全國高中學(xué)生化學(xué)競賽(省級賽區(qū))試題

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載中國化學(xué)會 20XX 年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級賽區(qū)）試題（ 20XX年9月15日9 00 12 00共計 3 小時）題號12345678910111213總計滿分5636138898105811100得分評卷人競賽時間3 小時。遲到超過30 分鐘者不能進考場。開始考試后1 小時內(nèi)不得離場。時間到，把試卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤離考場。試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在站定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最后一頁。不得持有任何其他紙張。姓名、報名號和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)指定位置，寫在其他地方者按廢卷論。允許使用非編程計算器以及直尺等文具。H相對原子質(zhì)量H

2、e1.0084.003LiBeBCNOFNe6.941 9.01210.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18NaMgAlSiPSClAr22.99 24.3126.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95KCaScTiVCrMn Fe Co NiCu Zn GaGeAsSeBrKr39.10 40.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 63.39 69.7272.6174.92 78.9679.90 83.80RbSrYZrNbMoTcRuRhPd AgCd InSnS

3、bTeIXe85.47 87.6288.9191.2292.91 95.9498101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8118.7121.8 127.6126.9 131.3CsBaLaHfTaWReOsIrPt AuHg TlPbBiPoAtRn132.9 137.3Lu178.5180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4207.2209.0 210210222FrRaAc RfDbSgBhHsMt223226La第 1 題（ 5 分）閱讀如下信息后回答問題：元素M ，其地殼豐度居第12 位，是第3

4、 種蘊藏最豐富的過渡元素，是海底多金屬結(jié)核的主要成分，是黑色金屬，主要用途：煉鋼，也大量用來制作干電池，還是動植物必需的微量元素。1 M 的元素符號是。2 M 的最重要礦物的化學(xué)式是。3 M 的三種常見化合物是、和。第 2 題（6 分）用地殼中某主要元素生產(chǎn)的多種產(chǎn)品在現(xiàn)代高科技中占重要位置，足見化學(xué)對現(xiàn)代物質(zhì)文明的重要作用。例如：1計算機的芯片的主要成分是；2光導(dǎo)纖維的主要成分是：3目前應(yīng)用最多的太陽能電池的光電轉(zhuǎn)化材料是；4用作吸附劑、干燥劑、催化劑或催化劑載體的人造分子篩大多是一類稱為的化合物；5有一大類化合物，結(jié)構(gòu)獨特，兼?zhèn)錈o機材料和有機材料雙重性能，有耐溫、電絕緣性好、難燃、憎水、耐

5、腐蝕等特性，廣泛用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸?shù)刃袠I(yè)，用學(xué)習(xí)必備歡迎下載于密封、粘合、潤滑、涂層、表面活性、防水、防潮，已為現(xiàn)代社會不可替代的新材料。這類材料在分子結(jié)構(gòu)上的特點是和。第 3 題（ 3 分）最近有人用高能26Mg 核轟擊 24896 Cm 核，發(fā)生核合成反應(yīng)，得到新元素X 。研究者將 X 與氧氣一起加熱，檢出了氣態(tài)分子XO 4，使 X 成為研究了化學(xué)性質(zhì)的最重元素。已知的 X 同位素如下表所示，上述核反應(yīng)得到的核素是其中之一，該核素的衰變性質(zhì)保證了其化學(xué)性質(zhì)實驗獲得成功。質(zhì)量數(shù)半衰期衰變方式2631s釋放 粒子2640.00008s釋放 粒子；或自發(fā)裂變2650.0018s釋

6、放 粒子；或自發(fā)裂變266不詳不詳2670.033s釋放 粒子；或自發(fā)裂變268不詳不詳2699.3s釋放 粒子1 X 的元素符號是。2用元素符號并在左上角和左下角分別標注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成程式（方程式涉及的其他符號請按常規(guī)書寫）。X 的核反應(yīng)方第 4題（6分）1汞與次氯酸（摩爾比1 1）發(fā)生反應(yīng)，得到2 種反應(yīng)產(chǎn)物，其一是水。該反應(yīng)的方程式為；反應(yīng)得到的含汞產(chǎn)物的中文名稱為。2N2H4 在一定條件下熱分解，產(chǎn)生NH 3、 N2 和 H2，后兩者摩爾比為3 2，寫出反應(yīng)方程式。3第二周期元素 CH 3 CH3A 與氫形成的如下化合物中的346，H 2N NH 2247，A A 鍵的鍵能

