高三学生奥林匹克竞赛预赛化学试题附答案.docx
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高三学生奥林匹克竞赛预赛化学试题附答案
高三学生奥林匹克竞赛(预赛)化学试题
相对原子质量:
H:
1C:
12N:
14O:
16F:
19Na:
23P:
31S:
32
Cl:
35.5K:
39Mn:
55Fe:
56Cu:
64Zn:
65Ag:
108I:
127Ba:
137
1.本试卷共26题,用时2.5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1个选项符合题意;每题4分,共14题。
1.在含有硫离子,且能使酚酞变红的无色溶液中,能大量桸的离子组是
ANa+、Cu2+、Br-、Ba2+BNa+、SO32-、SO42-、K+
CK+、MnO4-、NO3-、Na+DK+、Ca2+、SO32-、Cl-
2.有一种碘和氧的化合物可以称为碘酸碘,其中碘元素呈+3、+5两种价态,则这种化合物的化学式和应当具有的性质为
AI2O4强氧化性BI3O5强还原性
CI4O9强氧化性DI4O7强还原性
3.过氧化氢俗称双氧水,它是一种液体,易分解为水和氧气,常作氧化剂、漂白剂和消毒剂,为贮存、运输、使用的方便,工业上常将H2O2转化为固态的过碳酸钠晶体(其化学式为2Na2CO3·3H2O2),该晶体具有Na2CO3和H2O2的双重性质。
下列物质不会使过碳酸钠晶体失效的是
AMnO2BH2SC稀盐酸DNaHCO3
4.下列生成Na2S2O3的反应中不可能实现的是
ANa2SO3+S=Na2S2O3
B3Na2SO4+4S十H2O=3Na2S2O3+H2SO4
C4SO2+2H2S+6NaOH=3Na2S2O3+5H2O
D2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2
5.实验室可用下图所示装置干燥、收集某气体R,并吸收多余的R,则R是
ACH4BHClCCl2DNH3
6.解热镇痛药Aspirin的结构式为
,1molAspirin在加热情况下与足量的NaOH溶液反应,最多可消耗NaOH物质的量为
A1molB2molC3molD4mol
7.已知80Hg是ⅡB族元素,第七周期ⅡB族元素的原子序数是
A112B98C88D82
8.某溶液中含有HCO3-、SO32-、CO32-、CH3COO-等4种阴离子。
若向其中加入足量的Na2O2后,溶液中离子浓度基本保持不变的是
ACH3COO-BSO32-CCO32-DHCO3-
9.已知甲醛(
)分子中四个原子是共平面的,下列分子中所有原子不可能同时存在于同一平面上的是
A
B
C
D
10.下列画有横线的物质在反应中不能完全消耗的是
A将含少量CO2的CO气体通入盛有足量Na2O2的密闭容器中,并不断用电火花引燃
B将lmolMg置于10L空气(标况)中,使之在高温下反应
C标准状况下,将11.2LH2S与22.4LO2混合点燃
D在强光持续照射下,向过量的Ca(ClO)2上悬浊液中通入少量CO2
11.某白色固体可能由①NH4Cl、②AlCl3、③NaCl、④AgNO3、⑤KOH中的一种或几种组成,此固体投入水中得澄清溶液,该溶液可使酚酞呈红色,若向溶液中加稀硝酸到过量,有白色沉淀产生。
则对原固体的判断不正确的是
A肯定存在①B至少存在②和⑤
C无法确定是否有③D至少存在①、④、⑤
12.将一定量铁粉和硫粉的混合物共热,充分反应后冷却,再加入足量稀硫酸,得到标准状况下的气体11.2L,则原混合物的组成可能是(n代表物质的量)
An(Fe)<n(S),总质量等于44gBn(Fe)>n(S),总质量等于44g
Cn(Fe)=n(S),总质量大于44gDn(Fe)>n(S),总质量小于44g
13.由于碳碳双键(
)中的π—键不能自由旋转,因此
和
是两种不同的化合物,互为顺反异构体。
则分子式为C3H4Cl2的化合物的烯烃异构体有
A4种B5种C6种D7种
14.某密闭容器中放入一定量的NO2,发生反应2NO2(g)
N2O4(g)+Q,在达平衡后,若分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使平衡混合气体平均相对分子质量减小的是
A通入N2B通入NO2C通入N2O4D降低温度
二.(共2小题,共18分):
15.(8分)实验室用下图所示装置制备溴苯
①关闭F活塞,打开C活塞,在装有少量苯的三口烧瓶中由A口加入少量溴,再加入少量铁屑,塞住A口,则三口烧瓶中发生反应的化学方程式为:
②D试管内出现的现象为:
E试管内出现的现象为:
③待三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开F活塞,关闭C活塞,可以看到的现象是
④反应完毕后的混合物中产物溴苯在上层还是下层?
