福建泉州市2017-2018学年上学期高二化学竞赛试卷

- 1 - CH3H3C CH=CHCCH3 CH3 O 泉州市 2017 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）统一填写在答案卷指定的相应位置 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 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．化学在工农业生产和日常生活中都有重要应用。下列叙述正确的是 A．压缩天然气（CNG）、乙醇都是可燃的烃类，是城市推广的清洁燃料 B．食品包装袋中常有硅胶、生石灰、还原铁粉等，其作用都是防止食品氧化变质 C．用氢氟酸蚀刻玻璃，是因为玻璃中的 SiO2是碱性氧化物，能与氢氟酸发生反应 D．胃舒灵能治疗胃酸过多是因为其中的主要成分氢氧化铝能中和盐酸 2 . 以下两种成分（结构如下图所示）均是从花朵中提取出的有机物，有良好的药用价值， 下列有关说法正确的是 A．二者均可通过蒸馏水浸泡提取 B．二者均含有苯环，都是芳香族化合物 C．二者均能发生取代反应、加成反应、氧化反应 D．二者均存在手性碳 3．ClO2是一种高效消毒剂，以下是制取 ClO2的化学方程式： 2NaClO3＋SO2＝2ClO2＋Na2SO4，下列说法正确的是 A．NaClO3作还原剂，具有还原性 B．生成 22.4 L ClO2（标准状况）时，转移的电子数为 2 NA C．ClO2分子中含极性键，具有顺磁性，分子间只存在范德华力 D．SO2分子中心原子采用 sp2杂化，分子空间构型 V形，是非极性分子 4．常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A．0.1 mol·L－1H2SO4溶液： K＋、Ba2＋、NO－3、Cl－ B．0.1 mol·L－1NaNO3溶液：K＋、NH＋4、SO2－4 、CO2－3 C．0.1 mol·L－1FeCl3溶液：K＋、Na＋、NO－3、SCN－ D．c(OH－)＝1×10-14mol·L－1的溶液：Ca2＋、Na＋、ClO－、I－ - 2 - 5．选用下图所示装置进行几种常见气体的制取和探究实验，相关说法不正确的是 A. 若选①③制取 NH3，③中进气导管口是 b B. 若选①②依次探究 SO2的漂白性和还原性，②中依次放品红和酸性高锰酸钾溶液 C. 若选①②③制纯净 Cl2，①圆底烧瓶中放 MnO2 ，②中依次放饱和食盐水和浓硫酸 D. 以上 A、B、C 三个实验共同的缺点是缺少尾气处理装置 6.下列实验操作、现象和所得出的结论或解释均正确的是 7．周期表第 34号元素硒是一种非金属元素，可作光敏材料，以下说法不正确的是 A. Se 的价电子排布式为 3d104s24p4 B. SeO42-中 Se 原子采用的轨道杂化形式为 sp3,分子空间构型为正四面体 C. 三种含 Se分子的键角由大到小的排序为 CSe2 ＞SeO3＞H2Se D. 铜的某硒化物结构的晶胞图如右所示，其化学式为 Cu2Se 选项 实验 现象 结论或解释 A 加热底部有少量NH4Cl晶体的试管 一段时间后，试管中 部管壁有白色固体 NH4Cl受热易升华 B 常温下将铝片在浓硫酸中浸泡后， 再用水洗净后放入硫酸铜溶液中 无明显变化 铝在浓硫酸中发生 钝化 C 在 X溶液中加入 BaCl2溶液，再加 入足量稀硝酸 有白色沉淀生成 X中一定含有 SO42- D 往硫酸铜溶液中滴加足量氨水 先生成蓝色沉淀，后 又溶解 Cu(OH)2可溶于弱 碱，有明显酸性 - 3 - 8．下列有关电解质溶液的说法正确的是 A. pH=5 的 H2S溶液中，c(H+) =2c(S2‾)=1×10-5mol·L－1 B. 热的纯碱溶液洗涤油污的能力更强主要原因是温度升高，纯碱的溶解度增大 C. 用硫酸的标准溶液滴定未知浓度氨水，选用酚酞作指示剂 D. 硫酸铵溶液中：c(NH4+) > c(SO42‾) > c(H+)> c(OH‾) 9. 如下图电解装置可将雾霾中 NO、SO2分别转化为 NH4+和 SO42－。以下说法正确的是 A. 通 NO的电极是阳极 B. 通 SO2的电极反应式：SO2+ 2H2O-2e‾= SO42－+4H+ C. 电解后溶液的 pH明显增大 D. (NH4)2SO4稀溶液可换成蒸馏水 10．以下是以空气、海水中的物质为原料制取纯碱的工业 流程： 已知粗盐中含有 Ca2+、Mg2+、SO42－等杂质离子。下列有关说法正确的是 A．除去粗盐中的杂质离子可依次加入 Na2CO3溶液、NaOH溶液、BaCl2溶液、 B．甲、乙、丙、丁分别为 N2、NH3、CO2、NaHCO3 C．工业合成乙采用高温、高压、催化剂、加过量氢气都是为了提高甲的转化率 D．