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江苏省睢宁高级中学高二化学竞赛试题


江苏省睢宁高级中学高二化学竞赛试题
第一卷(选择题 共 56 分)
一、选择题(本题包括 8 小题,每小题 3 分,共 24 分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列物质的名称分别是 名称 化学式 硫代硫酸钠 Na2S2O3 多硫化钙 CaSx 过氧化钡 BaO2 超氧化钾 KO2

试综合上述命名规律,分析思考后回答 K2CS3 的名称

是 A、三硫代碳酸钾 B、多硫碳酸钾 C、过硫碳酸钾 D、超硫碳酸钾 2.下列取代基或微粒中,碳原子都满足最外层为 8 电子结构的是 ⊕ A、乙基(—CH2CH3) B、碳正离子[(CH3)3C ] C、乙醛 (CH3CHO) D、碳烯 (:CH2) 3.化学元素的名称,往往都有一定含义,或者是纪念发现的地点,或者是纪念某位科学 家,或者是纪念发现者的故乡等。以科学家的姓氏命名的元素名称有:钔 Md、锯 Cm、 锘 No、锿 Es 等,其所纪念的科学家依次为 A、门捷列夫、居里夫妇、诺贝尔、爱因斯坦 B、门捷列夫、诺贝尔、居里夫妇、爱因斯坦 C、爱因斯坦、门捷列夫、诺贝尔、居里夫妇 D、爱因斯坦、门捷列夫、居里夫妇、诺贝尔 4.下列有关叙述:① 非金属单质 M 能从 N 的化合物中置换出非金属单质 N;② M 原子比 N 原子容易得到电子;③单质 M 跟 H2 反应比 N 跟 H2 反应容易得多;④气态氢化物水溶液的酸 性 HmM?HnN;⑤氧化物水化物的酸性 HmMOx?HnNOy;⑥熔点 M?N。能说明非金属元素 M 比 N 的非 金属性强的是 A、②⑤ B、①②③ C、①②③⑤ D、全部 5.化学实验设计和操作中必须十分重视安全问题和环境保护问题。下列实验问题处理方法不 . 正 . 确 的是: . ①在制氧气时排水法收集氧气后出现倒吸现象,立即松开试管上的橡皮塞 ②检验 CO 的纯度。简单方法是用排空气的方法先收集一试管气体,点燃,听爆鸣声 ③实验结束后将所有的废液倒入下水道排出实验室,以免污染实验室 ④给试管中的液体加热,不时移动试管或加入碎瓷片,以免暴沸伤人 ⑤不慎将酸溅到眼中,应立即用水冲洗,边洗边眨眼睛 ⑥配制稀硫酸时,可先在烧杯中加一定体积的水,再边搅拌边加入浓硫酸 A、①② B、②③ C、③⑤ D、②⑥ 6.下列溶液中,能大量共存的离子组是 + + - - + + - - A、Ba2 、Cu2 、C1 、NO3 B、Ca2 、A13 、Br 、ClO + + - - + + - - C、NH4 、K 、HSO3 、CO32 D、Na 、K 、MnO4 、I 7.向含 l mol HCl 和 l mol MgSO4 的混合溶液中加入 1 mol/L Ba(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

-1-

8.NA 表示阿伏加德罗常数的值。下列说法中正确的是 A、标准状况下,22.4L NO 和 11.2L O2 混合后气体的分子总数为 NA B、任何条件下,4.6g Na 和足量的 O2 完全反应失去电子数都为 0.2NA + C、常温条件下,pH=2 的稀醋酸溶液中所含有的 H 离子数大于 0.01NA D、加热条件下,0.2mol 浓硫酸与足量铜反应生成 SO2 分子数为 0.1NA 二、选择题(本题包括 8 小题,每小题 4 分,共 32 分。每小题有一至两个选项符合题意) 9.下列离子方程式书写正确的是 A、向 Mg(HCO3)2 溶液中加入足量的澄清石灰水: + - + - Mg2 +2HCO3 +Ca2 +2OH =MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O + + B、Fe2O3 溶于足量的氢碘酸中:Fe2O3+6H =2Fe3 +3H2O - C、向 NH4A1(SO4)2 溶液中滴人 Ba(OH)2 溶液恰使 SO42 沉淀完全 + + - + - NH4 +Al3 +2SO42 +2Ba2 +4OH =Al(OH)3↓+NH3· H2O+2BaSO4↓ D、用铜电极做盐酸溶液的导电实验:2H +2Cl
+ -

