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2010年广西区高二化学竞赛


2010 年全国高中生化学竞赛 广西区(高二)试题
满分:120 C 12.0 O 16.0 考试时间:120 分钟 (不延时) K39.1

Na 23.0 S 32.1 Cl 35.5 Fe 55.9 Mn54.9

一、选择题(每小题只有 1 个正确选项,每小题 2 分,共 16 分)
加热

1.反应 2H3PO4 A.6 B.7

H4P2O7 +H2O ,H4P2O7 中磷氧键的数目 C.8 D.9
1 1 1

2.核磁共振技术的应用越来越广泛。例如核磁共振 H 谱。在低分辨率 H 图谱中,只要分子中 H 的化 学环境相同(而不论有多少个 H 原子)就呈现一个峰。已知某 H 图谱上有 2 个峰,该物质是 A.苯 B.乙酸 C.乙醇 D.丙酸
1 1

3.下列物质中,分子有电偶极矩的是

①SF6

②PH3

③B2H6 B.①②③

④ C.①④ D.②③

A.①②③④

4.农村沼气池的气体中,数量最多的两种气体是 A.SH4 和 CO2 B.CH4 和 H2S C.CH4 和 CO D.CH4 和 N2

5.制造复合富哦家卫生标准的食品袋应选用的聚合物是 A.聚苯乙烯 B.聚氯乙烯 C.聚丙烯 D.聚丙烯晴

6.为了使鸡蛋保鲜,可以找蛋壳上涂一层水玻璃溶液,这是利用水玻璃的 A.水解性 B.碱性 C.氧化性 D.还原性

7.下列物质:①CCl4、②P4、③CH4、④NH3 中,分子空间构型是正四面体的是 A.①②③④ B.①②③ C.③④ D.①③

1

8.在下列溶液中,醋酸的离解度最大的是 A.H2O B.纯 H2SO4 C.液态 HF D.液态 NH3

二.填空题(出 12 小题为 2 分外,其余每空 1.5 分,共 26 分) 9.2009 年 2 月 19 日,国际纯粹与应用化学联合会宣布第 112 号化学元素(由德国合成)已获正式名称, 元素符号为 Cn。 原子核外电子排布是 Cn (由最内层写起, 只要求写出每层的电子数目) ______________, 在周期表中,应位于第_________族,第__________周期。 10.两种或两种以上的分子,他们的原子数目相同,电子数目,成为等电子分子。CO 的等电子分子是_ ________类似的(BN)n 的等电子体是____________。 11.不同金属元素的原子,只有在半径相仿,电负性近似(吸引电子的能力近似)时才能形成“替代式合 金” 。2009 年初,国内外科学家合作,在 25 万帕的压强下,制成了铈和铝的“替代式合金” 。已知常压 下,铈原子比铝原子大 28%,而吸引电子能力明显低于铝。在高压下铈原子摆脱了一些最外层电子。由 于 ① ___________________________________________ ② _______________________________________ 因而形成“替代式合金” 12.对于非极性分子构成的晶体而言,晶体的熔点大致正比于分子中的电子数目。下列晶体:Xe、BCl3、 C2F6、SF6,熔点从高至低的排序是____________________(只要排错一个,本小题零分) 。 13.烟花的主要成分为氧化剂、还原剂、着色剂和粘合剂,请在下列物质中各选一种,填入空处(填序号) 以组成红色的烟花。 氧化剂_______________________;还原剂________________________;着色剂____________________ ①氟硅酸钠 ②二氧化铅 ③碳酸钡 ④氟化钠 ⑤硫磺 ⑥铝粉 ⑦硫酸锶 ⑧氧化铜 ⑨路氯化钾

14.早期的无机染发剂是先在头发上涂刷硝酸银溶液,在抹硫化钠溶液。此时,头发被染色呈现____色。 主要的化学反应方程式是____________________________________。目前我国已经限量使用,主要原因 是_______________________________________________________________。 15.乙烯胆碱(A)存在时,动物神经冲动,兴奋,乙烯胆碱酶(B) (以 HOE 代表其分子式,其中 E 为 一种基团,OH 是羟基)能催化 A 进行水解,动物冲动就会停止。完成 A 的水解反应式:

______________________________________________ 有机磷农药,例如二异丙基磷酰氯(C)能与 B 结合,导致动物体内的 A 不能水解,其结果是 ____________________________________________完成 C 与 B 结合的反应方程式:
2

___________________________________________ 三.计算题(共 12 分) 16.(12 分)373K 时,3.88g 某气体与足量过氧化钠完全反应,放出氧气,反应后测的固体质量增加了 2.28g。试推断该气体的成分,并计算每种成分的质量。 四.推断与问答(共 66 分) 17.(10 分)物质 A 是具有碳环且仅含 C、H、O 的化合物。164.7mg 的 A 进行碱性水解需要小号 12.1 cm 浓度为 0.1mol·dm 0.1000mol·dm
?3 3 ?3

的 Fe2(SO4)3 溶液 cm (其中含有硫酸) ,恰好呗 25.00 cm ,浓度为
?3

3

3

的盐酸羟胺(NH2OH·HCl)还原成 FeSO4。再将次溶液用浓度为 0.05000mol·dm
2?

的 KMnO4 溶液滴到 Fe

全部转化成 Fe

3 ?

时,消耗了上述 KMnO4 溶液 30.00cm

3

(1)配平下列用 KMnO4 溶液滴定时的离子方程式:

□MnO4 + □Fe □MnO4 + □Cl
?

?

2?

+ □H + □H

?

= □Mn + □Fe + □H2O = □Mn + □Cl2 + □H2O
2 ?

2 ?

3 ?

?

?

(2)设所有的反应都按计量关系进行得很完全。请通过电子得失计算结果推断并写出盐酸羟胺与 Fe2(SO4)3 反应的化学方程式(不通过计算结果去推断者,不给分)

19.(12 分) 卤代芳烃

(R 为有机基团, 代表卤素原子, X 分子结构简式可表示为 R-C6H4-X)

在碱性条件下水解生成苯氧基负离子

(分子结构简式可表示为 R-C6H4-O ) ,经加酸对

?

溶液进行酸化即可生成酚

(分子结构简式可表示为 R-C6H4-OH) 。该反应简单(仅二步

3

反应) ,然而收率大多在 90%以下,主要原因是产物的分离方法不理想。三种物质的物理性质见如下表 格据此,请回答下列问题: 物质
在有机溶剂中的溶解能力

R-C6H4-X 溶解 不溶解 吸附 挥发

R-C6H4-O 不溶解 溶解 不吸附 不挥发

?

R-C6H4-OH 溶解 难溶解 吸附 难挥发

水溶性 活性炭吸附 挥发性

(1)解释三者不同溶解性能的原因; (2)解释三者挥发性不同的原因; (3)在制备酚时,原料本身会带有少量有机物杂质。碱性水解过程中,也会有少量非酚类有机物生成。请 你提出两种取出杂质的物理手段(要求简单说明该手段的原理和方法) (4)第二步反应必须把溶液调节成酸性才能提高收率,请说明原因。 20.(12 分)氢键常以 X-H··Y 来表示,式中 X 和 Y 通常是 F O N 等原子。氢键是一种强度比被称作 · 范德华作用力(一种分子间作用力)强一个数量级以上的作用力。依据以上知识回答下列问题 (1)硫酸、乙醇、和苯三种纯净物质粘度由高到低的排序及原因说明。 (2)为什么苯不易溶解于水中(反之,水不易溶解在苯中) (3)在水中同时存在邻硝基苯酚和对硝基苯酚,如何用简单的物理手段分离(说明理由) ; (4)2009 年,我国科学家在世界上首次发现:常温下的水会疏水。其实验是这样的:在一种固体表面 上吸附一层单分子水层,由于该固体表面具有非常特殊的电荷排布,使得单分子水层表面出现特定的有 序,分子间氢键数目大为增加。此时在单分子水层上滴加适量的水,该水在单分子水层上聚成液滴,就 像油在水上会形成小液滴一样。请解释出现液滴的原因。 21.(15 分)过硫酸可以看成是过氧化氢中所有的氢原子被 HSO3 取代的产物,请回答下列问题。 (1)写出过硫酸的化学式、结构式。并说明分子中氧的化合价; (2)从分子结构角度来分析说明过硫酸极其盐具有什么样的性质特点?
?

