全国高中学生化学竞赛基本要求.docx

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全国高中学生化学竞赛基本要求

全国高中学生化学竞赛基本要求（2007年4月）

全国高中学生化学竞赛基本要求

2007年4月 

说明：

1.  本基本要求旨在明确全国初赛和决赛试题的知识水平，作为试题命题的依据。

本基本要求不涉及国家队选手选拔的要求。

2.  现行中学化学教学大纲、新近发布的普通高中化学课程标准（实验教科书A1—2，B1—6）及高考说明规定的内容均属初赛要求。

具有高中文化程度的公民的常识以及高中数学、物理、生物、地理与环境科学等学科的基本内容（包括与化学相关的我国基本国情、宇宙、地球的基本知识等）也是化学竞赛的内容。

初赛基本要求对某些化学原理的定量关系、物质结构、立体化学和有机化学作适当补充，一般说来，补充的内容是中学化学内容的自然生长点。

3.  决赛基本要求是在初赛基本要求的基础上作适当补充。

4.  全国高中学生化学竞赛是学生在教师指导下的研究性学习，是一种课外活动。

针对竞赛的课外活动的总时数是制定竞赛基本要求的重要制约因素。

本基本要求估计初赛基本要求需40单元（每单元3小时）的课外活动（注：

40单元是按高一、高二两年约40周，每周一单元计算的）；决赛基本要求需追加30单元课外活动（其中实验至少10单元）（注：

30单元是按10、11和12月共三个月约14周，每周2～3个单元计算的）。

5.  最近三年同一级别竞赛试题涉及符合本要求的知识自动成为下届竞赛的要求。

6.  本基本要求若有必要做出调整，在竞赛前三个月发出通知。

新基本要求启用后，原基本 

要求自动失效。

初赛基本要求 

1.  有效数字。

在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。

定量仪器（天平、量筒、移液管、滴定管、容量瓶等等）测量数据的有效数字。

数字运算的约化规则和运算结果的有效数字。

实验方法对有效数字的的制约。

2. 气体。

理想气体标准状态。

理想气体状态方程。

气体常量R。

环境标准压力和体系标准压力。

气体密度。

分压定律。

气体相对分子质量测定原理。

气体溶解度（亨利定律）。

3.  溶液。

溶液浓度。

溶解度。

浓度与溶解度的单位与换算。

溶液配制（按浓度的精确度选择仪器的选择）。

重结晶的方法及溶质/溶剂相对量的估算。

过滤与洗涤（洗涤液选择、洗涤方式选择）。

重结晶和洗涤溶剂（包括混合溶剂）的选择。

胶体。

分散系的连续相。

胶体的形成和破坏。

胶体的分类。

胶体的基本结构。

4.  容量分析。

被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。

酸碱滴定的滴定曲线（酸碱强度、浓度、溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系）。

酸碱滴定指示剂的选择。

高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准溶液的基本滴定反应。

分析结果的计算。

分析结果的准确度和精密度。

5. 原子结构。

核外电子运动状态:

 用s、p、d等来表示基态构型（包括中性原子、正离子和负离子）核外电子排布。

电离能、电子亲合能、电负性。

6.  元素周期律与元素周期系。

周期。

1—18族。

主族与副族。

过渡元素。

主、副族同族元素从上到下性质变化一般规律；同周期元素从左到右性质变化一般规律。

原子半径和离子半径。

s、p、d、ds、f-区元素的基本化学性质和原子的电子构型。

元素在周期表中的位置与核外电子结构（电子层数、价电子层与价电子数）的关系。

最高氧化态与族序数的关系。

对角线规则。

金属性、非金属性与周期表位置的关系。

金属与非金属在周期表中的位置。

半金属（类金属）。

主、副族重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。

铂系元素的概念。

7.  分子结构。

路易斯结构式（电子式）。

价层电子对互斥模型对简单分子（包括离子）几何构型的预测预言。

杂化轨道理论对简单分子（包括离子）几何构型的解释。

共价键。

配价键（配位键、配键）。

键长、键角、键能。

σ 键和π 键。

离域π 键。

共轭（离域）的一般概念。

等电子体的一般概念。

键的极性和分子的极性。

相似相溶规律。

8． 配合物。

路易斯酸碱的概念。

配位键。

重要而常见的配合物的中心离子（原子）和重要而常见的配体（水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等）。