7、（HO OH207kJ/mol ）：試問：它們的鍵能為什么依次下降？第 5 題（13 分）六配位（八面體） 單核配合物MA 2(NO 2 )2 呈電中性； 組成分析結(jié)果：M 21.68%，xN 31.04% ， C 17.74% ；配體 A 不含氧：配體 (NO 2) 的氮氧鍵不等長。1該配合物中心原子M 是什么元素？氧化態(tài)多大3？給出推理過程。3指出配體 (NO 2)x 在“自由”狀態(tài)下的幾何構(gòu)型和氮原子的雜化軌道。4除本例外，上述無機配體還可能以什么方式和中心原子配位？用圖形畫出三種。第 6 題（ 8 分）化合物A 俗稱“吊白塊” ，年產(chǎn)量上萬噸，主要用于染色工藝，具還原性和漂白性，對熱不

8、穩(wěn)定，有毒。近年報道，我國一些不法商人違章地將 A 添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白， 導(dǎo)致多起嚴重食物中毒事件， 如某地曾發(fā)生五所學(xué)校 400 余名學(xué)生食用含A 食品一次性中毒事件。已知：固體 A · 2H 2O 的摩爾質(zhì)量為 154g/mol ；A 的晶體結(jié)構(gòu)及其水溶液的電導(dǎo)證實A 是鈉鹽，每摩爾A 含 1 摩爾鈉離子。A 在水中的溶解度極大， 20飽和溶液 A 的質(zhì)量分數(shù)達45%。學(xué)習(xí)必備歡迎下載 A 的制備方法之一是，在 NaOH 溶液中分甲醛與 Na2S2O4（連二亞硫酸鈉）反應(yīng)（摩爾比 1 1），反應(yīng)產(chǎn)物為 A 和亞硫酸鈉。A 在化學(xué)上屬于亞磺酸的衍生物，亞磺酸的通式

9、為RSO2H ， R 為有機基團。1畫出 A 的陰離子的結(jié)構(gòu)（簡）式。2寫出上述制備A 的“分子方程式” 。3給出 A 的化學(xué)名稱。第 7 題（ 8 分）據(jù)報道，我國醬油出口因“氯丙醇”含量超標而受阻。1據(jù)研究，醬油中的“氯丙醇”的來源可能是醬油原料中的雜質(zhì)脂肪水解產(chǎn)物甘油的羥基被氯取代的衍生物； 另一來源可能是用離子交換樹脂純化水配制醬油，由于交換樹脂采用 1，2環(huán)氧 3氯丙烷（代號 A）作交聯(lián)劑，殘留的 A 水解會產(chǎn)生“氯丙醇” ；此外， A 還可能來自包裝食品的強化高分子材料。試寫出由甘油得到的“氯丙醇”的結(jié)構(gòu)簡式和A 水解的反應(yīng)方程式，反應(yīng)涉及的有機物用結(jié)構(gòu)簡式表示。2在同一個碳上同時

10、有2 個羥基或者一個羥基和一個氯原子的“氯丙醇”是不穩(wěn)定的，在通常條件下會發(fā)生消除反應(yīng)，請給出2 個反應(yīng)方程式作為例子。第 8 題（ 9 分）化合物A 和B 的元素分析數(shù)據(jù)均為C 85.71% ，H 14.29% 。質(zhì)譜數(shù)據(jù)表明A 和B 的相對分子質(zhì)量均為84。室溫下A 和B 均能使溴水褪色，但均不能使高錳酸鉀溶液褪色。A 與 HCl 反應(yīng)得 2， 3二甲基 2氯丁烷， A 催化加氫得 2， 3二甲基丁烷； B 與 HCl 反應(yīng)得 2甲基 3氯戊烷， B 催化加氫得 2， 3二甲基丁烷。1寫出 A 和 B 的結(jié)構(gòu)簡式。2寫出所有與A 、B 具有相同碳環(huán)骨架的同分異構(gòu)體，并寫出其中一種異構(gòu)體與H