上述流程中物质转化有涉及置换反应 - 4 - 草 稿 纸 - 5 - 第 II 卷（填空题，共 80 分） 二．填空与计算（本题含 8 小题，共 80 分） 11.（14分）X、Y是短周期元素，根据信息推断化合物 XY，并回答以下问题： （1）若 X、Y都是第三周期元素，XY是一种常见的调味剂。 ①X和 Y两种元素的最高价氧化物的水化物发生反应的的化学方程式式 。 ②用惰性电极电解 XY溶液，阳极的电极反应式： 。 ③若 XY固体中含有少量纯碱，简述分离出 XY固体的实验步骤： 。 （2）XY与 N2互为等电子体。 ① XY中σ键与π键的个数比是 ； ②XY是一种有毒气体，可用 PdCl2溶液检验空气中是否有 XY，若空气中 XY超标， PdCl2溶液变黑（生成Pd）且 pH明显减小，该检验过程发生反应的化学方程式为 。 ③XY是一种重要的化工原料，它分别与 H2O、H2反应（条件略）：XY+H2O=W、 XY+2H2=R，W、R均为有机物，以下有关说法正确的是 。 A. 以上两个反应均为氧化还原反应 B. W和 R均不能发生银镜反应 C. W、R分别与金属钠反应，W反应更剧烈 D. R氧化可生成W （3）若 X和 Y是同族元素，XY与水反应生成两种弱酸 HY和 HXO ①HXO的电子式 ；Y也可形成 HYO，该化合物中 Y的化合价为 。 ②已知常温下 Ka(HY)=6.8×10-4 、Ka(HXO)=3.0×10-8 ，则 XY与水反应后的溶液中 离子按浓度由高到低的顺序排列 。 12. （14分）下列各物质的转化关系如下图所示，其中 A、D是常见金属，B，C是常见 氧化物。 - 6 - （1）写出 A 的原子结构示意图 ； （2）写出以下转化过程反应的离子方程式 C→I F→G ； （3）如何检验 F中的金属阳离子 , 写出相关反应的离子方程式 。 （4）若强酸 E为一定浓度的稀 HNO3 D→F的反应中生成一种无色气体，该气体在空气中变红棕色，则 D 与硝酸的物质 的量比的范围为 n(D) : n(HNO3) ≥ 。 A→H的反应中生成了两种硝酸盐，该反应的化学方程式为 。 （5）F→G 过程中，若反应恰好完全，将 G过滤后常温下滤液 pH 7。（填“>”“<”或“=”） 13.（12分）碳及其化合物在能源、环保等方面有重要用途。 （1）用 CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染发生的反应如下： CH4(g)+4NO2(g) ===4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol CH4(g)+4NO(g) ===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol 写出用 CH4将 NO2直接还原生成无污染气体的热化学方程式 ； （2）用活性炭可处理大气污染物 NO。在 2L密闭容器中加入 NO和活性炭（无杂 质），生成两种无污染气体 E和 F。当温度分别在 T1和 T2时．测得反应达到平衡时 各物质的物质的量如下表； ①请结合上表数据．写出 NO与活性炭反应的化学方程式 。 ②T2时达到平衡后，将温度调为 T1的瞬间，v 正 v 逆（填“>”“<”或“=”）。 - 7 - （3）甲醇水蒸气重整制清洁能源氢气：CH3OH(g)＋H2O(g) === CO2(g)＋3H2(g) △H 往 1L的密闭容器中加入各 1mol的 CH3OH、H2O，体系中甲醇的平衡转化率与温度和 压强的关系如图所示。 ①该反应在 250℃的平衡常数为 。 ②下列措施不能增大甲醇转化率的是 。 a．升高温度 b．增大压强 b．c. 增大 c(H2O) d．使用催化剂 （4）某甲烷燃料电池原理如下图所示， A气体为 ，装置中循环与排出的 CO2的物质的量之比为 。 14.（5 分）H、C、N、O、F、Si 、Cl是中学中常见的元素，下列是一些由它们某 些元素构成的微粒和化合物，请回答下列问题。 （1）试用价层电子对互斥理论判断 ClF3中心原子杂化类型为 ，分子构型 。 （2）写出下列物质路易斯结构式 C2H6SiCl2（二甲基二氯硅烷） ，N3－ 。 （3）比较 O2、O2-、O22-、O2+ 中 O—O键长大小 。 - 8 - 15.（11分） （1）现有 7种化合物的水溶液：氯水、BaCl2、FeSO4、Pb(NO3)2、AgNO3、Na2CO3、 NaI，将它们两两混合，测试结果如下表所示。空白格子表示无明显变化，其中亮黄色沉 淀是 PbI2。请分析实验结果，推测 T-Z对应的物质。 