螯合物及螯合效应。

重要而常见的配络合剂及其重要而常见的配合反应。

配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应的联系（定性说明）。

配合物几何构型和异构现象基本概念和基本事实。

配合物的杂化轨道理论。

用杂化轨道理论说明配合物的磁性和稳定性。

八面体配合物的晶体场理论说明Ti（H2O）63+的颜色。

软硬酸碱的基本概念和重要软酸软碱和硬酸硬碱。

9． 分子间作用力。

范德华力。

氢键。

其他分子间作用力的一般概念的能量及与物质性质的关系。

10. 晶体结构。

晶胞。

原子坐标。

晶格能。

晶胞中原子数或分子数的计算及与化学式的关系。

分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。

配位数。

晶体的堆积与填隙模型。

常见的晶体结构类型，如NaCl、CsCl、闪锌矿（ZnS）、萤石（CaF2）、金刚石、石墨、硒、冰、干冰、尿素、金红石、钙钛矿、钾、镁、铜等。

11. 化学平衡。

平衡常数与转化率。

弱酸、弱碱的电离常数。

溶度积。

利用平衡常数的计算。

熵（混乱度）的初步概念及与自发反应方向的关系。

12. 离子方程式的正确书写。

13. 电化学。

氧化态。

氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。

原电池。

电极符号、电极反应、原电池符号、原电池反应。

标准电极电势。

用标准电极电势判断反应的方向及氧化剂与还原剂的强弱。

电解池的电极符号与电极反应。

电解与电镀。

电化学腐蚀。

常见化学电源。

pH、络合剂、沉淀剂对氧化还原反应影响的定性说明。

14. 元素化学。

卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。

碱土金属、碱金属、稀有气体。

钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。

过渡元素氧化态。

氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。

常见难溶物盐。

氢化物的基本分类和主要性质。

常见无机酸碱的形态和基本性质。

水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出（不使用特殊试剂）和一般分离方法。

制备单质的一般方法。

15. 有机化学。

有机化合物基本类型——烷、烯、炔、环烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物、磺酸的系统命名、基本性质及相互转化。

异构现象。

C=C加成。

马可尼科夫规则。

C=O加成。

取代反应。

芳环香烃取代反应及定位规则。

芳香烃侧链的取代反应和氧化反应。

碳链增长与缩短的基本反应。

分子的手性及不对称碳原子的R、S构型判断。

糖、脂肪、蛋白质的基本概念、通式和典型物质、基本性质、结构特征以及结构表达式。

16. 天然高分子与合成高分子化学初步知识。

（单体、主要合成反应、主要类别、基本性质、主要应用）。

2009年江苏省化学竞赛试题

（本试卷共21题，用2小时完成，全卷共120分；）

第一卷（选择题 共48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．美籍华裔科学家钱永键等三位科学家因在发现和研究各种绿色荧光蛋白方面做出杰出贡献而获得2008年诺贝尔化学奖。

下列有关说法中，不正确的是

A．绿色荧光蛋白分子中氨基酸排列顺序一定相同B．绿色荧光蛋白能发生颜色反应及盐析、变性等

C．绿色荧光蛋白可发生水解反应生成多种氨基酸D．绿色荧光蛋白可用于跟踪生物细胞的分子变化

2．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，22.4LNO和11.2LO2混合后气体的分子总数为NA

