2010辽宁省化学竞赛

（时间 120分钟，满分150分）

一、选择题（本题包括6小题，每小题2分，共12分。每小题只有一个选项符合题意。） 1．下列有关生活中化学知识的描述错误的是 A．维生素C也称为抗坏血酸，补铁时常与补铁剂同时服用

B．阿司匹林是一种重要的人工合成药物，是一种有机酸，具有解热镇痛等作用

C．高压锅、易拉罐、硬币等生活中常见金属制品都是合金 D．红葡萄酒在空气中储存时间越长，质量越好 2．已知一些燃料的燃烧热数据如下：

燃 料 一氧化碳 甲烷 －891.0 kJ/mol 异辛烷 乙醇 燃烧热（△H） －283.0 kJ/mol －5461 kJ/mol －1366.8 kJ/mol D．乙醇

使用上述燃料，最能体现“低碳经济” 理念的是 A．一氧化碳 B．甲烷 C．异辛烷

3．相同温度下，醋酸在液氨和水中的电离常数分别为K1和K2，其大小关系正确的是 A．K1＞K2 B．K1＝K2 C．K1＜K2 D．不能确定

4．电子层数相同的短周期元素X、Y、Z、W，其中X的最外层电子数比K层少1，Y的最外层电子数比K层多l，Z的单质常用于制造太阳能电池，W的原子半径是同周期中最小的。下列推断中正确的是

A．Z的氢化物的热稳定性强于W的氢化物 B．Z的氧化物与水反应可制得相应的含氧酸

C．X、Y、W的原子半径依次减小，对应的离子半径依次增大 D．X、Y、W的最高价氧化物对应水化物之间互相都能发生反应

18O，请分析该酯化反应的化学键断裂方式

5．用同位素18O标记的叔丁醇［(CH3)3C―18OH］与乙酸发生酯化反应，只在生成物水中检测到

A．乙酸：C—O键，叔丁醇：C—H键 B．乙酸：C—H键，叔丁醇：C—O键 C．乙酸：O—H键，叔丁醇：C—O键 D．乙酸：C—O键，叔丁醇：O—H键 6．在溶液中有浓度均为0.0l mol/L的Fe3、Cr3、Zn2、Mg2等离子，已知： Ksp[Fe(OH)3]＝2.6×10

－39

＋

＋

＋

＋

；Ksp[Cr(OH)3]＝7.0×10

－31

＋

＋

Ksp[Zn(OH)2]＝1.0×10

＋

－17

；Ksp[Mg(OH)2]＝5.6×10

＋

－12

当氢氧化物开始沉淀时，下列哪一种离子所需的pH最小 A．Fe3 B．Cr3 C．Zn2 D．Mg2 二、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题有一个或两个选项符合题意。若

正确答案只有一个选项，多选时，该题为0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的给2分，选两个且都正确的给4分，但只要选错一个，该小题就为0分。）

7．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，上海市使用半导体照明（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

第 1 页 （共 9 页）

A．光伏电池是将太阳能直接转变为电能 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

8．已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃烧热分别是－285.8 kJ·mol1、－1411.0 kJ·mol－1366.8 kJ·mol1，则由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的△H为

A．－44.2 kJ·mol1 B．＋44.2 kJ·mol1 C．－330 kJ·mol1 D．＋330 kJ·mol1 9．为达到预期的实验目的，下列操作中正确的是 A．欲制备Fe(OH)3胶体，向盛有沸水的烧杯中滴加FeCl3饱和溶液并长时间煮沸 B．欲检验蔗糖水解产物是否具有还原性，向水解后的溶液中加入新制氢氧化铜并加热 C．欲除去乙烷气体中混有的乙烯，可在Ni催化条件下通入氢气 D．欲配制浓度约为0.1 mol·L1 NaOH溶液，称取0.4 g

NaOH固体放入烧杯中，加入100 mL蒸馏水溶解

10．某白色固体可能由①NH4C1、②AlCl3、③NaCl、④AgNO3、⑤KOH中的一种或几种组成，此固体投入水中得澄清溶液，该溶液可使酚酞变红，若向溶液中加稀硝

