【高中学生化学奥林匹克竞赛试题】2000江苏预赛

2000年江苏省高中学生化学奥林匹克竞赛（预赛）试题相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 P 31 S 32 Cl 35.5 K 39 Mn 55 Fe 56 Cu 64 Zn 65 Ag 108 I 1271本试卷共26题，用时3小时完成，全卷共150分；2可使用计算器。一选择题（56分）每小题有12个选项符合题意；每题4分，共14题。若有二个选项符合题意，选一个且对得2分；若一对一错，得0分；全选错0分。1一些盐的结晶水合物，在温度不太高时就有熔化现象，即熔溶于自身的结晶水中，又同时吸收热量。它们在塑料袋中经日晒就熔化，又在日后缓慢凝结而释放热量。故可用于调节室内的温度，或作夏日防暑用枕垫或座垫，这些物质可称之为潜热材料。现有几种盐的结晶水合物有关数据如下：物质数据熔点（）405029.9232.3835.1溶化热(kJmol1)49.737.377100.1根据上述数据和实用性考虑，实际运用时常采用的应该物质是ABCD2长期以来，人们一直认为氟的含氧酸不可能存在，但是自1971年两位美国科学家斯图查尔和阿佩里曼成功地合成次氟酸后，这种观点强烈地动摇了。他们在0以下将氟从细冰上面通过，得到了毫克量的次氟酸。已知次氟酸的分子组成与次氯酸相似，且次氟酸与热水剧烈反应，生成既有氧化性又有还原性的物质的溶液。则下列说法中不正确的是A 次氟酸分子中原子间以共价键相结合B 次氟酸分解会产生氟气C 次氟酸与热水反应可能有H2O2生成D 次氟酸的酸性可能比次氯酸强3现在为婴儿特制成一种新型的尿布“尿不湿”。这种尿布表面涂有一种既能吸水又能保留水的物质。据你的推测，这种特殊物质的结构可能是A B C D 4据报道，美国科学家于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质，由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不完全清楚，只知道“N5”实际上是带电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排列成“V”形。如果“N5”分子中的5个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个“NN”叁键，则“N5”分子碎片所带电荷是A1B2C1D25下列芳香烃的一氯代物的同分异构体的数目最多的是A连二苯 B连三苯C蒽 D菲6比利时的“二恶英污染鸡”事件轰动全球。二恶英是一种含有C、H、O、Cl元素的有机混合物，其中毒性较大的一种结构式为（四氯二恶英）。下列有关此化合物的叙述不正确的是A该四氯二恶英分子中所有的原子可能在一个平面上B四氯二恶英在脂肪中溶解度较高，可在生物体内蓄积C空气中的二恶英不能进入人体组织细胞D，仅改变四氯二恶英中Cl原子的位置就能产生20种同分异构体7甲、乙是两种常见短周期元素的单质，其有关物质转化如图所示，其中C为白色沉淀，D为气体。则下列说法不正确的是A若D为酸性气体，则A可能为Al2S3B甲、乙两物质生成的化合物发生水解反应不可能生成两种酸CD可能为碱性气体D与水反应可能生成Mg(OH)2沉淀8CuCO3和Cu2(OH)2CO3的混合物34.6g，可恰好完全溶解于300mL2molL1盐酸溶液中，加热分解等质量的这种混合物可得CuO的质量为A16.0gB19.2gC24.0gD30.6g9目前人们正研究开发一种高能电池钠硫电池，它是以熔融的钠、硫为两极，以Na+导电的-Al2O3陶瓷作固体电解质，反应为：2NaxSNa2Sx，以下说法正确的是A放电时，钠作负极，硫作正极 B放电时，钠极发生还原反应C充电时，钠极与外电源的正极相连，硫极与外电源的负极相连D充电时，阳极发生的反应是：Sx22exS10现代建筑的门窗框架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品进行如下实验（每一步试剂均过量），由此可以推知硬铝的组成为AAl、Cu、Mg、Si、Mn BAl、Mg、Si、ZnCAl、Fe、C、Cu DAl、Si、Zn、Na11在容积固定的4L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AX的浓度的减少BY的物质的量的减少CZ的浓度的减少DX的物质的量的减少12某温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应A（气）3B（气）2C（气）达到平衡时，各物质的物质的量之比为：n(A)n(B)n(C)221。