B．任何条件下，4.6gNa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

3．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－

4．下列实验装置图正确的是

A．                         B．                 C．                              D．

5．通过对实验现象的观察、分析推理得出正确的结论是化学学习的方法之一，对下列实验现象或实操作解释正确的是

现象或操作

解   释

A

KI淀粉溶液中通人Cl2溶液变蓝

Cl2能与淀粉发生显色反应

B

苯酚中滴加溴水有白色沉淀

苯酚与溴发生了加成反应

C

某溶液中加入硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成

说明该溶液中含有SO42－

D

蒸馏时，应使温度计水银球靠近蒸馏烧瓶支管口

此位置指示的是被蒸馏物质的沸点

6．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↑

7．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1mol氢氧化铜后恰好恢复到电解前的浓度和pH。

则电解过程中转移电子的物质的量为

A．0.4mol          B．0.3mol          C．0.2mol          D．0.1mol

8．高铁电池是一种新型可充电电池，与普通高能电池相比，该电池能长时间保持稳定的放电电压。

高铁电池的总反应为：

3Zn＋2K2FeO4＋8H2O

3Zn（OH）2＋2Fe（OH）3＋4KOH，下列叙述不正确的是

A．放电时负极反应为：

Zn－2e－＋2OH－＝Zn（OH）2

B．充电时阳极反应为：

Fe（OH）3－3e－＋5OH－＝FeO42－＋4H2O

C．放电时每转移3mol电子，正极有1molK2FeO4被还原 D．放电时正极附近溶液的pH不变

二、选择题（本题包括6小题，每小题4分，共24分。

每小题有一至两个选项符合题意。

）

9．下列叙述正确的是

A．某单烯烃的碳原子数小于或等于8，其与HBr加成反应的产物只有一种结构，符合条件的单烯烃有6种

B．对于可逆反应，增大反应物浓度可增加活化分子百分数，从而使反应速率增大

C．将AlCl3溶液和NaAlO2溶液分别蒸干和灼烧，所得产物的成分均为Al2O3

D．c（NH4＋）相等的（NH4）2SO4溶液、（NH4）2Fe（SO4）2溶液和NH4Cl溶液：

c[（NH4）2Fe（SO4）2]＜c[（NH4）2SO4]＜c[NH4Cl]

10．已知NaHSO3溶液呈酸性、NaHCO3溶液呈碱性。

对于浓度均为0.1mol/L的NaHSO3   溶液和NaHCO3溶液，溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系（R表示S或C），其中正确的是

A．c（Na＋）＞c（HRO3－）＞c（H＋）＞c（RO32－）＞c（OH－）

B．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（HRO3－）＋c（RO32－）＋c（OH－）

C．c（H＋）＋c（H2RO3）＝c（RO32－）＋c（OH－）D．两溶液中c（Na＋）、c（HRO3－）、c（RO32－）分别相等

11．“人文奥运、科技奥运、绿色奥运”是2008年北京奥运会的重要特征。

其中禁止运动   员使用兴奋剂是重要举措之一。

以下两种兴奋剂的结构分别为：

①利尿酸                                     ②兴奋剂X

关于它们的说法中正确的是 A．在兴奋剂X的水溶液中滴入酸性KMnO4溶液，只氧化分子中的碳碳双键

B．1mol利尿酸与氢反应，最多消耗2molH2    C．兴奋剂X遇到FeCl3溶液显色，利尿酸可使溴的四氯化碳溶液褪色           D．兴奋剂X分子中的所有碳原子可能共平面

12．自然界各种原生铜的矿物经氧化转变为可溶性的CuSO4溶液，经淋滤作用后溶液向地壳深部渗透，CuSO4溶液遇到深层的闪锌矿（ZnS）或方铅矿，都会慢慢变为铜蓝。

以下说法正确的是

A．淋滤作用相当于化学操作中的过滤    B．方铅矿的主要成分可能是Pb（NO3）2

C．ZnS的溶解度小于铜蓝                  D．铜蓝的主要成分是CuS

13．某温度下，碳酸钠饱和溶液质量分数为a%，向其中加入mmolNa2CO3·5H2O或nmolNa2CO3，可析出相同质量的Na2CO3·10H2O晶体，下列叙述正确的是

A．a可能为40，m＞n    B．a可能为40，m＝n  C．a可能为30，m＞n   D．a可能为30，m＜n

14．下列有关四幅图像叙述正确的是

         A．              B．             C．             D．

A．向盐酸酸化的MgSO4溶液中加入Ba（OH）2溶液，产生的沉淀质量m与加入的体积V之间的关系不可能是图I

B．向盐酸酸化的MgSO4溶液中加入Ba（OH）2溶液，产生的沉淀质量m与加入的体积V之间的关系有可能是图Ⅱ

C．把一块镁铝合金投入到1mol/LHCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol/INaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图Ⅲ所示，则n（Mg）/n（A1）的最大值为2

D．把一块镁铝合金投入到1mol/LHCl溶液里，待合金完全溶解后，往溶液里加入1mol/LNaOH溶液，生成沉淀的物质的量随加入NaOH溶液体积变化的关系如图Ⅳ所示，则a的取值范围为80＜a＜90

