2019年福建泉州市高二上学期化学竞赛试题

1 泉州市 2019 年高二化学竞赛试卷 （考试时间 120分钟，满分 100分） 温馨提示：试题答案（含选择题、填空题答案）统一填写在答题卷指定的相应位置 可能用到的相对原子质量： H 1 B 10.8 O 16 Fe 56 Cu 64 Ba 137 Pb 207.2 第 I卷（选择题，共 20 分） 一、选择题 (每小题只有一个选项．．．．．．符合题意，本题包括 10 小题，每小题 2 分，共 20 分) 1．化学与人类生活密切相关。下列有关叙述正确的是 A．“绿色化学”的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 B．氟利昂无毒、易挥发，可作制冷剂，但不稳定，可破坏臭氧层，已限制使用 C．新能源汽车的使用有助于减少氮氧化合物的排放 D．汉代烧制出“明如镜、声如磬”的瓷器，其主要原料为石灰石 2．设 NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是 A．常温常压时，17g 羟基(–18OH)所含中子数为 9NA B．过量的铁粉加入稀硝酸中,当溶解 5.6 g 时转移的电子数为 0.2NA C．密闭容器中 2 mol NO 与 1 mol O2充分反应,产物的分子数为 2NA D．0.1mol 熔融状态的 AlCl3 中含有的离子数为 0.4NA 3．如图，向 B 中充入 2molX，关闭活塞 K，向 A 充入 1molX，起始时 A、B 的体积相等都 等于 a L，在相同温度和催化剂存在的条件下，使两容器中各自发生下述反应， X(g) 2Y(g)＋Z(g)；ΔH＜0。A 保持恒压，B 保持恒容，达平衡时，A 的体积为 1.4aL。 下列说法错误的是 A．反应速率：v(B)＞v(A) B．A 容器中 X 的转化率为 20% C．平衡时的压强：PB＞2PA D．平衡时 Z 体积分数：A＞B 4．短周期元素 W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，其中 W 的阴离子的核外电子数与 X、 Y 原子的核外内层电子数相同，W、X、Z 元素的最外层电子数相加等于所有四种元素的最 内层电子数总和。工业上采用液态空气分馏方法来生产 X 的单质，而 Y 不能形成双原子分 子。根据以上叙述，下列说法中正确的是 A．上述四种元素的原子半径大小为 W＜X＜Y＜Z B．Z 元素所在的主族元素的单质熔点随着原子序数的递增逐渐增大 C．W 的阴离子具有很强的还原性 D．由 W、X 和氧元素组成的化合物一定是共价化合物 2 5．2018 年 8 月 3 日我国确诊首例非洲猪瘟疫情。目前某有效药物的主要成分——姜黄素的 结构如图，下列说法正确的是 A．该化合物是一种芳香族化合物，分子式为 C21H22O6 B．1mol 该化合物可以和 8mol 氢气发生加成反应 C．该化合物能发生加成反应、氧化反应和水解反应，并能与 FeCl3溶液发生显色反应 D．该化合物苯环上的一氯代物有 3 种 6．硅酸盐与二氧化硅都是以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以用投影图表示； 其中 O 表示氧原子，中心黑点硅原子。硅氧四面体通过不同方式的连接可以组成各种不同 的硅酸根离子。试确定在无限长的单链阴离子中（见图），硅原子与氧原子的个数比为 A．1﹕2 B．1﹕3 C．2﹕5 D．2﹕7 7．某校化学兴趣小组实验室模拟工业制备硫氰化钾(KSCN)实验装置如图： 制备 NH4SCN 溶液的原理为：CS2 + 2NH3 NH4SCN + H2S，该反应比较缓慢。 则下列说法不正确的是 A．实验前，应进行的操作是检查装置的气密性 B．三颈烧瓶内盛放有 CS2、水和催化剂，三颈烧瓶的下层 CS2 液体必须浸没导气管口， 目的是使反应物充分接触、防止发生倒吸 C．装置 C 的作用可能是观察气泡速率、控制加热温度 D．装置 D 中制备 KSCN 溶液发生反应的化学方程式是 NH4SCN + KOH == KSCN + NH3·H2O 3 8．