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2004年浙江省高中学生化学竞赛试题

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2004浙江省高中学生化学竞赛试题

考生须知:

1.全卷分为试题卷和答题卷两部分。试题共有六大题,27小题,满分150分。考试时间120 分钟。

2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上,做在试题卷上无效,考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县(市)、学校、姓名、准考证号,字迹清楚。

相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23  Al-27 Si-28 S-32 K-39 Cl-35.5  Fe-56 Cu-64  Hg-200.6 

一.选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)

1.我国“神舟5号”宇宙飞船的运载火箭的推进剂引燃后发生剧烈反应,产生大量高温气体从火箭尾部喷出。引燃后的高温气体成分有CO2、H2O、N2、NO等,这些气体均为无色,但在卫星发射现场看到火箭喷射出大量红烟,产生红烟的原因是

(A) 高温下N2遇空气生成NO2  (B) NO遇空气生成NO2

(C) CO2与NO反应生成NO2   (D) NO与H2O反应生成NO2

2.下列物质使用合理的是

(A) 在制玻璃的原料中再加入Co2O3制成蓝色玻璃  (B)用加酶洗衣粉洗涤毛料服装

(C)用甲醛溶液浸泡海产食品                   (D)用酚醛树脂制作高弹力运动鞋

3.对盐类物质可有下列分类:如氯化硝酸钙[Ca(NO3)Cl]是一种混盐,硫酸铝钾KAl(SO4)2是一种复盐,冰晶石(六氟合铝酸钠)Na3AlF6是一种络盐。对于组成为CaOCl2的盐可归类于

(A)混盐  (B)复盐  (C)络盐  (D)无法归属于上述类别

4.某同学在做苯酚的性质实验时,将少量溴水滴入苯酚溶液中,结果没有发生沉淀现象,他思考了一下,又继续在反应混合液中滴入足量的氢氧化钠溶液,此时他发现

(A) 溶液中仍无沉淀        (B) 溶液中产生白色沉淀 

(C) 先产生沉淀后沉淀溶解    (D) 溶液呈橙色

5.镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31,属ⅢA族。镓的熔点为29.78℃,沸点高达2403℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是  

(A)镓是制造高温温度计的上佳材料      

(B) 镓能溶于强酸和强碱中

(C) 镓与锌、锡、铟等金属制成的合金,可用在自动救火的水龙头中

(D) 近年来镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体材料的新粮食”,这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质

6.向含1mol HCl和1mol MgSO4的混合溶液中加入1 mol·L-1Ba(OH)2溶液,产生沉淀的物质的量(n)与加入Ba(OH)2溶液体积(V)间的关系图正确的是 


 

    (A)       (B)       (C)       (D)

7.下列离子方程式正确的是

(A)将0.1mol·L-1HCl溶液数滴缓缓滴入1mol·L-1 50mLNa3PO4溶液中,且不断搅拌:

3H+ + PO43-=H3PO4

(B) 将1mol·L-1 NaAlO2溶液和1.5mol·L-1的HCl溶液等体积互相均匀混合

6AlO2- + 9H+ + 3H2O = 5Al(OH)3↓+ Al3+

(C) 向1mol·L-1明矾溶液50mL中滴入数滴0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液

Al3++2SO42-+2Ba2++3OH-=Al(OH)3↓+2BaSO4

(D)将少量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ ClO-=SO42-+Cl-+2H+

8.物质的量浓度相同的NaCl溶液和NaClO溶液中,下列关系正确的是

(A)NaCl溶液中离子的总浓度和NaClO溶液中离子的总浓度相等  

(B)NaCl溶液中离子的总浓度大于NaClO溶液中离子的总浓度 

(C)NaCl溶液中离子的总浓度小于NaClO溶液中离子的总浓度 

(D)NaCl溶液的pH大于NaClO溶液的pH

9.曲酸是一种非常有潜力的食品添加剂。经测定曲酸的分子式为C6H6O4,结构式如右图所示,试根据曲酸分子结构特点,推测曲酸不可能具有的性质为

(A)能发生酯化反应  (B)易溶于水、醇 

(C)具有抗氧化性   (D)具有强酸性

10.纳米材料的表面微粒数占微粒总数的比例极大,这是它有许多特殊性质的原因,假设某硼镁化合物的结构如图所示,则这种纳米颗粒的表面微粒数占总微粒数的百分数为

(A)22%   (B) 70%   (C)66.7%   (D) 33.3% 


二.选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分。每小题有1~2个选项符合题意。若有两个正确选项,只选一个且正确的给2分,多选、错选都给0分)