第二卷（非选择题 共72分）

15．（8分）茶、咖啡、可乐等饮料能使人提神醒脑，活跃思维，这主要因为其中含有的咖啡因所起的功效。

咖啡因是一种生物碱，在茶叶中的含量约为3-5％，其结构式如下。

茶叶中除了含有咖啡因以外，还含有没食子酸和二棓酰基等多种物质。

（结构如下）

咖啡因            棓酸（没食子酸）           二棓酰基

现采用微型试验从茶叶中分离咖啡因，采用的实验步骤为：

在50mL烧杯中加入1.1g无水碳酸钠和10mL水，小火加热使固体溶解。

称取1.0g茶叶，用纱布扎成小茶袋，放人上述水溶液中，盖上表面皿，小火煮沸30分钟，冷却至室温，取出纱布袋，将茶液倒人试管中并加入2.0mL的CH2Cl2。

备一根长约10cm的玻璃滴管，末端塞一小团脱脂棉，其中装入2g无水Na2SO4。

用滴管仔细吸出试管中下层的CH2Cl2，并通过玻璃滴管内的Na2SO4层过滤到蒸馏瓶中。

把CH2Cl2提取液置于热水浴中蒸馏回收CH2Cl2，最后再用水泵减压浓缩，即得到灰白色的粗咖啡因。

⑴实验中使用无水Na2SO4的作用是                                     。

⑵在茶叶的水提取液中加碱的目的是                                    。

⑶茶液与CH2Cl2的混合液如用分液漏斗分液，CH2Cl2层应从分液漏斗的 放出（填“上口”或“下口”）。

⑷若要从咖啡中提取咖啡因，则绿原酸是咖啡的热水提取液的成分之一。

绿原酸

绿原酸可能有顺反异构吗?

           （填“是”或“否”）。

16．（10分）菠菜是常见蔬菜，100g菠菜中含有的营养成分为：

草酸0.2-0.3g，水91.2g，   蛋白质2.6g，脂肪0.3g，纤维素1.7g，糖类2.8g，维生素B10.04mg，维生素B20.11mg，维生素C32mg，维E1.74mg，Fe2.9mg，Se0.97g，胡萝卜素2.92mg，视黄醇0.487mg等。

⑴菠菜中铁的主要存在价态是       。

⑵验证菠菜中草酸的存在要先把草酸从菠菜中分离出来，然后利用钙离子将草酸从溶液中以沉淀（A）的形式分离，过滤后用酸重新溶解、蒸发、结晶（B）。

沉淀A的化学式是                 。

⑶结晶B在热天平差热分析联用的仪器中加热，测得在0-120℃、120-450℃、450-800℃三区间失重率之比为9:

14:

22，确定B的化学式                    ，写出三个区间分解反应方程式       。

⑷定量测定结晶中B的含量：

取结晶固体0.1280g加入0.2mol/L盐酸15mL（用量筒量取），使固体全部溶解，然后用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定，至锥形瓶中紫色不褪，用去KMnO4溶液16.20mL。

计算结晶中B百分含量               。

17．（8分）A物质是实验室一种五色有毒的挥发性液体，由X、Y两种短周期元素组成。

A在空气中极易着火生成B气体和C气体，且反应前后总体积几乎不变；A不溶于水，但加热到423K可以和水反应，生成B气体和D气体，D有臭鸡蛋气味，只含两种元素，其中一种是Y。

在交流放电的情况下，A分解生成E气体、F固体两种物质，E物质和B化学式量几乎相等，含Y元素约72.7％；F是环状单质分子，具有冠状结构，易溶于A，F的式量约是C的4倍。

⑴写出结构简式。

A        、B        、C        、D        、E        、F        。

⑵自发现富勒烯以来，其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研究。

厦门大学化学系对F物质的原子团簇进行了理论计算，发现除了冠状结构外还有多种结构。

其中一种F1结构中一配位和三配位原子数目相等；另外一种F2是一种椅式结构原子团簇增加2个原子形成，F1、F2都是F的同分异构体。

请画出这两种结构的原子团簇。

18．（12分）七水硫酸镁（MgSO4·7H2O）为白色细小四角柱状结晶，无臭，味苦，在干燥空气中易风化，易溶于水，缓溶于甘油，微溶于乙醇，热至68℃以上熔化。

在印染、造纸和医药等工业上都有广泛的应用，利用化工厂生产硼砂的废渣——硼镁泥可制取七水硫酸镁。

表1 硼镁泥的主要化学成分

成分

MgO

SiO2

Fe2O3

CaO

B2O3

Al2O3

MnO

CO2

质量分数%

25-38

18-25

6-15

1-3

1-2

1-2

1-2

15-20

表2 部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物

Al（OH）3

Fe（OH）3

Fe（OH）2

Mn（OH）2

Mg（OH）2

pH值

4.7

3.2

9.7

10.4

11.2

硼镁泥制取七水硫酸镁的工艺流程如下：

根据以上流程图并参考表格数据，试回答下列问题：

⑴硼镁泥是硼镁矿生产硼砂（Na2B4O7·10H2O）时的废渣。

将硼镁矿（2MgO·B2O）锻烧、粉碎后加水和纯碱，在加热加压下通入CO2可得硼砂。

此反应为熵减小反应，   试写出反应方程式：

    。

⑵沉淀A中除二氧化硅外，还含有硼酸，硼酸微溶于水，为一元弱酸，其酸性不来源于羟基的电离，写出硼酸水溶液电离方程式                               。

