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2014年全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题


2014 年全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛 必做题(共 70 分)
一、 单项选择题(本大题有 18 小题,每小题 2 分,共 36 分。每小 题只有 1-2 个选项符合题意。)
1、能是当今社会发展的三大支柱之一,有专家 提出:如果对燃料燃烧产物如 CO2、H2O、 N2 等利用太阳能让它们重新组合,使之能够 实现下图所示循环,那么 不仅可以消除燃烧 产

物对大气的污染,还可节约燃料,缓解能危机。在此构想的物质循环中太阳能最终转 化为( A、化学能 ) B. 热能 C、生物质能 D、电能

2.人体内含有多种元素,其中许多元素都是人体所需的。但有些元素尚未证实其生理功能, 在食品中它们的含量稍高会引起毒性反应。 我国食品卫生法对这些元素在食品中的含量的最 高标准有极严格的规定,这些元素是 ① Na ② Mg ③ As ④ Cd B.② ④ ⑥ ⑧


(

) ⑦ Hg ⑧ Pb ⑨ Fe ⑩ K

⑤ Ca ⑥ Zn

A.⑥ ⑦ ⑧ ⑨

C.③ ④ ⑦ ⑧


D.② ④ ⑥ ⑦ ⑧

3、测得 HClO4?H2O 结构为 H3O ClO4 。下列叙述最符合这种结构的证据是 A. 是极强酸 C. 遇热分解 B. 有强氧化性 D. 有四个相同的键

4、由原子构成的某单质能跟足量浓硝酸反应,若参加反应的单质和浓硝酸的物质的量之比 为 1:4,则该元素在反应产物中显示的化合价可能是 A、+1 B. +2 C、+3 D、+4

5、现有 3.5t 质量分数为 70%的硫酸和 2.5t 含杂质 20%的烧碱(杂质不参加反应) ,足量的 铝屑。用上述原料最多生产 Al(OH)3 的质量是 A.1.3t B.2.6t C.5.2t ( D.6.5t )

6、向 2 毫升 0.5 摩/升的 FeC13 溶液中加入 3 毫升 5 摩/升的 KF 溶液,发现 FeC13 溶液渐 渐褪至无色,再加入 KI 溶液和 CC14 振荡后,静置, CCl4 层不显色,则下列说法正确的 是 A.Fe3+不与 I-发生反应 B.Fe3+与 F-结合成不与 I-反应的物质 C.F-使 I-的还原性减弱 D.Fe3+被 F-还原为 Fe2+,使溶液中不再存在 Fe3+

7、研究表明:H2O2 具有立体结构,两个氢原子像在半展开一本书的两页上,两页纸面的夹 角为 94° ,氧原子在书的夹缝上,O—H 键与 O—O 键之间的夹角为 97° 。下列说法错误的是 A.H2O2 分子中既含有极性键又含有非极性键 B. H2O2 结构中两个 H 原子位置不等同 C.H2O2 分子为非极性分子 D.H2O2 既有氧化性又有还原性 8、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 Al2S3 B.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 C.D 可能为碱性气体 D.A 与水反应可能生成 Mg(OH)2 沉淀 9、 某二元酸 (H2A) 在水中的电离方程式为: 错误! 未找到引用源。 H2A = H+ + HA- HAH+ + A2- 错误!未找到引用源。 ,下列说法正确的是 -1 A. 在 0.1 mol· L 的 Na2A 溶液中,c(A2-)+ c(HA-)+ c(错误!未找到引用源。H2A) = 0.1mol· L-1 B. 若 0.1 mol· L-1 的 Na HA 溶液 pH=2.0, 则 0.1 mol· L-1 的 H2A 溶液中, ( c H+) <0.11 mol· L-1 C. 分别将同浓度(0.1 mol· L-1)的 NaHA 和 Na2A 溶液稀释 10 倍,前者的 pH 变化比后 者大 D. 0.1 mol· L-1 的 NaHA 溶液中离子浓度为:c(Na+)<c(HA-)<c(H+)<c(A2-) <c(OH-) 10、将足量的 CO2 不断通入 KOH、Ba(OH)2、K[Al(OH)4]的混合溶液中,生成沉淀与通入 CO2 的量的关系可表示为( ) 。

