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2006年全国高中学生化学竞赛预赛试题(江苏赛区)[1]


“南京工业大学杯” 2006 年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题
相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 Na:23 S:32 K:39 Ca:40 Ti:48 Cr:52 Cu:64 Ag:108 I:127 Ba:137 La:139 题 号 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 二 三

四 五 总分

一、选择题(每小题有 1~2 个选项符合题意;每小题 4 分,共 15 题,共 60 分) 1.化学知识广泛应用于生产、生活中,下列相关说法不正确的是( A.食用松花蛋时蘸些食醋可以去除氨的气味 B.棉花和木材的主要成分都是纤维素,蚕丝和蜘蛛丝的主要成分都是蛋白质 C.只用淀粉溶液即可检验食盐是否为加碘盐 D.液氯罐泄漏时,可将其移入水塘中,并向水塘中加入生石灰 2.汽车尾气是城市主要污染源之一,正在推广使用的 Pt-Rh-CuO-Cr2O3-Al2O3(氧化铝 为载体)是较理想的高效催化剂,用其制成的汽车尾气催化转化净化器,能将 80%以上 有害尾气转化为无毒气体。下列说法错误的是( A.汽车尾气中通常含烃类、CO、NO 与 SO2 等 B.此方法的缺点是由于 CO2 的增多,会大大地提高空气的酸度 C.用 CuO 做催化剂时发生的反应可能为:CO+CuO=CO2+Cu,2NO+2Cu=N2+2CuO D.汽油中的防震剂 Pb(C2H5)4 大大降低有害气体转化速率的现象叫作催化剂中毒 3. 俄罗斯科学家在利用回旋加速器进行的实验中, 用含 20 个质子的钙元素的同位素反复轰 击含 95 个质子的镅元素,结果 4 次成功制成 4 个第 115 号元素的原子。这 4 个原子在
288 生成数微秒后衰变成第 113 号元素。前者的一种核素为 115 X 。下列有关叙述正确的是









A.115 号元素衰变成 113 号元素是物理变化
288 B.核素 115 X 的中子数为 173

C.113 号元素最高正价应为+3 D.115 号与 113 号元素的原子质量比为 115∶113 4. 2005 年诺贝尔化学奖被授予“在烯烃复分解反应研究方面作出贡献”的三位科学家。 “烯烃 复分解反应”是指在金属钼、钌等催化剂的作用下,碳碳双键断裂并重新组合的过程。如

2 分子烯烃 RCH=CHR'用上述催化剂作用会生成两种新的烯烃 RCH=CHR 和 R'CH= CHR' 。若让丙烯发生上述“复分解反应”,最不可能生成的新烯烃是( A.2-丁烯 B.1-丁烯
-1 +



C.乙烯

D.丙烯 )

5.阿伏加德罗常数约为 6.02×1023 mol 。下列叙述中正确的是( A.1 L 0.1 mol/L 的 FeCl3 溶液中,H 的数目约为 6.02×1015 B.1 mol 金刚石中含有 C-C 键的数目约为 6.02×1023 C.7.8 g Na2O2 中含有的阴离子数目约为 6.02×1022

D.标准状况下,1 L 甲醇完全燃烧后生成的 CO2 分子个数约为(1/22.4)×6.02×1022 6.对于某些离子的检验及结论一定正确的是( )
- -

A.加入稀盐酸,产生无色并能使澄清石灰水变浑浊的气体,一定有 CO32 或 SO32 B.加入 BaCl2 溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有 SO42 C.某气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该气体一定显碱性 D.加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,一定有 Ba2 7.下列离子方程式正确的是( )
- + - + -

A.碳酸氢钠溶液与少量石灰水反应:HCO3 +Ca2 +OH =CaCO3↓+H2O B.氯化铵与氢氧化钠两种浓溶液混合加热:NH4 +OH
3+
- + - + -

H2O+NH3↑

C.实验室制 Fe(OH)3 胶体:Fe +3OH =Fe(OH)3(胶体) D.次氯酸钙溶液中通入少量 SO2 气体:Ca2 +2ClO +SO2+H2O=CaSO3↓+2HClO 8.类推是在化学学习和研究中常用的思维方法,但类推出的结论最终要经过实践的检验才 能决定其正确与否,下列几种类推结论中不正确的是( )