11、Cl反應(yīng)的產(chǎn)物。第 9 題（ 8 分） Xe 和 F2 反應(yīng)，可得三種氟化物，視反應(yīng)條件而定。 下圖表述的是將 0.125mol/L Xe 和 1.225mol/L F 2 為始態(tài)得到的生成物在平衡體系內(nèi)的分壓與反應(yīng)溫度的關(guān)系。1應(yīng)在什么溫度下制備XeF2 和 XeF4？2 Xe 和 F2 生成 XeF6 和 XeF4 ，哪個反應(yīng)放熱更多？生成的反應(yīng)放熱更多。理由：3為有效地制備 XeF2，應(yīng)在什么反應(yīng)條件下為好？簡述理由。第 10 題（ 10 分）某遠洋船只的船殼浸水面積為4500m2，與鋅塊相連來保護，額定電流密度為150mA/m 2，預(yù)定保護期限 2 年，可選擇的鋅塊有兩種，每塊的質(zhì)量分

12、別為15.7kg 和 25.9kg，通過每塊鋅塊的電流強度分別為0.92A 和 1.2A 。計算說明，為達到上述保護船體的目的，最少各需幾塊鋅塊？用哪種鋅塊更合理？為什么？第 11 題（ 5 分）镅（ Am ）是一種用途廣泛的錒系元素。241Am 的放射性強度是鐳的 3 倍，在我國各地商場里常?？梢姷?41Am 骨密度測定儀， 檢測人體是否缺鈣： 用 241Am 制作的煙霧監(jiān)測元件已廣泛用于我國各地建筑物的火警報警器（制作火警報警器的1 片 241Am 我國批發(fā)價僅10 元左右）。镅在酸性水溶液里的氧化態(tài)和標準電極電勢（ E /V ）如下，圖中 2.62 是 Am 4 /Am 3學(xué)習(xí)必備歡迎下

13、載 的標準電極電勢， 2.07 是 Am 3/Am 的標準電極電勢，等等。一般而言，發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的條件是氧化劑的標準電極電勢大于還原劑的標準電極電勢。試判斷金屬镅溶于過量稀鹽酸溶液后將以什么離子形態(tài)存在。簡述理由。附： E (H /H2)0V；E?(Cl 2/Cl ) 1.36V ； E?(O2/H 2O)1.23V 。第 12 題（8 分）組合化學(xué)是一種新型合成技術(shù)。對比于傳統(tǒng)的合成反應(yīng)如ABAB ，組合化學(xué)合成技術(shù)則是將一系列A i（i 1， 2， 3，）和一系列B j（ j 1， 2， 3，）同時發(fā)生反應(yīng)，結(jié)果一次性地得到許多個化合物的庫（library ），然后利用計算機、自

14、動檢測儀等現(xiàn)代化技術(shù)從庫中篩選出符合需要的化合物。今用21 種氨基酸借組合化學(xué)技術(shù)合成由它們連接而成的三肽（注：三肽的組成可以是ABC ，也可以是 AAA或者 AAB等等，還應(yīng)指出，三肽ABC 不等于三肽 CBA ：習(xí)慣上，書寫肽的氨基酸順序時，寫在最左邊的總有未鍵合的 氨基而寫在最右邊的總有未鍵合的羧基）。1該組合反應(yīng)能得到多少個三肽的產(chǎn)物庫。答：個。2假設(shè)所得的庫中只有一個三肽具有生物活性。有人提出，僅需進行不多次實驗，即可得知活性三肽的組成（每次實驗包括對全庫進行一次有無生物活性的檢測）。請問：該實驗是如何設(shè)計的？按這種實驗設(shè)計，最多需進行多少次實驗，最少只需進行幾次實驗？簡述理由。第

15、13 題（ 11 分）離于液體是常溫下呈液態(tài)的離子化合物，已知品種幾十種，是一類“綠色溶劑”。據(jù) 20XX 年 4 月的一篇報道，最近有人進行了用離子液體溶解木漿纖維素的實驗，結(jié)果如下表所示：向溶解了纖維素的離子液體添加約1.0% （質(zhì)量）的水，纖維素會從離子液體中析出而再生；再生纖維素跟原料纖維素的聚合度相近；纖維素分子是葡萄糖（C6H12O6）的縮合高分子， 可粗略地表示如下圖， 它們以平行成束的高級結(jié)構(gòu)形成纖維；葡萄糖縮合不改變葡萄糖環(huán)的結(jié)構(gòu)；纖維素溶于離子溶液又從離子液體中析出，基本結(jié)構(gòu)不變。n 4001000表木漿纖維在離子液體中的溶解性離子液體溶解條件溶解度（質(zhì)量 %）C 4min

