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2013年辽宁省高中学生化学竞赛试题


2013 年辽宁省高中学生化学竞赛试题
题 号 分 数 (时间 90 分钟,共 100 分)
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]







总分

相 对 原 子 质


Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.64 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.06 Se 78.96 Te 127.6 Po [209] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr 44.96 47.87 50.94 52.00 Y Zr Nb Mo 88.91 91.22 92.91 95.94 Hf Ta W La-Lu 178.5 180.9 183.8 Rf Db Sg Ac-Lr [261] [262] [266]

Mn 54.94 Tc [98] Re 186.2 Bh [264]

Fe 55.85 Ru 101.1 Os 190.2 Hs [277]

Co 58.93 Rh 102.9 Ir 192.2 Mt [268]

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds [281]

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0 Rg [272]

Zn 65.41 Cd 112.4 Hg 200.6 Uub [285]

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

······

得分

评卷人

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.下列说法正确的是 A.食醋的主要成份是乙酸,医用酒精的浓度通常是 95 % B.食品包装袋、食物保鲜膜等材料的主要成份是聚氯乙烯 C.淀粉、纤维素和油脂都属于天然高分子化合物 D.食物的酸碱性与化学上所指溶液的酸碱性不同,蛋白质属于酸性食物 2.下列离子组在一定条件下能共存,且加入相应试剂后发生反应的离子方程式正确的是 离子组 A B C Fe 、NO3 、K Fe3 、I 、ClO
+ - + -

加入试剂


加入试剂后发生反应的离子方程式
2+
- + +

2+



- -

3Fe +NO3 +4H === 3Fe3 +NO↑+2H2O + - Fe3 +3OH === Fe(OH)3↓ NaOH 溶液 稀硫酸 NaOH 溶液
- - -

HCO3 +OH === CO32 +H2O + - + - - Ag +OH === AgOH↓ D Ag 、F 、NO3 过量浓氨水 3.三氟化氮(NF3)是微电子工业中优良的等离子刻蚀气体,它在潮湿的环境中能发生如 下反应:NF3+H2O → NO+HNO3+HF。下列有关该反应的说法正确的是 A.NF3 是氧化剂,H2O 是还原剂 B.NF3 是极性分子,在潮湿空气中泄漏会看到红棕色气体 C.若生成 1 mol HNO3,转移 4NA 个电子 D.每消耗 0.02 mol 氧化剂,可收集到 2.464 L 气体 Ba 2 、HCO 3 、Cl 4.人体血液里存在重要的酸碱平衡:CO2+H2O H2CO3
OH HCO3-,使人体血液 pH + H


- 保持在 7.35~7.45,否则就会发生酸中毒或碱中毒。其 pH 随 c(HCO3 )∶c(H2CO3)变

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化关系如下表: - c(HCO3 )∶c(H2CO3) pH 下列说法不正确的是 ...


1.0 6.10

17.8 7.35

20.0 7.40

22.4 7.45

A.pH=7.40 的血液中,HCO3 的水解程度一定大于 H2CO3 的电离程度 B.人体血液酸中毒时,可注射 NaHCO3 溶液缓解 - C.pH=7.00 的血液中,c(H2CO3)<c(HCO3 ) - D.正常人体血液中,HCO3 的水解程度大于它的电离程度 5.汽车上的催化转化器,可将尾气中的主要污染物转化成无毒的物质,反应为: 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △ H=-746.6 kJ/mol。 某温度时, 用气体传感 器测得不同时间的 NO 和 CO 的浓度如下表: 时间(s) c(NO)(× 10 c(CO)(× 10
-4

0 10 3.60

1 4.05 3.05

2 2.50 2.85

3 1.50 2.75

4 1.00 2.70

5 1.00 2.70

mol/L) mol/L)

-3

经分析,得出结论不正确的是 ... A.该反应转化较快,具有现实意义 B.催化转化器在冬季时对废气转化的效率比夏季更高 C.在该温度下,反应的平衡常数 K=10000 - - - D.2 s 末的平均反应速率为 v(NO)=3.75× 4 mol·L 1·s 1 10 6.某稀硫酸和稀硝酸的混合溶液 100 mL,若向其中加入铜粉,最多可溶解 19.2 g 铜粉。 若向其中加入铁粉,最多可溶解 22.4 g,已知硝酸只被还原为 NO 气体,气体的物质的 量随铁粉质量增加的变化如下图所示。下列说法不正确的是 ...
n(气体)/mol 0.3 0.2 0.1 0 5.6
2+

C A B

11.2

16.8

22.4

m(Fe)/g

A.C 点溶液中的阳离子主要为 Fe B.原溶液中硫酸的浓度为 1 mol/L + + C.BC 段的反应为:Fe+2H === Fe2 +H2↑ + - + D.OA 段的反应为:Fe+4H +NO3 === Fe3 +NO↑+2H2O 7.已知下表均为烷烃分子的化学式,且它们的一元取代物均只有一种 1 ?? 2 C 2H 6 3 C5H12 4 C8H18 5 ?? 6 ?? ??

