化学第17届江苏省高中生化学竞赛初赛试题.docx
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化学第17届江苏省高中生化学竞赛初赛试题
2003年全国高中学生化学竞赛（江苏省赛区）预赛试题
相对原子质量：
H：
1.01C：
12.01N：
14.01O：
16.00F：
19.00Na：
22.99
P：
30.96S：
32.06Cl：
35.45K：
39.00Ti：
47.87V：
50.94
Cr：
52.00Mn：
54.94Fe：
55.85Cu：
63.55Zn：
65.39Br：
79.90
Ag：
107.9I：
126.9Ba：
137.3
题号
一
二
三
四
五
总分
得分
1．本试卷共26题，用2小时完成，全卷共150分；2．可使用计算器。
一、选择题（每小题有1～2个选项符合题意；每题4分，共15题，共60分。
）
1．若在宇宙飞船的太空实验室（失重条件下）进行以下实验，其中最难完成的是
A．将金粉和铜粉混合B．将牛奶加入水中混合
C．蒸发食盐水制取食盐晶体D．用漏斗、滤纸过滤除去水中的泥沙
2．关于氢键，下列说法正确的是
A．每一个水分子内含有两个氢键B．冰、水中都存在氢键
C．分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
D．H2O是一种非常稳定的化合物，这是由于氢键所致
3．三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了八个电子的结构。
在一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是
A．7个B．9个C．19个D．不能确定
4．广义的水解观认为：
无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果是反应中各物质和水分别解离成两部分，然后两两重新组合成新的物质。
根据上述信息，下列说法不正确的是
A．CaO2的水解产物是Ca（OH）2和H2O2B．PCl3的水解产物是HClO和PH3
C．NaClO的水解产物之一是HClOD．Mg3N2的水解产物是两种碱
5．当弱电解质在溶液里达到电离平衡时，溶液中已电离的电解质分子数占原来总分子数的百分数叫做该电解质的电离度。
现欲粗略测定一未知浓度的CH3COOH溶液中CH3COOH的电离度，应做的实验和所需的试剂（或试纸）是
A．电解、NaOH溶液B．蒸馏、Na2CO3溶液
C．酯化反应、石蕊溶液D．中和滴定、pH试纸
6．下列离子方程式书写正确的是
A．二氧化氮溶于水：
3NO2+H2O
2H++2NO3－+NO
B．将标准状况下112mL氯气通入10mL浓度为1mol·L－1的溴化亚铁溶液中：
2Fe2++4Br－+3Cl2
3Fe3++6Cl－+2Br2
C．次氯酸钙溶液中通入过量二氧化碳：
Ca（ClO）2+H2O+CO2
CaCO3↓+2HClO
D．氯化亚铁溶液中加入硝酸：
3Fe2++4H++NO3－
3Fe3++2H2O+NO↑
7．有机物A的分子式为C4H10O，则A的结构可能有（不含对映异构）
A．4种B．5种C．6种D．7种
8．乙酰水杨酸
又名阿斯匹林（Aspirin）具有退热、镇痛作用，常用于治疗伤风、感冒、头痛、神经痛及风湿性关节痛，近年来又用于防治老年性心血管病，但患有消化道溃疡的人不宜服用。
对此化合物不正确的说法是
A．该化合物具有酸性，能与NaOH或NaHCO3反应，但不能与稀盐酸作用
B．1mol该化合物与足量的NaOH反应，消耗NaOH最大的物质的量为3mol
C．该物质是由水杨酸（
）和乙酸直接通过酯化反应合成
D．纯净的Aspirin不能与FeCl3溶液反应，但它的水解产物能使FeCl3溶液显色
9．某学生用纯净的Cu与过量浓HNO3反应制取NO2，实验结果如图所示，对图中曲线的描述正确的是
A．OA段表示开始时，反应速率稍慢
B．AB段表示反应速率较快，可能因为产物有催化作用
C．BC段表示反应速率最快，在该时间内收集到的气体最多
D．OC线表示随时间增加，反应速率逐渐增大
10．周期表中有些元素有“对角线相似”现象（即周期表中处于对角线位置的两元素性质相似），如Li、Mg、Be、Al；B、Si等两两性质相似。
现用熔融LiCl电解的方法可得锂和氯气。
若用已潮解的LiCl加热蒸干并强热至熔融，再用惰性电极电解，结果得到金属锂和一种无色无味的气体。
据此，下列说法正确的是