酸至过量，有白色沉淀产生。则对原固体判断正确的是 A．只存在①⑤ B．至少存在②和⑤ C．无法确定是否有③ D．至少存在①④⑤

11．氯气与氢氧化钾溶液在一定条件下发生反应：Cl2＋KOH

→KX＋KY＋H2O(未配平) ，KX在一定条件下自身可发生反应：KX→KY＋KZ，所得产物中KY与KZ物质的量比为1:3，以上KX、KY、KZ均是含氯元素的一元酸钾盐，则推断KX中氯元素的化合价可能是

A．＋1 B．＋3 C．＋5 D．＋7 12．下列反应中，相关示意图像错误的是

－

－

－

－

－

－

－

－1

和

将二氧化硫通入到一定量氯水中 A

量氯化铝溶液中 B ＋

将氨水滴入到一定将铜粉加入到一定量浓硝酸中 C －

将铁粉加入到一定量氯化铁溶液中 D 13．常温时，下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是 B．等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合：

＋

－

－

A．某溶液中由水电离出的c(H)＝1×10a mol/L，若a＞7时，则该溶液pH一定为14－a

2c(Na)＝3c(CO32)＋3c(HCO3)＋3c(H2CO3)

C．将0.2 mol/L的某一元酸HA溶液和0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合后溶液pH大于7，

第 2 页 （共 9 页）

则反应后的混合液：2c(OH)＋c(A)＝2c(H)＋c(HA)

D．pH＝3的二元弱酸H2R溶液与pH＝11的NaOH溶液混合后，混合液的pH等于7，则反应后的混合液：2c(R2)＋c(HR)＞c(Na) 三、非选择题（本题包括3小题，共30分。） 14．（6分）用离子方程式解释下列实验事实

（1）碳酸氢钠溶液与氯化钙溶液混合有白色沉淀产生。 （2）Fe3能使过氧化氢溶液迅速分解。 （3）CaSO4·2H2O微溶于水，但在HNO3 ( 1 mol·L1)中可溶。 15．（10分）实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取w g该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现用图示装置进行实验(铁架台、铁夹、酒精灯等未画出)请回答下列有关问题： －

＋

－

－

＋

－－＋

a 氨基酸 A B C D E F

（1）写出装置B、C、D、E中分别盛放的试剂及所起的作用。

（2）检查装置气密性，进行如下操作后A中氨基酸开始反应，请用序号表示正确的操作顺序。 实验操作：①使用酒精灯加热A处；②使用酒精灯加热D处；③打开活塞a，通入氧气； ④

关闭活塞a，记录F装置的液面读数。

（3）样品氨基酸充分燃烧后，待E装置气体冷却至室温后记录F装置的液面读数，请指出读

数时应注意的问题。 （4）通过该实验所能测定的数据，能否确定该氨基酸的分子式？请说明理由。

16．（14分）三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。 某小组将无水三草酸合铁酸钾按如图所示装置进行实验： 样品 澄清 石灰水 浓NaOH 溶液 （足量） 0.1% KMnO4 酸性溶液 澄清 石灰水 （1）若实验中，观察到B、E中溶液均变浑浊，则D中的现象是________________________，

A B C D E 推测三草酸合铁酸钾分解的气体产物是__________________。

第 3 页 （共 9 页）

（2）你认为该实验设计还需要如何改进？

（3）该小组同学查阅资料后推知，固体产物中，铁元素不可能以三价形式存在，而钾元素只能以

盐的形式存在。请写出固体产物所有可能的组成。 （4）设计实验方案证明你的假设（限选试剂：浓硫酸、1.0 mol·L1 HNO3、1.0 mol·L1 盐酸、 1.0 mol·L1 NaOH、3% H2O2 、0.1 mol·L1 KI、0.1 mol·L1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰

水、蒸馏水）：

实验操作 步骤1： 步骤2： 步骤3： … 四、非选择题（本题包括2小题，共30分。） 17．（14分）电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法：保持污水的pH在5.0~6.0之间，通过电解生成Fe(OH)3沉淀。Fe(OH)3有吸附性，可吸附污物而沉积下来，具有净化水的作用。阴极产生的气泡把污水中悬浮物带到水面形成浮渣层，刮去(或撇掉)浮渣层，即起到了浮选净化的作用。某科研小组用电浮选凝聚法处理污水，设计装置示意图，如图所示。