H2↑+Cl2↑

10.我国科学工作者合成了许多结构复杂的天然有机化合物,如: 叶绿素、血红素、维生素 B 等,叶绿素的结构如右图所示,下 列有关说法正确的是 A、叶绿素属于高分子化合物 B、叶绿素分子中含有两种类型的双键 C、叶绿素不属于芳香烃 D、叶绿素能发生加成、水解、酯化等反应 11.NH3 和 H2O,NH+4 和 H2O+,NH-2 和 OH-,N3-和 O2-,从某 些性质来看,每组中的物质两两相似。据此判断,下列反应中正确的是 A、Cu+2NH3=Cu(NH2)2+H2↑ B、CaO+2NH4Cl=CaCl2+2NH3↑+H2O C、3Mg(NH2)2


Mg2N2+4NH3↑

D、NaCl+2NH3=NH4Cl+NaNH2 12.有许多单质或化合物易溶于含同一元素的盐(或酸)溶液中,也可溶于其熔融体(或 液体)中,如 I2 易溶于 KI 溶液,硫易溶于 K2S 溶液。KF 易溶于液态 HF 中。下列工业 生产应用了上述溶解原理的是 A、炼铝 B、高炉炼铁 C、工业上制硫酸 D、工业上制硝酸 13.1840 年,俄国化学家盖斯(G·H·Hess)从大量的实验事实中总结出了一条规律: 化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的,即盖斯定律。盖斯定律 在生产和科学研究中有很重要的意义,有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利 用盖斯定律间接计算求得。已知 3.6 g 碳在 6.4 g 的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出 X kJ 热量。已知单质碳的燃烧热为 Y kJ/mol,则 1mol C 与 O2 反应生成 CO 的反应热△H 为 A、-Y kJ/mol B、-(10X-Y) kJ/mol C、-(5X-0.5Y) kJ/mol D、+(10X-Y) kJ/mol 14.某结晶水合物的化学式为 A·nH2O,其相对分子质 量为 M,在 25℃时,ag 晶体溶于 bg 水中即达饱和, 形成密度为ρ g/mL 的溶液,下列表达式正确的是 A、饱和溶液的物质的量浓度为:1000a(M-18n)/M(a+b)mol/L
-2-

B、饱和溶液中溶质的质量分数为:100a(M-18n)/M(a+b)% C、饱和溶液的体积为: (a+b)/ρ L D、25℃时,A 的溶解度为:a(M-18n)/(bM+18an)g 15.氨催化氧化是硝酸工业的基础,在某催化剂作用下只发生主反应①和副反应②,有关物 质产率与温度的关系如右图。 -1 4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) △H=-905 kJ·mol ① -1 4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) △H=-1268 kJ·mol ② 下列说法中正确的是 产率 A、工业上氨催化氧化生成 NO 时,温度应控制在 100% NO 780~840℃之间 N2 B、工业上采用物料比 n(O2)/n(NH3)在 1.7~2.0, 840 主要是为了提高反应速率 780 C、加压可提高 NH3 生成 NO 的转化率 D 、 N2 氧 化 为 NO 的 热 化 学 方 程 式 为 : N2(g) + 800 900 -1 T/℃ O2(g) 2NO(g) △H=+181.5 kJ·mol 16 .恒温、恒压 下, a molA 和 b molB 在一个容积可变 的容器中发生如下反应: ..... A(g)+2B(g) 2C(g),一段时间后达到平衡,生成 n molC。则下列说法中正确的是 A、物质 A、B 的转化率之比为 a∶b B、起始时刻和达平衡后容器中的压强比为(a+b)∶(a+b-

n ) 2

C、若起始时放入 2a molA 和 2b molB,则达平衡时生成 2n molC D、当 v 正(A)=2v 逆(B)时,可确定反应达平衡

第二卷(非选择题
(1)已知:4FeO4 +10H2O
2- -

共 64 分)