A．无色气体为电解生成的锂与水反应放出的H2
B．电解前LiCl在加热时已发生水解
C．电解时产生的无色气体是O2
D．无色气体是阳极放出的Cl2与水作用生成的O2
11．抗“非典”斗争中，消毒液需求量猛增，某单位设计了一种家用消毒液发生器。
该发生器利用常见的精盐和自来水为反应物，通电时，发生器电解槽里的极板上产生大量气泡，切断电源后所得消毒液具有较强的杀菌能力，且对人体无害，在发生器内发生的反应是
A．2NaCl+2H2O
2NaOH+H2↑+Cl2↑B．H2+Cl2
2HCl
C．Cl2+2NaOH
NaCl+NaClO+H2OD．NaClO+HCl
NaCl+HClO
12．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸。
当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其他产物及反应所需条件均已略去），当X是强碱时，过量B跟Cl2。
反应除生成C外，另一产物是盐酸盐。
下列说法不正确的是
A．当X是强酸时，A、B、C、D、E、F均含同一种元素，F是H2SO4
B．当X是强碱时，A、B、C、D、E、F均含同一种元素，F是HNO3
C．B和Cl2的反应是氧化还原反应
D．当X是强酸时，C常温下是气态单质
13．在标准状况下，将amolH2S和bmolO2混合充分燃烧后，两反应物都没有剩余，得到三种产物（S、SO2和H2O），则下列判断不正确的是
A．产生的SO2是（b－
a）molB．反应后生成的水质量为18ag
C．3a>2b>aD．反应后氧化产物的质量为（16a－32b）g
14．向300mLKOH溶液中缓慢通入2.24L（标准状况下）CO2气体，充分反应后，在减压低温下蒸发溶液，得到11.9g白色固体。
则下列说法中正确的是
A．此白色固体为KOH和K2CO3的混合物B．此白色固体中含有K2CO36.9g
C．原KOH溶液的物质的量浓度是0.5mol/LD．此白色固体为KHCO3
15．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：
CO2（g）+H2（g）
CO（g）+H2O（g），其化学平衡常数X和温度的关系如下表：
t/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
根据以上信息作出的下列判断中正确的是
A．此反应为吸热反应
B．此反应只有在达到平衡时，密闭容器中的压强才不再变化
C．此反应在1000℃达平衡时，c（CO2）·c（H2）/[c（CO）·c（H2O）]约为0.59
D．1100℃时，此反应的K值可能为0.9
二、（本题共3小题，共22分。
）
16．（4分）有A、B、C、D四种金属，将A、B用导线连接后浸入稀H2SO4中，A上放出氢气，B逐渐溶解生成B2+；电解含A2+和C2+的混合溶液时，阴极上先析出C；将D放入含B2+的硝酸溶液中，D表面有B析出，同时生成D2+。
则这四种金属阳离子的氧化性由强到弱的顺序是。
17．（6分）硅及其化合物用途非常广泛。
常用作干燥剂的多孔硅酸是由硅酸盐（例如Na2SiO3）的水溶液中加入相应的酸生成溶解度较小的硅酸分子，放置一段时间后，硅酸分子逐渐聚合形成硅酸溶胶，进一步处理可得多孔硅胶。
多孔硅胶对许多气体如乙醚蒸气等有吸附作用，设计一实验证明硅胶的吸附性，请写出实验步骤、现象及解释。
18．（12分）实验室里用乙醇和浓硫酸反应生成乙烯，接着再用溴与之反应生成1,2－二溴乙烷。
在制备过程中由于部分乙醇被浓硫酸氧化还会产生CO2、SO2，并进而与Br2反应生成HBr等酸性气体。
（1）用下列仪器，以上述三种物质为原料制备1,2－二溴乙烷。
如果气体流向为从左到右，正确的连接顺序是（短接口或橡皮管均已略去）：
经A
（1）插入A中，接A
（2）；A（3）接接接接。
（2）在三颈烧瓶A中的主要反应的化学方程式为
；
（3）在反应管E中进行的主要反应的化学方程式为
；
（4）温度计水银球的正确位置是；
（5）反应管E中加入少量水及把反应管E置于盛有冷水的小烧杯中是因为
。
三、（共3小题，共24分。
）
19．（10分）某元素X的氧化物很多，其中常见的有A、B两种。
（1）A为黄绿色气体，氧含量为47.44％，可用于漂白木浆和水处理，A在液态和浓缩的气态时具有爆炸性，该气体为；
（2）B为黄棕色气体，氧含量为18.41％，当加热或遇电火花时会发生爆炸，该气体为；
（3）你认为这两种气体是否可以在防SARS中作为消毒剂?