（1）实验时若污水中离子浓度较小，导电能力较差，产生气泡速率缓慢，无法使悬浮物形成浮渣。

此时，应向污水中加入适量的__________。a．H2SO4 b．BaSO4 c．Na2SO4 d．NaOH e．CH3CH2OH （2）电解池阳极发生了两个电极反应，电极反应式分别是 Ⅰ.___________________________________；

Ⅱ.___________________________________； （3）电极反应Ⅰ和Ⅱ的生成物反应得到Fe(OH)3沉淀的离子方程式_________________________；

（4）该燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质，CH4为燃料，空气为氧化剂，稀土金属材料做电极。

①负极的电极反应是________________________________； ②正极的电极反应是________________________________；

③为了使该燃料电池长时间稳定运行，电池的电解质组成应保持稳定，电池工作时必须有部 分A物质参加循环（见上图）。A物质的化学式是_________________；

（5）实验过程中，若在阴极产生了44.8 L（标准状况）气体，则熔融盐燃料电池消耗CH4（标 准状况）____________________L。

18．(16分)A、B、C、D、E是短周期元素组成的中学常见的物质，存在如图所示的转化关系（部分生成物和反应条件略去）

（1）若C为二氧化碳，则A可能为___________________； （2）若X为金属单质，则X与B的稀溶液反应生成C的 离子方程式为______________________________

第 4 页 （共 9 页）

－

－

－

－

－

预期现象与结论 （3）若D为白色沉淀，与A摩尔质量相等，则A为_____，反应③的离子方程式为____________； （4）若A为无色液体，且B、E的摩尔质量相等，反应①的化学方程式________________； （5）若A为一氧化碳，则D为____________；t ℃时，在2 L的密闭的容器中加入3 mol CO和

0.75 mol 水蒸气，达到平衡时，CO的转化率为20%，在相同温度下再加入3.75 mol 水蒸气，再次达到平衡时，能否计算出CO的转化率？若能，请计算；若不能，请说明理由。

五、选做题（本题含《化学与技术》、《物质结构与性质》和《有机化学基础》三个模块，每个模块25分。请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50分。）

《化学与技术》模块

19．（25分）锂被誉为“高能金属”。工业上用硫酸与β－锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)在250～300 ℃反应，生成Li2SO4以及硅铝化合物、MgSO4等，其工业生产流程如下：

请回答下列问题：

（1）LiAlSi2O6的组成用氧化物的形式表示为___________________； （2）沉淀X的主要成分是(写化学式)________________________；

（3）请解释流程中前后两次使用的Na2CO3溶液浓度不同的原因。 （4）将盐酸与Li2CO3完全反应后的溶液，加热蒸干得到固体，再将其熔融电解生产锂。电解时 产生的氯气中会混有少量氧气，请解释混有少量氧气的原因。 （5）金属锂是一种重要的储氢材料，请写出锂吸氢和放氢（有水参加）的化学反应方程式。

（6）锂离子电池的正极是含锂的二氧化钴（LiCoO2），充电时LiCoO2中Li被氧化，其电池反应

充电 放电 为LiCoO2＋C6 CoO2＋LiC6 。该电池的正极反应式为_________________________，

电池的电解质可以选用_________（“酸”、“碱”或“中”）性的物质，请说明理由。

《物质结构与性质》模块

20．（25分）钛是21世纪的明星元素，其单质和化合物有广泛的用途。工业上利用二氧化钛和碳酸钡在熔融状态下制取偏钛酸钡。偏钛酸钡有显著的“压电性能”，应用于超声波的发生装置。经X射线分析，偏钛酸钡晶体的最小重复单位为正方体（如右图），边长为4.03×10