保持温度不变，以221的物质的量之比再充入A、B、C，则A平衡不移动 B再达平衡时，n(A)n(B)n(C)仍为221C再达平衡时，C的体积分数将大于20%D再达平衡时，C的体积分数可能减小13现有一包固体混合物，由NaNO3、AgNO3、Cu(NO3)2三种物质组成，将其加热分解后，将产生的气体通入到水中，与水充分反应后剩余气体体积为原体积的1/4，则NaNO3、AgNO3、Cu(NO3)2三者物质的量之比不可能是A211B412C3.541.3D76314工业制取硫酸是一种连续的生产过程。今测得在进入接触室时混合气体（396K、8kPa，主要成分为SO2、O2、N2）的流量为1.0m3s1，从接触室导出的气体（792K、8kPa）的流量为1.8m3s1。据此，以下说法中正确的是A单位时间内进入接触室的气体与从接触室导出的气体的物质的量之比为109B导出气体中SO3所占的体积分数为9/2C此反应中SO2的转化率一定为20%DSO2催化氧化反应是吸热反应二（共2小题，14分）15（11分）实验室中根据2SO2O22SO3196.6kJ设计如下图所示实验装置来制备SO3固体。请回答下列问题。（1）实验前，必须进行的操作是（填操作名称，不必写具体过程）（2）在A装置中加入Na2SO3固体的同时，还需加几滴水，然后再滴加浓硫酸。加几滴水的作用是（3）小试管C的作用是（4）广口瓶D内盛的试剂是。装置D的三个作用是（5）实验中当Cr2O3表面红热时，应将酒精灯移开一会儿再加热，以防温度过高，这样做的原因是（6）装置F中U型管内收集到的物质的颜色、状态是（7）装置G的作用是（8）从G装置导出的尾气处理方法是16（3分）现有CuO、CuS、Cu2S三种黑色粉末，请设计一个不用斜体化学药品就可区分它们的实验方案。（请用文字叙述）三（共3小题，24分）17（2分）FeSO4溶液在pH2时暴露在空气中是比较稳定的。如在该溶液中加入氧化亚铁硫杆菌后，大部分Fe2+离子可迅速转化成Fe3+（Fe3+是浸出硫化矿物的良好的出剂）。这一反应是细菌浸出矿物的重要反应之一，该反应方程式为： 18（10分）工业上处理含Cr2O72的酸性工业废水用以下方法：往工业废水中加入适量的NaCl，搅拌均匀；用Fe为电极进行电解，经过一段时间有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生；过滤回收沉淀，废水达到排放标准。试回答：（1）电解时的电极反应：阳极 阴极（2）写出Cr2O72转变成Cr3+的离子反应方程式： （3）电解过程中Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀是怎样产生的？ 19（12分）已知：白磷与NaOH反应产物中A与B的物质的量之比为13，其它相关物质的转化见下图（D中含磷量大于E）。（1）试写出下列物质的分子式：ABCDEFGH（2）已知D分子中共有10个原子，且其分子中氧原子均以同种方式成键，试写出D分子的结构式（3）实际在白磷和NaOH制B时，加入少量H可使产物更纯，这是因为：四（共4小题，27分）20（6分）当今常给糖尿病人使用的甜味剂是氨基酸组成的二肽，它比糖甜200倍，它名称是天冬氨酰苯丙氨酸甲酯。天冬氨酸是2氨基丁二酸，请写出天冬氨酸、苯丙氨酸及甜味剂二肽的结构简式。天冬氨酸苯丙氨酸二肽 21（2分）农药敌百虫、敌敌畏、乐果的结构简式如下： 敌百虫 敌敌畏 乐果如使用这些农药时，应戴手套和口罩，避免皮肤直接接触。若有接触则应立即用碱性溶液或肥皂擦洗或洗涤，若有误食者则应立即用碱性溶液洗胃肠。这是出自什么作用原理而使原化合物分解而解毒的？答：22（9分）醚（ROR，其中R、R代表脂烃基或芳烃基）是一类较为稳定的化合物。在通常条件下遇氧化剂、还原剂、碱等醚链一般都无变化，但在加热条件下与浓氢卤酸反应使醚链断裂生成醇（或酚）和卤代烃。化合物A、B、C分子式都为C8H9OBr均属卤代烃基醚，它们都不与冷的稀KMnO4溶液作用，与Br2/CCl4也不反应。进一步研究它们的化学性质得到下列结果：用热的碱性KMnO4溶液氧化，再用酸酸化：AD（）；BE（C8H8O3，是一个酸）；C不反应。用热的浓HBr处理：AF（C7H7OBr）；BG（C7H7OBr）；CH（C6H5OBr，经鉴定为邻溴苯酚）；EI（）。试写出A、B、C、E、F、G的结构简式。A：B：C：E： F：G：23（10分）已知：有机玻璃可按下列路线合成：F亦可由水煤气在高温、高压、催化剂存在下合成。试写出：（1）天然气的主要成分和C的结构简式分别为、（2）EFG的反应方程式为（3）丙烯A和AB的反应类型分别属于、（4）G有机玻璃的反应方程式为五（共3小题，29分）24（9分）（本题中相对原子质量采用以下数据：H：1.0079，C：12.011，Br：79.904）碳碳双键与臭气反应，接着再用ZnH2O还原可得到羰基化合物：某液态有机化合物A，其蒸气对氢气的相对密度为53.66；A经元素分析得知含碳88.82%，含氢11.18%。