(NaClO2)漂白织物,亚氯酸钠在溶液中可生成 ClO2 、 ClO2、 HClO2,其 中 HClO2 是漂白剂的有效成分,ClO2 是有毒气体。各组分含量随 pH 变化情况如图所示,由图知,使用 该漂白剂的最佳 pH 为 A.3.0 B. 4.0~4.5 C.6. 5~7.0 D. 9.0 11.已知 A、B、C、D、E 是短周期原子序数依次增大的五种元素, A 原子 在所有原子中半径最小, 与 E 同主族,且 E 的原子序数是 B 的两倍, B C、 D 是金属,它们的氢氧化物均难溶于水。下列说法正确的是 A.A 与 B 两种元素可以组成离子化合物 A2B2 B.C 元素形成的单质在冷浓硝酸中发生钝化 C.E 元素氧化物对应的水化物一定有强氧化性 D.D 元素的单质可用于冶炼某些难熔金属 12.世博会中国馆、主题馆等建筑使用光伏并网发电,总功率达 4 兆 瓦,是历届世博会之最,通过并网,使用半导体照明(LED) 。已知 发出白光的 LED 是由 GaN 芯片和钇铝石榴石(YAG,化学式: Y3Al5O12)芯片封装在一起做成的。下列有关叙述正确的是 A.光伏电池是将太阳能直接转变为电能 化学试卷(第 2 页,共 8 页)


B.图中 N 型半导体为正极, P 型半导体为负极 C.电流从 a 流向 b D.LED 中的 Ga 和 Y 都显+3 价 13.下列叙述中,正确的是 _____ A.反应 A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)在一定温度下能自发进行,则该反应的△H<0 B.将 NH3 通入热的 CuSO4 溶液中能使 Cu2+还原成 Cu C.钙和镁的氯化物溶液蒸发结晶出来的固体都是水合物,经焙烧得相应无水盐 D.用酸溶解金属铝时,溶解的速率与铝的纯度有关,纯度越高速率越大 14 .已知 25℃ 时有关弱酸的电离平衡常数: 弱酸化学式 电离平衡常数(25℃) CH3COOH 1.8×10
-5

HCN 4.9×10
-10

H2CO3 Ka1=4.3×10 7 - Ka2=5.6×10 11


则下列说法正确的是 A.等物质的量浓度的各溶液 pH 关系为:pH ( NaCN)>pH(Na2CO3)>pH( CH3COONa) B.NaHCO3 和 Na2CO3 混合溶液中,一定存在: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-) C.0.4 mol·L-1HCN 溶液与 0.2 mol·L-1NaOH 溶液等体积混合后,所得溶液中: c(Na+)>c(OH-)>c(H+) D.25℃ 时,pH=4 且浓度均为 0.1 mol·L-1 的 CH3COOH、CH3COONa 混合溶液中: c(Na+)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(CH3COOH) 15.某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为 1.96 g 的该结晶水合物,分别加水 溶解。一份加人足量 Ba(OH)2 溶液,生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后变为红褐色;加热该混合 物,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;用稀盐酸处理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体 2.33 - - + g 。另一份加入 20mL0.05 mol·L 1 KMnO4 的酸性溶液,MnO4 恰好完全被还原为 Mn2 。根据上述条 件可知该结晶水合物的化学式是 A.(NH4)2SO4·FeSO4·4H2O B.(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O C.2(NH4)2SO4·FeSO4·12H2O D.(NH4)2SO4·2FeSO4·6H2O 二、 (本题共 2 小题,共 15 分) 16. 分)分离回收下列水不溶性混合物:苯甲醛(A)、苯胺(B)、氯苯(C)、对甲苯酚(D)、苯甲酸(E)。用 (5 流程图表示分离步骤如下,请在括号中分别填出每步被分离出的化合物的代号。

17. (10 分)铁是最常见的金属之一,铁也可以形成多种氧化物、氢氧化物和盐类。请填写下列空格: (1) 磁铁矿的主要成分是__________(填化学式) ,铁锈的主要成分是__________(填化学式) ,铁与高温水蒸 气反应的产物是和__________(填化学式) ; (2)在三氯化铁溶液中,加入氟化钠浓溶液,三氯化铁溶液由黄色变为无色,因为 ________________________________________, 此时, 溶液的氧化性将__________ (填增强、 减弱或不变) , 化学试卷(第 3 页,共 8 页)