4

(3)1993 年某公司仓库发生特大爆炸案事故导致 15 人死亡,200 多人受伤。引发事故的原因首先是仓 库内混存有过硫酸铵和硫化碱。据此,请你分析事故的原因。 (4)写出铜与过硫酸钾反应的方程式。 (5)此外重庆某农药厂违反操作规程,把一车温度较高的硫磺粉倒如粉碎机内进行粉碎;而浙江某厂 向误装有石蜡的钢瓶内充入液氯,都导致发生爆炸,试说明原因。 22.(8 分)水蒸气是否属于温室气体?为什么人们在讨论制温室气体时不讨论水气?冥王星雨太阳之间 的距离是地球与太阳距离的 40 倍,而冥王星大气层的温度平均要比其地表温度(---220?C)高 40?C,有 意见认为是冥王星大气层中含有大量的甲烷所导致的结果。你认为有道理吗?(说明原因)

2010 年全国高中学生化学竞赛广西区(高二)试卷答案
(有其它合理答案,同样给分) 一.选择题(每小题 2 分,共 16 分)1. C 2.B 3.D 4.A 5.C 6.A 7.B 8.D 二.填空题(第 12 小题 2 分,其余每空 1.5 分,共 26 分) 9. 2 8 18 32 32 18 2 ; 2 , 7 10. N2 或其它分子或分子离子 ; 石墨或金刚石 11.(1)铈原子半径变小了(或答铈离子半径较小) ; (2)同时由于失去外层电子后,吸引电子能力升高了,符合形成该合金的条件。 12. SF6>C2F6 >BCl3 >Xe(只要排错一个本小题给零分) 13.(2)或(8) (5)或(6) (7) ; ; ; 14. 黑 ;2AgNO3+Na2S = Ag2S ↓+2NaNO3 ; 银属于重金属,容易引起累积中毒。 15.
CH3 CH3 N CH3 A O + CH3 C OH CH2 C H 2O O (C H 3)2 C CH3 + H 2O HOE H 3C N CH2 C H 2O H

A 的不断积累,冲动不能停止,产生神经中毒症状,甚至死亡(答出 A 不能分解,冲动不止既可)
C 3H 7O C 3H 7O C O P F + HOE C 3H 7O HF + C 3H 7O B O P OE

三.计算题(12 分) 16.解:与 Na2O2 作用放出氧气的只有 H2O 和 CO2 ???? ( 1 分) 放出氧气的质量为:3.88g-2.28g=1.60g (0.05mol) ???? ( 2 分) 设气体是 CO2: 2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+ O2 要生成 0.05molO2,需要消耗 CO2 0.1mol(4.4g),4.4g>3.88g,所以该气体应是 CO2 和 H2O(g)的混合物 ???? ( 3 分)
5

设混合气体中 CO2 和 H2O(g)的物质的量分别为 x 和 y,则 x + y =0.05× ?? (1) 2 44x +18y =3.88 ??(2) 解由(1)和(2)组成的方程组,得 x=0.08 y=0.02 (3 分) 所以,CO2 的质量为 44× 0.08=3.52(g); H2O(g)的质量为 18× 0.02=0.36(g) (3 分) 四.推断与问答(共 66 分) 17.(10 分)解:从中学知识来看,从组成元素、分子结构及水解性来看,A 应为酯(苯甲酸酯) 分) (2
O C OR



, 余下的问题是确定 R

酯的水解皂化当量=酯的相对分子质量/羟基的个数=164.7/(0.1×12.1)=136 酯的相对分子质量=136×羟基个数,由于只有一个羟基,故 A 的相对分子质量是 136(4 分) 12×7+5+16×2+R=136 R=15
O C OCH
3

所以,R 为-CH3 ,A 物质是苯甲酸甲酯。 ( 3 分) ;结构简式是 18.(10 分)解○ 1 MnO4 + 1


(1 分) 4 H2O 8 H2O ( 2 分) Fe3+失去:

5 Fe2+ + 10 Cl +


8 H+ = 16 H+ =


1 Mn2+ + 2 Mn2+ +

5 Fe3+ + 5 Cl2 +

2 MnO4 +



2 ○KMnO4 得到 0.0500×30.00×5=7.50mmol 电 Cl

失去:0.1000× 25.00=2.50mmol 电子;

7.50-2.50=5.00mmol 电子,则盐酸羟胺中的羟胺失去 5.00mmol 电子。 5.00÷2.50=2 即:盐酸羟胺中的 N 原子失去 2 个电子应生成 N2O ( 6 分) 反应方程式为:2Fe2(SO4)3 +2NH2OH? HCl= 4FeSO4 +N2O +2HCl +2H2SO4 +H2O ( 2 分) 19.(12 分)解: (1)苯氧基负离子构成的物质存在离子键,其余两种均为共价键,因而在极性无机溶 剂(水)和有机溶剂中有表列的差别。 (3 分) (2)同理理解苯氧基负离子构成的物质不挥发、其余两种挥发的原因。 (静电力大于范氏力) 分) (2 (3) 手段: 在第一步反应结束后向反应液中加入活性炭可将有机杂质和未反应的氯代芳烃吸附除去; ① ②在第一步反应结束后,对反应液加有机溶剂萃取,可除去杂质及未反应的氯代芳烃;③第一步反应结 束后,将反应液加热至沸,可除去易挥发杂质。 (答对其中两个即可) 分) (4 (4)苯氧负离子通过加酸转化为酚,但酚仍有一定的电离度,产生苯氧负离子,因此要调节溶液至强 酸性,使 H+大量存在,拟制其电离,从而提高收率(或答同离子效应) 分) (3 20.(11 分)解:粘度:硫酸>乙醇>苯。原因是形成分子间氢键的数目(可能达到的最大值)分别为 4 个、2 个、0 个。 (或着:形成氢键的数量硫酸多于乙醇,而苯没有氢键) 分) (2 (2)水分子间作用力以氢键为主导,而苯是以范德华力为主导,两者属性不同,故彼此难溶(答:相 似相溶;极性溶于极性,非极性溶于非极性等,只能给 1 分) 分) (2 (3)由于邻硝基苯酚主要形成分子内氢键,沸点相对较低,而对硝基苯只能形成分子间氢键,沸点相 对要高得多。可以加热蒸馏,前者与水蒸气一同被蒸走,后者留在容器内。 分) (3 (4)由于单层水分子膜内水分子之间已最大限度地形成氢键,彼此紧密结合,因此,它与所添加的水 之间形成氢键的概率很低,于是出现上述疏水情况。 分) (4 21.(15 分)解: (1)化学式:H2S2O8.
O HO S O O O O S O OH
H O O S O O O O S O O H

结构式:


6

氧的化合价为-1 价和-2 价两种。 (3 分) (2)由于分子中存在过氧根-O-O-,因而性质不稳定,加热容易分解;具有极强的氧化性。 (只要答出 其中一点即可满分) (3 分) (3)由于过硫酸铵易分解产生热量,它本身又是一个强的氧化剂,与还原剂硫化碱相遇产生激烈的氧 化还原反应导致爆炸(事实是过硫酸铵分解、冒烟、起火,继而蔓延至硫化碱区?) (4)Cu + K2S2O8=CuSO4 +K2SO4 (2 分) (上(3)题 3 分) (5)硫磺是易燃物(粉硫磺燃烧温度为 190℃) ,温度较高的大量硫磺被粉碎机粉碎过程中,产生硫尘和 高温,因而引发爆炸(粉尘爆炸) ;液氯和石蜡发生激烈反应(氯代反应) ,放出大量的热,导致爆炸(物 体体积急剧膨胀) 。 (4 分) 22.(8 分)解:水气是最重要的温室气体; 分) (2 但它在大气中的含量受海洋蒸发等自然因素所控制,并不直接随人类活动而变化。 分) (4 (欧洲南方天文台在 2009 年 3 月 3 日宣布:观测发现冥王星大气层含有大量甲烷,导致气温高于其地 表温度 40℃)有道理,因为甲烷是一种强的温室气体(其吸收红外线导致温度升高) 。

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