根据表中规律,第 6 项应为 A.C14H30 B.C17H36 C.C20H42 D.C26H54 8.向含有 0.2 mol KOH 和 0.1 mol Ca(OH)2 的溶液中持续地通入 CO2 气体,当通入气体的 体积为 6.72 L(标准状况)时立即停止,则在这一过程中,溶液中离子的物质的量 n 和通入 CO2 的体积 V 的关系示意图正确的是(气体的溶解忽略不计)
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n/mol 0.8 0.6 0.4 0.2 0

n/mol 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2.24 4.48 6.72 V/L

n/mol 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2.24 4.48 6.72 V/L 2.24 4.48 6.72 V/L

n/mol 0.8 0.6 0.4 0.2 0 2.24 4.48 6.72 V/L

A B C D 9.香花石(Hsianghualite)是中国地质学家发现的第一种世界新矿物,由元素周期表前 20 号主族元素中的 6 种组成,其化学式可表示为 X3Y2(ZWR4)3T2。其中,X、Y、Z 为金 属元素,X、Z 为同主族元素,Y、Z、R、T 为同周期元素,T 为非金属性最强的元素; Z 原子的最外层电子数与次外层电子数相等, 原子的最外层电子数为次外层电子数的 R 3 倍,X 与 R 的原子序数之和是 W 的 2 倍。下列判断不正确的是 ... A.原子半径:Y>Z>R>T B.最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Z C.XR2、WR2 两化合物中 R 的化合价相同 D.气态氢化物的稳定性:W<R<T 得分 评卷人 二、非选择题(本题包括 3 小题,共 43 分。 )

10. (11分) Ⅰ. 我国用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼 (CH3 -NH-NH-CH3) ,氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量,推 动火箭升空,将重达8 t的“天宫一号”送上太空,同时生成无毒、无污染的气体。已 7 知:室温下,1 t燃料完全燃烧释放出的能量为4.25× kJ。 10 (1)请写出燃料燃烧的热化学方程式_________________________________________。 (2)向火箭注入燃料的操作非常严格,不能有丝毫失误,因为 该反应的缺点是_____________________________________。 Ⅱ.“天宫一号”的电能来源是太阳能电池板,制造太阳能电池 板的主要原料之一是高纯硅。其生产过程及模拟装置如图: 石英砂 ①
高温

X ② HCl

573K

Y

精馏

2 Z 1357 K 高纯硅

H

(3)写出反应①所需的物质_____________________________。 (4)写出反应②的化学方程式_________________________________________________。 Ⅲ.太阳能电池板面对太阳时,一部分电能直接供给“天宫一号”,一部分电能则储存在 电池里,供背离太阳时使用。“天宫一号”使用的是镍氢电池,电解质溶液显碱性。 其反应方程式为:LaNi5+Ni(OH)2
充电 放电

LaNi5H+NiOOH

请写出下列电极反应式: (5)放电时,负极______________________;充电时,阳极______________________。
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11. (18分)化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究: 已知:该牙膏摩擦剂由CaCO3、Al(OH)3组成;牙膏中其他成分遇到盐酸无气体生成。 Ⅰ.样品中Al(OH)3的定性检验: 取适量牙膏样品,加水充分搅拌、过滤,再向滤渣中加入过量的NaOH溶液,过滤。 (1)向滤液中通入过量CO2,再加入过量稀盐酸,可观察到的现象是________________, 有关反应的离子方程式是___________________________________________________。 Ⅱ.样品中CaCO3的定量测定: 利用右图装置进行实验(图中夹持仪器已略去) ,充 分反应后,测定B中生成沉淀的质量,以确定CaCO3 的质量分数。请依据实验过程回答下列问题: (2)B中反应的离子方程式为___________________。 (3)实验装置中有需要进一步改进之处,请指出其位 置及所需添加的装置及试剂___________________。 (4)待A中反应完全后,继续通入一段时间空气,然后过滤出B中的沉淀,洗涤、干燥后 称量。请补充能够证明B中沉淀是否洗涤干净的实验操作_________________________ ________________________________________________________________________。 (5)实验中准确称取8.00 g样品三份,进行三次实验,测得沉淀的平均质量为3.94 g,则 样品中CaCO3的质量分数为____________________。 (6)有同学认为不必测定B中生成沉淀的质量,只要测定B在吸收CO2前后的质量差,即 可确定CaCO3的质量分数。 此方案对测定结果的影响是________ 填“偏高”、 ( “偏低” 或“无影响”) ,原因是____________________________________________________。 12. (14分)A、B、C、D四种无机物在一定条件下具有如图所示的转化关系。 A D B D C