再加入硫氰化钾试液,溶液不变红,原因是 _________________________ ___________________________________; (3)有报道说:高温下 Fe 和 NaOH 反应可得 Na ,写出反应方程式,并根据化学平衡移动原理说明能 发生上述反应的原因。 _____________________________________________________________________________。 18. 分) (7 (1)1962 年加拿大化学家巴列特(N.Bartlett)用强氧化剂 PtF6 氧化 O2 制得了 O2[PtF6],随后 根据稀有气体 Xe 与 O2 的相似性和热力学性质的计算,巴列特推想,PtF6 同样能氧化 Xe,并如理论预测 成功地合成了世界上第一个稀有气体化合物 Xe [PtF6], 这在当时轰动了整个科学界, 并由此打开了稀有气 体化学的大门。此后,结构各异的稀有气体 Xe 的化合物不断地被合成出来,请指出它们分子的几何构型: XeF4_________,XeO2_________,XeO3_________,XeF2_________,XeOF4_________。 (2)2010 年 12 月,瑞典科学家发现了最大的氮氧化物 N(NO2)3,量子化学计算结果表明分子是稳定的。 科学家预测它可能成为未来的火箭燃料。该化合物还没有中文译名,如果要你给它命名,你会叫它 ______________,N(NO2)3 中心 N 原子的杂化类型为_________。 19. 分)化学电池不仅可以作为电源将化学能转化为电能,还可以通过对电池电动势的测定求出电池反 (5 应的平衡常数。例如,将酸碱中和反应作为电池反应,可以设计出相应的电池,并由其电动势求出中和反 应平衡常数及水的离子积。 现将两个氢电极 (以 Pt 作为导电的惰性金属, 以氢气作为参与电极反应的物质, - + 可以是生成氢气,也可以是消耗氢气)分别置于酸性水溶液(H )和碱性水溶液(OH )中构成电池,使 电池反应为酸碱中和反应。 (1)酸溶液中的氢电极 A 和碱溶液中的氢电极 B,为电池正极是_____(填 A 或 B) ; (2)A,B 上分别发生的电极反应为: A 极:__________________________ ; B 极:__________________________ ; (3)总反应式为__________________________,该反应的平衡常数 K 与水的离子积 Kw 的关系是 __________________________。 20. (11 分)铬化学丰富多彩,由于铬光泽度好,常将铬镀在其他金属表面,同铁、镍组成各种性能的不 锈钢,CrO3 大量地用于电镀工业中。 (1)在下图装置中,观察到图 1 装置铜电极上产生大量的无色气泡,而图 2 装置中铜电极上无气体产生, 铬电极上产生大量有色气体。根据上述现象试推测金属铬的两个重要化学性质 ______________________________________、_____________________________。

(2)CrO3 具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火,若该过程中乙醇被氧化成乙酸, CrO3 被还原成绿色的硫酸铬[Cr2(SO4)3]。则该反应的化学方程式为___ __________________________________________________________。 (3)CrO3 的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如下图所示。

化学试卷(第 4 页,共 8 页)

①A 点时剩余固体的成分是__________(填化学式) 。 ②从开始加热到 750K 时总反应方程式为_______________________。 (4) 3 和 K2Cr2O7 均易溶于水, CrO 这是工业上造成铬污染的主要原因。 净化处理方法之一是将含+6 价 Cr - 的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的 NaCl 进行电解:阳极区生成的 Fe2+和 Cr2O72 发生反应, - - 生成的 Fe3+和 Cr3+在阴极区与 OH 结合生成 Fe(OH)3 和 Cr(OH)3 沉淀除去[已知 KspFe(OH)3=4.0×10 38, - KspCr(OH)3=6.0×10 31]。 ①电解过程中 NaCI 的作用是__________________________。 - - - ②已知电解后的溶液中 c(Fe3+)为 2.0×10 13 mol·L 1,则溶液中 c(Cr3+)为_____ mol·L 1。 四、 (本题共 l 小题,共 12 分) 21. (12 分)阿明洛芬属于苯丙酸类抗炎药,镇痛效果优于布洛芬。下图是阿明洛芬的一条合成路线。

