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2002年全国高中化学奥林匹克竞赛


化学竞赛预赛试题
(满分100分 时间120分钟) 可能用到的相对原子质量:H 1; C12; N 14; O16; Na 23; Mg 24; P 31; S 32 K 39; 40; Mn 55; 56; Zn 65; I 127; Ba 137; 207 Ca Fe Pb 一、选择题(本题包括20小题,每小题2分,共40分。每小题有1~2个选项符合题意) 1. 已

知气体的密度与它的摩尔质量成正比。一只气球若放在空气中可静止不动,而在 相同条件下该气球在下列某气体中会下沉。这种气体是 A. CH4 B. Cl2 C. CO2 D. O2 2. 某矿泉水标签上印有主要的矿物质成分如下(单位mg · ?1 ): L Ca-20,K-29,Mg-G,Zn-0.06,F-0.02等,这里的Ca、K、Mg、Zn、F是指 A. 化合物 B. 元素 C. 金属离子 D. 单质 3. 某人设想利用 ① FeCl2+4H2O Fe3O4+6HCl+H2 ② Fe3O4+1.5Cl2+6HCl 3FeCl3+3H2O+0.5O2 ③ 3FeCl3 3FeCl2+1.5Cl2 这三个反应 (反应条件均略去)的联合与循环, 来生产能解决环境和能源问题的某种气 体,该气体是 A. O2 B. Cl2 C. HCl D. H2 4. 右图中曲线表示原子序数小于20的某些元素的原子序数 (按 递增顺序连续排列) 与其单质沸点的近似关系,其中A点表示的元素 是 A. Si B. Al C. F D. O 5. 用铁酸钠(Na2FeO4)对河湖的淡水消毒是城市饮用水处理的一 种新技术,下列对Na2FeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的是 A. Na2FeO4在溶液中显强酸性,能消毒杀菌 B. 在Na2FeO4中Fe为+6价,具有强氧化性,能消毒杀菌 C. Na2FeO4的还原产物Fe3+水解为Fe(OH)3胶体,可使水中悬浮物凝聚 D. Na2FeO4的还原产物Fe2+水解为Fe(OH)2胶体,可使水中悬浮物凝聚 6. 在极稀的KHSO4溶液和熔融的KHSO4中都存在的离子是 A. K+ B. H+ C. SO4 2 ? D. HSO4 ? 7. 甲物质某浓度的溶液pH=2,若将该溶液稀释至原溶液体积的十倍,所得溶液的pH 大于2小于3,则甲物质可能是 A. CH3COONH4 B. CH3COOH C. FeCl3 D. KHCO3 8. 在一个不传热且容积固定的密闭反应器里,有可逆反应: mA(气)+nB(气) pC(气)+qD (气) 当m、n、p、q为任意正整数时,该反应达到平衡的标志是 ①体系的压强不再发生变化;②体系的温度不再发生变化;③各组分的物质的量浓度 不再发生变化; ④各组分的质量分数不再发生变化; ⑤反应速率υA: υB: υC: υD=m : n : p : q ;

⑥单位时间内,若消耗了m molA物质,同时也消耗了q mol D物质 A. ①③⑤ B. ①④⑥ C. ②③④⑥ D. ③④⑤⑥ 9. 可逆反应:3R(气) 3M(?)+N(?)-Q (Q>O),随着温度的升高,气体平均相对分 子质量有变小的趋势,则下列判断中正确的是 A. M和N可能都是固体 B. M和N一定都是气体 C. 若N为固体,则M一定是气体 D. M和N可能都是气体 10. 重氮甲烷的分子式为CH2N2 ,能与具有酸性的有机物发生化学反应,例如: CH3COOH+CH2N2→CH3COOCH3+N2。已知下列化合物都能和CH2N2反应,则其中生成的 有机物不属于酯类的是 A. C6H5SO2OH B. C6H5OH C. C6H5CHO D. C6H5COOH 11. 用氯气漂白过的石蜡(一种固态石油馏分),燃烧时会产生含有氯元素的气体,这 是由于氯气在漂白石蜡时发生了 A. 溶解 B. 加成反应 C. 取代反应 D. 消去反应 12. 在有机物分子中,若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团,这种碳原子称 为“手性碳原子”,凡是有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。有机化合物 HC O O C H2 CH C HO (有光学活性),分别发生下列反应:①与甲酸发生酯化反应;②与热
C H2 O H