11、某密闭容器中进行如下反应:X(g)+2Y(g) 2Z(g),要使平衡时反应物总物质的量与 生成物的物质的量相等,且由 X、Y 作反应物,则 X、Y 的初始物质的量之比的范围应满足 ( ) A.1<

X <3 Y

B.

1 X 2 < < 4 Y 3

C.3<

X <4 Y

D.

1 X 3 < < 4 Y 2

12、 P4S3 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达到了 8 电子结构。 在该分子中含有的共价键个数是 ( ) A.7 个 B.8 个 C.9 个 D.10 个

13、高氯酸是很强的酸,沸点是 130℃ 。质量分数为 60%的溶液加热不分解,浓度增高 就不稳定,受热易分解,热、浓的高氯酸溶液遇有机物爆炸。为使市售的 70%高氯酸进 一步浓缩,所采取的措施正确的是 ( ) A.加入浓硫酸后常压蒸馏 B.各仪器连接处的橡胶塞应塞紧防止漏气 C.加入浓硫酸减压蒸馏 D.各仪器连接处必须用磨口玻璃

14、在甲烧杯中放入盐酸,乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和 pH 都相等,向两烧杯中 同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气。下列说法正确的是 A.甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大 B.甲烧杯中的酸过量 C.两烧杯中参加反应的锌等量 D.反应开始后乙烧杯中的 c (H+)始终比甲烧杯中的 c (H+)小 15、从某些性质看(CN)2 和 Cl2、NH3 和 H2O、NH4+和 H3O+、NH2-和 OH-各组两两相似。据 此判断下列化学方程式或离子方程式正确的是 ( ) ①(CN)2+2OH ==OCN +CN +H2O ②2Na+2NH3==2NaNH2+H2↑ ③CuO+2NH4Cl==CuCl2+2NH3↑+H2O ④NH4Cl+NaNH2==2NH3↑+NaCl A.① ② B.① ③ ④ C.① ② ④ D.都正确 16、已知氮的氧化物踉 NaOH 溶液发生的化学反应如下: 3NO2+2NaOH=2NaNO3+NO↑+H2O NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O 现有 m mol NO2 和 n mol NO 组成的混合气体,要用 NaOH 溶液使其完全吸收无气体剩 余,现有浓度为 a mol/L 的 NaOH 溶液,则需此 NaOH 溶液的体积为 L A、 a/m B、2 m/3a C、 、(n+m)/a 17、向 27.2gCu 和 Cu2O 的混合物中加入某浓度的稀硝酸 0.5L,固体物质完全反应,生成 NO 和 Cu(NO3)2。在所得溶液中加入 1.0mol/L 的 NaOH 溶液 1.0L,此时溶液呈中性, 金属离子已完全沉淀,经洗涤、干燥、灼烧,固体质量为 39.2g。下列有关说法不正确的是 A.Cu 与 Cu2O 的物质的量之比为 2:1 B.硝酸的物质的量浓度为 2.6mol/L C.产生的 NO 在标准状况下的体积为 4.48L D.Cu、Cu2O 与硝酸反应后剩余 HNO3 为 0.2mol 18、PbO2 是褐色固体,受热分解为 Pb 的+4 和+2 价的混合物,+4 价的 Pb 能氧化浓盐酸生 成 Cl2;现将 1mol PbO2 加热分解得到 O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到 Cl2,O2 和 Cl2 的物质的量之比为 3:2,则剩余固体的组成及物质的量比是 A.1:1 混合的 Pb3O4、PbO B.1:2 混合的 PbO2、Pb3O4 C.1:4:1 混合的 PbO2、Pb3O4、PbO D.1:1:4 混合的 PbO2、Pb3O4、PbO