如何分离?
16.(10分)用下图所示装置(酒精灯、铁架台等未画出)制取三氯化磷,在短颈分馏烧瓶d中放入足量白磷,将Cl2迅速而又不间断地通入d中,氯气与白磷会发生反应,产生火焰。
三氯化磷和五氯化磷的物理常数如下:
熔点
沸点
三氯化磷
-112℃
76℃
五氯化磷
148℃
200℃分解
图中a、b应该装入的试剂或药品分别是浓盐酸和二氧化锰,并在b仪器处加热。
请据此回答下列问题:
①蒸馏烧瓶e中收集生成的三氯化磷,为保证三氯化磷蒸气冷凝,应在水槽g中加入
②三氯化磷遇到水蒸气强烈反应,甚至发生爆炸,所以d、e仪器及装入其中的物质都不能含有水分。
为除去Cl2中的水分,c中应装入作干燥剂。
③实验室将自磷保存于水中,取出的白磷用滤纸吸干表面水分,浸入无水酒精中片刻,再浸入乙醚中片刻即可完全除去水分。
已知水与酒精互溶,酒精与乙醚互溶,乙醚极易挥发,用上述方法除去水分的原因是
④为防止Cl2污染空气,装置末端导出的气体应如何净化处理,画出装置图并注明使用药品:
。
三.(共3小题,共20分)
17.(6分)有一种模拟电化学方法处理废水的微型实验,其基本原理是在电解过程中使低价金属离子Mn+(例如Co2+)氧化为高价态的金属离子,然后以此高价态的金属离子作氧化剂把废水中的有机物氧化分解成CO2而净化。
该电化学净化法又称间接电化学氧化。
其阳极反应式为:
Mn+-e→M(n+1)+。
若现按右下图所示进行实验,试回答下列问题:
①井穴板穴孔内应盛放溶液以便检验电解时产生的C02气体,现象是
②写出电解过程中的电极反应式:
模拟有机废水的组成为:
2滴甲醇,1.0molL-1硫酸1mL,0.1molL-1硫酸钴4mL
阳极:
阴极:
③写出M(n+1)+氧化有机物(以甲醇为代表)的离子方程式
18.(4分)碳纳米管(CNTs—CarbonNanotubes)的发现是材料科学研究领域的一个新的突破,它又称巴基管(Buckytube),属富勒(Fullerene)碳系,是伴随着C60的研究不断深入而出现的。
碳纳米管是处于纳米级范围内,具有完整分子结构的新型材料。
典型的碳纳米管直径小于100nm,长度为几μm。
(注:
lnm=10-9m,1μm=10-6m)
CNTs的基本结构主要由六边形碳环组成,此外还有一些五边形碳环和七边形碳环:
①这些五、七边形碳环在碳纳米管的什么位置比较多?
②你认为碳纳米管可能具有超导特性吗?
为什么?
19.(10分)有一黑色化合物A,它不溶于碱液,加热时可溶于浓盐酸而放出黄绿色气体B。
将A与KOH和KClO3共热,它就变成可溶于水的绿色化合物C。
若将C酸化,则得到紫红色溶液D和黑色沉淀A。
用Na2SO3溶液处理D时,也可得到黑色沉淀A。
若用H2SO4酸化的Na2SO3溶液处理D,则得到几乎无色的溶液E,而得不到沉淀A。
问A、B、C、D、E各为何物?