的NaOH水溶液反应;③与银氨溶液反应;④在催化剂 存在下与H2反应。在这些反应中,能生成无光学活性的有机物的是 A. ①③ B. ②③ C. ②④ D. ①④ 13. 1999年艾哈迈德泽维尔因成功“运用激光技术观测化学反应时原子的运动”,被 授予诺贝尔化学奖。泽维尔证实了光可诱发如下图所示过程。这一事实用于解释某些动物 的夜视功能和植物在光合作用中极高的光能利用率。
H C H a C H H b C C

以下叙述中正确的是 A.上述变化是化学变化 B.a、b是同一种物质 C.a、b分子式都是C14H14 D.a、b都是苯的同系物 14 . 在 容 积 为 4L 的 刚 性 密 闭 容 器 中 , 进 行 可 逆 反 应 : X(气)+2Y(气) 2Z(气)并达到平衡,在此过程中,以Y的浓度改变表示 的反应速率v(正)、v(逆)与时间t的关系如右图。则图中阴影部分的面积 表示 A.X的浓度的变化 B. Y的浓度的变化 C.Z的浓度的变化 D.Y的物质的量的减少 15.A、B、C、D四种气体之间可发生反应:aA+bB cC+dD,该反应在一定条件 下建立平衡,改变条件,经足够长的时间后,体系发生了下列各种变化,其中能表明该平 衡一定发生了移动的是 A.混合气的密度增大了

B.混合体系的压强增大了 C.正逆反应的速率相等,且都比原平衡状态时的速率增大了 D.A气体在混合气中的含量升高了 16.有一定质量的KNO3样品,在10℃下加mg蒸馏水使之充分溶解,残留固体的质量 为255g。该实验在40℃下进行时,残留固体质量为120g,70℃时为20g。已知KNO3在不同 温度下的溶解度: 温度 溶解度 10℃ 20g 40℃ 65g 55℃ 100g 70℃ 140g

下列对该样品的推断正确的是 A.样品为纯净物 B.样品中混有不溶于水的杂质 C.样品中混有溶解度较大的杂质 D.当温度在55℃左右时,样品中的KNO3在mg蒸馏水中能完全溶解 17.硼晶体的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体,其中,每个面均为正三角 形,每个硼原子均与另外五个硼原子相连。由此推断在硼晶体的基本结构单元中的顶点数 和棱边数分别是 A.60,12 B.12,30 C.30,12 D.10,30 18. 反应NO+O2+NO2+H2O→HNO3 (未配平) 是一个有多组计量数(即系数)的化学方 程式,当O2有1/3被NO还原时,此反应各物质的化学计量数为 A.4, 9, 24, 14, 28 B.1, 1, 1, 1, 2 C.8, 9,12,10,20 D.任意数均可 19. 已知PbSO4难溶于水也难溶于硝酸,却可溶于CH3COONH4溶液,形成无色透明的 溶液,其化学反应的方程式为: PbSO4+2CH3COONH4 (CH3COO)2Pb+(NH4)2SO4 当往(CH3COO)2Pb的溶液中通入H2S时,有黑色沉淀PbS生成。下列能正确表示这个反 应的离子方程式是 - A.2CH3COO +Pb2++H2S PbS↓+2CH3COOH 2+ + B.Pb +H2S PbS↓+2H C.(CH3COO)2Pb+H2S PbS↓+2CH3COOH - - 2+ + D.Pb +2CH3COO +2H +S2 PbS↓+2CH3COOH 20. 某白色固体可能由①NH4Cl;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,该溶液可使酚酞呈红色,若向溶液中加稀硝酸到 过量,有白色沉淀产生。则对原固体的判断不正确的是 A.肯定存在① B.至少存在②和⑤ C.无法确定是否有③ D.至少存在①、④、⑤ 二、(本题包括2小题,共12分) 21. (1) (3分) 请选用下列试剂:酚酞、石蕊、稀氨水、氯化铵溶液、浓盐酸、熟石灰 粉末、醋酸铵晶体和蒸馏水,设计实验证明NH3 ? H2O在水中存在电离平衡,请简述实验方 法及现象。