二、非选择题(本题包括 5 小题,共 34 分)
19、 (6 分)下面是有关氢硫酸存放的诸多实验事实: ① 在蒸馏水中充 H2S 制成的氢硫酸饱和溶液,敞口放置一两天,明显失效,但没有明 显变浑浊的现象产生;如果密闭存放,即使是十天半月,溶液既不浑浊,也不失效。 ② 在酒精中充 H2S 至饱和制成氢硫酸的酒精溶液,敞口在空气中置放十天半月,不会 有浑浊现象发生;且这种溶液可以替代氢硫酸的水溶液去做氢硫酸的全部性质实验。 ③ 如果在普通自来水中通入 H2S 在充制的过程中都会有浑浊现象发生,待充制完毕已 变成白色浊液,不能作为氢硫酸试剂使用了。 对以上事实和现象,回答下列问题: (1).应如何制取和贮存氢硫酸水溶液?

(2).氢硫酸失效的主要因素是 (3).为什么用自来水配制氢硫酸溶液有浑浊?写出其中一个可能的方程式

?? HBrO3+Br2+HF+O2↑ 20、(5 分)BrF3 溶于水可发生如下反应:BrF3+H2O ?
[n(HBrO3):n(Br2)=1:1] (1) 当有 5.0 mol 水参加反应时,由水还原的 BrF3 的物质的量为____________,由 BrF3 还原的 BrF3 的物质的量为____________; (2) 当有 5.0 mol 水作还原剂参加化学反应时,由水还原的 BrF3 的物质的量为 _________; (3) 当有 5.0 mol 水未参加氧化还原反应时,由水还原的 BrF3 的物质的量为_________ _,由 BrF3 还原的 BrF3 的物质的量为____________。 21、 (4 分)在强碱性的热溶液中加入足量硫粉,发生反应生成 S2-和 SO32-。生成物继续跟 硫作用生成 Sx2-和 S2O32-。过滤后除去过量的硫,向滤液中加入一定量的强碱液后再通入足 量的 SO2 , SO2 跟 Sx2-反应也完全转化为 S2O32-。 (1)写出以上各步反应的离子方程式:

(2)若有 a mol 硫经上述转化后,最终完全变为 Na2S2O3,至少需 SO2

mol?

(3)若原热碱液中含 NaOH6mol,则上述 a mol 硫的转化过程里生成的 Na2Sx 中的 x 值 为多少?

22、 (10 分)卤块的主要成分是 MgCl2,此外还含有少量的 Fe3 、Fe2 和 Mn2 等离子。以 卤 块为原料制取轻质氧化镁工艺以及相关数据如下:
+ + +

NaOH Na2CO3 NaClO ↓ ↓ ↓ 调节 pH, 充分沉淀 充分 充分 过滤 → →轻质氧化镁 → → 卤块→ → 搅拌、过滤 加水煮沸 搅拌 溶解 灼烧 ↓ 滤渣 常温下生成氢氧化物沉淀的 pH 以及有关物质的溶度积数据: 物 质 开始沉淀时的 pH 2.7 7.6 8.3 9.6 沉淀完全时的 pH 3.7 9.6 9.8 11.1 Ksp 2.64× 10 4.87× 10 2.06× 10 5.61× 10
-39 -17 -13 -12

水 ↓

Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2

MgCO3 回答下列问题:





6.82× 10

-6

? 加入 NaClO 后产生少量红褐色沉淀。写出加入 NaClO 后发生的离子反应方程式 。 ? 为尽量除去杂质,用 NaOH 调节 pH。当溶液 pH 为
+ +