 
11. 普拉西坦(如右图)是一种能改善记忆、抗健忘的中枢神经药。

下列关于普拉西坦的说法正确的是    

(A.)一氯取代物只有5种   

(B)二氧取代物只有5种

(C)可发生水解反应     

(D)与2-氨基环丁二烯丙酸互为同分异构体

12.温度为T℃,压强为1.01×106Pa条件下,某密闭容器内,下列反应达到化学平衡

A(g)+ B(g)3C ,测得此时c(A)=0.022 mol·L-1;压缩容器使压强增大到2.02×106Pa,第二次达到平衡时,测得c(A)=0.05 mol·L-1;若继续压缩容器,使压强增大到4.04×107Pa,第三次达到平衡时,测得c(A)=0.75 mol·L-1;则下列关于C物质状态的推测正确的是

(A)C为非气态         (B)C为气态

(C)第二次达到平衡时C为气态 (D)第三次达到平衡时C为非气态

13.取等质量的单质A和化合物B两种固体,分别投入足量的水中,产生C、D两种气体。一定条件下,C和D恰好可完全反应,则下列叙述中正确的是

(A)1 molA和1 molB的质量相同  

(B)1 molA和1 molB中所含的质子数相同

(C)1molA和1/2molB所含的电子数相同 

(D)1/2molA和1molB中所含的中子数相同

14.在充有氩气压强为101kPa的密闭容器中装有HgO和2.3g金属钠,将其加热至500K,使其充分反应,再冷却至室温,若容器内的气体成分未变,那么装入容器中的HgO不可能是

(A)28.06g    (B)21.66g   (C) 10.83g   (D)1.60g  

15.若原子核外电子排布的基本规律为最外层电子数不超过5个,次外层电子数不超过10个,倒数第三层电子数不超过15个,而各电子层电子的最大容量仍为2n2,则元素周期表中第三、四、五周期含有的元素分别有 

(A)5种、10种、15种   (B)8种、18种、18种

(C)8种、10种、15种、  (D)9种、10种、15种

16.固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递,因此又称为固体离子导体。目前固体电解质在制造全固态电池及其它传感器、探测器等方面的应用日益广泛。如RbAg4I5晶体,其中迁移的物种全是Ag+,室温导电率达0.27Ω-1·cm-1。利用RbAg4I5晶体,可以制成电化学气敏传感器,下图是一种测定O2含量的气体传感器示意图。被分析的O2可以透过聚四氟乙烯薄膜,由电池电动势变化可以得知O2的含量。


在气体传感器工作过程中,下列变化肯定没有发生的是

(A) 4AlI3+3O2==2Al2O3+6I2     (B) I2+2Ag++2e-=2AgI

(C) Ag-e-=Ag+          (D) I2+2Rb++2e-=2RbI

17.下列变化或数据与氢键无关的是

(A) 甲酸蒸气的密度在373K时为1.335g·L-1,在293K时为2.5 g·L-1

(B) 氨分子与水分子形成一水合氨

(C) 丙酮在己烷和三氟甲烷中易溶解,其中在三氟甲烷中溶解时的热效应较大

(D) SbH3的沸点比PH3

18.某分子式为CnH2nO4N2的氨基酸,若分子内氮原子只形成氨基,且无其它支链,则符合该分子式通式的氨基酸的数目为     

(A)  (B)  (C) (D)

三.(本题包括3个小题,共20分)

19.(8分)已知下图中所有物质所含元素均为短周期元素,化合物均为氧化物或氢化物,I的水溶液呈弱酸性,并能和A发生反应。化合物F常温下呈气态。其它物质相互间的转化关系如图所示(反应条件未注明):

