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2001年全国高中学生化学竞赛(江苏赛区)预赛试题


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2001 年江苏省高中学生化学奥林匹克竞赛(预赛)试题 年江苏省高中学生化学奥林匹克竞赛(预赛)
相对原子质量:H:1 P:31 Cu:64 C:12 S:32 Zn:65 N:14 Cl:35.5 Ag:108 O:16 K:39 I:127 F:19 Mn:55 Ba:137 Na:23 Fe:56

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. 个选项符合题意; 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. 选择题( 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 ( A.Na ,Cu2+,Br ,Ba2+ C.K+,MnO4,NO3 ,Na
+ + -

)

B.Na ,SO3 ,SO4 ,K+
22-

+

D.K+,Ca2+,SO3 ,Cl
2-

-

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 ( A.I2O4 强氧化性 B.I3O5 ) 强还原性 C.I4O9 强氧化性 D.I4O7 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 2Na2CO33H2O2),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 ( A. MnO2 ) B.H2S C.稀盐酸 ) D.NaHCO3

4.下列生成 Na2S2O3 的反应中不可能实现的是( A. Na2SO3+S Na2S2O3 3Na2S2O3+H2SO4 3Na2S2O3+5H2O 3Na2S2O3+CO2

B. 3Na2SO4+4S 十 H2O C.4SO2+2H2S+6NaOH D.2Na2S+Na2CO3+4SO2

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 (

)

A.CH4

B.HCl

C.Cl2
O C OH

D.NH3

6.解热镇痛药 Aspirin 的结构式为
O C O

,1 mol Aspirin 在加热情况下与足量的
CH3

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NaOH 溶液反应,最多可消耗 NaOH 物质的量为 A.1 mol B.2 mol C.3 mol

(

) D.4 mol )

7.已知 80Hg 是ⅡB 族元素,第七周期ⅡB 族元素的原子序数是 ( A.112 B.98
- 3 2- 3 2- 3

C.88
-

D.82

8.某溶液中含有 HCO ,SO ,CO ,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 ( A.CH3COO 9.已知甲醛( 在于同一平面上的是 (
-

) C.CO2- 3 D.HCO- 3

B.SO2- 3

) 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 )
O

O
O
OH

CH
A.

CH2
B.

C
H

C

C.

C

D.

CH3

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 l mol Mg 置于 10 L 空气(标况)中,使之在高温下反应 C.标准状况下,将 11.2L H2S 与 22.4L O2 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① B.至少存在②和⑤ C.无法确定是否有③ D.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) ( A.n(Fe)<n(S),总质量等于 44g C.n(Fe)=n(S),总质量大于 44g
C C

)

B. n(Fe)>n(S),总质量等于 44g D. n(Fe)>n(S),总质量小于 44g
H3C CH3 C H C H

13.由于碳碳双键(
H 3C C H C CH3 H

)中的 π—键不能自由旋转,因此



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 ( B.5 种 C6种 ) D.7 种 N2O4(g)+Q,在达平衡后,若分

A.4 种

14.某密闭容器中放入一定量的 NO2,发生反应 2NO2(g)

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 ( )

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www.jsccn.com A.通入 N2 B.通入 NO2 C.通入 N2O4 D.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: (2)D 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 三氯化磷 五氯化磷 -112℃ 148℃ 沸点 76℃ 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) 在蒸馏烧瓶 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,
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www.jsccn.com 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 是: . 溶液以便检验电解时产生的 CO2 气体,现象 .