A.钠、镁都是活泼金属,由金属钠和镁引起火灾都不能用干冰灭火器灭火 B.NaHSO3 溶液能与 NaAlO2 反应生成白色沉淀,NaHCO3 溶液也能与 NaAlO2 反应生成 白色沉淀 C.NH4Cl、NH4I 结构相似,将两种固体分别加热,都分解生成 HX 和 NH3 D.原电池中通常是活泼金属做负极,不活泼金属做正极,用铜和铝与浓硝酸构成原电 池时,铝是负极 9.下列各组离子在溶液中能大量共存,当溶液呈强酸性时,有气体产生;而当溶液呈强碱 性时,又能生成沉淀。该组离子可能是( A.Na 、Cu
+ +

) B.NH4 、K 、Cl 、HCO3
+ + - + + - -

2+

- 、NO3 、CO32 + - -



C.Mg2 、NH4 、SO42 、Cl

D.Fe2 、Na 、SO42 、NO3



10.已知某化合物的晶体是由以下最小单元密置堆积而成 的,关于该化合物的以下叙述中错误的是( A.1 mol 该化合物中有 1 mol Y B.1 mol 该化合物中有 6 mol O C.1 mol 该化合物中有 2 mol Ba )

D.该化合物的化学式是 YBa2Cu3O6 11.甲苯加到汽油中可增加汽油的辛烷值。空气与甲苯蒸气的体积比约为以下何值时,甲苯 可发生完全燃烧( A.9∶1 C.26∶1 ) B.11∶1 D.43∶1

12.一种新型燃料电池,它以多孔镍板为电极插入 KOH 溶液中,然后分别向两极通入乙烷 和氧气,其总反应为:2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3+10H2O,有关此电池的推断正确的是 ( ) - - A.负极反应为:14H2O+7O2+28e =28OH B.放电一段时间后,负极周围 PH 升高 C.每消耗 1 mol C2H6,则电路上转移的电子为 14 mol D.放电过程中 KOH 的物质的量浓度不变 13.将两种硫酸盐按一定比例混合后共熔,可制得化合物 X,X 溶于水能电离出 K 、Cr3 、 SO42 ,若将 2.83 g X 中的 Cr3 全部氧化为 Cr2O72 后,溶液中的 Cr2O72 可和过量 KI 溶液 反应,得到 3.81 g I2,反应的离子方程式为:Cr2O72 +6I +14H =2Cr3 +3I2+7H2O, 若向溶有 2.83 g X 的溶液中,加入过量的 BaCl2 溶液,可得到 4.66 g 白色沉淀。由此可推 断出 X 的化学式为( A.K2SO4· 2(SO4)3 2Cr C.K2SO4· 2(SO4)3 Cr ) B.2K2SO4· 2(SO4)3 Cr D.K2SO4·1 Cr2(SO4)3 2
- - + + - + - - + +

14.将等物质的量的 X、Y 气体充入一个密闭容器中,在一定条件下发生如下反应并达成平 衡:X(g)+Y(g)=2Z(g) ;△H<0。当改变某个条件并维持新条件直至达到新平衡, 下表中关于新平衡与原平衡比较,正确的是( 改变的条件 A B C D 升高温度 增大压强 减小压强 充入一定量 Z ) 新平衡与原平衡比较 X 的体积分数变大 Z 的浓度不变 Y 的体积分数不变 X 的体积分数变大 )

15.某硝酸盐受热分解的产物为金属氧化物和 NO2、O2。下列相关叙述正确的是( A.分解产生的气体能使余烬木条复燃,证明其中含有氧气

B.若分解的固体产物全为 CuO,则产生的混合气体从理论上说可恰好完全溶解于水 C.若产生 NO2 和 O2 的物质的量之比为 6∶1,则金属元素在分解过程中化合价降低 D.若 3.76 g Cu(NO3)2 无水晶体受热分解,得到 1.52 g 固体,则固体中有 Cu2O 0.72g

