2017年重庆市高中学生化学竞赛试题 （高二组）

报名号学校年级姓名性别密封装订线2017年重庆市高中学生化学竞赛试题（高二组）2017年5月21日共8页12017年重庆市高中学生化学竞赛试题(高二组)（2017年5月21日9：00-11：00）考生须知:竞赛时间2小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。考试时间结束时，把试卷（背面朝上）放在桌子上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。不准使用任何改正液或改正纸，不得使用红笔或铅笔作答。第1题答案填写在第1题号下面的表格内，其它所有解答必须写在制定的方框内。姓名、所属学校必须写在首页左侧规定位置，写在其它地方者按废卷论处。允许使用无贮存信息功能的非编程计算器以及直尺等文具。考生不得携带任何通讯工具进入考场。相对原子质量：H-1C-12O-16Na-23S-32Cl-35.5K-39Mn-55Co-59Cs-132.9第1题（20分）选择题（单选）1-1化学与生活密切相关，下列说法错误的是（）A．古人曾利用明矾溶液的酸性来清洗青铜器上的铜绿B．酸性重铬酸钾用于检查酒驾是利用其强氧化性C．葡萄中含有的花青素在碱性环境下显蓝色，可用苏打粉检验假葡萄酒D．手机外壳上贴的碳纤维外膜是一种新型的有机高分子材料1-2NM3是处于临床试验阶段的小分子抗癌药物，分子结构如图。下列说法正确的是()A．该有机物的化学式为C12H13O4B．1mol该有机物最多可以和5molNaOH反应C．该有机物容易发生加成、取代、消去等反应D．分子中所有的氧原子可能在同一个平面上题号答案1-11-21-31-41-51-61-71-81-91-10题号满分得分评卷人总分1001202103104105961279810910考场1-3NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）A．标准状况下，0.1molCl2溶于水，转移的电子数目为0.1NA44B．1L0.1mol/L的H2SO4溶液中氧原子的总数大于0.4NAC．58.5g氯化钠晶体中含有NA个氯化钠分子D．120gNaHSO4晶体中阳离子和阴离子的总数为3NA1-4用如题1-4图所示装置电解一段时间后，下列各组叙述错误的是（）A．Ⅰ、Ⅱ为Fe，A为NaCl，两极间可能会出现白色沉淀B．Ⅰ、Ⅱ为石墨，A为FeCl2，Ⅱ极附近溶液变成黄色C．Ⅰ、Ⅱ为Pt，A为饱和Na2SO4，底部析出晶体D．Ⅰ、Ⅱ为Al，A为AlCl3，Ⅰ极质量增加1-5下列实验中，对实验现象的预测正确的是（）A．AgI悬浊液中加入稀KCl溶液，有白色沉淀产生B．KI溶液与稀硫酸、淀粉溶液混合，放置在空气中，溶液变成蓝色C．稀硝酸中加入Fe粉至不再溶解，滴入KSCN溶液，溶液变红D．新制氯水中加入少量石蕊试液并充分振荡，溶液最终变红色1-6下列说法正确的是（）2－＋3－A．Na2HPO4溶液（呈碱性）中含有如下的平衡：HPO4H＋PO4，加水稀释，2－＋3－溶液中的HPO4、H、PO4的浓度均减小B.常温时，0.1mol/L草酸钠溶液pH=a，则草酸的第二级电离平衡常数Ka2约为1013-2aC．常温下，0.01mol/L的HA和BOH两种溶液，pH分别为3和12，将两溶液等体积混和后，所得溶液的pH≤7＋2－－D．在NH4HSO3溶液中，c(NH4)=c(SO3)+c(HSO3)+c(H2SO3)1-7短周期元素a、b、c、d的原子序数依次增大，c、a、b最外层电子数为等差数列，公差为2，c的第一电离能大于其相邻的前后两种元素，d的核外电子数比b的大8。下列叙述错误的是（）A．c的原子半径小于d的原子半径B．b和c形成的化合物为离子化合物C．a和d最高价氧化物的水化物均呈酸性D．a原子和b原子可形成非极性分子1-8在某温度时，将amol/L氨水滴入10mL1.0mol/L盐酸中，溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如题1-8图所示。下列有关说法正确的是（）A．a＞1.0B．水的电离程度：b＜cC．c点：c(NH＋)＝1.0mol/LD．