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2016年辽宁省高中学生化学竞赛题及答案



2016 年辽宁省高中学生化学竞赛试题
(时间 90 分钟,共 100 分)
H
1.008

? à? ? ?- × ? ?? ??
O B C N F 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 Al Si P S Cl 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 Ge As Se G

a Br 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 In Sn Sb I Te 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 Po At Tl Pb Bi 204.4 207.2 209.0 [210] [210]

Li Be 6.941 9.012 Na Mg 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 Sr Rb Y Zr Nb 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 Hf Ta Cs Ba 132.9 137.3 La-Lu 178.5 180.9 Fr Ra [223] [226] Ac-Lr

Cr 52.00 Mo 95.94 W 183.9

Ni Cu Zn Mn Fe Co 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 Ru Rh Pd Ag Cd Tc 98.91 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 Re Ir Pt Au Hg Os 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

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.化学与环境、材料、信息、能源关系密切,下列说法正确的是 A.用漂粉精和洁厕灵的混合液清洗马桶效果更佳 B.推广使用煤液化技术,可减少二氧化碳等温室气体的排放 C.高纯硅广泛应用于太阳能电池、计算机芯片 D.PM 2.5 是指大气中直径接近 2.5× 10 6m 的颗粒物,分散在空气中形成胶体 2.中国传统文化对人类文明贡献巨大,在古代,我国人民就已经广泛应用了化学知识,古代文 献中大量记载了他们的研究成果。下列关于古代化学的应用和记载,对其说明不合理 的是 ...


A. 《本草纲目》中记载“(火药) 乃焰消(KNO3) 、硫磺、杉木炭所合, 以为烽燧铳机诸药者”, 这是利用了 KNO3 的氧化性 B.我国古代文献《天工开物》记载“凡研硝(KNO3)不以铁碾入石臼,相激火生,祸不可测” 是因为 KNO3 能自燃 C. 《本草经集注》中记载了区分硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法:“以火烧之,紫青 烟起,乃真硝石也”,这是利用了焰色反应 D.在古代我国人民常用明矾水除去铜器上的铜锈[Cu2(OH)2CO3],是因为 Al3+能水解 3.东晋《肘后备急方》中记载“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服 之,可截疟”。2015 年生理学或医学诺贝尔奖得主屠呦呦从中得到启 发,获得对多种疟原虫抑制率达到 100%疗效的青蒿素。右图是青蒿 素的结构,则有关青蒿素的说法中正确的是 A.青蒿素分子式为 C15H20O5 B.青蒿素分子中含有过氧链、酯基和醚键 C.青蒿素热稳定性好,可用水煎的方法提取 D.青蒿素在碱性条件下易发生水解反应,1 mol 青蒿素在反应中消耗 2 mol NaOH 4.X、Y、Z、W 均为短周期元素,它们在周期表中相对位置如图所示。若 Y 原子的最外层电子 数是内层电子数的 3 倍,下列说法中正确的是
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A.X、Z、W 三种元素最高价氧化物的水化物都是强酸 B.最高价氧化物对应水化物的酸性 W 比 Z 弱 C.Z 的单质与氢气反应较 Y 剧烈 D.X、Y 形成的化合物都易溶于水 5.下列各组离子能大量共存,且加入试剂 X 后,发生反应的离子方程式正确的是 选项 A B C D
3+

离子组 透明溶液中:
+ ? ? Fe 、NH4 、SO2 4 、Cl + ? NH4 、Na?、AlO2 、Cl? ? ? Na?、Ba2?、HCO3 、NO3

试剂 X 过量的铜粉 过量的盐酸 NaHSO4 溶液 双氧水

离子方程式 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ AlO2 +4H?=Al3++2H2O H?+HCO3 =CO2↑+H2O 2Fe2++H2O2+2H?=2Fe3++2H2O
? ?