二、 (本题共 3 小题,共 25 分) 16. (10 分)为了减少污染,使实验绿色化,学生按下列操 作做一个实验:在一块下衬白纸的玻璃片的不同位置分 别滴加浓度为 0.1 mol/L 的 KBr、KI(含淀粉溶液) 、NaOH (含酚酞) 、FeSO4(含 KSCN)溶液各 1 滴,每种液滴彼 此分开,围成半径小于表面皿的圆形(如右图所示) ,在 圆心处放置 2 粒芝麻大小的 KClO3 晶体,盖好表面皿。 打开表面皿,向 KClO3 晶体滴加一滴浓盐酸,再立即将表面皿盖好,试描述反应的 现象,并写出相应的化学方程式。 e 处: a 处: b 处: c 处: d 处: 17. (10 分)已知苯甲酸乙酯的沸点为 213℃,水-乙醇-环己烷三元共沸物的共沸点为 62. (即在此温度下水、 1℃ 乙醇和环己烷以 7.0%、 17.0%、 76.0%的比例成为蒸汽逸出) 。 请回答就下述实验室制备苯甲酸乙酯提出的问题: (1)①在圆底烧瓶中加入苯甲酸、浓硫酸、过量的乙醇、沸石。②再向 烧瓶中加入环己烷,装上分水器和回流冷凝管。 ②的目的 ( 是 ) ;

(2)缓慢加热回流,至分水器下层液体不再增多,停止加热;放出分水 器中液体(液体的三种主要成分是 加热,使多余的 ) ;继续

蒸至分水器中;至分水器中液体不再增加,停止加热; 溶液中和至弱碱性; ,醚层与粗产品合并;用

(3) 将圆底烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中, 用 用 进行 操作,分出粗产品;水层用乙醚

纯水洗有机层 2 次,将醚层与水尽量分净,醚层从上口倒入一个干燥的锥形瓶; (4)加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂,摇动锥形瓶,至醚层澄清透明;醚层过滤 入一个干燥的圆底烧瓶;进行 ,先蒸出 ;后蒸出苯甲酸乙酯。

18. 分)水是我们熟悉的物质。每个水分子都能被其他 4 个水分子包围形 (5 成如右图所示的四面体单元, 由无数个这样的四面体再通过氢键可相互连 接成一个庞大的分子晶体——冰。 (1)氢键的形成使冰的密度比水 平均每个水分子最多形成 个氢键。 ,氢键有方向性和饱和性,故

(2)实验测得冰中氢键的作用能为 18.8 KJ/mol,而冰的熔化热为 5.0KJ/mol,说明 。

三、 (共 3 小题,共 27 分) 19. 分)构成蛋白质的甘氨酸在晶体和水溶液中主要以偶极离子(H3N CH2COO )的形 (6 式存在,它是两性电解质,有两个可解离基团,解离方程如下。
+ -

在水溶液中,甘氨酸的带电状况与溶液的 PH 有关。当调节溶液的 PH 使甘氨酸所带 正负电荷正好相等时,甘氨酸所带的净电荷为零,在电场中不发生移动现象,此时溶液 的 PH 即为甘氨酸的等电点。 (1)已知甘氨酸的熔点是 233℃,而二苯胺的熔点只有 53℃,为什么甘氨酸的熔点高? 。 (2)等电点时,R
+-