b点：c(Cl－)＜c(NH＋)221-9研究表明：在合成氨反应过程中，N2(g)与H2(g)在铁催化剂表面经历如题1-9图所示过程生成了NH3(g)（反应过程中各粒子均为气态）：由此可知（）A．N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H＝＋88kJ/molB．N2(g)+3H2(g)2NH2(g)+2H(g)△H＝－832kJ/molC．合成氨反应中正反应活化能小于逆反应活化能D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均为放热过程1-10一种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如题1-10图所示，图中含酚废水中有机物可用C6H5OH表示，左、中、右室间分别以离子交换膜分隔。下列说法错误的是（）A．左室电极为该电池的负极B．右室电极反应式可表示为：2NO3－＋10e－＋6HO＝N↑＋12OH－C．左室电极附近溶液的pH增大D．交换膜A为阴离子交换膜，B为阳离子交换膜第2题（10分）硫可以形成很多不同价态（氧化数）的化合物，在染料、医药、农药等各个领域有着重要的作用。2-1常温下S2O是一种无色的气体，与SO2是等电子体，将S2O通入酸性KMnO4溶液，溶液褪色，写出该反应的化学方程式。2-2S2O与NaOH溶液充分反应后得到Na2S、Na2SO3、Na2S2O4混合溶液，该反应中S2O是氧化剂还是还原剂？写出其中生成Na2S2O4的离子方程式。2-2-3单质硫可以溶解于Na2S溶液生成多硫化物（Na2Sx），写出S3量Na2S溶液中可以产生硫单质，写出该反应的离子方程式。的电子式；将SO2通入过2-4Na2S2O4（连二亚硫酸钠）受热会发生分解反应，生成的三种产物均含氧元素，均以还原性为主，其中一种为Na2S2O3，写出另二种产物的化学式。3-43-13-23-3第3题（10分）在催化剂作用下，将二氧化碳和氢气混合反应生成甲烷，是目前科学家们正在探索的处理空气中的二氧化碳的方法之一。3-1已知：则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=kJ/mol3-2关于上述可逆反应，下列说法正确的是。A．增大压强可以提高二氧化碳的转化率B．达到平衡时v(H2)正=2v(H2O)逆C．升高温度化学平衡常数增大D．属于高温下自发进行的反应3-3向1L固定容积的密闭容器中加入4.0molH2(g)、1.0molCO2，控制条件（催化剂：铑-镁合金、高温T1）使之反应，若测得容器内气体的压强随着时间的变化如题3-3图所示：计算：（1）4min时容器内气体的密度。（2）温度T1下该反应的化学平衡常数。（不要求计算过程）3-4若采用2L固定容积的密闭容器，投料量、催化剂和反应温度均保持不变，请在图中画出反应过程中体系内的压强随时间变化的曲线。（标出起始压强，不需要标出平衡时的准确压强）第4题（10分）氧、氯、硫是几种中学化学中常见的非金属元素。4-1写出基态硫原子的核外电子排布式。4-2Cl2O分子中的键角为110.8°。写出Cl2O分子的路易斯结构式。共价键键能/(kJ/mol)H－H436C－H413O－H463C=O7452-12-22-32-44-3用价层电子对互斥理论预测SO2Cl2分子的空间构型。4-4实验测得CsCl晶体的密度为3.99g/cm3。已知Cl-离子的半径为1.80×10-8cm，计算Cs+离子的半径，请写出计算过程。第5题（9分）实验室制备高锰酸钾的步骤如下：第一步：将25gKClO3和KOH混合均匀，放入铁坩埚中，用小火加热，熔化后慢慢加入3gMnO2，并不断搅拌，数分钟后得到墨绿色K2MnO4熔融物。第二步：取出熔块，研细后，转入装有100mL蒸馏水的烧杯中，加热使其溶解。第三步：趁热过滤。第四步：在以上滤液中加入CH3COOH溶液，使K2MnO4发生歧化反应生成KMnO4和MnO2。第五步：经一系列步骤处理后得到高锰酸钾晶体。5-1指出用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因。5-2写出第四步反应的离子方程式。5-3计算制备过程中MnO2的理论转化率。