请写出单质B、G的化学式及反应①、④的化学方程式(注明反应条件)。

20.(6分)被称为“魔棒”的荧光棒已成为节日之夜青少年的喜爱之物,其发光原理是利用过氧化氢氧化草酸酯产生能量,该能量被传递给荧光物质后便发出荧光.回答下列问题:

(1)有人说,发光的魔棒不能凑近石油气之类的可燃性气体,否则会导致爆炸,是否正确?说明理由。

(2)通过挤压,使过氧化氢与草酸酯混合反应,导致魔棒发光,一段时间后,光的亮度降低,此时,把魔棒往手心上敲打几下,亮度会重新增大,原因是什么?(提示:草酸酯是一种有较高粘度的有机化合物)

(3)在设计魔棒时,其连续发光的能力在8-12h,如果在发光中途,把它放入冰箱的冷冻室中,发光便会停止或基本停止.把魔棒从冷冻室中取出静止一会儿,它又会连续发光,原因是什么?

21.(6分)

(1)根据酸碱质子理论,在硫酸中硝酸是一种弱碱,又知硫酸的一水合物是一种稳定的物质,写出N2O3与发烟硫酸反应的化学方程式              

(2).将铜溶于N2O 4的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜,同时生成一种气体,写出这个制备反应的化学方程式。              

四.(本题包括2个小题,共19分)

22.(10分)已知甲酸和浓硫酸共热到60~80℃可发生脱水反应:

浓H2SO4

60~80℃

 
 

HCOOH————→ CO↑+H2O

实验室用甲酸和浓硫酸混和后制取CO时,常不需加热,其具体操作方法如下:在试管内倒入一定体积的甲酸,然后再小心沿试管壁倒入等体积的浓硫酸,这时可见试管内液体分上、下两层,在两层液体的界面处有少量气泡,轻轻振动试管,可见液体交界面气泡增多,改变振动的力度可控制气泡产生的速率。试回答下列问题

(1)用该法制CO不需加热的原因:                   

(2)以上操作方法可控制反应速率的原因:                

(3)具支试管(试管侧壁有一支管,如右图所示)在实验室有多种用途,试只用具支试管、橡皮塞(橡皮塞上最多只能打一个孔)、玻璃导管及连接和夹持仪器装配一个用浓硫酸和甲酸的混合液制取CO气体,用CO还原氧化铜,并检验其氧化产物的实验装置。画出该装置示意图(同类仪器最多只有三件,不必画夹持仪器,但需注明所装的药品)

23.(9分)碱式氯化铝[Al2(OH)nCl6-nm (1≤n≤6,m≤10) (商业代号BAC),是一种比Al2(SO4)3效果更好的净水药剂。以下是用煤矸石(主要含Al2O3,SiO2及少量铁的氧化物)为原料生产碱式氯化铝过程中遇到的情况:

(1)在反应器中加入16%的硫酸和16%的盐酸,在不断搅拌过程中再加入经过焙烧后的煤矸石粉,反应器上部有一条长管子作为反应时气体的排放管。加热至沸腾(102℃)并保持一段时间,期间不断用精密pH试纸在排气管口上方检查排出气体的pH,记录如下:

时间

起始

14min后

30min后

75min后

pH

<2.0

=2.5

<3.5

=3.5

试解释排气管中放出气体的pH变化的原因。如果把排气管加长一倍,排气的pH有无变化?为什么?

(2)观察反应器内溶液的颜色(取上面清液观察),在沸腾1h内,溶液逐渐呈黄绿色,以后逐渐转变为淡棕黄色,1.5h后呈棕红色。解释导致颜色变化的原因。

(3)上述反应结束后,冷却,过滤弃渣,然后再加热至100℃,并在不断搅拌的条件下,向溶液慢慢地添加Ca(OH)2至适量,生成大量沉淀。过滤上述溶液,弃渣,得到澄清的BAC稀溶液。将此稀溶液加热蒸发浓缩,又产生白色细晶状沉淀,经化验分析,知此沉淀不是BAC固体,也不是AlCl3晶体或Al(OH)3。问:这是什么物质?为什么此时会有沉淀析出?

