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2016年广东和广西高中学生化学竞赛试题(正式题)


高中学生化学竞赛试题

2016 年 5 月 14 日

共 12 页

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2016 年广东和广西高中学生化学竞赛试题
题号 满分 一(1-30) 30 二(31-45) 30 46 10 47 10 48 13 49 12 50 15 总分 120

注意事项

: 1. 竞赛时间 2.5 小时。迟到 30 分钟者不得进考场,开始考试后 1 小时内不得离场。时间到, 考生把答题卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 2. 答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己所在的市(县) 、学校,以及自己的 姓名、赛场、准考证号填写在答题卷首页左侧的指定位置,写在其他地方当废卷处理。 3. 所有试题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卷指定区域内的相应 位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案。不准使用铅笔和涂改液,书 写不得超出装订线外。不按以上要求作答的答案无效。 4. 草稿纸在答题卷袋内,不得自行带任何其他纸张进入考场。 5. 允许参赛学生使用非编程计算器以及直尺等文具。

一、单项选择题(本大题共 30 小题,每小题 1 分,满分 30 分。每小题只有一个 选项符合 .... 题意。请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。 )
208 1. 高能加速器中, 将 70 30 Zn 撞入一个 82 Pb 的原子核并释放出一个中子后,可合成一种人造重

元素的原子。该元素原子核内的中子数为( A. 165 B. 166 C. 277

) 。 D. 278 ) 。

2. 纳米技术广泛应用于催化等领域中, 纳米材料是指粒子直径在几纳米到几十纳米的材料。 将纳米材料分散到液体分散剂中,所得混合物可能具有的性质是( A. 能全部透过半透膜 C. 为溶液且一定能导电 A. 其原子序数为 24 C. 其非金属性比溴弱 B. 有丁达尔现象 D. 一定为悬浊液 ) 。 B. 其氢化物的化学式为 H2Se D. 其最高价氧化物的化学式为 SeO3 ) 。

3. 硒被誉为人体微量元素中的“抗癌之王” 。下列有关硒的叙述中,错误 的是( ..

4. 下列关于 Al 及其化合物的说法中,正确的是( A.Al2O3 可与水反应生成 Al(OH)3 C.Al2O3 是碱性氧化物

B.铝是人类使用最早的金属之一 D.Al(OH)3 沉淀可以溶于氢氧化钠溶液

5.痕检是公安机关提取犯罪嫌疑人指纹的一种重要方法。人的手上有汗渍,用手动过白纸 后,手指纹线就留在纸上。如果将某溶液小心地涂到纸上,溶液中的溶质①就跟汗渍中的物 质②作用, 生成的物质③在光照下分解出的银粒呈灰褐色, 随着反应的进行, 银粒逐渐增多, 由棕色变成黑色的指纹线。用化学式表示这 3 种物质,都正确的是( A. ① AgNO3,② NaBr,③ AgBr ) 。

B. ① NaCl,② AgNO3,③ AgCl

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C. ① AgNO3,② NaCl,③ AgCl

D. ① NaI,② AgNO3,③ AgI

6. X、Y、Z、W 为四种短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知 X 能形成自然界中 最硬的矿石,Y 是地壳中含量最高的元素,Y 原子的最外层电子数是 W 原子最外层电子数 的 2 倍,Z 原子最外层只有一个电子。下列说法中,错误 的是( .. A. W 的最高价氧化物对应的水化物既能显酸性又能显碱性 C. 气态氢化物的稳定性: X>Y A. 氧化铍不能溶于盐酸 C. 铍的金属性比镁强 ) 。