（A．都可以B．都不可以C．只有气体A可以D．只有气体B可以）
（4）写出气体A与NaOH反应的化学方程式。
由于工业上大量使用的A具有爆炸性，A适宜存放在（填“酸”或“碱”）性溶液中。
（5）用SO2还原X的+5价的盐，可制得A，写出该反应的离子方程式：
。
20．（10分）化学作为一门中心科学，在人类能源开发与利用中起着十分关键的作用。
化学电源是一种直接把化学能转变为电能的装置，其研究为各国科学家所关注。
利用燃料和氧化剂的氧化还原反应也可以组成一个电池，而且与传统的电池不同，其工作物质可以源源不断由外部输入，因此可以长时间的不间断工作。
将氢气（H2）、甲烷（CH4）、乙醇（C2H5OH）等物质在氧气（O2）中燃烧时的化学能直接转化为电能的装置叫燃料电池。
燃料电池的基本组成为电极、电解质、燃料和氧化剂。
此种电池能量利用率可高达80％（一般柴油发．电机只有40％左右），产物污染也少。
人们已将它用于航天飞行器上。
下图为氢－氧燃料电池反应的完整过程：
（1）请将左图方框中的反应填补完整；
H吸附，
O2吸附；
（2）该电池反应为：
；
（3）人们将它用于航天飞行器上原因有二：
一是，因此减轻重量就等于降低向太空发射的费用，与另一种绿色能源配合，可以使飞行器在空间停留的时间较长；二是
，更可减少携带重量。
21．（4分）大量研究证明：
稀土离子对植物确有促进生根发芽、增加叶绿素含量、增强光合强度、改善植物对大量营养元素吸收的作用，从而促进作物干物质的积累，使其产量和质量得到提高与改进。
目前有关稀土元素植物光合作用机理的研究取得了一些新进展。
我国科学家通过研究提出其中一种机理是，稀土离子替代镁离子而配位到叶绿素（见图1）的卟啉环上，形成叶绿素a－稀土配合物。
已合成了镨叶绿素a（Pr－Chla）（见图2），并证明Pr－Chla具有双层夹心结构。
Pr（Ⅲ）夹于两个卟啉环之间，与上下卟啉环上共8个N原子配位，Pr－N键平均键长为0.242nm。
图1叶绿素a和b结构
元素名称、离子
镁、Mg2+
镧、La3+
铈、Ce3+
镨、Pr3+
钐、Sm3+
钙、Ca2+
离子半径/（pm）
66
106.1
103.4
101.3
96.4
99
一些元素的离子半径如上表所示。
有专家提出上述夹心物形成除它们的激发态能量与叶绿素配体三重态能量相当，能量转移效率较高因素外，还与元素的离子势（即离子吸引电子的能力）相关，离子势与离子电荷成正比，与离子半径成反比。
请根据本题所给信息和上表中数据，回答下列问题：
（1）专家首先选择元素Pr3+替代Mg2+，且获得了成功，请简述首选Pr3+的原因：
（2）植物体内有大量钙元素，钙和镁同族，简述Ca2+是否容易形成钙叶绿素a（Ca-Chla）?