、R 、R 的数量关系是 R





+-

R



R (填“<”、“>”或“=”) 。 基;在 PH 小于 极移动。



(3)已知甘氨酸的等电点为 5.97,说明甘氨酸中更易解离的是 5.97 的溶液中,甘氨酸带有净 电荷,在电场中将向

20. (12 分)目前大爆发的 H5N1 亚型高致病性禽流感令全球震惊,它不仅威胁鸟类生存也 危及人类生命。其中 H 是血凝素(Hemagglutinin) ,而 N 是神经氨酸酶(Neyramidinase) , 这两种物质在病毒入侵细胞传播的过程中起着极为重要的作用。 是病毒入侵的“开路先 H 锋”,它能和细胞上的蛋白质结合,在细胞膜上打开一个通道,使该病毒能进入细胞进行 自我复制,制造出一类新病毒。而进入细胞的功臣 H 却要与宿主细胞膜“纠缠不清”,此 时, 通过“水解”方式切断病毒和宿主细胞, N 再次去寻找下一个感染目标。 现在著名的“达 菲”(达菲的主要成分是 C16H28N2O4H3PO4,结构如下图所示)作用原理就是使新的病毒 无法脱离宿主细胞,从而抑制病毒。今天各 国政府及其科学家正在积极研制抗 H5N1 病 毒的疫苗。研究发现,在注射其低剂量疫苗 的同时要注射促进免疫性产生的化学辅剂化 合物(ABC2· 2O)方能产生免疫性,以达 12H 到预防为主的目的。 该化学辅剂 ABC2· 2O 中,A 是正一价金属离子,B 是正三价金属离子,C 为负二 12H 价阴离子基团。A 单质与过量氧气反应的生成物 D 常用于急救器和消防员背包中, 以消除呼 出的 CO2 和湿气并提供 O2。 还是动植物生长所必需的元素, A 同植物光合作用和呼吸作用有 关。w.w.k.s.5.u.c.o.m B 加入茜素[C14H6O2 (OH)2]的氨溶液中,先生成白色沉淀,后能生成红色沉淀 [B(C14H7O4)3],从而鉴定之。B 溶液中加入 NaOH 先生成白色沉淀,继续加入 NaOH 时, 沉淀又溶解。C 与 Ba2 在酸性溶液中生成白色沉淀而可相互鉴定之。 (1) 该化学辅剂的化学式为 (2)达菲的主要成分中含有的官能团为 , 俗名是 (填序号) ; ;


a.苯基 b. 酯基 c. 氨基 d. 酰氨基 e.羧基

f. 烷烃基 g.磷酸根

(3)写出 D 用于急救器和消防员背包中的有关反应的化学方程式:

; (4)写出 B 与茜素的氨溶液反应的化学方程式:

; (5) 根据该题所给出的信息, 请指出化学工作者可以设计及合成具有哪三类效能的化合 物用以防治禽流感?

。 21. 分)下图是一些常见物质间的转化关系图,图中所有物质含有的元素中只有一种不 (9 是短周期元素,所有反应物、生成物及溶液中的水均未标出,反应②中还有 3 种产物未 标出,X 是室内装潢材料中产生的主要有害气体之一,G 是由四种元素组成的强碱。

回答下列问题:w.w.k.s.5.u.c.o.m (1) 写出下列物质的化学式: B

、 C

、 G 、

; ;

(2)列举两种能氧化 X 的物质 (单质、 化合物各一种) (3)写出反应①②的离子方程式: ① ② 四、 (共 3 小题,共 23 分)



22. 分)从乙醇制备溴乙烷时,为了避免使用挥发性的浓氢溴酸,可采用溴化钠和浓硫 (7 酸与乙醇共热的方法。由于该反应可逆,所以可采用边反应边蒸出产物的方法。请回答 下列问题。 (1)以反应方程式表示这个反应以及可能发生的副反应。

(2)某同学在利用暑假时间做这个实验时发现,尽管原料的转化率很高,但实际收集到 的产物很少。请分析可能的原因,并提出改进方法。

。 23. 分)已知乙炔通入 AgNO3 的氨溶液中,能立即生成灰白色乙炔银沉淀,乙烯则不能。 (6 现有三个化合物 A、B、C,分子式均为 C5H8,它们都能使溴的四氯化碳溶液褪色,A 与 AgNO3 的氨溶液作用生成沉淀,B、C 则不能,当用热的酸性高锰酸钾溶液氧化时,A 得 到正丁酸和 CO2,B 得到乙酸和丙酸,C 得到戊二酸,则 A、B、C 的结构简式为: A: ,B: ,C: 。

24. (10 分)苯氧布洛芬钙是评价较好的解热、镇痛、消炎药,其消炎作用比阿司匹林强 50 倍,欧美国家将它作为治疗慢性关节炎的首选药。最近我省某企业根据本厂实际情况以 苯乙酮为原料研制了新的合成路线,其反应如下: (信息一:已知盐酸、三氯化磷、氯化亚砜(SOCl2)均可与醇发生反应,醇的羟基被氯原 子取代而生成氯代烃。信息二:已知 )