－10

m，顶点位置为Ti4所占，体心位置为Ba2所占，所

＋＋

4﹢

2﹣

有棱心位置为O2所占。

2﹢

第 5 页 （共 9 页）

－

（1）Ti在周期表中位于_________________________； Ti4的核外电子排布式为__________________________；

（2）制备偏钛酸钡的化学反应方程式是________________________________________； （3）在偏钛酸钡晶体中，若将Ti4置于立方体的体心，Ba2置于立方体的顶点，则O2处于立 方体的____________；

（4）在偏钛酸钡晶体中，Ti4的氧配位数为________，Ba2的氧配位数为___________； （5）已知O2半径为1.40×10

－

－10＋

＋

＋

＋

－

＋

m，则Ti4半径为___________m，Ba2半径为____________m； 《有机化学基础》模块

＋＋

（6）请计算该晶体密度（写出必要的计算过程）。

21．（25分）肉桂醛、季戊四醇在食品、医药化工等方面都有重要应用。 （1）下列是合成肉桂醛、制备肉桂酸的反应路线：

实验表明：

Ⅰ. A既能发生银镜反应，又能与金属钠反应放出氢气； Ⅱ. 肉桂醛的相对分子质量不超过140，其中碳氢元素质量分数为87.89%。 Ⅲ. 核磁共振氢谱表明肉桂醛分子中有六种氢，其峰面积之比为1:1:1:2:2:1； ① 请写出肉桂醛的分子式和肉桂酸的结构简式。 ② 已知反应①的原子利用率为100%，请写出第①步的化学反应方程式。 ③ 请写出上述合成路线中使用③④两步反应的目的。

④ 请写出与肉桂醛互为同分异构体，且同时满足 a.分子中无甲基，b.所有碳原子在同一平面上

的有机物结构简式（至少写出5种）。

（2）季戊四醇[C(CH2OH)4]可以用两种一元醛和必要的无机试剂进行合成，请写出合成的各步反应的化学方程式。 已知：

第 6 页 （共 9 页）

2010年辽宁省高中学生化学竞赛试题

参考答案与评分标准

说明：

1．各地须根据本评分标准制定评分细则。

2．各类题目中，只要考生回答合理，均可参照评分标准酌情给分。

一、选择题（本题包括6小题，每小题2分，共12分。每小题只有一个选项符合题意。） ．．．． 1．D 2. B 3.A 4.D 5.C 6.A

二、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题有一个或两个选项符合题意。若．．．．．

正确答案只有一个选项，多选时，该小题为0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的给2分，选两个且都正确的给4分，但只要选错一个，该小题就为0分。） 7．AD 8.A 9、D 10、CD 11、C 12、B 13、BC 三、非选择题（本题包括3小题，共30分） 14．本题共6分

（1） 2HCO3+Ca2=CaCO3＋H2O＋CO2↑ （2分）

（2）2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+2H+2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O （2分）

－

（3） CaSO4 +H+=Ca2++HSO4 （2分） 15．本题共10分

（1）B：浓硫酸 吸收生成的水 C：碱石灰，吸收生成的二氧化碳

D：铜网，吸收剩余的氧气 E：水，测定氮气的体积 （4分） （2） ③④②③① （2分）

（3）读数时视线应与刻度线和凹液面最低点相切；移动量筒使E和F装置的液面相平（2分） （4）不能，只能确定实验式（或最简式）。 （2分） 16．本题共14分

（1）溶液褪色或变浅 （1分） CO2、CO （1分）

（2） 在AB装置之间加一个防倒吸装置；在C装置后增加二氧化碳是否除净的检验装置（澄清石灰水）；最后缺少尾气处理装置 （答出2点即可，2分）

（3）①FeO K2CO3 ； ② FeO、Fe K2CO3 ； ③ Fe 、K2CO3 ；（3分） 实验步骤 预期现象与结论 步骤1：取适量固体产物与试管中，加入足量蒸有气泡产生，澄清石灰水变浑浊（1分） 馏水，充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液，用蒸馏水充分洗涤不溶固体，并取适量固体加入盐酸将产生的气体通入澄清石灰水。（1分） 步骤2：向试管中加入少量不溶固体，再加入过量硫酸铜溶液，振荡，待充分反应后过滤并洗涤不溶固体。将滤液转移至试管中，加入适量的 若溶液没有变成血红色，则①成立；若溶液变成血红色，需要进行步实验骤3（1分） －