写出有关化学反应式。
A B C D E
四.(共4小题,共30分)
20.(5分)丁二烯聚合时,除生成高分子化合物外,还有一种环状结构的二聚体生成。
该二聚体能发生下列诸反应:
①加氢生成乙基环己烷;②1mol该二聚体可与2molBr2加成;③氧化时生成β—羧基己二酸。
①试写出二聚体的结构简式
②试写出上述③中氧化反应的化学方程式:
21.(9分)写出下列转化网图中A、B、C、D四个化合物的结构简式;指出①、④、⑤三个反应各属于什么反应类型;写出⑥、⑦两个化学反应方程式。
其中化合物B可发生银镜反应,C可与NaHCO3水溶液反应放出气体。
A B C D
反应类型:
① ④ ⑤
反应方程式:
⑥
⑦
22.(7分)化合物A的分子式为C6H10O,A可使高锰酸钾溶液褪色。
A经催化加氢得B,B与溴化钠和浓硫酸的混合物加热生成C。
B经氧化得D,D的分子式也为C6H10O。
B在加热下与浓硫酸作用的产物经还原得环己烷。
写出A、B.D可能的结构简式。
(如有多种可能,尽列之,只考虑位置异构。
)
23.(9分)氨基酸分子(
)中,既有碱性的氨基(—NH2),又有酸性的羧基(—COOH)。
在一定的酸碱性条件下,能自身成盐(
)。
所以在氨基酸分析中不能用碱溶液测定氨基酸水溶液中羧基的数目,而应先加入甲醛,使它与—NH2缩合(R-NH2+HCHO→R-N=CH2+H2O),然后再用碱液滴定法,测定羧基含量。
氨基酸中—NH2的数目可用与HNO2反应定量放出N2而测得,氨基在反应中变成(—OH)。
(R-NH2+HNO2→R-OH+N2+H2O)。
化合物A,分子式为C8H15O4N3。
中和lmolA与甲醛作用后的产物消耗1molNaOH。
1molA与HNO2反应放出lmolN2。
,并生成B(C8H14O5N2)。
B经水解后得羟基乙酸和丙氨酸。
①A的结构简式为
②B的结构简式为
③跟亚硝酸反应的化学方程式为:
五.(共3小题,共26分)
24.(9分)有一瓶(约100mL)硫酸和硝酸的混合溶液,取出10.00mL该混合溶液,加入足量氯化钡溶液,充分反应后过滤、洗涤、烘干,可得到4.66g沉淀。
滤液跟2.00mol·L-1NaOH溶液反应,共用去35.00mL碱液时恰好中和。
求:
①混合液中H2SO4和HNO3的物质的量浓度;
②另取10.00mL原混合酸溶液,加入1.60g铜粉共热,在标准状况下可收集到多少毫升气体?
25.(9分)一定温度下,难溶电解质在饱和溶液中各离子浓度幂的乘积是一个常数,这个常数称为该难溶电解质的溶度积,用符号Ksp表示。
即:
AmBn(s)
mAn+(aq)+nBm-(aq) [An+]m·[Bm-]n=Ksp
已知:
某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10
Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+][CrO2-4]=1.1×10-12
试求:
(1)此温度下AgCl饱和溶液和Ag2CrO4饱和溶液的物质的量浓度,并比较两者的大小。
(2)此温度下,在0.010mo1·L-1的AgNO3溶液中,AgCl与Ag2CrO4分别能达到的最大物质的量浓度,并比较两者的大小。
26.(8分)化学反应2CuBr2(s)
2CuBr(s)+Br2(g),487K的平衡常数应表示为
,但对有固体参与的反应,固相物质的分压可以作为常数1,因此,KP可以大为简化,例如上式可表示为KP=P[Br2(g)]=0.0460atm。
现有容积为10.0L的容器,其中装有过量的CuBr2(s)并加入0.100molI2(g),因发生反应Br2(g)+I2(g)
2BrI(g)而使平衡时气体总压P=0.746atm,求:
①2个反应的平衡常数。
②再向体系中充入0.100molI2,则平衡时气体总压为多少?