B. 原子半径:Z > X D. X 与 Y 能形成共价化合物 ) 。

7. 铍在一定条件下可形成 Na2BeO2。下列有关铍及其化合物的叙述中,正确的是( B. 氢氧化铍易溶于水 D. Na2BeO2 溶液呈碱性

8. 蛋白质是生命的物质基础。下列关于蛋白质的叙述中,错误 的是( ) 。 .. A. 在蛋白质溶液中加入饱和硫酸铵溶液,析出的蛋白质再加水也不溶解 B. 蛋白质的基本组成单位是氨基酸 C. 重金属盐能使蛋白质凝结,所以误食重金属盐会中毒 D. 浓硝酸溅在皮肤上呈黄色,这是由于浓硝酸和蛋白质发生了颜色反应 9. 汽车尾气(含有烃类、CO、NOx 和 SO2 等)是城市空气的主要污染源,其治理方案是在 汽车排气管上加装“催化转化器” ,使 CO 和 NOx 反应生成可参与大气生态环境循环的无毒 气体。下列说法中,错误 的是( ) 。 .. A. CO 和 NO 反应的化学方程式为:2CO + 2NO = 2CO2 + N2 B. “催化转化器”的作用是加快 CO 和 NOx 反应的反应速率 C. 此方法的缺点是由于 CO2 的增多,会大大提高空气的酸度 D. 汽车改用天然气为燃料或使用氢能源,都会减少对空气的污染 10. 全氟丙烷是重要的眼科手术材料,其产品质量与安全性是维护患者健康的重要前提。近 期, 一些眼科患者因使用了有问题的全氟丙烷气体而在术后导致不同程度的视网膜损害, 甚 至失明。下列说法中,正确的是( A. 全氟丙烷的分子式为 C3F6 C. 全氟丙烷分子有两个同分异构体 D. 使用合格的全氟丙烷气体,在手术后可能引起的并发症是高眼压 11. 在水溶液中,RO3n?和 Mn2+发生反应:RO3n? + 3Mn2+ + 3H2O = R? + 3MnO2↓+ 6H+,则 RO3n?中 R 元素的化合价和原子最外层电子数分别为( A. +4、6 B. +7、7 C. +5、7 ) 。 D. +5、5 ) 。 D.SO2 ) 。 B. 全氟丙烷的沸点比丙烷低

12. 某气体具有下列性质:① 能使紫色石蕊试液变红;② 能使酸性高锰酸钾溶液褪色;③ 能使溴水褪色,且溶液变浑浊。据此可推测该气体是( A.CO2 的气体的主要成分是( A. SO2 B. O2 ) 。 B.Cl2 ) 。 C. CO2 D. N2 C.H2S

13. 将混有 SO2 与水蒸气的空气依次通过硫酸铜溶液、烧碱、浓硫酸、灼热的铜,最后出来

14. 用某种仪器量液体体积时, 平视、 仰视、 俯视读数依次为 V1、 V2、 V3 mL, 若 V3 > V1 > V2, 则所使用的仪器可能是(

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A. 容量瓶

B. 量筒

C. 碱式滴定管

D. 以上仪器均可能

15.在 3 mL 0.1 mol· L?1 NaCl 溶液中加入 2 滴 AgNO3 溶液,出现白色沉淀,再加 1 滴 KI 溶液, 沉淀变为黄色, 再加入 1 滴 Na2S 溶液, 沉淀又变为黑色。 欲除去 Ag2S 中混有的 AgCl 杂质,应采用的方法是( ) 。 B. 加入 Na2S 溶液振荡后过滤 D. 加入盐酸振荡后过滤 ) 。

A. 加入 NaCl 溶液振荡后过滤 C. 加入 KI 溶液振荡后过滤

16. 某温度下, 水的离子积常数为 Kw = 10?a, 强酸溶液 A 与强碱溶液 B 的 pH 之和为 b (b>a) , 当它们按一定体积比混合时,溶液恰好呈中性,则 A 与 B 的体积比为( A. (b?a) : 1 B. 1: (b?a) C. 1 : 10
a ?b

D. 1 : 10

b?a

17. FeS2 与 HNO3 反应后的氧化产物为 Fe(NO3)3 和 H2SO4, 若反应消耗的 FeS2 与 HNO3 物质 的量之比为 1:8,且 HNO3 的还原产物只有一种,则该还原产物为( A. NO2 B. NO C. N2O ) 。 D. N2O3

18.取 pH = 11 的 X、Y 两种碱溶液各 10 mL,将其分别稀释至 1000 mL,稀释过程中其 pH 与溶液体积(V)的关系如下图所示。下列说法中,正确的是( pH
11 Y a X