四、（共3小题，共24分）
22．（8分）丙三醇，又称甘油。
在印刷、食品、化妆品及烟草等工业中常用作润湿剂，也可以用来制造医药和炸药，工业用途极广。
早前它以制肥皂的副产品而得；现在大多以合成方法制得。
丙三醇和硝酸反应可以制炸药，其反应方程式如下：
（1）写出化合物A、B、C、D的结构简式：
AB
CD
（2）写出下列反应的反应类型：
③⑤
（3）化合物D发生爆炸完全分解可生成CO2、N2、O2等，写出其反应方程式。
23．（8分）某α-氨基酸，相对分子质量不超过100，经分析可知，该氨基酸含C、H、O、N四种元素，其中N元素的质量分数为15.7％，O元素的质量分数为36.0％。
（1）该氨基酸的分子中有个氨基，个羧基；
（2）该氨基酸相对分子质量（取整数值）为；
（3）该氨基酸的结构简式为；
（4）两分子该氨基酸在适当条件下加热去水生成一个具有六元环结构的化合物A，写出A的结构式。
24．（8分）苯丙醇胺（其盐酸盐简称PPA）是一种常用的抗感冒药，但服用该药品能引起头昏、头痛、血压升高，甚至中风、肾功能衰竭等危险。
因此，2000年11月，美国食品与药品管理局发布了停用含PPA感冒药的通知。
苯丙醇胺的结构简式为：
已知：
HCHO+CH3NO2
HOCH2CH2NO2苯丙醇胺的合成路线如下：
（1）请写出A、B的结构简式：
AB
（2）试剂C是：
（3）请写出
（1）
（2）的反应类型：
（1）
（2）
五、（共2小题，共20分）
25．（10分）1273K时H2O（g）通过红热的铁生产H2，发生如下反应：
Fe（s）+H2O（g）
FeO（s）+H2（g），反应的平衡常数Kp=1.49。
（Kp是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常数。
）
（1）计算每生产1.00mol氢气需通入水蒸气的物质的量为多少?
（2）1273K时，若反应体系中只有0.30mol的铁并通入1.00mol水蒸气与其反应，试计算反应后各组分的物质的量。
反应后体系是否处于平衡状态，为什么?
（3）1273K，当1.00mol水蒸气与0.80mol铁接触时，最后各组分的物质的量是多少?
26.（10分）金属M的三氯化物MCl3水溶液中加入锌汞齐后可得还原性溶液A，若将该溶液加入到醋酸钠的饱和溶液中可以得到难溶的红色晶体B。
已知MCl3中Cl含量为67.16％，光谱分析表明，B分子呈中心对称，其中M原子的配位数为6（即M原子周围有6个原子与之成键），M原子含量27.64％，碳原子仅存在于醋酸根离子中，碳原子含量25.54％。
试问：
（1）金属M的原子量为。
（2）红色晶体B中M原子和碳原子的个数比为。
（3）红色晶体B中和M原子配位的除了醋酸根离子还有。
（4）红色晶体B的分子式为。
（5）画出红色晶体B的结构图。
2003年全国高中学生化学竞赛（江苏省赛区）预赛试题
参考答案及评分标准
一、（共60分，每小题4分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
D
BC
B
B
D
AD
D
AC
AB
BC
AC
D
D
BC
AC
二、（共22分）
16．C2+>A2+>B2+>D2+（4分）
17．实验步骤、现象、解释各2分，共6分。
以下实验设计供参考。
实验同NIH3的喷泉实验相似：
在一个干燥的烧瓶中滴入2～3滴乙醚，使其充满容器，投入5g硅胶。
立刻塞紧带有尖嘴玻璃管的橡皮
塞（用弹簧夹夹紧连接的乳胶管）。
用力摇晃烧瓶片刻，把烧瓶固定在盛水的方槽上面，使乳胶管的尾端伸入水中，打开弹簧夹。
用另一副未加硅胶的同样装置重复进行一次上面的实验。
现象：
（1）装有硅胶的烧瓶，打开弹簧夹后，水槽中的水通过玻璃尖嘴像喷泉似喷出。
（2）未装硅胶的烧瓶无此现象。