时,停止加入 NaOH。

? 向含有 Mg2 、Fe3 的溶液中滴加 NaOH 溶液,当溶液 pH=10 时,溶液中 c(Mg2 )∶ c(Fe3 )=
+ +

。 。

? 加入 Na2CO3 后,加水煮沸的化学方程式为
+ + +

向除去 Fe3 、Fe2 和 Mn2 等离子后的滤液中改加 Na2CO3,而不继续加入 NaOH,你认 为可能的原因是 。

23、(9 分) 某碱式碳酸铜的组成可表示为:Cu2(OH)2CO3· xH2O,在加热条件下,反应的化 学方程式是 Cu2(OH)2CO3· x H2O  △   2CuO+CO2+(x+1)H2O, 某同学粗略取一定量该固体 样品,用两套仪器装置,先后进行两个实验。 实验(Ⅰ )测定该碱式碳酸铜粉末组成中结晶水 x 的值;

实验(Ⅱ )用实验(Ⅰ )结束后的残留 固体与乙醇蒸气反应,并检验反应产物。

图1 图 2(包括 EFGH) 试回答下列问题: (1) 现已装配好一套仪器装置(如图),其中装置中的一些附加设备均已略去,这套装置 用于完成上述实验 (填标号)。

(2) 用下图 2 的仪器(必要的附加设备均在图中略去)组装完成另一个实验,组装时仪器 按气流方向从左到右连接的顺序是: 进行实验时若不用 H,实验结果将 (填装置对应字母)。 (偏大、偏小或不变)。

(3)实验开始时,碱式碳酸铜放在仪器(填装置对应字母) 置对应字母) 母)。 (4) 残留固体与乙醇蒸气反应的化学方程式为:

中,乙醇放在仪器(填装 (填字

中,这两套装置中,在实验时需要加热的仪器是

(5) 为测定和计算碱式硫酸铜粉末中的 x 值,某个细心的同学在实验前后准确称量了一 些仪器的重量(连同所盛试剂),分别记为 ΔWE(E 装置连同药品反应前后的质量差,取 正值,下同),ΔWF、ΔWG、ΔWH,为求 x 值,这几个数据中可用的有 合有 种。 个,它们的组

选做题
三、有机化学基础(包括 2 小题,共 15 分)
1、 (8 分)布噁布洛芬是一种消炎镇痛的药物。它的工业合成路线如下:

请回答下列问题: (1) A 长期暴露在空气中会变质,其原因是 。

(2) 由 A 到 B 的反应通常在低温时进行。温度升高时,多硝基取代副产物会增多。下 列二硝基取代物中,最可能生成的是 。(填字母)

(3) 在 E 的下列同分异构体中,含有手性碳原子的分子是

。(填字母)

(4) F 的结构简式



(5) D 的同分异构体 H 是一种 ? ? 氨基酸,H 可由酸性高锰酸钾氧化成对苯二甲酸,则 H 的结构简式是 。 高聚物 L 由 H 通过肽键连接而成, L 的结构简式是 。

2、 (7 分)已知苯甲醛在一定条件下可以通过 Perkin 反应生成肉桂酸(产率 45~50%) ,另 一个产物 A 也呈酸性,反应方程式如下: C6H5CHO+(CH3CO)2O → C6H5CH=CHCOOH+ A 苯甲醛 肉桂酸 (1)Perkin 反应合成肉桂酸的反应式中,反应物的物质的量之比为 1︰1。产物 A 的 名称是 。

(2)取代苯甲醛也能发生 Perkin 反应,相应产物的产率如下:
CH3
CH3
H3 C CHO

CH3
CHO

取代苯甲醛
CHO
CHO

CH3

产率(%)

15
Cl
Cl

23

33

0
Cl

取代苯甲醛
CHO
CHO

Cl

CHO

CHO

Cl

产率(%)