南开大学化学学院陈军院士课题组利用廉价碳酸钠和碳纳米管制备出“可充电钠–二氧化 碳电池”，放电时电池总反应为：4Na + 3CO2 == 2Na2CO3 + C。下列说法错误．．的是 A．放电时，电子从钠箔经负载流向多壁纳米碳管 B．充电时，钠箔和外接电源的负极相连，发生还原反应 C．充电时，阳极的电极反应为：2Na2CO3 ＋ C － 4e – ＝ 4Na+ ＋ 3CO2↑ D．标准状况下，消耗 VL 的 CO2，转移电子数为 5.6 AVN 9．废定影液的主要成分为 Na3[Ag(S2O3)2]，用废定影液为原料制备 AgNO3 的实验流程如下， 以下说法不正确的是 A．“沉淀”步骤中生成沉淀是 Ag2S2O3 B．检验沉淀完全的操作：静置，向上层清液中继续滴加 Na2S 溶液，若不再有沉淀生 成，则说明沉淀已经完全 C．“反应”中发生的化学方程式为：Ag2S + 4HNO3(浓)= 2AgNO3 + 2NO2↑ + S + 2H2O D．“除杂”加入 NaOH 溶液的目的是调节溶液 pH 10．已知：25 ℃ 时，Ksp(MgCO3)＝6.82×10 －6，CaCO3 和 MgCO3 的饱和溶液中 c（Ca2 ＋ ） c（Mg2 ＋ ） =1.28×10 －3。若在 VL 浓度均为 0.01 mol·L-1 的 CaCl2 和 MgCl2 的混合溶液中加入等体积 0.012 mol·L-1 的 Na2CO3溶液，充分反应后过滤得到滤液 M 和沉淀 N(溶液的体积变化忽略 不计)，下列说法不正确的是 A．滤液 M 中 c(Mg2 ＋ )=6.82×10 －3mol·L-1 B．加入 Na2CO3 溶液的过程中，先生成 CaCO3 沉淀 C．滤液 M 中 c(Cl － )>c(Na ＋ )>c(Mg2 ＋ )>c(CO2 － 3 )>c(OH － ) D．25 ℃ 时，Ksp(CaCO3)＝8.7×10 －9 4 二、填空题 (本题包括 7 小题，共 80 分) 11．（15 分）保险粉（Na2S2O4）广泛应用于造纸、印染、环保、医药等行业，可以通过 NaHSO3与 NaBH4反应制取。该物质具有强还原性，在空气中易被氧化，受热易分解，易溶 于水、不溶于乙醇。请按要求回答下列问题： Ⅰ．NaHSO3 溶液的制备 （1）按下图装置制取 NaHSO3溶液，A 装置中不宜使用 98.3%的浓 H2SO4或稀 H2SO4， 原因是 ；装置 B 的作用是 。 （2）反应后 C 装置中溶液 pH＝4.1，则 C 中发生反应的离子方程式为 。 Ⅱ．保险粉的制备 打开右图（部分装置已省略）中活塞 K 通入氮气，一段时间后， 关闭 K。打开恒压滴液漏斗活塞，滴入碱性 NaBH4 溶液（NaBH4 被 氧化为 NaBO2 和 H2O），在 30～40℃下充分反应。向反应后的溶液 中加入乙醇，经冷却结晶、过滤得到 Na2S2O4·2H2O 晶体，再用乙醇 洗涤、真空烘干脱去结晶水得到保险粉。 （3）E 中发生反应时氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （4）反应前通入 N2的目的是 ；洗涤 Na2S2O4·2H2O 晶体，使用乙醇的原 因是 ；恒压滴液漏斗侧管的作用是 ；反应中合理的加热方式是 。 Ⅲ．保险粉纯度的测定 （5）称量 2.5g 样品溶于冷水配成 250mL 溶液，取出 25.00mL 于锥形瓶中，加入指示剂， 用 0.10mol·L －1碱性 K3[Fe(CN)6]标准溶液滴定。滴定原理为：4[Fe(CN)6]3 － +2S2O42 － +8OH － = 4[Fe(CN)6]4 － +4SO32 － +4H2O（杂质不参与反应）。达到滴定终点时消耗标准溶液 22.00mL。 ①样品中 Na2S2O4的质量分数为 精确至（0.1%）。 ②下列操作会引起测定结果偏高的是 。 A．配制标准溶液时，未洗涤烧杯和玻璃棒 B．未用标准溶液润洗滴定管 C．锥形瓶中有少量蒸馏水 D．滴定终点读数时俯视刻度线 5 12．（15 分）自然界中毒重石是钡资源的主要来源之一，毒重石的主要成分 BaCO3（含 CaCO3、 Fe2O3、FeO、SiO2等杂质），毒重石制取高纯氯化钡工艺流程示意图如图所示： 已知：Ⅰ、相关物质在 100g 水中及在乙醇中的溶解情况 Ⅱ、Ksp（BaC2O4）=1.6×10-7，Ksp（CaC2O4）=4×10-9，Fe3+不与草酸生成沉淀。 （1）为提高毒重石的浸取率可采取的措施 (任写一种)。 （2）滤渣Ⅰ主要成分是 。 （3）试剂 X 是 ，“氧化”所发生反应的离子方程式为 。 （4）操作 a 的步骤是： 、 、过滤。 （5）①“陈化”后测得溶液中 c(C2O42 － )= 1×10-7mol·L －1 ，c(Ba2+) =1.3mol·L －1， c(Ca2+) =0.35mol·L －1 ，通过数据列式计算说明能否生成 BaC2O4、CaC2O4沉淀？ 。 ②加入 H2C2O4 时应避免过量，原因是 。 （6）用乙醇洗涤除去的阳离子是 。 （7）该流程中可以回收循环利用的物质是 。 13.（12 分）C60 是碳单质之一，经测定 C60 晶体为面心立方结构，晶胞参数 a＝1420pm。每 个 C60平均孔径为 700pm，C60与碱金属能生成盐，如 K3C60。人们发现 K3C60具有超导性， 超导临界温度为 18K。K3C60 是离子化合物，在晶体中以 K ＋ 和 C603 － 存在，它的晶体结构经 测定也是面心立方，晶胞参数 a＝1424pm。阿伏加德罗常数为 6.02×1023mol －1，请回答： （1）画出 C60的晶胞。 （2）计算相邻 C60球体球心最近距离。 （3）相邻 C60球体球面间的距离是多少？ （4）与石墨平面间碳原子最近距离（335pm）相比，你认为在 C60 晶体中 C60～C60 间作 用力属于哪一种类型？并两者数据的差异进行必要的说明。 （5）K3C60 晶体的晶胞中有多少个 K ＋ ？它们位于晶胞中何处？ （6）求 K3C60 和 C60 的晶体密度？ 溶剂 BaCl2 FeCl3 水 36g 91.8g 乙醇 不溶 易溶 6 14.（12分）元素 X有着漫长的发现和应用历史，在人类发展的过程中起到了重要的作用。 A是一种含有 X的无色油状化合物，其中 X的质量分数为 64.1％，A曾经在石油工业中扮演 着重要的角色；B 是一种含 X 的矿物的重要组分，可用于医药；将 B 用氧气氧化得到 C，C 中 X的质量分数为 90.7％；C和冰乙酸在加热条件下可以得到一种共价化合物 D，以及一种 强氧化剂 E，D和 E均可以溶于冰乙酸中；将 B溶于稀硝酸中，调节 pH至弱碱性，加入重铬 酸钾溶液可以得到亮黄色沉淀 F；F 可以溶于浓 NaOH 溶液得到 G；用硝酸处理 C，可以得到 棕黑色粉末 H，H 具有极强的氧化性。 （1）给出 A～H的化学式。 （2）称取含有 B和 H的混合物的试样（杂质不参与化学反应）1.234 g，用 20.00 mL 0.2500 mol·L-1 H2C2O4溶液处理，将溶液中和后，使 X 2+ 定量沉淀为 XC2O4。过滤，将滤液酸化，以 0.04000 mol·L-1 KMnO4溶液滴定，用去 10.00 mL。沉淀用酸溶解后，用相同浓度 KMnO4溶液滴定至终 点，消耗 30.00 mL。计算试样中 B和 H的质量分数。 7 15.（10 分）某分子只含有 H、N、B 原子，其中 H︰N︰B＝2︰1︰1，它的分子量为 80.4， 且为非极性分子，抗磁性分子。 （1）此分子有两种可能构型 A 和 B，其中 A 比 B 要稳定。请画出它们的结构式，并说明为 什么 A比 B要稳定？ （2）说明 A中 N、B原子杂化类型和分子中的离域键； （3）说明 A和 B 分子为什么是抗磁性分子； （4）标明 A分子中成键骨架原子的形式电荷，并简述理由。 16. （13分）（1） 根据以下的反应流程，写出 A-H 的结构。 Br2 A KOH B EtOH, CH2=CH-CHO C 8 （2）下面维生素 C分子的互变异构体中： ① 最稳定的结构是： ② 在该最稳定结构中指出酸性最强的氢原子（在原图中圈出该原子） 17.（5分）写出下列反应转化机理过程中稳定中间体 A、B、C和产物 D和 E A B C D O H HO HOH2C H O H HO HOH2C H O H HO HOH2C H O HO OHO OH O O O H OH O H HO HOH2C H O HO OH H