(2)写出电解过程中的电极反应式:

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—Carbon Nanotubes)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 m.(注:1nm=10-9m,1m=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,试 (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) 共 小题, 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

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www.jsccn.com 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. A B C





① H2O∕NaOH CH3CH2Br ④ KOH∕C2H5OH
△ Br2∕CCl4 H218O∕Na18OH
浓 H2SO4



G (G 为 含 6 个碳原 子的含氧有机物)

D



E



F

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 反应类型: ① 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(
R CH NH2 COOH

B ④

C ⑤

D

)中,既有碱性的氨基(—NH2),又有酸性的羧基
R CH NH3
+

COO-

(—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
O

( R

NH2

+

H C H

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) .
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www.jsccn.com 化合物 A, 分子式为 C8H15O4N3. 中和 l mol A 与甲醛作用后的产物消耗 1 mol NaOH. mol 1 A 与 HNO2 反应放出 l mol N2. ,并生成 B(C8H14O5N2).B 经水解后得羟基乙酸和丙氨酸. (1)A 的结构简式为 (2)B 的结构简式为 (3)A 跟亚硝酸反应的化学方程式为:

五,(共 3 小题,共 26 分) 共 小题, 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 2.00molL-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)
- -10 -12 -

[An+]m[Bm ]n=Ksp

-

已知:某温度时,Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl ] =1.8×10

Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+][CrO2- ] =1.1×10 4 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 0.010mo1L-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

KP =

P 2 [CuBr (s)] P[Br2 (g )] P 2 [CuBr2 (s)]

,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 0.100 mol I2(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:

(1) 第 2 个反应的平衡常数. (2) 再向体系中充入 0.100 mol I2,则平衡时气体总压为多少?

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"南京大学杯 南京大学杯" 南京大学杯 2001 年江苏省高中学生化学奥林匹克竞赛 初赛 试题 年江苏省高中学生化学奥林匹克竞赛(初赛 初赛)试题
参考答案及评分标准

一,(共 56 分)每一小题 4 分. 共 每一小题 题号 答案 1 B 2 C 3 D 4 B 5 S 6 C 7 A 8 A 9 D 10 C 11 B 12 D 13 D 14 A

二, (共 18 分) 15. (共 8 分)

(1)

+ Br2

Fe

Br + HBr
(2 分)

(2)D 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. 分) (2 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: 分) (3 三,(共 20 分) 17.(共 6 分) (1)Ca(OH)2(1 分) (2)阳极:2Co -2e 阴极:2H +2e
3+ + 2+
- -

生成白色沉淀(1 分) → 2Co3+ (1 分)

→ H2↑ (1 分) (2 分)

(3)6Co +CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+ 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.MnO2 B.O2 C.K2MnO4 D.KMnO4 E.MnSO4 (5 分,每物质 1 分)

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www.jsccn.com (1) MnO2+4HCl(浓)


MnCl2+Cl2↑+2H2O(1 分)


(2) 3 MnO2+6KOH+KClO3 (3) 3K2MnO4+2H2SO4 或

3K2MnO4+KCl+3H2O(1 分)

2KMnO4+MnO2+2K2SO4+2H2O(1 分)

2Mn 2 + 4H + = 2MnO 4 + MnO 2 + H 2 O 4

(4) 2KMnO4+3Na2SO3+H2O 或

2 MnO2+3Na2SO4+2KOH(1 分)

2 2MnO + 3SO 3 + H 2 O = 2MnO 2 + 3SO 2 + 2OH 4 4

(5) 2KMnO4+5Na2SO3+3H2SO4 或 四, (共 30 分)

2 MnSO4+5Na2SO4+K2SO4+3H2O(1 分)

2 2MnO 4 + 5SO 3 + 6H + = 2Mn 2+ + 5SO 2 + 3H 2 O 4

COOH
[O]

HOOC HOOC

20. (共 5 分) 21. (共 9 分) A.CH3CH2OH C.CH3COOH (1 分) (1 分)

(3 分)

(2 分)

B.CH3CHO

(1 分)

D.CH2=CH2(1 分) ④消去反应 (1 分)
Na18OH

①取代反应 (1 分)

⑤加成反应 (1 分)

反应⑥: BrCH 2 CH 2 Br + 2H 218 O → H18 OCH 2 CH 218 OH + 2HBr (1 分)
O
浓 硫酸

O H3C

O CH3

反应⑦:H18OCH2CH218OH+2H3C (1 分) 22. (共 7 分)

C

OH

Δ

18 18 C C — OCH2CH2 O—

OH
A. 和

OH
(答对 1 个给 2 分,两个都对给 3 分)

OH
B. 23. (共 9 分) (2 分) D.