) 。

1000 V /mL V/mL A. 稀释前,X、Y 两种碱溶液的物质的量浓度一定相等 10 B. 稀释后,X 溶液中 c(OH?)比 Y 溶液中 c(OH?)大 19.下列有关实验中,所选用试剂不能 达到目的的是( .. 选项 A B C D 实验目的 检验 Na2SO4 溶液中是否混有 NaCl 证明 FeCl2 溶液被氧化 除去 C2H2 气体中的 H2S 气体 鉴别 SO2 和 CO2 两种气体 C. 若 a > 9,则 X、Y 都是弱碱 ) 。 所选试剂 AgNO3 溶液 KSCN 溶液 CuSO4 溶液 溴水

D. 用同浓度盐酸中和 X、Y 两溶液,完全中和时消耗的盐酸体积 VX > VY

20.在某种特定的反应条件下,硫酸铵分解生成 NH3,SO2,N2,SO3 和 H2O。当反应中有 1 mol 电子转移时,下列叙述中,正确的是( A. 有 C. 有 ) 。

1 mol 的 (NH4)2SO4 分解 3 3 mol 的 SO2 生成 4

B. 有

2 mol 的+6 价 S 被还原为+4 价 3

D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为 1:3

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21.已知 X、Y、Z 三种物质的分子中均含有元素 Q,它们的相对分子量分别为 60、90、96, 各物质中元素 Q 的质量分数依次为 40%、40%、50%,则元素 Q 的相对原子质量为( A. 8 B. 12 C. 24 D. 36 ) 。

22.已知可逆反应 aA+bB

cC 中,A 与 C 物质在混合物中的质量分数随温度 T 的变 ) 。

化曲线如下图所示。下列说法中,正确的是(

A.该反应在 T1 温度时正、逆反应速率相等 C.该反应的逆反应是放热反应

B.该反应在 T2 温度时达到化学平衡 D.升高温度,平衡会向正反应方向移动 ) 。

23. 某温度下,硫酸钙与水组成的混合物中,存在下列过程:CaSO4(s) = Ca2+ + SO42?,向其 中加入少量硫酸钠固体,则下列说法中,错误 的是( .. A.CaSO4 的电离程度减小 C.c(Ca2+)与 c(SO42?)的乘积增大

B.CaSO4 溶解的量减小 D.溶液的导电能力增强

24. 以 CH4 (g)为燃料可以设计甲烷燃料电池,该电池以稀 H2SO4 作电解质溶液,其负极电 极反应方程式为( A. 2H+ + 2e? = H2 C. 2OH? ? 2e? = O2 + H+ ) 。 B. CH4 ? 8e? + 2H2O = CO2 + 8H+ D. CH4 + 4e? = C + H+

25.使用直流电源在烧杯中电解饱和食盐水实验中,某同学错误地将铁钉接在电源正极,碳 棒接负极。接通电源后,可能观察到的现象是( A. 阳极和阴极上都有气泡产生 ) 。

B. 阳极处产生气泡, 其使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝

C. 溶液出现灰绿色浑浊,后逐渐变成红褐色 D. 阴极处未产生气泡,滴入酚酞试剂后变红 26.已知 BrCl 能发生下列反应(M 为金属元素) : nBrCl + 2M = MCln + MBrn 以下推论中,错误 的是( .. ) 。 B. BrCl 和 M 反应时, BrCl 只作氧化剂 BrCl + H2O = HCl + HBrO

A. BrCl 具有和卤素单质相似的化学性质

C. BrCl 和 NaOH 溶液反应生成 NaCl、NaBrO 两种盐 D. BrCl 与适量 FeSO4 溶液反应后,溶液会变成无色 27. 阿司匹林(Aspirin)既可以解热镇痛,也可以抑制血栓的形成。其 结构如右图所示。下列有关说法中,正确的是( ) 。