五.(本题包括2个小题,共15分)

24.(7分)2000年一家制药公司首次在网站(www.InnoCentive.com)上悬赏下列化合物的合成路线。截止日期为2002 年4 月1 日,悬赏金额为$100,000USD。该化合物的结构如下:

                

试回答下列问题:

(1)与右上图立体模型相比,上述结构式中Et表示_______ ____;该分子的化学式为___________ ;有机物分类中,母体先后顺序是:酯-酸-醛(或酮)-醇等, 则该分子所属类别是__________。

(2)解决有机分子结构问题的最强有力手段是核磁共振。下图是计算机软件模拟出的该分子氢原子的核磁共振波谱图,单位是ppm;氢原子在分子中的化学环境(原子之间相互作用)不同,在核磁谱图中就处于不同的位置,化学环境相同的氢原子越多,积分面积(或高度)越大(或高)。

参考结构式和立体模型,分析谱图:

①分子中共有______种化学环境不同的氢原子;谱线最高者表示有_____个环境相同氢原子,谱线最低者表示有_____个环境相同氢原子。

②一般来说,氢原子与非金属性强的原子相连,该氢原子谱线对应的ppm 值较大,但当与半径较小,有未成键电子对的原子直接相连时,可能反而较小。该分子中羟基上氢原子光谱线对应的ppm 值可能为________ ( A、 4.15  B、 3.75  C、 2.25   D、 2.00 )


25.(8分)邻苯二甲酸酐         在紫外光的作用下,能形成一种安定性很

性小、反应很强的物质A,人们至今没有把A独立地分离出来,只能在低温下(8K)观察


其光谱,或用活性试剂截获。例如,用1,3-环己二烯截获A,可得


若用呋喃(   )来截获 A,可得产物B,将B物质置于酸性条件下,可得比B更稳定

的酸性物质C。A物质在惰性溶剂中,可自身聚合生成D。

(1)请画出A、B、C的结构简式。

(2) 请画出D的两个可能的结构简式。

六.(本题包括2个小题,共24分)

26.(11分)在酸溶液中,10.00g Cu2S和CuS的混合物与250.0mL 0.7500 mol·L-1的MnO4-反应生成了SO42-、Cu2+和Mn2+。剩余的MnO4- 恰好与175.0mL浓度为 1.000 mol·L-1的Fe2+ 溶液反应。

(1)写出所有反应的化学方程式,并配平。

(2)试计算原始混合物中 CuS 的质量分数。

27.(13分)下列六种化合物(A-F)中含有的元素不多于三种,且分子内所含X、Y元素的质量分数及化合物的部分性质列于下表。

化合物

A

B

C

D

E

F

ω(x)

0.1653

0.2069

0.2781

0.4211

0.8743

0.2089

ω(y)

0.8347

0.7852

0.7019

0.5338

0

0.7911

常压下t℃的密度g/cm3

1.448

(20℃)

1.145

(-113℃)

1.42

(-122℃)

2.973×10-3

(0℃)

0.68

(-168℃)

沸点/℃

57

30.4

8.3

-12

-111.8

145

熔点/℃

-70.4

-118

-122

-130

-185

3

分子极性

非极性

极性

极性

极性

非极性

根据上表有关信息回答下列问题:

(1)  计算化合物D的相对分子质量。

(2)  确定六种化合物的化学式,写出推理和计算过程。

2004浙江省高中学生化学竞赛参考答案及评分标准

一、选择题(每小题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题意)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

A

A

A

D

D

B

B

D

B

二、选择题(每小题4分,共32分,每小题有一至二个选项符合题意)

11

12

13

14

15

16

17

18

CD

CD

C

A

C

D

D

BC

三、(本题包括3个小题,共20分)

19、(8分)

  单质B:C;单质G:H2

①  SiO2+2C2CO+Si  

④  2F2+2H2O==4HF+O2       (各2分)

