福建省泉州市惠安县学年高二化学达利杯学科素养竞赛试题.docx
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福建省泉州市惠安县学年高二化学达利杯学科素养竞赛试题
H
1.008
相对原子质量
He
4.003
Li
6.941
Be
9.012
B
10.81
C
12.01
N
14.01
O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.41
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La-Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac-La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
Cn
Uut
Uuq
Uup
Uuh
Uus
Uuo
福建省泉州市惠安县2020-2021学年高二化学“达利杯”学科素养竞赛试题
(考试时间:
120分钟,满分100分)
第1题(8分)已知二元化合物A可以用次氯酸钠和过量的氨气制得,6.4gA完全燃烧得到4.48L的氮气(已折算成标准状况)。
A可以与新制Cu(OH)2反应生成砖红色沉淀,同时生成密度为1.25g·L-1的无色无味的气体(已折算成标准状况)。
1-1A的化学式为________________。
1-2写岀次氯酸钠与过量氨气反应生成A的化学方程式______________________。
1-3A的制备过程中氨气需要过量的理由是_____________________。
1-4写出A与新制Cu(OH)2反应的化学方程式_____________________。
1-5已知在一定条件下,A可与等物质的量的H2O2恰好完全反应得到化合物B,B所含元素与A相同,其摩尔质量小于A,实验表明,B可能存在两种异构体。
1-5-1B的电子式为_________________。
1-5-2写出B属于极性分子的同分异构体______________。
第2题(10分)某同学用KSCN检测铜粉还原硫酸铁后的溶液是否还存在Fe3+,不论铜粉是否过量,向滤液滴加少量KSCN都不出现红色,只产生白色沉淀CuSCN(反应A)。
为了解白色沉淀产生的原因,该同学设计了如下实验。
已知:
硫氰[(SCN)2]是一种拟卤素,性质与卤素相似,其氧化性介于Br2和I2之间。
Eθ(Cu2+/Cu)=0.34V,Eθ(Cu2+/Cu+)=0.153V,Eθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V,
Eθ((SCN)2/SCN–)=0.77V。
2-1实验1中主要反应的离子方程式为__________________________________。
2-2实验1的黄色溶液与初始溶液相比pH减小,请说明原因______________。
2-3实验2的离子方程式为____________________________________________。
2-4为确定反应A中主要的还原剂,该同学将实验1的反应液过滤,用滤液做如下实验:
2-4-1(II)的实验目的是______________________________。
2-4-2根据以上实验现象可以得出反应A中主要的还原剂是____________。
2-5向5mL0.1mol/LFe2(SO4)3中加2滴0.01mol/LKSCN,再加入铜粉,振荡。
当红色
褪去时,能否说明Fe3+已经完全反应?
为什么?
_________________________________。
第3题(13分)把红热的玻棒插入橙红色固体A中,A受热后喷射出灰绿色粉末B和无色无味气体C。
镁在C中加热生成灰色固体D。
B在过量的NaOH溶液中加热溶解,得到绿色溶液E。
将适量H2O2加入E中,加热,得到黄色溶液F。
F酸化后变为橙色溶液G。
向G中加入Pb(NO3)2溶液,得到黄色沉淀H。
3-1写出A、B、C、D、E、F、G和H的化学式。
A______________B______________C______________D______________
E______________F______________G_____________H______________
3-2A中的金属元素M可以形成MO2和ZnM2O4,它们均为磁性材料,广泛用于制作磁带和磁盘。
分别写出MO2和ZnM2O4中M的价电子组态__________和___________。
3-3A中的金属元素M可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子,按照18电子规则画出Na2[M2(CO)10]的阴离子的结构,指出M的氧化态。
___________________________________________________。
第4题(9分)无水(NH4)2[Ce(NO3)6]是一种重要的氧化剂,由于其参与的氧化还原反应单一、完全且抗干扰能力强,故常在KMnO4与K2Cr2O7等常规氧化剂无法使用时用它来做氧化剂。
4-1量取0.5017g无水N2H6SO4试样(其中混有另一不参与本容量分析反应的化合物)溶于水,用100mL容量瓶定容。
取25.00mL样液,加入过量K3[Fe(CN)6]固体。
待固体全部溶解后,缓慢滴加6mol·L-1KOH溶液。
待不再生成气体后,加入6mol·L-1HCl溶液酸化并用0.1376mol·L-1硝酸高铈铵溶液滴定。
终点前加入少许邻二氮菲亚铁指示剂,溶液由红色变为浅蓝色时即为终点,消耗硝酸高铈铵溶液26.11mL。
计算试样中硫酸肼的含量。
4-2若另测得该试样中含氮量为21.51%,请问试样中另一化合物是什么?