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A.分子式为 C9H7O4

B.分子中含有 3 种官能团

C.能发生取代、加成、还原反应,不能发生酯化反应 D.易溶于水、乙醇等溶剂 28. 有关有机化学实验的下列说法中,正确的是( ) 。

A.实验室制备乙烯时,产生的气体使溴水褪色,能证明有乙烯生成 B.除去溴苯中的溴,可用稀 NaOH 溶液反复洗涤,并用分液漏斗分液 C.加热 NaOH 和少量溴乙烷的混合液后滴加硝酸银,可生成白色沉淀 D.制取硝基苯时,试管中先加入浓 H2SO4,再逐滴滴入浓 HNO3 和苯,振荡混合均匀后, 热水浴加热,并保持 55 ?C 29. 下列说法中,正确的是( ) 。

A.棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成二氧化碳和水 B.葡萄糖和蔗糖互为同分异构体 C.苯酚有一定毒性,能做消毒剂和防腐剂

D.光导纤维可作为通讯材料,因为它传输电子快 30. 下列化合物不与 FeCl3 发生显色反应的是( ) 。

二、多项选择题(本大题共 15 小题,每小题 2 分,满分 30 分。每小题有一个 或两个 选项 .. .. 符合题意。选错、多选时,该小题得 0 分;少选且选对,得 1 分。请考生将本题的答案填 入答题卷的表格中。 ) 31. 用 nA 表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述中,正确的是( A. 1 mol 过氧化氢分子中共用电子对数为 3nA B. 常温常压下,22.4 L 的 D2、H2 组成的气体分子数为 nA C. 标准状况下,22.4 L SO3 中含有的氧原子数为 3nA D. 1 mol Na2O2 与足量 CO2 充分反应后,转移的电子数为 2nA 32. 在下列条件下,两种气体的分子数一定相等的是( A. 同质量、不同密度的 N2 和 C2H4 C. 同体积、同密度的 CO 和 C2H4 ) 。 B. 同温度、同体积的 O2 和 N2 D. 同压强、同体积的 O2 和 N2 ) 。 ) 。

33. 下列离子反应方程式中,书写正确的是(

A. 向次氯酸钙溶液中通入过量的 SO2:Ca2+ + 2ClO– + SO2 + H2O = CaSO3↓+ 2HClO B. 苯酚钠溶液中通入少量 CO2: C6H5O? + CO2 + H2O = C6H5OH + HCO3? C. 0.5 L 0.4 mol· L?1 FeBr2 溶液中通入 4.48 L Cl2(标况) : 2Fe2+ + 2Br? + 2Cl2 = 2Fe3+ + Br2 + 4Cl?

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D. 等体积等物质的量浓度的氢氧化钡稀溶液与碳酸氢铵稀溶液混合: Ba2+ + 2OH– + 2NH4+ + HCO3– = BaCO3↓+ 2NH3· H2O + H2O 34. 为了使氯化钠、碳酸钠、氢氧化钠混合溶液中的 Cl?、CO32?、OH?转变成沉淀形式,若 要求每加入一种试剂只沉淀一种离子,则以下加入试剂的顺序中,正确的是( A. 硝酸银、硝酸钡、硝酸铜 C. 硝酸钡、硝酸铜、硝酸银 B. 硝酸铜、硝酸钡、硝酸银 D. 硝酸钡、硝酸银、硝酸铜 ) 。

35. 目前人们正在研究一种高能电池——钠硫电池,它是以熔融的钠、硫为两极,以 Na+导 电的 β-Al2O3 陶瓷作固体电解质,反应式为 2Na + xS ( ) 。 A. 放电时钠作正极,硫作负极 B. 充电时钠极与外电源的正极相连,硫与外电源的负极相连 C. 充电时,阳极发生的反应为:Sx2? ? 2e? = xS 浓度的测定值出现偏差。 A. 用甲基橙作指示剂 B. 移取溶液时,将移液管下端残液吹入锥形瓶 C. 滴定时向锥形瓶中加入少量的蒸馏水后继续滴定 D. 碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准碱液润洗就装入标准碱液进行滴定 37. 在较小温度范围内,若甲、乙、丙三种物质的溶解度 S (克/100 克水)曲线可简化为如下 图所示。今在 20 ?C 下配置甲、乙、丙的饱和溶液,分别过滤得到澄清溶液。下列说法中, 错误 的是( .. )。 80 60
甲 乙 丙
放电 充电