参考答案及评分标准
一、(共56分)每一小题4分。
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
B
C
D
B
S
C
A
A
D
C
B
D
D
A
二、(共18分)
15.(共8分)
①
(2分)
②D管出现白雾,试液变红;E管生成浅黄色沉淀(2分)
③水通过F塞进入B三口烧瓶中液体分层(2分)
④溴苯在下层,可用分液漏斗分离。
(2分)
16.(共10分)
①冰盐水或冷水(2分)
②无水氯化钙(2分)
③白磷上残留的水溶解在酒精中,残留的酒精又溶解在乙醚中(3分)
④用氢氧化钠溶液吸收。
装置图如下:
(3分)
三.(共20分)
17.(共6分)
①Ca(OH)2(1分)生成白色沉淀(1分)
②阳极:
2Co2+-2e→2Co3+(1分)
阴极:
2H++2e→H2↑(1分)
③6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+(2分)
18.(共4分)
①碳纳米管管身弯曲开叉部位,以及两端封闭部分(2分)
②可能。
由于这种碳纳米管可以看成石墨结构卷曲而成,所以在它的径向存在自由电子导电,所以可能具有超导性(其它答案只要合理均可给分)(2分)
19.(共10分)
A.MnO2B.O2C.K2MnO4 D.KMnO4E.MnSO4(5分,每物质1分)
MnO2+4HCl(浓)
MnCl2+Cl2↑+2H2O(1分)
3MnO2+6KOH+KClO3
3K2MnO4+KCl+3H2O(1分)
3K2MnO4+2H2SO4=2KMnO4+MnO2+2K2SO4+2H2O(1分)
2KMnO4+3Na2SO3+H2O=2MnO2+3Na2SO4+2KOH(1分)
2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4=2MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+3H2O(1分)
四.(共30分)
20.(共5分)
(3分)
(2分)
21.(共9分)
ACH3CH2OH(1分)BCH3CHO (1分)
CCH3COOH(1分)DCH2=CH2(1分)
①取代反应(1分)④消去反应(1分)⑤加成反应(1分)
反应⑥:
(1分)
反应⑦:
H18OCH2CH218OH+2
(1分)
22.(共7分)
A
和
(答对1个给2分,两个都对给3分)
B
(2分)D
(2分)
23.(共9分)
1molA与甲醛作用后的产物消耗1molNaOH,1molA与HNO2反应放出1molN2,说明A分子中有一个游离的—COOH和一个游离的—NH2。
B经水解后得羟基乙酸和丙氨酸,说明—OH原来是一个—NH2,即A由甘氨酸和丙氨酸组成,由A的分子式可知,应有2分子丙氨酸。
①A.
(3分)
②B.
(3分)
③
(3分)
五.(共26分)
24.(9分)
解:
(1)n(H2SO4)=n(BaSO4)=
=0.0200mol
∴c(H2SO4)=
(2分)
由H+~OH-,设[H+]为xmol·L-1
则x×0.01000L=2.00mol·L-1×0.03500L解得x=7.00mol·L-1
∴c(HNO3)=7.00-2×2.00=3.00mol·L-1(2分)
②3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
3×64(g)2(mol)8(mol)2×22.4(L)
1.60(g)yzw
y=0.016(mol)现NO3-为0.03mol∴NO3-过量
z=0.066(mol)现H+为0.07mol∴H+过量
∴计算NO体积应以不过量的Cu作计算依据,即:
w=0.373(L)=373(mL)(5分,列式2分,结果3分)
25.(9分)
①AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
(1分)
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO42-(aq)
2xx(2x)2·x=Ksp
(1分)
∴ c(AgCl)<c(Ag2CrO4)
②在0.010mol·L-1AgNO3溶液中,c(Ag+)=0.010mol·L-1
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)
溶解平衡时:
0.010+xx
(0.010+x)·x=1.8×10-10∵ x很小,∴ 0.010+x≈0.010
x=1.8×10-8(mol·L-1)
c(AgCl)=1.8×10-8(mol·L-1)(2分)
Ag2CrO4(s)
2Ag+(aq)+CrO2-4(aq)
溶解平衡时:
0.010+x x
(0.010+2x)2·x=1.1×10-10∵ x很小,∴ 0.010+2x≈0.010
x=1.1×10-10(mol·L-1)∴ c(Ag2CrO4)=1.1×10-10(mol·L-1)
∴ c(AgCl)>c(Ag2CrO4)(2分)
26.(共8分)
(1)I2的浓度为:
(1分)
Br2(g)+I2(g)
2BrI(g)
0.04600.400
0.04600.400-x2x(1分)
0.0460+0.400-x+2x=0.746
x=0.300(1分)
K=
(1分)
(2)Br2(g)+I2(g)
2BrI(g)
0.04600.800-y2y(1分)
(1分)
y=0.511(atm)(1分)
P总=0.0460+0.800-y+2y=0.846+0.511=1.357(atm)
答案误差在10%以内得满分,答案有效数字不对每个扣0.5分,共扣1分。
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