第5题(8分)碱土金属碳酸盐热分解反应:
MCO3(s)=MO(s)+CO2(g),热力学数据如下:
5-1四种碳酸盐热分解的熵相近,请简述原因。
5-2表中的x值为________。
5-3从原子结构角度解释上述碳酸盐分解温度的递变规律。
5-4农村盖房常用“烧白灰”的方法(石灰石受热分解)得到生石灰,在此条件下,p(CO2)=30Pa(pθ=100kPa),则此时CaCO3的分解温度是多少K?
第6题(8分)N2O4和NO2的相互转化N2O4(g)
2NO2(g)是讨论化学平衡问题的常用体系。
已知该反应在295K和315K温度下平衡常数Kp分别为0.100和0.400。
将一定量的气体充入一个带活塞的特制容器,通过活塞移动使体系总压恒定为1bar(1bar=100kPa)。
6-1计算295K下体系达平衡时N2O4和NO2的分压。
6-2将上述体系温度升至315K,计算达平衡时N2O4和NO2的分压。
6-3计算恒压下体系分别在315K和295K达平衡时的体积比及物质的量之比。
6-4上述体系在保持恒外压条件下,温度从295K升至315K,下列说法正确的_____。
a.平衡向左移动b.平衡不移动c.平衡向右移动d.三者均有可能
第7题(12分)
7-1磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。
磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。
7-1-1写出合成磷化硼的化学反应方程式。
7-1-2分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构并写明空间构型。
7-1-3磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积,硼原子填入四面体空隙中。
画出磷化硼的正当晶胞示意图。
7-1-4已知磷化硼的晶胞参数a=478pm,计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(dB-P)。
7-1-5画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影(用实线圆圈表示P原子的投影,用虚线圆圈表示B原子的投影)。
7-2Bi2Cl82-离子中铋原子的配位数为5,配体呈四角锥型分布,画出该离子的结构并指出Bi原子的杂化轨道类型。
第8题(11分)化合物J是药物合成的一个中间体:
8-1请用系统命名法命名化合物J。
8-2判断E→F属于什么反应类型。
8-3请写出上述合成路线中A—I所代表的试剂及必要的反应条件或中间产物的结构式。
第9题(13分)对苯二甲酸是重要的石化产品,工业上主要用于合成聚酯。
最近,科学家们研发了一条利用可再生生物质资源制备对苯二甲酸衍生物G和聚酯P的合成路线,如下图所示。
9-1A是一种直链结构的分子,可通过葡萄糖和木质素等发酵制得,其分子结构中含有两个反式双键和两个羧基,写出A的结构简式____________________。
9-2写出C和C的结构简式及C的名称____________________。
9-3C和D反应主要生成化合物E,该反应的类型是______________。
E具有多种立体异构体,写出至少两种立体异构体的结构简式(需要标出立体构型)______________。
9-4F与E互为构造异构体,根据题意写出F的结构简式(不需要标出立体构型)_____。
9-5写出G的结构简式_____。
9-6H为防冻液的主要成分,可由D转化而来。
由G和H制备聚酯P的化学方程式是
_______________________________________________________________。
第10题(8分)画出下列合成路线中中性分子A、B、C和D的结构简式。
参考答案:
第1题(8分)
1-1N2H4(1分);
1-2NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O(2分)
1-3次氯酸钠有强氧化性,防止N2H4继续被氧化(1分)
1-44Cu(OH)2+N2H4=2Cu2O+N2+6H2O(2分)
1-5-1
(1分)
1-5-2
(1分)
第2题(10分)
2-12Cu2++4SCN–=2CuSCN↓+(SCN)2(2分)
2-2(SCN)2与水反应生成酸。
(或(SCN)2+H2O=HSCN+HOSCN)(2分)
2-3Cu2++Fe2++4SCN–=CuSCN↓+Fe(SCN)3(2分)
2-4-1确认溶液中不含Cu2+(1分)
2-4-2Fe2+(1分)
2-5不能;因为生成CuSCN会消耗SCN–,使Fe3++3SCN–=Fe(SCN)3逆移,红色褪去(2分)
第3题(13分)
3-1A:
(NH4)2Cr2O7B:
Cr2O3C:
N2D:
Mg3N2
E:
NaCr(OH)4或NaCrO2F:
Na2CrO4G:
Na2Cr2O7H:
PbCrO4(8分)
3-23d2和3d3(2分)
3-3
,Cr的氧化态-1(3分)
第4题(9分)
4-1方程式:
N2H62++4[Fe(CN)6]3-+6OH-=N2+4[Fe(CN)6]4-+6H2O(1分)
[Fe(CN)6]4-+[Ce(NO3)6]2-=[Fe(CN)6]3-+Ce3++6NO3-(1分)
所以,N2H62+~4[Ce(NO3)6]2-
试样中硫酸肼的物质的量为:
0.1376mol·L-1×26.11×10-3L×1/4×100/25=3.593×10-3mol(2分)
试样中硫酸肼的含量为:
3.593×10-3mol×130.1g.mol-1/0.5017g×100%=93.17%(1分)
4-23.593×10-3mol硫酸肼中含有氮元素的质量为:
2×3.593×10-3mol×14.01g.mol-1=0.1007g
总含氮质量为:
0.5017g×21.51%=0.1079g
杂质含氮质量为:
7.200×10-3g(1分)
杂质含氮质量分数为:
7.200×10-3g/(0.5017g-3.593×10-3mol×130.1g.mol-1)=20.99%(1分)
所以,杂质为(NH4)2SO4。
(2分)
第5题(8分)
5-1等物质的量的四种碳酸盐产生的CO2气体的量相等(2分)
5-21087(写成814℃也得2分;正负误差在10以内都得满分)(2分)
5-3四种金属属于同一主族,从Mg→Ba,原子的电子层数依次增大,其原子半径依次增大,M2+对O2-的极化能力减弱,生成MO越来越难,导致其分解温度越来越高。
(2分)
(正确分析极化能力变化规律的,得满分)
5-4
第6题(8分)
6-1设体系在295K(V1,T1)达平衡,N2O4(g)和NO2(g)的分压分别为p1和p2,根据所给条件,有:
p1+p2=1bar
根据题给295K的平衡常数,有:
Kp(295k)=(p2/p2Ɵ)2/(p1/p1Ɵ)=0.100
联立
(1)、
(2)方程解得:
p1=0.730bar=73.0kPap2=0.270bar=27.0kPa(2分)
6-2设体系在315K(V2,T2)达平衡,N2O4(g)和NO2(g)的分压分别为p1′和p2′,根据所给条件,有:
p1′+p2′=1bar
根据题给315K的平衡常数,有:
Kp(315k)=(p2′/p2Ɵ)2/(p1′/p1Ɵ)=0.400
联立(3)、(4)方程解得:
p1′=0.537bar=53.7kPap2′=0.463bar=46.3kPa(2分)
6-32×△n(N2O4)=△n(NO2),PV=nRT,得:
2×(p1V1/T1—p1′V2/T2)/R=(p2′V2/T2—p2V1/T1)/R
(2p1+p2)V1/T1=(2p1′—p2′)V2/T2
V2/V1=T2/T1×(2p1+p2)/(2p1′+p2′)=315/295×(2×0.730+0.270)/(2×0.537+0.463)=1.20
因为体系的总压不变,则n2/n1=V2/V1×T1/T2=1.20×295/315=1.12(3分)
6-4c(1分)
第7题(12分)
7-1-1BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr(1分)
7-1-2
(平面三角形)
(三角锥形)(画不画磷上的孤对电子不影响得分)(2分)
7-1-3
(注:
填入另外四个四面体空隙也可,但不能一层空一层填)(2分)
7-1-4dB-P=
或dB-P=
pm(2分)
7-1-5
(2分)
7-
2
杂化轨道类型:
sp3d2(1分)
第8题(11分)
8-15-氨基-2-硝基-4-溴苯甲酸甲酯(取代基排序与答案不一致者不得分,有任何错误均不得分。
)(1分)
8-2取代反应(1分)
8-3各1分共9分
A
B
C
D
E
F
G
H
I
第9题(13分)
第10题(8分)
学校姓名考号
高二年化学答案卷
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
总分
第1题(8分)
1-1______________
1-2_____________________________________________________________________
1-3____________________________________________________________________
1-4____________________________________________________________________
1-5-1______________________________1-5-2________________________
第2题(10分)
2-1______________________________________________________________________
2-2______________________________________________________________________
2-3______________________________________________________________________
2-4-1________________________________________2-4-2________________
2-5______________________________________________________________________
第3题(13分)
3-1A_______________B_______________C_______________D_______________
E________________F_______________G______________H_______________
3-2_________________3-3____________________________________,__________
第4题(9分)
4-1
4-2
第5题(8分)
5-1____________________________________________________________________
5-2_________________
5-3_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
5-4
第6题(8分)
6-1
6-2
6-3
6-4___________
第7题(12分)
7-1-1___________________________________________________________________
7-1-2_____________________________、__________________________________
7-1-5
7-1-3
7-1-4
7-2
第8题(11分)
8-1________________________________________________________
8-2___________________________
8-3A______________________B____________________C____________________
D_____________________E______________________F____________________
G_____________________H______________________I____________________
第9题(13分)
9-1______________________________
9-2________________________________________________________________
__________________________________
9-3________________
____________________________________________________________________
9-4______________________________9-5______________________________
9-6____________________________________________________________________
第10题(8分)
A______________________________B______________________________
C______________________________D______________________________
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