20、(6分)

(1)不正确.因为是“冷光”而不是明火。(3分)

(2)由于粘度大,反应物不易充分混合,敲打是促进混合,从而促进反应。(3分)

(3)低温使氧化反应变得十分缓慢,恢复常温时反应又加速进行。(3分)

21、(6分)

(1). N2O3+3H2SO4=2NOHSO4+H2SO4•H2O (3分)

(2). Cu+2N2O4===Cu(NO3)2+2NO↑(3分)

四、(本题包括2个小题,共19分)

22.(10分)

(1)甲酸和浓硫酸混合时,可产生大量的热,使反应液温度达到反应所需的温度(2 分)

(2)由于甲酸和浓硫酸密度不同所以甲酸在上层,浓硫酸在下层,反应在两液体的界面发生,振动试管可使两反应物相互混合、溶解,增大反应物相互间的接触面而加快反应速率。(3分)

(3)(5分)

  实验装置中选用其它仪器(如酒精灯等)或所用同类仪器超过三件的均不给分。装置基本合理,但局部有绘制错误的可酌情扣分,画出其它合理装置的参照给分。

   

23.(9分)

(1)由于盐酸受热蒸发出HCl气体所致,随着反应的进行,盐酸逐渐与煤矸石中的物质反应而被消耗,因此,排气的pH从小逐渐变大,如果排气管加长一倍,意味着排气被冷却的程度更高,HCl更多被冷凝回流,故排气的pH有所增大。(3分)

(2)煤矸石中的铁的氧化物有Fe2O3和FeO,与酸反应首先生成较多的是二价铁盐,故呈黄绿色;由于Fe2O3逐渐溶出,加之Fe2+被氧化为Fe3+,致使溶液中Fe2+浓度逐渐降低,Fe3+浓度升高,并有部分Fe3+水解,颜色呈所述变化。(3分)

(3)沉淀物是水合硫酸钙(或硫酸钙),由于硫酸钙是微溶的,在稀BAC溶液中达到饱和,浓缩蒸发过程中变为过饱和,故形成细晶状析出。(3分)

五.(本题包括2个小题,共15分)

24.(7分)

(1)乙基 ;C9H12O4; ;酯类 
(2)①8种 ;3个; 1个; ② D   (每空1分)

文本框:

文本框: 25.(8分)

(1)A        B.             C.

        (2分)      (2分)          (2分)

 


文本框:  (2)

             

                                       

等。

(1分)        (1分)

(其余多分子自聚的产物,只要结构合理也给分)

六.(本题包括2个小题,共24分)

26、(11分)

(1)Cu2S+2MnO4- +8H+==2Cu2+ + SO42-+ 2Mn2+ + 4H2O  (2分)

5CuS+8MnO4- +24H+==5Cu2+ + 5SO42- + 8Mn2+ + 12H2O  (2分)

5Fe2+ + MnO4- +8H+ === 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O   (2分)

(2) 设 Cu2S Xmol CuS Ymol

   160X + 96Y == 10

    (3分)

   X=0.02125   Y=0.06875   W=66%   (2分)

27.(13分)

(1) 66.5   (2分)

(2) 要点之一:D中所含的另一种元素的总式量为:66.5×(1-0.4211-0.5338)=3,元素的相对原子质量比3小的唯有H元素,故D分子中必有3个氢原子。 (2分)

要点之二:据要点之一,推定E为氢化物,设其分子式为XHn ,X的相对原子质量为a,则:

,a=7n,经讨论,当n=4,a=28时符合题意。因此X为Si

(3分)

要点之三:据要点一与要点二可立即假设D为SiH3Y。  (1分)

要点之四:设Y的相对原子质量为b,据  得b=35.5,故Y是Cl              (2分)

要点之五:由F中X、Y的质量分数,可求得其最简式为SiCl3,从价态不难得出F的分子式为Si2Cl6(2分)

因此各物质分别为:A.SiCl4; B.SiHCl3; C.SiH2Cl2; D.SiH3Cl; E.SiH4; F.Si2Cl6

(1分)