17. (12 分)高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。 4Fe(OH)3+8OH +3O2。 。
2- -1 2-

K2FeO4 在处理水的过程中所起的作用有

(2)将适量 K2FeO4 溶解于 pH=4.74 的溶液中,配制成 c(FeO4 ) =1.0 mmol·L 的试样, 将试样分别置于 20℃、30℃、40℃和 60℃的恒温水浴中,测定 c(FeO4 )的变化,结果 见图Ⅰ。该实验的目的是 反应的△H 0(填“>” 、 “<”或“=” ) 。 (3)FeO4 在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 (填字母) 。 A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态 - B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4 的分布分数逐渐增大 C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为: - - 2- HFeO4 +OH =FeO4 +H2O
2-

;发生

(4)测定某 K2FeO4 溶液浓度的实验步骤如下: 步骤1:准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中 - 2- 2- 步骤2:在强碱性溶液中,用过量CrO2 与FeO4 反应生成Fe(OH)3和CrO4 2- 2- - 3+ 3+ 步骤3:加稀硫酸,使CrO4 转化为Cr2O7 ,CrO2 转化为Cr ,Fe(OH)3转化为Fe -1 步骤4:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用c mol·L (NH4)2Fe(SO4) 2标准溶液滴定至终点, 2+ 2- + 3+ 3+ 消耗(NH4)2Fe(SO4) 2溶液V1 mL。滴定时发生的反应为:Fe +Cr2O7 +H →Fe +Cr +H2O(未配平)

-3-

① 写出步骤2中发生反应的离子方程式 ② 根据上述实验数据,测定该溶液中K2FeO4的浓度为 代数式表示)。
-1

。 mol·L (用含字母的
-1

分布分数

H3FeO4



HFeO4



FeO4

2-

c(FeO42-)/mmol·L

H2FeO4

图Ⅰ

t/min

图Ⅱ

pH

18. (6 分)写出符合下列名称的结构简式。 (1)2,6-二甲基-3-异丙基-4-(1,2-二甲基丙基)壬烷 (2) (Z) , (E)-2,4-己二烯 (3)6,7-二甲基-5-氯二环〔3.2.1〕辛烷 19. (3 分)偶极矩常用 符号表示,箭头从正指向负,分子所具有的偶极矩μ ,其大小 等于电荷乘以正负电荷中心之间的距离 d:μ (德拜,D)=e(静电单位)×d(厘米) 。 下表列出了一些分子的偶极矩数值,标志着不同分子的相对极性:

H2 0 HF 1.75 CH4 0 H2O 1.84 NH3 1.46 CH3Cl 1.86 CO2 0 CCl4 0 NF3 0.24
分子的极性是分子中键的极性的和,而键的极性可由成键两原子的电负性差来判断其大小。 查周期表中数据可知电负性数值 H(2.1) 、N(3.0) 、F(4.0) ,可以清楚地看到 N-F 键电负性 差为 1,而 N-H 键为 0.9。但 NH3 的偶极矩却远大于 NF3,请解释这一现象。 20. (7 分)在汶川的抗震救灾中,三氯异氰尿酸(TCCA)是应用最多的消毒剂之一。三氯异氰尿 酸又称强氯精,化学式为 C3Cl3N3O3,使用时需先将其溶解在水中,利用其水解产物的氧化性 消毒灭菌。 (1)三氯异氰尿酸水溶液消毒的有效成分是_______________(填化学式) ; (2)三氯异氰尿酸分子具有完全对称的结构,并含有一个六元环,则其结构式为 ; (3)有效氯含量是三氯异氰尿酸消毒剂质量的重要指标,现称取某三氯异氰尿酸式样 0.2200g, 置于 250 mL 碘量瓶中, 加水 100 mL、 KI 3 g, 混合。 再加入 3 mol· L-1 硫酸溶液 20 mL, 盖上瓶盖, 在磁力搅拌器上避光搅拌约 5 分钟, 用约 5 mL 水冲洗瓶塞和瓶内壁, 用 0.1023 mol· L-1 的硫代硫酸钠标准溶液滴定至溶液呈微黄色时,加入 2 mL 淀粉指示剂,继续滴定至溶液蓝色 刚好消失为终点,消耗了 24.44 mL。计算此样品以质量百分数表示的有效氯(以 Cl 计)含量。 21.(12 分)(1)在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时 才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低