pH=1 的溶液中: Mg 、Fe
2? 2? ? ? 、NO3 、SO2 4

6.NA 代表阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A.9 g 超重水(3H216O)含中子数为 6NA B.3.0 g 乙酸与甲酸甲酯的混合物中含有氧原子数目为 0.2NA C.常温常压下,质量均为 32 g 的 N2H4 和 CH3OH 含的原子数都是 6NA - D.1 mol· L-1 的氯化铁溶液中,若 Fe3+的数目为 NA,则 Cl 的数目为 3NA 7.下列实验中,对应的现象以及结论均正确的是 选项 实验 现象 结论 向氯水中加入过量的铁粉,充分反 有气体生成, 高锰酸钾 + A 氯水将 Fe 氧化为 Fe2 应后滴加酸性高锰酸钾溶液 溶液褪色 向某钾盐中滴加浓盐酸,产生气体 该钾盐为 K2SO3 或 B 品红溶液褪色 KHSO3 再通入品红溶液 -1 向 1.0 mol· L 的 NaHCO3 溶液中 C 溶液呈黄色 NaHCO3 溶液呈碱性 滴加 2 滴甲基橙 - 向浓度均为 0.1 mol· L 1的 先有红褐色沉淀生成, Al(OH)3 的溶度积比 D Al2(SO4)3、 Fe2(SO4)3 的溶液中逐滴 后有白色沉淀生成 Fe(OH)3 的大 加入氨水 8.用 0.1 mol· L-1 的 NaOH 溶液分别滴定体积均为 20.00 mL、浓度均为 0.1 mol· L-1 的盐酸和 HX 溶液,两溶液的 pH 随加入 NaOH 溶液的 体积变化曲线如图所示,下列有关说法中正确的是 A.HX 为弱酸,且电离平衡常数 Ka≈1×10-10 B.P 点时 c(Cl )=0.05mol· L-1 C.水的电离程度:M 点大于 N 点 - - D.M 点时,c(HX)>c(Na+)>c(X )>c(OH )>c(H+)


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9. 铬是人体必需的微量元素, 但正六价的铬有很强的毒性, 人体需要的是三价铬。 用肼 (N2H4) 2--氧气燃料电池做电源,以铁做阳极,利用电解法除去污水中的 Cr2O7 离子。若污水中含 0.2 mol 的 Cr2O72-离子,则标准状况下需消耗 N2H4 的体积为 A.3.36 L B.6.72 L C.13.44 L D.22.4 L 二、必考题(本题包括 3 小题,共 43 分。 ) 10.(14 分)化学是一门与人类生活息息相关的学科,化学物质对人类有利有弊。仔细阅读下列氮 及其化合物的相关信息,回答下列问题: (1)NO2 可做火箭燃料的氧化剂,但也是一种主要的大气污染物。已知通常条件下: N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0 , 某温度下, 将 0.60mol N2O4 气体充入 2L 真空密闭容器中, 保持温度和容器体积不变,测得如下数据: 时间(s) n(N2O4)/mol n(NO2)/mol 0 0.60 0.00 10 0.42 a 20 b 0.60 30 0.21 c 40 d 0.90 50 e 0.90

①计算 20~30 秒之间,用 NO2 表示的平均反应速率为 mol/(L· s) ②可提高 N2O4 的转化率的措施之一为 ③图一是 T℃时,容器中 N2O4 物质的量的变化曲线,在图中画出 T1℃(T1>T)时,N2O4 物质的 量的变化曲线。

图一图二 (2)N2O5 是一种新型硝化剂,其性质和制备受到人们的关注。现以 H2、O2、熔融盐 Na2CO3 组 成的燃料电池,采用电解法制备 N2O5,装置如图二所示: ①写出石墨Ⅰ上的电极反应式 ②写出 Pt1 电极上的电极反应式 (3)肼(N2H4)常做火箭燃料和抗氧化剂。 ①12.8g 液态肼与足量 H2O2 反应生成 N2 和气态 H2O,放出 256.65kJ 的热量。则该反应的热化学 方程式为。 ②盐酸肼(N2H6Cl2)是一种重要的化工原料,属于离子化合物,易溶于水,溶液呈性,水解原 理与 NH4Cl 类似。写出盐酸肼溶液中各离子浓度由大到小的顺序。 11. (14 分)“开车不喝酒,喝酒不开车”,酒后驾车容易引发严重交通事故,害人害己。在治理 酒后驾车中,酒精检测仪发挥了重要作用。 最早的酒精检测仪出现在 1927 年, 用足球胆收集呼出气体, 通过硫酸和重铬酸钾的混合溶液, 溶液的颜色会发生黄→蓝→绿的变化,同已知酒精浓度的标准试剂色管比较,就得到相应的
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数据,如图: (1)某化学兴趣小组对上述过程可能生成的氧化产物 提出如下假设: 假设一:氧化产物可能为乙醛 假设二:氧化产物可能为________________ 假设三:氧化产物可能为 CO2 假设四:氧化产物可能为上述物质的混合物。 若假设一正确,试写出反应的离子方程式________________________________________ (2)为了验证上述假设,设计实验如下图(夹持、加热装置已略去) : 已知:乙醛既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能使 溴水褪色。 ①仪器 A 中导管的作用为__________________。 仪器 B 的名称为__________; ②仪器 C 冷凝水的进水口为___________(填“a” 或“b”) ,E 中装入的试剂为______; ③若取 D 中少量液体加入到酸性高锰酸钾溶液中, 发现紫红色褪去,能否证明假设一正确,原 因是_________; ④若要证明假设二正确,还需进行的实验是______________________________________。 12.(15 分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,具有强氧化性,主要用于水的消毒 以及砂糖、油脂的漂白与杀菌,亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠(NaClO3)等为原料制备亚 氯酸钠晶体 NaClO2·3H2O 的工艺流程如下:

已知:纯 ClO2 气体易分解爆炸,一般稀释到 10%以下安全。易溶于水,在酸性溶液中较稳定。 (1)反应Ⅰ的化学方程式是 ,为提高反应Ⅰ的安全性应采取的措施之一为 。 (2)反应Ⅱ的离子方程式为 ,该反应温度不能太高的原因 __________。 (3)该过程中可以循环利用的物质主要有__________________ (4)某学习小组用碘量法测定粗产品中亚氯酸钠晶体的含量,实验如下: a. 准确称取所得亚氯酸钠晶体样品 mg 于小烧杯中, 加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体, 再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成 200mL 待测溶液。 b.移取 25.00mL 待测溶液于锥形瓶中,用 c mol· L -1 Na2S2O3 标准液滴定至终点,重复 2 - - - 次,测得平均值为 V mL 。(已知:I2 +2S2O32 =2I +S4O62 ) ①滴定过程中使用的指示剂为,达到滴定终点时的现象为 。 ②该样品中亚氯酸钠晶体的质量分数为 (用含 m、c、V 的代数式表示)。
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三、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 15 分。 考生只能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 30 分。 ) 《化学与技术》模块 13. (15 分) 工业制备硝酸的尾气经过处理得 NOx 气体(含 NO、 NO2), 该气体可用来制备 NaNO2、 NaNO3,工艺流程如下:

(1)NaNO2 在碱吸收中生成, 其化学方程式为 (2)中和液进行蒸发Ⅰ操作时,应控制水的蒸发量,目的是__________________。 (3)母液Ⅰ中所含溶质除 NaNO2 及少量 Na2CO3 外,还有________(填化学式),用化学方程式 说明产生该物质的原因。母液Ⅰ进行转化时加入稀 HNO3 和通入空气的目的是____。 (4)母液Ⅱ可循环利用,其主要成分是________。 (5)生产 1.38 t NaNO2 时,Na2CO3 的理论用量为 1.59t(假设 Na2CO3 恰好完全反应)。此时生成 NaNO3 为 9×103mol,则 NaNO3 的产率为。 《物质结构与性质》模块 14.(15 分)已知 X、Y、Z 均为短周期元素,X 是形成化合物种类最多的元素,且与 Y 同周期, Y、Z 原子的第一至第五电离能如下表所示: I1 I2 I3 I4 I5 电离能(kJ/mol) Y Z 根据上述信息回答下列问题: (1)X 元素的核外电子排布图为 (2)Y 和氯元素形成的简单分子的空间构型为 (3) Z 和氯元素所形成的分子相对分子质量为 267, 写出该分子的结构式(若存在配位键, 用“→” 表示),该分子中 Z 原子的轨道杂化方式为 (4)X 与硅形成化合物的结构与金刚石类似,其硬度仅次于金刚石,具 有较强的耐磨性能,其晶胞结构如图所示(其中?为 X 原子,○为硅原 子) 。 每个 X 原子周围与其距离最近的硅原子有个, 该晶体熔点与金刚 石的熔点比较高,原因是。 (5)Z 单质为面心立方晶体,已知 Z 原子半径为 Rcm,晶胞中 Z 原子的配 -3 位数为。列式表示 Z 单质的密度 g·cm (Z 的相对原子质量为 M,用 NA 表示阿伏加德罗常数) 801 577.5 2427 1816.7 3660 2744.8 25026 11577 32827 14842

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《有机化学基础》模块 15. (15 分)香草醛 K(C8H8O3)又称为香兰素,白色针状晶体,是香草豆的香味成分。存在于甜 菜、香草豆、安息香胶等中,是一种重要的香料,其合成路线如下:

已知: Ⅰ .A 是福尔马林的主要成分; E 是芳香族化合物,且不能与 Na 反应; I 的结构简式为:

Ⅱ.

