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2010辽宁省化学竞赛

来源:九壹网
2010年辽宁省高中学生化学竞赛试题

(时间 120分钟,满分150分)

题 号 分 数

H He 相对原子质量 1.008 4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.06 35.45 39.95 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.41 69.72 72.64 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La-Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [209] [210] [222] Fr Ra Ac-Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Uub ······ [223] [226] Lr [261] [262] [266] [264] [277] [268] [281] [272] [285] 一 二 三 四 五 总分

得分 评卷人 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 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 D.乙醇

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

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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18

O,请分析该酯化反应的化学键断裂方式 ( ) 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]=2.6×1039 ;Ksp[Cr(OH)3]=7.0×1031

--

Ksp[Zn(OH)2]=1.0×1017 ;Ksp[Mg(OH)2]=5.6×1012

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得分 评卷人 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 ( ) 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·mol1和

-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

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12.下列反应中,相关示意图像错误的是 ( )

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 ( )

+-

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 B.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合:

+--

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,

--+

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)

得分 评卷人 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: 氨基酸 A B C D E F

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(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 A B C D E (1)若实验中,观察到B、E中溶液均变浑浊,则D中的现象是________________________, 推测三草酸合铁酸钾分解的气体产物是__________________。 (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):

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实验操作 步骤1: 预期现象与结论 步骤2: 步骤3: „ 得分 评卷人 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沉淀的离子方程式是

_______________________________________________________;

(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_________________;

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(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_________________________________________________;

(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的化学方程式为 ____________________________________________________________;

(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。

、《物质结构与性质》和《有机化学基础》得分 评卷人 五、选做题(本题含《化学与技术》

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)________________________;

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(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

2﹣ 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

-4﹢ 最小重复单位为正方体(如右图),边长为4.03×1010 m,顶点位

++-

2﹢ 置为Ti4所占,体心位置为Ba2所占,所有棱心位置为O2所占。 (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1.40×1010 m,则Ti4半径为___________m,Ba2半径为____________m; (6)请计算该晶体密度(写出必要的计算过程)。

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《有机化学基础》模块

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:

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