Ⅰ.若所涉及的反应均为非氧化还原反应,请写出符合要求的离子方程式: (1)当B为白色沉淀,D为强酸时 A→B______________,A+C→B______________________。 (2)当D为无色、有刺激性气味的气体时 B→C______________,A+C→B__________________________。 Ⅱ.若所涉及的反应均为氧化还原反应,请写出符合要求的两组化学式和化学方程式: (3)当D具有还原性时 ①A__________;D__________。B→C_________________________________; ②A__________;D__________。B→C_________________________________; 、 得分 评卷人 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,共 30 分。请从三个模块中任选两个 模块作答,否则只能以所答的前两个模块计分。 ) 13. 【化学与技术】 (15 分)合成氨工业和硫酸工业的生产工艺流程大致为:
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上述合成塔和接触室中的反应分别为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) Δ H =-92.4 kJ/mol; 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) Δ H =-196.6 kJ/mol (1)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理,最理想的热处理方法是_________。 (2)采用循环操作可以提高原料的利用率,下列工业生产中,采用循环操作的是_______ (填写序号) 。 ①硫酸工业 ②合成氨工业 ③硝酸工业 ④氯碱工业 (3)根据化学平衡移动原理来确定的条件或措施有_______________(填写序号) 。 ①合成氨工业在高压下进行; ②硫酸工业的催化氧化在常压下进行; ③合成氨工业及时将氨液化分离; ④硫酸工业净化后的炉气中含有过量空气; ⑤硫铁矿石加入沸腾炉之前先粉碎 ⑥吸收塔中用 98.3 %的浓硫酸吸收 SO3 ⑦合成氨工业和硫酸工业都使用催化剂; ⑧合成氨工业和硫酸工业都用适宜的温度 (4)硫酸工业尾气直接排放到空气中会造成环境污染,其后果主要是_______________。 处理硫酸工业尾气的一种常用方法是“氨—酸”法,写出这种尾气处理方法的化学方 程式_____________________________________________________________。 有人研究用 Na2SO3 作为治理 SO2 污染的一种新方法, 该方法的第一步是用 Na2SO3 水溶 液吸收 SO2,第二步是加热吸收溶液,使之重新生成 Na2SO3,同时得到含高浓度 SO2 的水蒸气副产品。这种尾气处理方法与“氨—酸”相比的优点是_________________。 (5)若经净化、干燥处理后进入接触室的气体体积组成是:SO2 7 %,O2 11 %,N2 82 %, 从接触室出来的气体中 SO3 的体积分数为 7 %,则 SO2 的转化率为___________(保留 三位有效数字) 。 14. 【物质结构与性质】 (15 分)现有 A、B、C、D、E、F 六种元素,它们位于元素周期 表的前四周期,且原子序数依次增大。A 元素原子的价电子数是内层电子数的 2 倍;C 元素原子的 L 电子层中有 2 个未成对电子;D、E、F 三种元素在同一周期,D、E 处于 同一族,E、F 是相邻元素,D 与 F 的原子序数相差 3,且 D 元素原子核外有 4 个未成 对电子。请回答下列问题: (1)F元素基态原子的电子排布式为_________________________________________。 (2)B元素简单气态氢化物的VSEPR模型为_________________________________。 (3)A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的顺序为__________(用元素符号表示) 。 (4)A元素一种单质的晶体结构如图甲所示,D元素一种单质的晶体结构如图乙所示。甲
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图中A原子的配位数与乙图中D原子的配位数之比为____________________。









(5)E 元素的合金材料有极大的吸附储氢容量,其晶胞结构如图丙所示(图中小球表示 E 元素原子,大球为 La 原子) ,则这种合金的化学式为____________________。 (6)A、C两种元素在高温、高压下所形成晶体的晶胞如图丁所示,则该晶体的化学式为 _____ ________,晶体类型为___ _________,A原子的杂化轨道类型为___ ________。 15. 【有机化学基础】 (15 分)“瘦肉精”是一种兴奋剂,学名盐酸克伦特罗,添加在饲料 里可使猪的瘦肉率提高,脂肪下降。长期或过量食用含“瘦肉精”的猪肉对人体的内 脏、神经、代谢等会产生较大损害。克伦特罗的分子式为 C12H18Cl2N2O,可由如图线 路合成。 NH2 NHCOCH3 NH2 (CH3CO)2O CH3COCl ②无水 AlCl3/CS2 ① NaOH/H2O ③ COCH3 NH2 H NC(CH3)3,50℃ Br /CHCl3,65℃ X 2 Y 2 ⑥ ⑤ Cl 1)NaBH4/HCl Z ⑦ 2)NH3·H2O COCH2NHC(CH3)3 克伦特罗 Cl Cl2/CH3COOH,0℃ ④ COCH3

已知: Ⅰ.不同的官能团对新引入的取代基的影响不同,如-OH、-R、-NH2等使新引入 的取代基进入苯环的邻位和对位,-COOH、-COR等使新引入的取代基进入苯环的 间位。 Ⅱ.R-COCH3+Br2 Br2/CHCl3,65℃ R-COCH2Br+HBr 请回答以下问题: (1)①、②、③代表的整个过程完成了苯胺对位的酰基化,也完成了对________________ 的保护,同时也避免了一些副反应的发生。 (2)③的化学方程式为______________________________________________________。 (3)④、⑦的反应类型分别是_______________________,_______________________。 (4)X、Y、Z的结构简式分别为_______________,_______________,_______________。 (5)符合以下条件的对氨基苯乙酮(H2N a.含氨基的醛类物质 COCH3 )的同分异构体有_______种。 b.苯环上有2个取代基
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