(1)写出 A

B

C

D (2)B→C 的反应类型是
O

E

F ;C→D 的反应类型是

的结构简式; ;

(3)写出原料

的其他同分异构体(必须含有苯环和羰基) :

。 五、 (共 2 小题,共 15 分) 25. 分)一个学生通过实验验证醋酸银(CH3COOAg)的 KSP[即 CH3COOAg 饱和溶液中 Ag (7


与 CH3COO 物质的量浓度(mol/L)的乘积],实验中用了如下的反应:




2Ag (aq)+Cu(s)

2Ag (s) +Cu2 (aq)。 这个学生将已知质量的铜片加入到 CH3COOAg



饱和溶液中,待充分反应之后,将铜片冲洗干净、干燥、重新称量。 (1)写出能表示 CH3COOAg 的沉淀溶解平衡的方程式: (2)CH3COOAg 的 KSP=2.0×10 3。铜片刚开始的质量为 23.4 g,将铜片放在 100 mL 的


CH3COOAg 饱和溶液中,此饱和溶液中没有 CH3COOAg 固体。通过计算说明充分反应后铜片 中铜的质量为何值时,CH3COOAg 的 KSP 得到证实。 w.w.k.s.5.u.c.o.m

(3)为什么做此实验时 CH3COOAg 饱和溶液中必须没有 CH3COOAg 固体?

26. 分)固体材料的制备中,常遇到缺陷和非整比(非化学计量)的化合物, (8 Na1-X+YCaX/2LaTiO4 就是非整比化合物,也是一类新的高温超导体。 它的制备方法如下:用 NaLaTiO4(I)作为母体化合物,和无水 Ca(NO3)2 混合,封闭 在耐热玻管中,加热到 350℃,维持 3 天,然后打开,取出样品,用水冲洗,直到没有 杂质(用 X 射线衍射证实) 。得到 Ca2 交换产物,记为 Na1-XCaX/2 LaTiO4(II) ,光谱实验 证明,上述过程中(I)有 86%的 Na 被交换,所以产生离子空位(即部分原本 Na 的位 置空置了) 。 将样品(II)放入 300℃下的钠蒸气中,经历数天,该物质由白色渐变为黑色, 这是 Na 插入空位所致,光谱实验证明,有 88%的离子空位被 Na 插入了,生成目标 化合物 Na1- X+ YCaX/2LaTiO4(III) 。 试回答: (1)制备时,为何选用 Ca(NO3)2 而不用其他钙盐? (2)产物(III)中 X 和 Y 分别是多少? (3)当化合物(II)中的离子空位被 Na 插入时,为保持晶体的电中性,部分 Ti 的化合 价发生了改变,求化合物(III)中高、低价态钛离子的个数比为何? w.w.k.s.5.u.c.o.m
+ + + + + +

“南京工业大学杯” 2006 年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题 参考答案及评分标准
一、(共 60 分,每小题 4 分) 题号 答案 1 C 2 B 3 BC 4 B 5 C 6 C 7 B 8 CD 9 D 10 BD 11 D 12 C 13 C 14 AC 15 BD