⑶CaSO4的溶解度随温度升高变化不明显，在得到沉淀C时，对蒸发浓缩后的溶液却要进行趁热过滤，原因是                                           。

⑷经对沉淀B进行分析，发现其中含有二氧化锰，用方程式解释原因：

       。

⑸用正三辛胺（TOA）做萃取剂，磺化煤油做稀释剂，通过有机萃取也可以用来除去硫酸镁浸出液中的铁。

其主要反应如下：

Fe2＋＋H2O＝Fe（OH）2＋＋H＋   ⑴Fe（OH）2＋＋SO42－＝Fe（OH）SO4  ⑵

2R3N＋H2SO4＝（R3NH）2SO4  ⑶Fe（OH）SO4＋（R3NH）2SO4＝Fe（OH）SO4·（R3NH）2SO4 ⑷

试问：

浸出液初始pH须加H2SO4调至0.9左右，pH＞1.5时不利于萃取。

试给出须加H2SO4的两个理由      。

pH＜0.5亦不利于萃取，给出其主要原因             。

19．（12分）黄酮醋酸类化合物具有黄酮类化合物抗菌、消炎、降血压、保肝等多种生理活性和药理作用，尤其是近年来报道此类化合物具有独特抗癌活性。

下面的方法采用对甲酚作为起始原料，通过一系列反应合成化合物黄酮F（化学式为C18H12O2NBr），为黄酮醋酸的前体化合物）。

其进一步水解即得黄酮醋酸。

合成路线如下：

 对于F，分子中存在3个六元环，E和F在化学式上相差2个H原子。

⑴请画出A、D、F的结构简式A     、D                   、F                   ；

⑵B有多种同分异构体，请写出一种含苯环、羰基和一个手性碳原子的同分异构体：

            。

⑶A可能发生的化学反应的类型有                    。

（写出二种）

⑷化合物

的系统名称是                              。

⑸D经过水解后的产物可通过缩聚反应生成高分子化合物，写出该缩聚反应的方程式     。

20．（10分）二氧化硫和氮的氧化物是大气的主要污染物，防止和治理环境污染是当前环保工作的重要研究内容之一。

⑴一定条件下，2SO2（g）＋O２（g）

2SO3（g），向2L密闭容器中通人2molSO2（g）、1molO2（g）和0.2molSO3（g），2min后反应达到平衡时，测得SO2的转化率为50％，则该可逆反应的平衡常数K＝　　　　　　　　；恒温下，若往容器中再加入2molSO2（g），则重新达到平衡时SO2的总转化率      50％（选填“＞”、“＜”或“＝”）。

⑵用CH4催化还原NOx为N2可以消除氮氧化物的污染。

试写出总反应方程式：

      ，现有1LNO2、NO混合气体NOx，将其还原成N2，需同温同压下CH4的体积0.4L，则混和气体中NO2、NO的物质量之比为                     。

⑶新型纳米材料氧缺位铁酸盐（ZnFe2Ox），由铁酸盐（ZnFe2O4）经高温还原制得，常温下，它能使工业废气中的酸性氧化物分解除去，转化流程如图所示：

若2molZnFe2Ox与SO2可生成0.75molS，x＝　　　   。

则可分解⑵中混和气体V＝ 　　　　　  L。

 21．（12分）氢是最小的原子，但是它对于世界上物质结构和种类的丰富性却起着举足轻重的作用。

氢与许多元素都能形成简单的无机小分子，其分子结构往往与中心原子的性质有关。

⑴NH3、PH3、AsH3、SbH3分子的键角分别为107.3、93.3、91.8、91.3度，试解释其键角逐渐减小的原因  。

⑵试预测CH4、NH3、H2O分子的键角大小顺序                          。

⑶最新研究发现，水能凝结成13种类型的结晶体，除普通冰以外其余各自的冰都有自己奇

特的性质：

有在－30℃才凝固的超低温冰，它的坚硬程度可和钢相媲美，能抵挡炮弹轰击；有在180℃高温下依然不变的热冰；还有的冰密度比水大，号称重冰。

①