(2) (3分) 在AlCl3溶液中混有Na+、Cu2+、Fe3+等离子,请设计实验只用两种试剂除去 这三种杂质离子,简述实验步骤。

22. (6分) 随着科学技术的发展,测定阿伏加德罗常数的手段越来越多,测定精确度 也越来越高。现有一简单可行的测定方法,具体步骤如下:①将固体食盐研细,干燥后, 准确称取mg NaCl固体并转移到定容仪器A中。②用滴定管向仪器A中加苯,并不断振荡, 继续加苯至A仪器的刻度线,计算出NaCl固体的体积为V mL。回答下列问题: (1) 步骤①中A仪器最好用 (填仪器名称) (2) 能否用胶头滴管代替步骤②中的滴定管?其原因是 。 (3) 能否用水代替苯

,理由是

(4) 已知NaCl晶胞的结构如图所示, - 经X射线衍射测得晶胞中最邻近的Na+和Cl 平均距离为a cm,则利用上述方法测得的

阿伏加德罗常数的表达式为 NA= 。 (5) 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它具有许多特殊性质的原因, 假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰好等于氯化钠晶胞的大小和形状,则这种纳米颗粒 的表面原子占总原子数的百分比为 。 三、 (本题包括2小题,共16分) 23. (6分) 固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子 的最外层电子结构。请回答: (1) 固体A属于 晶体,它的电子式为 。 (2) A溶于水后溶液呈 性(填“酸”、“碱”或“中” ),用化学方程 式 表 示 原 因。 。 (3) 适 当 加 热 固 体 A 就 分 解 为 两 种 气 体 , 该 反 应 的 化 学 方 程 式 是 。 24.(8分) 从某物质A的水溶液出发有如图所示的一系列变化(参加反应和反应生成的 水均未标出):

Y

(1) 写出下列物质的化学式:A 。 + (2) 写出A与H 反应的离子方程式 。 (3) 写出G与W反应的化学方程式 。

,E



四、(本题包括3小题,共19分) 25.(7分) 曾有人用金属钠处理化合物A(分子式C5H6Br2,含五元环),欲得碳原子数 仍为5的产物B,而事实上却得到芳香化合物C (分子式C15H18)。 (1) 请画出A、B、C的结构简式。 (2) 为什么该反应得不到B却得到C? (3) 预期用过量酸性高锰酸钾溶液处理C,得到烃的含氧衍生物D,写出D的结构式。 26. (9分) 阿司匹林
O O C C H3 COO H

是具有解热、消炎、镇痛等功效的家庭常备药。它是

一种微溶于水的有机弱酸,其药效释放较快。科学家将它连接在高分子载体上制成缓释长 效阿司匹林,其中的一种结构为:
C H3 C H2 C
n

O C H3 O C H2 C H2 C O O C O

O=C

(1) 写出阿司匹林与氢氧化钠溶液共热的离子方 式 。 (2) 缓释长效阿司匹林中含有的酯基数是 ,其载体的结构简式是 。 (3) 服药后,在人体内释放阿司匹林的反应的化学方程式为 。 (4) 聚合生成缓释长效阿司匹林的三种单体是 27. (5分) 已知:

① 乙醛甲基上的氢原子都是α氢原子,活性较大,都可以与甲醛中的醛基发生加成反
一定条 件

应,如: HC HO +C H3 C HO
② C H 2( C O O C 2 H 5) 2

HO

C H2

C H2

C HO

Na O C 2 H 5 / Br C H 2 C H 2 C H 2 Cl
+

C H2 C H2 C H2 C

C O O C 2 H5 C O O C 2 H5

1 ) H 2 O 、 O H ;2 ) H 、△ C H2

C H2 CH C H2

COO H

现由乙烯和丙二酸等物质合成I,合成路线如下:

请回答下列问题: (1) 写出下列物质的结构简式: E (2) 写出A→D化学方程式:

; H

; I



五、(本题包括2小题,共13分) 28. (6分) 将0.05 mol/L的稀盐酸和某浓度的NaOH溶液以1:2的体积比混合后,所得溶 液的pH为12。用上述NaOH溶液滴定pH=3的某一元弱酸溶液,恰好完全反应时消耗NaOH溶 液与弱酸溶液的体积比为5:8(溶液体积变化不计)。 (1) 该 一 元 弱 酸 的 电 离 度 为 。 (2) 当盐酸和NaOH溶液以n : 1的体积比混合后,计算n在不同取值范围时溶液的pH, 填入下表: n 的取值范围 混合后溶液的 pH

29. (7分) 超氧化物歧化酶SOD (本题中用E代替),是生命体中的“清道夫”,在它

的催化作用下生命体代谢过程产生的超氧离子(O2 )才不致过多积存而使人体过早衰老。 (1) 超氧离子在催化剂SOD存在下发生如下反应,请完成该反应的离子方程式:
O2 +