Ⅲ. 请回答下列问题: (1)F 中含氧官能团的名称,⑦的反应类型 (2)E 的结构简式为 (3)写出③的化学方程式 (4)C 在一定条件下能形成一种高分子化合物,其反应的化学方程式为 (5)H 符合下列条件的同分异构体共有种 a.属于芳香族化合物 b.能与 FeCl3 溶液发生显色反应 c.1mol 该物质能与足量 Na 反应产生 1molH2 其中一种同分异构体的核磁共振氢谱有 4 个吸收峰,且峰面积之比为 3:2:2:1 的结构简式为

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2016 年辽宁省高中学生化学竞赛试题参考答案及评分标准
一、选择题(本题包括 9 小题,每小题 3 分,共 27 分。 ) 1.C 2.B 3. B 4.A 5.A 6.C 7.D 8.D 9.C 二、必考题(本题包括 3 小题,共 43 分。 ) 10. (14 分) (1)① 0.009(1 分) ②升高温度或降低压强(合理即可) (2 分) ③如图(2 分) (2)①H2 - 2e- + CO32- = CO2 + H2O (2 分) ②N2O4 - 2e- + 2HNO3 = 2N2O5 + 2H+(2 分) (3) ①N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) + 4H2O(g) ΔH=-641.625kJ/mol(2 分) ②酸(1 分) ; c(Cl-) > c(N2H6+) > c(H+) > c([N2H5· H2O]+) >c(OH-)(2 分) 11. (14 分) (1)乙酸(1 分)3C2H5OH+ Cr2O72-+8 H+=2Cr3++3CH3CHO+7H2O(2 分) (2) ①平衡气压,有利于液体顺利滴下(2 分) ;三颈烧瓶(1 分) ② a (1 分) ;澄清石灰水(2 分) ③不能(1 分) ,D 中液体有乙醇,也能使酸性高能酸钾溶液褪色(2 分) 。 ④取 D 中少量液体加入到碳酸氢钠溶液中, 有气泡出现, 则证明氧化产物中有乙酸。 (合 理即可) (2 分) 12. (15 分) (1)2NaClO3+ SO2 =2ClO2 + Na2SO4(2 分) ; 控制反应温度不能太高(或鼓入空气稀释 ClO2 以防止爆炸) (2 分) (2)H 2O2 + 2ClO2 + 2OH =2ClO2 + 2H2O + O 2 (2 分) 防止 ClO2、 H2O2 和 NaClO2 分解(2 分) (3)硫酸(2 分) (4)①淀粉溶液;滴加最后一滴液体时溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变色(2 分) ② (3 分)

13.(15 分) (1)Na2CO3+NO+NO2===2NaNO2+CO2(2 分) (2)防止 NaNO3 的析出(2 分) (3)NaNO3(1 分) ; 3NO2+H2O=2HNO3+NO (2 分) , 2HNO3+Na2CO3=2NaNO3+ H2O+ CO2↑(2 分) ; 将 Na2CO3 、NaNO2 转化为 NaNO3(2 分) (4)NaNO3 、HNO3 (2 分) (5) 90%(2 分)

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1s

2s ↑↓ ↑

2p ↑

14.(15 分) (1) (2 分) (2)平面三角形(1 分);
Cl Cl Al Cl Al Cl Cl

↑↓

(3)
Cl

(2 分) ; sp3(2 分)

(4)4(1 分) ;金刚石(1 分);碳碳键键长比碳硅键键长短,碳碳键键能比碳硅键键能大。(2 分)

(5)12(2 分);

(2 分)

15. (15 分) (1)醚键(2 分) ;加成反应(2 分)

(2) (3)

(2 分)

(2 分) (4)

(2 分) (5)9 种(3 分)

(2 分) 或

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