18．（12分）
（1）BDCFEO（各1分，共6分）
（2）CH3CH2OH
CH2=CH2+H2O（2分）
（3）CH2=CH2+Br2=BrCH2CH2Br（2分）
（4）应插入至液面以下（1分）
（5）溴易挥发，这样做可以减少溴的挥发损失（1分）
三、（共24分）
19．（10分）
（1）ClO2（2分）
（2）Cl2O（2分）（3）A（1分）
（4）2ClO2+2NaOH
NaClO2+NaClO3+H2O（2分）碱（1分）
（5）SO2+2ClO3－
2ClO2+SO42-（2分）
20．（10分）
（1）2H吸附－2e→2H+（2分）
O2吸附+2e+2H+→H2O（2分）
（2）H2+
O2=H2O（2分）
（3）燃料电池有很高的质量比能量（能质比）光电池燃料电池的产物为水，经过处理之后正好可供宇航员使用（4分）
21．（4分）
（1）与Pr3+与Mg2+的离子势最接近，分别为2.962和3.030（叙述1分，算出离子势（Z/R）数值1分）
（2）钙和镁虽属同族元素，但离子势相差较大，吸引电子能力及成键能力有差别。
故不易取代叶绿素中镁。
（2分）
四、（共24分）
22．（8分）
（B、C可互换，各1分，共4分）
（2）③消去反应⑤酯化反应（各1分，共2分）
（3）4C3H5（ONO2）3→12CO2+10H2O+6N2+O2+Q（2分）
23．（8分）
（1）11（各1分，共2分）
（2）89（2分）
（3）
（2分）
24．（8分）
（1）ACH3CH2NO2（2分）
（2）CH2/催化剂（或H2/Ni或Fe+HCl或催化加氢）（2分）
（3）①加成反应（1分）②还原反应（1分）
五、（共20分）
25．（10分）
（1）反应为Fe（s）+H2O（g）
FeO（s）+H2（g）
Kp=p（H2）/p（H2O）=1.49
因为p（H2）=n（H2）RT/Vp（H2O）=n（H2O）RT/V
所以Kp=p（H2）/p（H2O）=n（H2）/n（H2O）=1.49
当气相中n（H2）=1mol时，气相中还应有1/1.49即0.67mol的H2O（g）存在以维持平衡，故需通入1.67mol的H2O（g）才能产生1molH2（g）（3分）
（2）当1.00molH2O（g）与0.30molFe反应时，将生成0.30molH2（g），用于平衡的
n（H2O）=0.30/1.49=0.20mol
所以当0.30molFe完全反应时共需0.30+0.20=0.50molH2O（g），现有1.00molH2O（g），故Fe可完全反应。
此时体系组成为：
H2（g）：
0.30mol；H2O（g）：
0.70mol；FeO（s）：
0.30mol；Fe：
已不存在。
由于铁已全部反应完，体系未达化学平衡，气相中p（H2）/p（H2O）=0.30/0.70=0.43仅表示反应结束时它们的分压比。
（4分）
（3）当体系中有0.80molFe时，加入1.00molH2O（g）后，显然不可能使铁全部反应，设有xmolR起反应，应当消耗xmolH2O（g），同时生成xmolH2（g），故有
x+（x/1.49）=1解得x=0.60mol
即有0.60mol的Fe反应生成0.6mol的FeO（s）。
所以此时体系的组成为H2（g）：
0.60mol；H2O（g）：
0.40mol；FeO（s）：
0.60mol；Fe：
0.20mol。
（3分）
26．（10分）
（1）52.00（2分）
（2）1：
4（2分）（3）H2O（2分）（4）Cr2（CH3COO）4（H2O）2（2分）
（5）
（2分）
（注：
图中Cr-Cr键是远比单键复杂的特殊化学键，但不要求学生注明）
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