Na2Sx,以下说法中,正确的是

D. 放电时钠极发生氧化反应 )会引起酸溶液

36. 用已知浓度的强碱溶液滴定未知浓度的强酸溶液时,下列操作中, (

A. 在 15~35 ?C 范围内,无论升温或降温都不会使丙溶液析出晶体 B. 若将各溶液都降温至 15 ?C,只有甲溶液析出晶体 C. 若将各溶液升温至 30 ?C 后过滤, 所得澄清滤液在 30 ?C 蒸发。 当蒸发到溶液体积为原体 积的 9/10 左右时,甲与乙的晶体会析出 D. 若将各溶液升温至 35 ?C 后过滤,所得澄清滤液在 35 ?C 蒸发。当蒸发到溶液体积为原 体积的 9/10 左右时,乙与丙的晶体会析出 38. 等质量的三份锌 a、b 和 c,分别加入稀 H2SO4 中,a 中同时加入适量 CuSO4 溶液,c 中 加入适量 CH3COONa。下列各图中表示其产生的氢气总体积(V)与时间(t)的关系,其

S

40 20 15 20 25 30 T/℃ 35

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中可能正确的是(

) 。

V
b c a

V
b a

V
a c b c

V
a b

c

0

A

t 0

B

t

0

C

t 0

D

t

39. 一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知: ① CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ② CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) 下列选项中,正确的是( ) 。 ΔH1 = ?574 kJ· mol?1 ΔH2 = ?1160 kJ· mol?1

A. CH4(g) + 2NO2(g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) 的反应热为 ΔH = ?867 kJ· mol?1 B. CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(l) 的反应热为 ΔH3,则 ΔH3 < ΔH1 C. 若用 0.2 mol CH4 还原 NO2 至 N2,则反应中放出的热量一定为 173.4 kJ D. 若用 2.24 L CH4(标况)全部还原 NO2 至 N2,整个过程中转移的电子为 1.6 mol 40. 下列说法中,正确的是 ( ) 。

A. 可以用过滤的方法分离 FeCl3 溶液和 Fe(OH)3 胶体 B. Fe(OH)3 胶体无色、透明,能产生丁达尔效应 D. 硫酸溶液的导电性不一定比醋酸溶液的导电性强 41. SO2 的氧化是工业制硫酸中的一步重要反应:2SO2(g) + O2(g) = 2SO3(g) ?H(?H < 0) 。 如果反应在密闭容器中进行, 达到平衡后,以下说法中,正确的是( A.升高温度,正反应速率增大,化学平衡常数增大 B.增加压强,平衡会向右移动 C.加入催化剂后,正逆反应速率均不变,平衡不移动 ) 。 ) 。 C. SO2、Fe2+均既有氧化性又有还原性

D.达到平衡状态时,SO2 的消耗速率与 SO2 的生成速率相等 42. 下列关于乙醇和乙酸的说法中,错误 的是( ..

A. 乙醇和乙酸之间能发生酯化反应,酯化反应的逆反应为皂化反应 B. 相同条件下,与金属钠反应速率的快慢顺序为:乙酸 > 乙醇 > H2O C. 乙醇可由乙烯与水发生加成反应制得,乙酸可由乙醇氧化制得 D. 乙醇和乙酸都是常用调味品的有效成分 43. 下列化合物中既能发生消去反应又能发生水解反应的是( A.乙醇 B. 氯仿 C. 2-氯丙烷 D. 3-溴戊烷 ) 。

44.科学家研制出多种新型杀虫剂,化合物 A 是其中的一种,其结构式示右下图。下列关 于这种化合物的说法中,正确的是( A.化合物 A 能使溴水褪色 ) 。

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B.化合物 A 是芳香族化合物 C.化合物 A 可以发生卤代反应、酯化反应和银镜反应 D.1 mol 化合物 A 最多可与 1 mol H2 发生加成反应 45.下列物质中,其水解的最终产物中含有葡萄糖的是( A. 蔗糖 B. 淀粉 C. 油脂 D. 蛋白质 ) 。