E

O2+

H2O 2

(2) 今在SOD的浓度为C0 (E)=0.400× 6mol/L,pH=9.1的溶液中对该反应进行研究, 10 在常温下测得不同超氧离子的初始浓度C0下超氧化物歧化反应的初始反应速率υ0见下表: C0 (mol/L) υ0 [mol/(L· s)] 7.69× ?6 10 3.85× ?3 10 3.33× ?5 10 1.67× ?2 10
n
?4

2.00× 10 0.100

已知该歧化反应在常温下的速率方程可表示为: 0=kC0 , υ 其中n为该反应的反应级数, k为速率常数。试根据测定数据确定该歧化反应的反应级数n和速率常数k。

2002年全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题 参考答案及评分标准
一、选择题(每题2分,错答、多答为零分,多选题漏答得一分。) 1 2 3 4 5 6 7 8 A B D C BC A BC C 11 12 13 14 15 16 17 18 AC CD A BC D BD B A 9 CD 19 C 10 BC 20 B

21.(1) (3分) 在试管中加入适量稀氨水,滴入几滴酚酞试液,溶液呈红色 (1分);然 后向其中加入适量醋酸铵晶体并振荡 (1分),可看到红色变浅,说明氨水中存在电离平衡 (1分) (2) (3分) 在混合溶液中加入过量稀NaOH溶液,过滤除去沉淀 (1分);向滤液中加 适量稀盐酸至沉淀不再增加,再过滤 (1分);将沉淀溶于稀盐酸得到AlCl3溶液 (1分)。 22.(6分) (1) 容量瓶 (1分) (2) 不能,无法测出苯的体积。(1分) (3) 不能,NaCl溶于 水,而无法测出NaC1晶体的体积。(1分) (4) NA=
29 . 25 ma
3

(2分)

(5)

26 27

(或0.963)

(1分)

23.(6分) (1) 离子 (2) 碱 (1分) NH4H+H2O (各1分) NH3 ? H2O+H2 (2分) (3) NH4H (各2分)
OH

NH3+H2 (1分)

24.(8分) (1) A:K2S2O3,E:FeS,Y:

(2) S2O3 2 ? +2H+=S↓+SO2↑+H2O (1分) (3) H2S+2FeCl3=2FeCl2+2HCl+S↓(1分) 25. (7分) (1)
A Br Br B C

(各1分)

(2)

要点:B不稳定
COO H

(2分)
OH O COO H HO 或 O C C O C HO C OH O C O C OH O

(3)

HO O C

(2分)

HO O C COO H

COO H

HO

26. (9分) (1)

O O C C H3 COO H

+ 3O H

O COO

+ C H3 C O O

+ 2 H2 O

(2分)

C H3

(2) 3n;(1分)

C H2

C

n

O=C
C H3 C H2 C
n

O

C H2

C H2

OH

(1分)
O C H3 O C H2 C H2 C O O C O + n H 2O n C H3 C O O HO C O

(3)

O=C

C H3 + C H2 C
n

O=C (2 ) O O C C H3 COO H

O

C H2 C H2

C H2 C H2

OH OH

(2 分 ) (各1 分 )

、 C H 2 = C( C H 3 ) C O O H 、 H O

27. (5分) (1) (3分)
H O H2C C H O H2C E C H2 C C H2 I C H2 CH HO O C C H2O H Et O O C C H2O H Et O O C C C H2 H C H2 C C H2 C H2 C C O O Et C O O Et

C H2 HO O C CH

(Et表示—C2H5)、(各1分)
一 定条 件 (2 ) C H 3 C HO + 3 HC HO HO H 2 C HO H 2 C C C HO C H2O H (2 分 )

28.(6分) (1) 4%,(1分) (2) (5分) n的取值范 围 n=0.8 n>0.8 混合后溶液的pH pH=7 pH=?lg (1分) (2

0 . 05 n ? 0 . 04 n ?1

分)
0 . 04 ? 0 . 05 n n ?1

n<0.8

pH=14+lg

(2

分) 29.(7分) (1) 2O2 +2H+→O2+H2O2 (2分) (2) 分别用υ1/υ2、υ2/υ3计算出n,然后取平均值得出n=l,同样根据三组实验数据 分别求出k=501s-1,502 s ?1 ,500 s ?1 ,取平均值得出k=501 s ?1 (5分)



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