2.164克A与6.392克溴（溶在CCl4中）能完全反应生成化合物B。1molA经臭气氧化再还原水解得1mol 和1mol 。（1）写出化合物A和B的各一种可能的结构简式（用键线式表示）。（2）写出有关反应方程式及必要的计算过程。25（9分）环境监测测定水中溶解氧的方法是：量取a mL水样，迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液，立即塞好瓶塞，反复顛倒振荡，使之充分反应。其反应式为：2Mn2O24OH2MnO(OH)2（该反应极快）。测定：开塞后迅速加入12mL浓硫酸（提供H）使之生成I2，有关反应式为MnO(OH)22I4HMn2I23H2O，再用b molL1的Na2S2O3溶液滴定（以淀粉为指示剂），消耗了VmL溶液，滴定中S2O32离子变成了S4O62离子。试写出水中溶解氧的计算式（以gL1为单位）。26（11分）已知：某温度下反应N2O4（g）2NO2（g）的平衡常数。（1）现有总压1atm下NO2和N2O4的混合气体，其密度为同状态下H2密度的34.5倍，求平衡常数KP。（2）如将这些气体全部用水吸收转变为HNO3，需用同压下几倍体积的O2？（3）如将这些氧气预先和NO2、N2O4相混合（设O2和NO2、N2O4不反应），总压仍为1atm，其平衡后混合气体的密度为同状态下H2的多少倍？参考答案及评分标准一、（56分）每题4，若有2个答案，选1个且对得2分；若1错1对得0分；全错0分，不倒扣。题号1234567891011121314答案CBCADCDBCADACCBA二、（14分）15（11分，每空1分）（1）检查装置的气密性（2）水与浓硫酸作用放热，有利于SO2的放出（3）15（11分，每空1分）（1）检查装置的气密性（2）水与浓硫酸作用放热，有利于SO2的放出（3）缓冲、防止倒吸（答一即得1分）（4）浓硫酸。干燥SO2和O2使SO2和O2混合均匀通过观察控制气体比例和气流速度（5）温度过高不利于SO3的生成，且影响催化剂的活性（6）无（白）色晶（固）体（7）防止水蒸气与SO3接触（8）用NaOH溶液吸收16（3分）（1）称取等质量的CuO、CuS、Cu2S粉末各一份，分别在空气中灼烧，产生刺激性气体（SO2）的是CuS与Cu2S粉末，无刺激性气体产生的CuO粉末。（1分）（2）称量灼烧后不再产生刺激性气体的冷却残留物，质量几乎不变的原粉末为Cu2S。（1分）质量减轻的原粉末是CuS。（1分）三、（24分）17（2分）或氧化亚铁硫杆菌可不要求18（10分）（1）阳极（2分）阴极（2分）（2）（2分）（3）由于H在阴极放电，破坏了水的电离平衡，产生大量OH，OH与Cr3、Fe3反应生成Cr(OH)3、Fe(OH)3沉淀。（4分）19（12分）（1）APH3BNaH2PO2CCa3P2DP4O6EP4O10(或P2O5)FH3PO3GH3PO4HCa(OH)2(各1分)（2）（2分）（3）白磷亦有可能歧化生成少量的Na2HPO3，加入Ca2可生成CaHPO3沉淀而除去HPO32。（2分）四、（27分）20（6分）（2分）（2分）（2分）21碱性能使磷酸酯迅速水解（2分）22（9分）（每个1.5分）A： B： C： E： F： G：23（10分）（1）CH4（2分） （2分）（2）（3）亲电加成（1分）亲核取代（1分）【填加成、取代亦可】（4）（1分）24（9分）（1）（2分） （2分）（2）A的分子量1.0079253.66108.17（1分）分子中含碳原子数为：108.1788.82%12.0118分子中含氢原子数为：108.1711.181.007912所以分子式为C8H12 （2分）因为 2.164gA相当于6.392gBr2相当于所以A分子中应有2个双键或一个叁键，还有一个不饱和度可能为一单环。又因为A臭氧化还原水解产物恰好为17个碳原子与C8H12相应，又从产物之一有3个醛基，可知A分子中有两个双键，且定位如下：。2Br2CCl4 （1分）（1分）【本题中写出A、B的其它合理结构及相应的方程式刀可给分。】25（9分）设a mL水样中含溶解O2的质量为xg，根据有关反应方程式，已知物质与注物质的关系为：O22MnO(OH)22I24S2O32（4分）32g4molxg（4分）则溶解氧的计算式为：26（11分）（1）（3分）混合气体分子量为：34.5269（1分）即（1分）KP0.5（2）（3分）设有1molNO2，1molN2O4，共可折合为3molNO2（1分）需O2（1分）需倍体积O2（1分）（3）（5分）设初始时有2molN2O4，1molO2平衡时有（2x）molN2O4、2xmolNO2、1molO2，共（3x）mol气体（1分）（1分）x = 0.7628（1分）平均分子量为：（1分）平衡混合气体密度为H2的：28.7倍（1分）11