-4-

限度的能量叫活化能,其单位通常用 kJ/mol 表示。请认真观察下图,然后回答问题: ①图中所示反应是_______(填“吸热”或“放热”)反应, 该反应_______(填“需要”或“不需要”)加热,该反应 的△H=__________ 式表示)。 ②已知热化学方程式:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g); △H=-241.8 kJ/mol。该反应的活化能为 167.2kJ/mol, 则其逆反应的活化能为 ________。 ③对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子的百分 数增多,反应速率明显加快,你认为最可能的原因是___________________________。 (2)随着科学技术的进步,人们研制了多种甲醇质子交换膜燃料电池,以满足不同的需求。 ①有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是 A、CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) B、CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) 又知 H2O(l)= H2O(g) 学方程式 。 ΔH=+49.0kJ/mol ΔH=-192.9kJ/mol __(用含 E1、E2 的代数

ΔH=+44 kJ/mol,请写出 32g 的 CH3OH(g)完全燃烧生成液态水的热化

②下图是某笔记本电脑用甲醇质子交换膜燃 料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下 提供质子和电子,电子经外电路、质子经内电 路到达另一极与氧气反应,电池总反应为: 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O。则 c 电极 是 (填“正极” 或 “负极”) ,c 电极 。 上发生的电极反应式是
Cl2 ,光照 ①
· · · · · ·

22. (12 分)化合物 C 是一种合成药品的中间体,其合成路线为:
A CH2Cl NH2 COOH
催化剂 ③ ② 催化剂

COOH NH CH2

C

B(高聚物)

已知:
CH3
浓H2SO4/浓 HNO3 水浴 加热

CH3 NO2 COOH NH2(弱碱性,易被氧化)

CH3 NO2

KMnO4/H+

Fe/HCl

-5-

(1)写出

NH2 COOH

中官能团的名称

。 。 (填有机反应类型) 。 。

(2)写出反应①的化学方程式 (3)反应②属于 反应,反应③属于 (4)写出满足下列条件的
NH2 COOH

的同分异构体的结构简式

① 苯环上的一取代产物只有两种; ② 具有弱碱性,能发生银镜反应; ③ 水解后的产物能与 FeCl3 溶液发生显色反应。 (5)请你设计由 A 合成 B 的合成路线。 提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线表示方法示例如下:
C2H5OH 浓硫酸 CH2=CH2 170 ℃ Br2 H2C-CH2 Br Br

23. (12 分)铁系金属常用来做 CO 加氢反应(Fischer--Tropsch 反应)的催化剂,已知某种催 化剂在 1000K 可用来催化反应:CO(g) +3H2(g) = CH4(g) + H2O(g),在总压 1 atm,CO 和 H2 投料 比为 1 :3 时,平衡时 CO 物质的量分数为 19.3%。 (1)求该温度下的平衡常数及 CO 的转化率。 (2) 如果用纳米 Co 为催化剂, 可以降低反应温度, 在 500K 时, 反应的平衡常数为 1.98×1010。 该反应为吸热反应还是放热反应?_____________。 (3)用纳米 Co 为催化剂,可能会发生副反应:Co(s) + H2O (g) = CoO(s) + H2 (g),500K 时该反 应的平衡常数为 6.8×10-3 ,主反应达到平衡时,副反应是否一定会发生? ________ ,理由 是: 。 (4)计算在总压和投料比不变的情况下,足量 Co 催化平衡时,CO 的分压为多少。 (5)当粒子半径很小时,往往有很强的表面能,因此纳米 Co 颗粒表面有更强的活性,实际 使用时在纳米 Co 颗粒周围形成球形的 CoO 覆盖层,此纳米颗粒既包含反应物(Co) ,又包含 生成物(CoO) 。这样做的目的是什么? _________________________________________________________________________