5-4根据下表中的数据，写出第五步中得到高锰酸钾晶体的具体步骤。5-5以惰性材料作阳极电解锰酸钾溶液制备高锰酸钾可以提高原料的转化率。写出阴、阳两极的电极反应式。5-15-25-25-45-5温度/℃0℃2.821610℃4.323320℃6.425630℃9.028340℃12.632450℃18.033760℃22.1350溶解度/g高锰酸钾醋酸钾4-14-44-24-3--第6题（12分）已知：在酸性溶液里，IO3易被还原为I2，在碱性溶液里则难；IO4在酸性---溶液被还原为I2，在碱性溶液里被还原为IO3。测定制取KIO4后的残液中存在的IO3和IO4的浓度的步骤如下：步骤1：准确量取25.00mL残液稀释到250mL。步骤2：取25.00mL稀释后的溶液，用稀硫酸酸化后，加入足量的KI晶体。步骤3：加入指示剂，用amol/LNa2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1mL。步骤4：另取25.00mL稀释后的溶液，用碳酸氢钠溶液调至pH=8左右，加入足量的KI晶体。步骤5：加入指示剂，再用bmol/LNa3AsO3溶液滴定至终点，消耗Na3AsO3溶液V2mL。（提示：Na3AsO3+I2+2OH-=Na3AsO4+2NaI+H2O；2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI）6-1写出步骤1中除移液管、烧杯、胶头滴管、玻璃棒外，还必须用到的玻璃仪器的名称。6-2写出步骤2中发生反应的离子方程式。6-3步骤3和5中所加的指示剂相同，说出这种指示剂的名称和判断终点的方法。6-4回答步骤4中用碳酸氢钠溶液，而不用氢氧化钠溶液调节pH的原因。--6-5计算残液中IO3和IO4的浓度。（不要求计算过程）第7题（9分）钴及其化合物的应用领域非常广泛。特别是在航空航天等领域有着不可替代的作用，美国、日本、俄罗斯等国家都把钴作为重要的战略储备物资。为从某工业废料中回收钴，某学习小组设计流程如题7图下（废料中含有Al、Co2O3和Fe2O3等物质）。已知：部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表：Fe3+1.93.2Co2+7.159.15Co3+-0.231.09Al3+3.44.7pH（开始沉淀）pH（完全沉淀）6-16-26-36-46-5回答下列问题：7-1写出步骤Ⅰ的主要目的。7-2写出步骤Ⅱ中发生的氧化还原反应方程式。7-3步骤Ⅲ中，加入NaOH溶液的作用是调节溶液的pH，写出应该控制的pH范围和废渣的主要成分。7-4在空气中加热5.49g草酸钴晶体（CoC2O4·2H2O）样品，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。请写出温度在290～320℃期间得到的固体物质化学式；150～210℃期间发生的化学反应方程式。第8题（10分）中医认为黄芩有清热燥湿、泻火解毒、安胎的功能，对暑温胸闷呕吐、肺热咳嗽、血热妄行、高热烦渴、湿热下痢等有良好功效。化合物G是中药黄芩中的主要活性成分之一，具有氧化和抗肿瘤作用。G的合成路线如图所示：8-1芳香族化合物A的相对质量不超过150。氧在A中的质量分数为15.09%。A能与银氨溶液反应，写出Ａ的结构简式。8-2已知Ｄ的化学式为C9H12O4，请分别写出反应③和反应④的反应类型。8-3推测Ｄ的核磁共振氢谱中存在几组吸收峰及峰面积之比。7-17-27-37-4温度范围/℃固体质量/g150～2104.41290～3202.41890～9202.258-4指出同时符合下列三个条件的B的同分异构体的数目。a．属于苯的衍生物，苯环上共有3个取代基；b．能发生银镜反应；c．与FeCl3溶液发生显色反应8-5若反应①中两种反应物的物质的量相等，且两种生成物溶液均显酸性，请写出反应的化学方程式。第9题（10分）化学试剂L可应用于药物、高分子材料等的制备。L的一种合成路线如下（部分反应条件略）：9-1判断A→B的反应类型，写出B→D的化学方程式；9-2应用D→E的原理，由G经两步制备J，请写出第二步反应的化学方程式；9-3已知：↑，R为烃基。写出L的