O
(2 分)

1mol A 与甲醛作用后的产物消耗 1 mol NaOH,1 mol A 与 HNO2 反应放出 1 mol N2,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
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www.jsccn.com 组成,由 A 的分子式可知,应有 2 分子丙氨酸. (1)A:
O H2N CH2 C NH CH CH3 O C NH CH CH3 COOH

(3 分)

(2)B:
O HO CH 2 C NH CH CH3
O O NH CH CH3 C NH CH CH3 COOH

O C NH CH CH3
+
N2

COOH

(3 分)
+
H2O

A

HNO2

HO

CH 2

C

(3) 五, (共 26 分) 24. 分) (9 解: (1)n(H2SO4)=n(BaSO4)=

(3 分)

4.66g 233g mol 1

=0.0200 mol

∴c(H2SO4)=
+ -

0.0200mol = 2.00mol L1 0.01000L
+

(2 分)

由 H ~OH ,设[H ]为 x molL-1 则 x×0.01000L=2.00molL-1×0.03500L ∴c(HNO3)=7.00-2×2.00=3.00 molL (2) 3Cu 3×64(g) 1.60(g) y=0.016 (mol) z=0.066 (mol) + 2NO
3

解得 x=7.00molL-1
-1

(2 分) =3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O

+

8H

+

2(mol) y

8(mol) z ∴NO-3 过量 ∴H+过量

2×22.4(L) w

现 NO-3 为 0.03 mol 现 H 为 0.07 mol
+

∴计算 NO 体积应以不过量的 Cu 作计算依据,即:

3 × 63 2 × 22.4 = 1.60 w
25. 分) (9 (1)AgCl(s)
+

w=0.373 (L)=373 (mL)(5 分,列式 2 分,结果 3 分)

Ag (aq)+Cl (aq) (1 分)

-

c( AgCl) = K sp (AgCl) = 1.8 × 10 10 = 1.3 × 10 5 mol L1
Ag2CrO4(s) 2Ag (aq)+CrO2-(aq) 4 2x x
+

(2x)2x=Ksp

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3 3

c(Ag 2 CrO 4 ) =


K sp (Ag 2 CrO 4 ) 4

=

1.1× 10 12 = 6.5 × 10 5 mol L1 4

(1 分)

c(AgCl)<c(Ag2CrO4)
+ -

(2)在 0.010 molL-1 AgNO3 溶液中,c(Ag+)=0.010 molL-1 AgCl(s) 溶解平衡时: (0.010+x)x=1.8×10
- - -10

Ag (aq) + 0.010+x ∵

Cl (aq) x

x 很小,∴ 0.010+x ≈0.010

x=1.8×10 8(molL 1) c(AgCl)= 1.8×10 8(molL 1) (2 分) Ag2CrO4(s) 溶解平衡时: (0.010+2x) x=1.1×10 x=1.1×10 ∴
-10 - - +

2Ag (aq) 0.010+x

+

CrO2-(aq) 4 x

2

-10



x 很小,∴ 0.010+2x≈0.010
-10

(molL )

-1



c(Ag2CrO4)=1.1×10

(molL 1)

-

c(AgCl)>c(Ag2CrO4) (2 分)

26. (共 8 分) (1)I2 的浓度为: Br2(g) 0.0460 0.0460 +

0.100 × 0.08206 × 487 = 0.400(mol L1 ) 10.0
I2(g) 0.400 0.400-x 2x 2BrI(g)

(1 分)

(1 分)

0.0460+0.400-x+2x=0.746 x=0.300 K= (2) (1 分) (1 分) 2BrI(g) 2y (1 分) (1 分)

(2 × 0.300) 2 = 78.3 0.0460 × (0.400 0.300)
Br2(g) 0.0460 + I2(g) 0.800-y

4y 2 = 78.3 0.0460 × (0.800 y)
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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