71

63

52

82

可见,取代基对 Perkin 反应的影响有(写出 3 条即可) : ① ② ③ (3)溴苯(C6H5Br)与丙烯酸乙酯(CH2=CHCOOC2H5)在氯化钯催化下可直接合成肉桂酸 乙酯,该反应属于 Beck 反应,是芳香环上的一种取代反应,其反应方程式为: (不要求标出反应条件)

(4)Beck 反应中,为了促进反应的进行,通常可加入一种显 A 弱酸性 B 弱碱性 C 中性 D 强酸性

(填字母)的物质

四、物质结构与性质基础(包括 2 小题,共 15 分)
1、 (8 分)回答下列问题: (1) Al(27.0g/mol)、Cu(63.5g/mol)的密度分别为 2.70g/cm3、 8.93g/cm3,Al 和 Cu 都是面心立方结构,请求 Al 和 Cu 晶胞体积 之比。

(2) 已知硝基苯的极性大于苯酚,请比较两者在水中的溶解性,并说明理由。 (3) NH3 为什么能和 BF3 反应,写出反应方程式。

(4) 下列分子BCl3、CCl4、H2O和CS2中,其键角由小到大的顺序为:



在水分子中一个氧原子可以跟两个氢原子结合成水分子,并且两个O-H键间的夹角是104.5° , 这个事实说明共价键具有 代表性的最小重复单位。 (1) 在该物质的晶体中,每个钛离子周围与它最接近且距离相等的钛离子、钙离子各 有_____和_____个。 (2)该晶体结构中,元素氧、钛、钙的离子个数比是_________,该物质的化学式可表 示为_______。 (3)若钙、钛、氧三元素的相对原子质量分别为 a、b、c,晶体结构图中立方体的边长 (钛原子之间的距离)为 d nm,则该晶体的密度为_____g· cm 3。


性。

2、(7 分)如图是高温超导领域里的一种新型化合物——钙钛矿晶体结构,该结构是具有

五、化学与技术(包括 2 小题,共 15 分)
1、(8 分)用黄铜矿炼铜的冶炼反应是分步进行的: ① 黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁; ② 硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁,并与二氧化硅反应生成矿渣; ③ 硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜; ④ 硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。 (1) 写出总反应方程式并配平: (2)据最新报道,有一种叫 Thibacillus ferroxidans 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧 化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。

(3)最近我国学者发现,以精 CuFeS2 矿为原料在沸腾炉中和 O2 (空气)反应, 生成物冷 却后经溶解、除铁、结晶,得到 CuSO4· 5H2O,成本降低了许多。实验结果如下: 沸腾炉温度/℃ 生 成 物 水溶性 Cu/% 酸溶性 Cu/% 酸溶性 Fe/% 560 90.12 92.00 8.56 580 91.24 93.60 6.72 600 93.50 97.08 3.46 620 92.38 97.82 2.78 640 89.96 98.16 2.37 660 84.23 98.19 2.28

回答如下问题: ①CuFeS2 和 O2 主要反应的方程式为: ② 温度高于 600~620℃ 生成物中水溶性 Cu(%)下降的原因是:

2、(7 分)将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4· 2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水 合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以 下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。

(1)本工艺中所用的原料除 CaSO4· 2H2O、KCl 外,还需要 (2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式:

等原料

(3)过滤Ⅰ 操作所得固体中,除 CaCO3 外还含有 体可用作生产水泥的原料。

(填化学式)等物质,该固

(4)过滤Ⅰ 操作所得滤液是(NH4)2SO4 溶液。检验滤液中含有 CO32 的方法是:


(5)已知不同温度下 K2SO4 在 100g 水中达到饱和时溶解的量如下表: 温度(℃ ) K2SO4 溶解的量(g) 0 7.4 20 11.1 60 18.2

60℃ 时 K2SO4 的饱和溶液 591g 冷却到 0℃ ,可析出 K2SO4 晶体 g (6)氯化钙结晶水合物(CaCl2· 6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是 A、熔点较低(29℃ 熔化) B、能导电 C、能制冷 D、无毒 (7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:


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