二、(共 3 小题,共 25 分) 16. (共 10 分,每个点的现象、方程式各 1 分) e:氯酸钾与浓盐酸反应产生黄绿色气体 KClO3+6HCl=KCl+3Cl2↑+3H2O a:无色溴化钾溶液渐变成黄色 2KBr+Cl2=2KCl+Br2 B:无色碘化钾溶液渐呈蓝色 2KI+Cl2=2KCl+I2 I2 遇淀粉溶液呈蓝色 C:氢氧化钠酚酞溶液的红色渐渐褪去 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O - D:硫酸亚铁溶液呈红色 6FeSO4+3Cl2=2Fe2(SO4)3+2FeCl3 Fe3+遇 SCN 呈红色 17. (共 10 分) (1)通过形成水-乙醇-环己烷三元共沸物分离反应过程中生成的水,促进酯化反应向正 方向进行(2 分) (2)水、乙醇、环己烷(1 分,少写一种即不得分?)乙醇、环己烷(1 分) (3)Na2CO3(1 分)分液漏斗(1 分)分液(1 分)萃取(1 分) (4)蒸馏(1 分)乙醚(1 分) 18(共 5 分) (1)小(1 分)2(2 分) (2)液态水中仍然存在大量氢键(2 分) 三、 (共 3 小题,共 27 分) 19(共 6 分,每空 1 分) (1)甘氨酸是离子晶体(2)> = (3)羧 正 负 20. (12 分) (1)KAl(SO4)2· 2O(1 分) 明矾 (1 分) 12H (2)bcd(2 分) (3)4KO2+2CO2=2K2CO3+3O2↑(2 分) 2KO2+2H2O=2KOH+H2O2+O2↑(2 分) (4)Al3++3NH3· 2O=Al(OH)3↓(白)+3NH4+(1 分) H Al(OH)3+3C14H6O2(OH)2=Al(C14H7O4)3↓(红)+3H2O(1 分) (5)一是合成抗(或阻止)病毒进入细胞进行自我复制的化合物;二是合成使新的病毒无 法脱离宿主细胞的类似达菲的化合物;三是化学辅剂化合物(2 分) 21. (共 9 分) (1)HNO3 Ag Ag(NH3)2OH(每空 1 分) (2)氧气 氢氧化铜悬浊液 (或其他合理答案) (每空 1 分) (3)①4Ag++2H2
电解

4Ag↓+4H++O2↑(2 分)
+ -

②HCHO+2Ag(NH3)2 +2OH 四、 (共 3 小题,共 23 分) 22. (共 7 分) (1)NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4 2CH3CH2OH CH3CH2OH
浓 H2SO4 浓 H2SO4

HCOO +NH4 +2Ag↓+3NH3+H2O(2 分)





CH3CH2OH+HBr→CH3CH2Br+H2O

CH3CH2OCH2CH3+H2O CH2=CH2↑+H2O

2HBr+H2SO4=Br2+SO2+2H2O(各 1 分,共 5 分) (2)可能由于产物沸点较低,夏季天气炎热使产品挥发。改进方法是在接收瓶外用冰浴冷 却(2 分) 23. (共 6 分,每空 2 分) A:CH3CH2CH2C≡ CH 24. (10 分) B:CH3CH2C≡ 3 CCH C:

五、 (共 2 小题,共 15 分) 25. 分) (7 - (1)CH3COOAg(s) Ag+(aq)+CH3COO (aq)(1 分) (2)2Ag+(aq)+Cu(s) 2Ag(s)+Cu2+(aq) - + Ksp(CH3COOAg)=c(Ag )· c(CH3COO )=x2=2.0×10-3 x=0.045mol/L(1 分) c(Ag+)=4.5×10-2mol/L 因溶液为 100Ml,故与 Cu 反应的 Ag+的物质的量应为 4.5×10-2mol/L×0.1L=4.5×10-3mol(1 分) 置换 Ag+的 Cu 的物质的量则为 n(Cu)=4.5×10-3/2=2.25×10-3mol(1 分) 其质量为 m(Cu)=2.25×10-3mol×64g/mol=0.144(g) 反应后 Cu 的质量为 23.4-0.144=23.3(g) 分) (2 (3)若存在固体 CH3COOAg,则随着 Cu 与 Ag+反应进行,反应体系中 Ag+的物质的量浓度减 小,CH3COOAg 固体溶解,平衡向正方向移动,会产生更多的 Ag+,无法验证 CH3COOAg 的 Ksp(2 分) 26. 分) (8 (1)硝酸盐易分解完全,易彻底用水洗去(2 分) (2)X=0.86 Y=0.38(0.43×0.88) (3 分) (3)化合物(I)中 Ti 为+4 价,化合物(Ⅲ)中,Ti 为+3 和+4 价 + + 设 1 mol 化合物(Ⅲ)中有 m mol Ti3 、n mol Ti4 ,则有 m+n=1 (1-0.86+0.38)×1+(0.86/2)×2+3+3m+4n=2×4 (2 分) 解得:n=0.62 w.w.k.s.5.u.c.o.m m=0.38 n∶m=31∶19 (1 分)


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