-6-

参考答案
1 A 9 C 2 C 10 C 3 A 11 BC 4 B 12 AC 5 B 13 C 6 A 14 B 7 C 15 AD 8 B 16 C

17. (12 分) (1)杀菌消毒、吸附悬浮物(或其他合理答案) (各 1 分,共 2 分) 2- (2)探究温度对 FeO4 浓度的影响(或其他合理答案) (2 分) >(2 分) (3)C(2 分) - 2- 2- - (4)① CrO2 +FeO4 +2H2O=Fe(OH)3↓+CrO4 +OH (2 分) ②

cV1 (2 分) 3V

18. (6 分)2 分一个 结构简式略

..
N

19. (3 分)NH3 中的偶极和各键的极性可表示为:

H

H

H

,其中除了每个 N-H 键的贡献外,

N 上的未共用电子对也作出了贡献(方向相同) 。而 NF3 分子的偶极,却是三个 N-F 键的总和 与 N 上未共用电子对的偶极的差(方向相反) ,因而可以预料后者对外表现出的偶极矩数值当 然会远小于氨。 或 NF3 分子的极性比 NH3 分子的极性小.在这两个分子中,都有一个 sp3 杂化轨道为 N 原子的一 对孤对电子所占据.对 NF3 来说,N-F 键的极性较大,而且偶极矩指向 F 原子,而 N 原子中由于孤 对电子产生的偶极矩是指向孤对电子,方向正好与 N-F 键产生的偶极矩相反,抵消了 N-F 键产生 的偶极矩,所以 N-F 分子的极性较小;对于 NH3 来说,N-H 键产生的偶极矩指向 N 原子,与 N 原子 中由孤对电子产生的偶极矩的方向相同,使 N-H 键的极性加强,所以 NH3 分子的极性大。 20. (7 分) (1)

HClO

(2 分)

(2)
0.1023 × 24.44 ×35.45

(2 分)

(3)

0.2200 ×1000

= 40.29%

(3 分)

21.(12 分)(1)①放热(1 分) 需要(1 分) -(E1-E2)kJ/mol(1 分) ②409 kJ/mol(2 分) ③使用了催化剂(1 分) (2)①CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-280.9kJ/mol(3 分) - ②负极(1 分) CH3OH-6e +H2O=CO2+6H+(2 分) 22. (12 分) (1)氨基、羧基(苯基写不写均可,但必须写出“氨基”和“羧基” ) (每个 1 分, 共 2 分)
-7-

(2)

光 CH3 +Cl2__→

CH2Cl +HCl(2 分)

(3)取代(1 分) 缩聚 (1 分)

O
(4) H N 2

O C

H (2 分,结构简式写错得 0 分)

(5) (每步 1 分,共 3 分)
H O

CH3
浓H 2S O4/浓HNO3 水浴加热

CH3 NO2
KM nO4/H+

COOH NO2
Fe/HCl

COOH NH2

H
催化 剂

N C

OH n

(结构简式、反应条件错 1 个扣 1 分,扣完为止) 23. (12 分) (1) CO(g) +3H2(g) = CH4(g) + H2O(g) 0.25 0.75 0.193 0.579 0.114 0.114 0.307

K=

0.114

2

0.193 × 0.579 3
0.114 0.307

= 0.347
(2 分)

α =

× 100% = 37.1%
(2 分)

(2) 放热 (1 分) (3) 是 (1 分) CO(g) +3H2(g) = CH4(g) + H2O(g) Co(s) + H2O (g) = CoO(s) + H2 (g) Co(s) + CO (g) + 2H2 (g)= CoO(s) + CH4(g) K = 6.8×10-3×1.98×1010 =1.35×108 是完全反应 (2 分) (4)设有 1 mol CO,3 mol H2 反应,主反应完全发生 CO(g) +3H2(g) = CH4(g) + H2O(g) 初始 1 3 平衡 ~0 ~0 1 1 副反应 ~0 y 1 1-y 分压 P∞

y 2

1 2

y 2

y ? 6.8 ?10?3 1? y y ? 0.00675

-8-

1? y 1 ? 2 2 ? 1.98?1010 3 ? y? ? ? p? ?2? ?atm? p? ? 0.000325

(2 分)

(5)抑制副反应,又催化主反应的进行 (1 分)

-9-


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