T U V W X Y Z T 亮黄色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 U 亮黄色沉 淀 黄色沉淀 棕褐色溶液 V 白色沉淀 白色沉淀 （在光照下 颜色变深） 白色沉淀 白色沉淀 W 黄色沉淀 白色沉淀 （在光照 下颜色变 深） 乳白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 （在光照下 变成灰黑 色） X 白色沉淀 白色沉淀 乳白色沉淀 绿色悬浊物 （静置后变 棕色） Y 白色沉淀 白色沉淀 白色沉淀 绿色悬浊物 （静置后变 棕色） 浅黄色溶液 Z 白色沉淀 棕褐色溶液 白色沉淀 （在光照下 颜色变深） 浅黄色溶液 T U V W X Y Z 。 （2）原子量 Cu:63.55，Cl:35.45，H:1.008，C:12.01，N:14.01，O:16.00 现有一种含有铜（II）的络合物 X，属于离子化合物，阳离子为四甲铵离子（(CH3)4N+）， 阴离子通过分析实验来确定，且阴离子是含铜、氯和氧的络合物离子。以紫脲酸铵为指 示剂，用 0.02000mol/L 的 EDTA溶液滴定 0.1000g化合物 X中铜离子，到终点时，消耗 了 21.70mL。以铬酸钾为指示剂，用 0.1000mol/L的 AgNO3溶液滴定 0.1000g化合物 X 中 氯离子，至终点时，消耗了 10.85mL。再通过燃烧实验测定化合物 X中 C、H、N三种 元素的质量分数分别为 20.86%，5.25%，6.08%。 ①铜离子与 Na2H2Y（EDTA的二钠盐）反应的离子方程式 ； ②请计算 X中阴离子的化学式。（写出计算过程） - 9 - 16.（10分）已知低级的醇类多数具有麻醉和催眠作用（如乙醇），强度一般随碳原子的 增多而加强，当碳原子数为 8个时达到最大限度；其次，醇的类型和碳链的分支情况对 其作用和毒性均有影响，一般以伯醇（一级醇）的麻醉催眠作用最弱，叔醇（三级醇） 的作用最强且毒性小，叔醇的叔碳原子（三级碳原子）上连有乙基时作用增强。因此， 化合物 H在临床上用作催眠药其结构式如下： （1）用系统命名法命名化合物 H ，该分子存在的旋光异构体数为 。 （2）化合物 H可用乙烯、丙烯、乙炔等石油裂解气为原料合成，合成路线如下，请在 空格 A—G内填入适当的试剂或产物。（6分） A B C D ； E F G 。 17.（9分）（1）下表列出物质在水中的溶解度数据 物质名称 CaCO3 CaSO4 BaCO3 BaSO4 溶解度 mol·L－1 1.3×10-4 4.5×10-2 9.1×10-5 9.4×10-6 碳酸钙能和酸雨反应，加速以大理石做材料的古建筑的腐蚀。近年来，人们用Ba(OH)2 和尿素[ CO(NH2)2 ]的混合水溶液来处理古建筑，利用混合溶液中尿素先缓慢发生水解反 应，再经过一步反应后，产物最终与空气中的 SO2等反应生成一层 BaSO4，覆盖在大理 石表面，减缓腐蚀过程。请写出该过程中涉及的化学反应原理的三步反应的化学方程式： ① ，② ，③ 。 - 10 - （2）锡单质有两种稳定的同素异形体：白锡β和灰锡α。下表列出物质的某些数据。 △fHmθ/kJ·mol-1 Smθ/J·mol-1·K-1 ρ/g·cm-3 白锡 0 51.4 灰锡 -2.09 44.1 5.75 ①请计算 25℃下白锡到灰锡转变反应的吉布斯自由能变化。 ②请计算白锡和灰锡处于平衡状态的转变温度。 ③白锡是面心四方晶系（其中 a=b=583.2pm，c=318.1pm）。根据给出的晶胞参数 计算白锡的密度（以 g·cm-3为单位）（Sn原子量：118.71）。 18.（5分） 2011年 11月，科学家们合成出世界上最小的“纳米小车”，如下图所示。 H3C C6H13 N H3C C6H13 CH3 C6H13 N CH3 C6H13 纳米小车 * * * *单键可以旋转 双键通过电能刺激， 可以被打开，旋转后 ，再重新形成。 *：表示手性碳原子 - 11 - （1）“纳米小车”的分子式为 。 这个分子结构中至关重要的部分是图中结构画出的己基和甲基。芳香性的“轮子”在 外界电能的条件下，通过碳碳双键的被打开、旋转后再重新形成新的双键的变化实现转 动。 这个小车由四个轮子组成，其中每个轮子都是一个光学异构体（即对映异构体）。 化学家用“R”和“S”来标记并区分它们，如图所示，每个对映异构体“轮子”旋转的方向不 同。（ “顺时针”和“逆时针”的方向是正对着轮子的视角判断的） （2）请判断 D-F每个小汽车轮子的立体构型（用“R”或“S”表示）。每个小车左边第 一只轮子的构型已经给出。 （3）假设小车的四个轮子都可以自己旋转，将小车放置在铜表面上，根据每辆小车 四个轮子的旋转方向（结合物理学的力学原理），判断 D、E、F三辆小车中可以在铜表 面向前运动的是 。（填字母） 粗楔形键是在纸面上，而虚楔形键是在纸面下 - 12 - 草 稿 纸