三、非选择题(共 5 小题,满分 60 分。请考生将本题的答案填入答题卷的表格中。) 46.(10 分)英国曼彻斯特大学科学家安德烈· 海姆和康斯坦丁· 诺沃肖洛夫因“突破性地” 用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而荣获 2010 年诺贝尔物理学奖。石墨烯的结构示意 如下图 A 所示,它具有由碳原子构成的单层片状结构。请回答下列问题:

图A (1)石墨烯中,每个 C 原子采取

图B 杂化,与相邻的三个 C 原子以共价?键相连接,形

成平面六边形片状结构;每个 C 原子未参与杂化的 2pz 轨道都有一个单电子,它们形成一个 垂直于 C 原子平面的大?键,其符号为 (设有 n 个碳原子) 。如果将每对相邻原子间 。如果

的化学键看成是一个化学键,则单层石墨烯内碳原子数与碳碳键数目的比是

选定一个六元环为起点,然后以此六元环向外延伸,分别得到 1,2,3,· · · ,m,则标记为 m 的六元环个数的通式为 。

(2)通常情况下,石墨烯在水或有机溶剂中容易发生不可逆的聚集和沉淀,这限制了石墨 烯的应用。因此, 石墨烯的功能化应用就显得至关重要。 ① 在一定条件下,石墨烯与氢气充分反应后,可制得一种新型的绝缘材料,其结构如 上图 B 所示。该生成物(绝缘材料)的名称是 类型是 。 ,化学式是_________,其生成的反应

② 2011 年,科学家利用如下图所示合成路线在石墨烯表面制备了具有光电流响应的石 墨烯光敏化的功能纳米复合材料。光电流响应时,石墨烯层的作用是 及电子提供方式看,R 基团中共价键的类型有 。 。从成键方式

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(3)由于石墨烯材料的独特性质,其在电池方面显示出潜在的应用前景。如,以氧化石墨 烯和金属锂为电极材料构成的表面介导电池, 可使电动汽车的充电时间仅需几分钟。 该电池 在放电时,正极材料是 ,负极的电极反应式为 。

47.(10 分)水钴矿的主要成分为 CoO、Co2O3、Co(OH)3,还含 SiO2 及少量 Al2O3、Fe2O3、 CuO、MnO2 等。一种利用水钴矿制取 CoCl2· 6H2O 的工艺流程如下:

盐酸、Na2SO3 NaClO3 NaOH

浸渣 水钴矿 粉粹 浸出
萃取剂

过滤

浸出液

氧化

沉淀

过滤

滤渣 滤液 萃取 萃取余液 系列操作 CoCl2· 6H2O 粗 产 品

已 知 部 分 沉 淀 的 有 关 数 据 如 下 表 ( “ 沉 淀 完 全 ” 是 指 溶 液 中 离 子 浓 度 低 于 1.0× 10?5 mol· L?1) 。 沉淀 沉淀完全时 pH 沉淀溶解时 pH 请回答下列问题: (1)写出“浸出”时 Co2O3 发生反应的离子方程式,分析加入 Na2SO3 的必要性。 Al(OH)3 5.2 7.8 Fe(OH)3 2.8 — Fe(OH)2 8.3 — Co(OH)2 9.4 14 Cu(OH)2 6.7 — Mn(OH)2 10.1 —

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(2)写出 NaClO3 发生主要反应的离子方程式。若向“浸出液”中加 NaClO3 时不慎过量, 可能会引起什么不良后果? (3)假设“氧化”后溶液中 Co2+的浓度为 0.2 mol· L?1,通过简要计算说明“沉淀”时应控 制溶液 pH 的范围。 (4)“系列操作”中包含 3 个基本实验操作,依次写出它们的名称。 (5)某种萃取剂对部分离子的萃取率与溶液 pH 的关系如下图所示。请写出 2 条萃取规律, 并说明本流程是否可用该萃取剂进行萃取。

48.(13 分)测定反应 Zn(s) + CuSO4 (aq) = ZnSO4 (aq) + Cu(s) 的反应焓变 ?H 值的实验步骤 如下:第 1 步,按下图装配简易量热计。