(1)反应①为取代反应,该步反应物 Me2SO4 中的“Me”表示 (2)E 中的官能团有: __________________(写名称) 。 (3)F 的结构简式为________________________________________________。 (4) 反应③可以看成是两步反应的总反应, 第一步是氰基 (一 CN) 的完全水解反应生成羧基 (一 COOH ), 请写出第二步反应的化学方程式:___________________________。

(5)化合物

O

O

O

是合成某些药物的中间体。试设计合理方案由化合物

合成

O

O

O



提示:①合成过程中无机试剂任选;



在 400℃有金属氧化物存在条件下能发生脱羰基(

)反应。

③合成反应流程图表示方法示例如下: 化学试卷(第 5 页,共 8 页)

五、 (本题共 1 小题,共 10 分) 22. (10 分)金属钠晶体为体心立方结构,钠原子在晶胞的体对角线上互相接触,晶胞参数 a=429pm(即 每个体心立方晶胞的边长为 429pm) 。 - (l)计算可知钠的原子半径为____________pm ,金属钠的理论密度_______g·cm 3。 (2)1982 年,我国化学家以 NaCl 为固体分散剂,对熔融金属钠直接氢化合成了晶体 NaH,大大地降低 + - 了生产成本。NaH 具有 NaCl 型结构,晶胞参数 a=488pm ,已知 Na 的离子半径为 102pm ,则 H 的离 子半径为______________pm 。 - (3)NaH 是合成氢化铝钠 NaAlH4 的关键材料 NaAlH4 是很有前途的储氢材料,密度为 1.2g·cm 3,请 估算 NaAlH4 的储氢性能(以 H 的密度表示) 。

“扬子石化杯” 第 25 届全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)初赛试题 参考答案及评分标准
一、选择题(每小题 4 分,共 60 分) 1.D 2.B 3.B 4.D 5.C 6.A 7.BC 8.A 9.BC 10.B 11.D 12.AD 13.A 14.BC 15.B 二、 (本题共 2 小题,共 15 分) 16. 分,每空 1 分) (5 E D B C A 17. (10 分) (1)Fe3O4 Fe2O3·nH2O Fe3O4 H2 - - 3- (2)生成了无色的 FeF6 减弱 Fe(SCN)n3 n 不如 FeF63 稳定,不能实现转化(以上每空 1 分) _____ (4)4NaOH+3Fe 4Na+2H2+Fe3O4 (2 分) 因为生成较稳定的 Fe3O4 及气态 Na 和 H2,使平衡向右移动(1 分) 三、 (本题共 3 小题,共 23 分) 18. 分,每空 1 分) (7 (1)XeF4 正方形,XeO2 四面体,XeO3 三角锥,XeF2 直线型,XeOF4 四方锥。 (2)三硝基胺 sp2 杂化(注:本题信息太少,学生无法回答) 19. 分,每空 1 分) (5 化学试卷(第 6 页,共 8 页)

(1)A
+ -_____ (2)H +e 1/2H2 ― -_____ 1/2H2+OH ―e H2O

+ ―_____ (3)H +OH H2O

K=c(H2O)/Kw 由图 2 知金属铬易被稀硝酸钝化(2

20. 11 分) ( (1)由图 1 知金属铬的活动性比铜强,能和稀硫酸反应生成 H2 分)

_____ (2)4CrO3+3C2H5OH+6H2SO4 2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+9H2O (3)①Cr3O8 △ _____ (2 分) ② 4CrO3 2Cr2O3+3O2↑(2 分)


(4)① 增强溶液的导电性(1 分) ②3×10 6(2 分) 四、 (本题共 1 小题,共 12 分) 21. (12 分) (1)甲基(-CH3) (2 分) (2)氨基 酯基(2 分)

(3)

(2 分)

(4)

(2 分)

(5) (4 分) 五、 (本题共 1 小题,共 10 分) 22. (10 分)

化学试卷(第 7 页,共 8 页)


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