＋

第 7 页 （共 9 页）

H2O2，并滴加KSCN溶液，振荡。（1分） 步骤3：将过滤出的不溶物转移至另一试管中，若溶液变成血红色，则②成立。(1分) 加入足量稀盐酸、适量的H2O2与KSCN，振荡。若溶液没变成血红色，则③成立（1分） （1分） 四、非选择题（本题包括2小题，共30分） 17．本题共14分 （1）c （2分）

（2）Fe－2e＝Fe2 4OH 4 e＝ 2H2O＋O2↑ （2分） （3）4Fe2++10H2O + O2= 4Fe(OH)3↓+8H+ （2分）

－

＋

－

－

（4）① CH4 + 4CO32-  8e= 5CO2 + 2H2O （2分）

－－－－

② O2＋2CO2＋4e＝2CO32 （2O2＋4CO2＋8e＝4CO32） （2分）

③ CO2 （2分） （5）11.2 （2分） 18．本题16分

（1） Cl2 、NO2、F2、Na2O2均可 (答出2个即可，2分) （2）Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O (2分)

（3）Na2O2 （2分） 3Al3+＋3AlO2-+6H2O=4Al（OH）3↓ (2分)

－

（4）HCOOC2H5＋H2OHCOOH＋C2H5OH (2分)（其它合理答案也给分如A为

CH3COOCH2CH2CH3）

（5）Na2CO3 ( 2分) 能(1分)

计算：K0.6mol0.6mol1 …………1分

2.4mol0.15mol设通入水蒸气后参与反应的CO共x mol

x21 …………1分 (3x)(4.5x) x=1.8

(CO)1.8mol60% ………………1分

3mol五、选做题（本题含《化学与技术》、《物质结构与性质》和《有机化学基础》三个模块，每个模

块25分。请从三个模块中任选两个模块作答，若三个模块均作答则以所答的前两个模块计分，共50分。）

《化学与技术》模块

19．本题共25分

（1）Li2O·Al2O3·4SiO2（2分） （2）CaCO3、Mg(OH)2（4分）

（3）前者是除去Ca2+ ，浓度过大会使部分Li+沉淀；后者是除去Li+，浓度大有利于Li2CO3

第 8 页 （共 9 页）

沉淀的生成（其他合理答案均可）（3分）

（4）加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解产成Li2O，电解时产生

O2（其他合理答案均可）（4分）

（5）2Li+H2=2LiH LiH+H2O=LiOH+H2↑ （4分）

（6）CoO2 + Li + e == LiCoO2 （3分） 碱或中（2分） 因为正极含有的锂会与酸性物质反应（3分）

＋

－

《物质结构与性质》模块

20．本题共25分

（1）第四周期 第IVB族 （3分） 1s22s22p63s23p6 （3分）

（2） TiO2+BaCO3===BaTiO3+CO2↑ （3分） （3）面心 （3分） （4）6 12 （4分） （5）6.15×10-11 （ 2分） 1.45×10-10 （3分） （6）m(BaTiO3)

(137.347.8716.003)g/mol223.8710g …………1分 236.0210/mol …………1分

3.871022g (BaTiO3)5.91g/cm3 …………2分 -2936336.5510m10cm/m《有机化学基础》模块

21．本题共25分

（1）① C9H8O (2分) C6H5－CH＝CH－COOH (2分)

② C6H5－CHO＋CH3CHO → C6H5－CH(OH)－CH2－CHO (3分) ③ 保护碳碳双键，防止被氧化 （2分）

—C≡CH CH2OH

—C≡CH

HOCH2— CH2OH

—CH=CH2 CHO CHO

—CH=CH2

—C≡CH

④

—C≡CCH2OH

CH2=CH— —CHO

等其它合理答案

（每个正确结构2分，写错一个倒扣1分，最多10分，最低0分）

稀NaOH溶液

（2）CH3CHO＋3HCHO

(CH2OH )3CCHO+ HCHO + NaOH（浓）

(CH2OH )3CCHO （3分）

C(CH2OH)4 + HCOONa （3分）

第 9 页 （共 9 页）