1-温度计;2-环形玻璃棒;3-塞子;4-保温杯 第 2 步,测定量热计的水当量(仪器常数)q:取 100.0 mL 水加入保温杯,稳定后测量 其温度(T1) 。再加入温度为 T2 的温水 100.0 mL,仔细搅拌后测量其温度(T3) 。倒出瓶中 的水并擦干内壁。 第 3 步,测定反应的热效应:将 100.0 mL 0.200 mol· L?1 硫酸铜溶液全部加入保温杯中, 盖好插有温度计和搅拌棒的盖子;不断搅拌,每 10 s 测一次温度。温度稳定后迅速向溶液 中加入 3.0 g 锌粉,立即盖好盖子;不断搅拌,开始时每 10 s 测一次温度,反应 1 min 后每 30 s 测一次温度,温度上升到最高值后继续测 2 min。 请回答下列问题: (1)为什么要用环形玻璃棒搅拌?是否可用铁丝代替环行玻璃棒?为什么?

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(2) 实验中, 所用锌粉只需用台式天平称取, 而 CuSO4 溶液的浓度与体积则要求比较准确, 为什么? (3)第 2 步测得的实验数据见下表: 项目 数据 冷水体积 V1 / mL 100.0 热水体积 V2 / mL 100.0 T1 / K 291.82 T2 / K 309.68 T3 / K 300.18

已知水的比热容 cp = 4.18 J/(g· K),水的密度?(H2O)=1.00 g· mL?1,可算出 q = 56.0 J/K, 请列出 q 的计算式(用字母表示) 。 (4)根据第 3 步测得的实验数据可绘图如下:

图中,a、d′、d 点对应的温度分别为 291.84、300.16、300.50 K。反应后溶液的比热容 cs 可用水的比热容 cp 近似代替; 反应后溶液的密度?s 可近似地取室温时 0.200 mol· L?1 ZnSO4 溶液的密度(1.03 g· mL?1) 。 ① 图中,线段 bc、dd′分别表示什么含义? ② 请计算题中所给反应的焓变 ?H 。 ③ 加锌粉后,若温度计的水银球不小心跟保温杯壁接触,这对反应焓变的测定结果有 什么影响?为什么? 49. (12 分)苯甲酸作为食品如香肠、蕃茄酱、芥末、其他调味剂,和黄油及其许多其他产 品的防腐剂被广泛使用。苯甲酸能抑制霉菌、酵母和其他一些细菌的繁殖。苯甲酸对人体无 害,其通过代谢为马尿酸被排出体外,因而不会在体内积累。越橘、野生黄莓等含有较多的 苯甲酸。当 pH 低于 5 时,苯甲酸具有防腐效果。 (1)写出苯甲酸在水中的质子转移反应方程式。 (2)已知苯甲酸的Ka = 6.31?10?5。当苯甲酸的浓度c为0.012 mol· L?1时,计算该溶液的pH。 (3)分别确定pH=4.00和pH=6.00的水果汁中苯甲酸离子与苯甲酸浓度的比值。 (4)当pH为多少时苯甲酸溶液具有最佳的缓冲能力? (5)将25 mL、浓度为0.0150 mol· L?1的苯甲酸溶液加到浓度为0.0120 mol· L?1的17 mL氢氧 化钠溶液中,计算该混合溶液的pH。

高中学生化学竞赛试题

2016 年 5 月 14 日

共 12 页

12-12

50. (15 分)青蒿素是抗疟疾的特效药, 其人工合成涉及的部分反应的流程如下:

已知羰基的 α-H 可发生如下反应:

(1)A 到 B 的反应包含多步反应,其涉及的反应类型有_________及__________。 (2)C 经氧化后可得到 I,写出 I 的结构式______________________。 (3)由 D 到 E 的反应由两种类型的反应依次进行,这两种反应类型分别是__________和 ________,写出第一个反应发生后生成的中间产物的结构式______________________。 (4)化合物 E 能与 H2/Rh 反应生成化合物 II,写出 II 的结构式___________________。 (5)化合物 G 中含氧官能团的数量为____________。 (6)由化合物 G 到 H 及由 I 到 J 的目的是______________________。 (7)青蒿素的分子式为_________________________。 郑重声明:本试题及答案的版权属广东省化学学会和广西化学化工学会共同所有,未经两 学会化学竞赛负责人授权,任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、 赢利,违者必究。


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