16、Cl加熱到 10010%C 4minCl微波加熱25%，清澈透明C 4minBr微波加熱5 7%C 4minSCN微波加熱5 7%C 4minBF 4微波加熱不溶解C 4minPF 4微波加熱不溶解學(xué)習(xí)必備歡迎下載C 6minCl微波加熱5%C 8minCl微波加熱微溶表中 C 4minCl 是 1（正）丁基 3甲基咪唑正一價離子的代號， “咪唑”的結(jié)構(gòu)如右上圖所示?；卮鹑缦聠栴}：為代號的離子的結(jié)構(gòu)式。1在下面的方框中畫出以 C 4min里的 C6 和 C8 代表什么？答：和。2符號 C 6min和 C 8min3根據(jù)上表所示在相同條件下纖維素溶于離子液體的差異可見，纖維素溶于離子液體的主要原

17、因是纖維素分子與離子液體中的之間形成了鍵；纖維素在 C4 minCl 、C 4minBr 、C 4minBF4 中的溶解性下降可用來解釋， 而纖維素在 C 4minCl 、C 6minCl和 C 8minCl 中溶解度下降是由于的摩爾分數(shù)。4在離子液體中加入水會使纖維素在離子液體里的溶解度下降，可解釋為：。5假設(shè)在 C 4minCl 里溶解了25%的聚合度 n 500 的纖維素，試估算，向該體系添加 1.0%（質(zhì)量） 的水，占整個體系的摩爾分數(shù)多少？假設(shè)添水后纖維素全部析出，析出的纖維素的摩爾分數(shù)多大？第 1 題【答案】1 Mn （1 分）2 MnO 2（ 1 分）3 M 的三種常見化合物是M

18、nO 2、 MnSO 4 和 KMnO 4。（ 3 分）注：必須答 MnO 2 和 KMnO4，而 Mn(II) 鹽也可答硝酸錳等。第 2 題【答案】1硅（或 Si 或單晶硅）（ 1 分）2二氧化硅（或SiO 2）（ 1 分）3硅（或 Si）（ 1 分）4鋁硅酸鹽（或硅鋁酸鹽） （ 1 分）注：此題明確是分子篩 , 不應(yīng)答硅膠，答硅酸鹽也不給分。5具有 Si O 鍵與硅相連的烴基（2 分）第 3 題【答案】1 Hs（ 1 分）2 1226 Mg 24896 Cm 108269 Hs 5n（2分）（ n 也可寫成 o1n 等 , 但寫成“中子”扣 1 分）第 4 題【答案】1 2Hg 2HClO

19、 Hg 2OCl 2 H2O（1 分）堿式氯化汞（或氯氧化汞）（1 分）注： Hg 2OCl 2 也可寫成 HgO · HgCl 2 或 HgCl 2·HgO2 7N2H 4 8NH 3 3N22H 2（ 2 分）3乙烷中的碳原子沒有孤對電子，肼中的氮原子有1 對孤對電子，過氧化氫中的氧有2對孤對電子，使 A A 鍵的鍵能減小。 （2 分）第 5 題【答案】1 nM nN 21.68/MM 31.04/14 1 (2y 2)M A 19.56× (y 1)學(xué)習(xí)必備歡迎下載y2（設(shè) y 為其他自然數(shù)均不合題意） ，得 MM 58.7 (g/mol)查周期表， M N

20、i由配體 (NO 2)x 的兩個氮氧鍵不等長，推斷配體為單齒配體，配位原子為O，故配體為 NO 22。（ 4 分），因此， Ni 的氧化數(shù)為注：推理過程合理都給分，不合理，即使結(jié)果正確也扣2 分。2設(shè)配合物中碳原子數(shù)為nC，則： n n 17.74/12 31.04/14 0.667CN已知 nN 2× 2 2 6,所以， nC 0.677× 6 4求出摩爾質(zhì)量，由于剩余量過小，只能設(shè)A 是氮氫化合物，由此得氫數(shù)，可推得配體 A 為 H2NCH 2 CH2NH 2，ONH 2CH 2H 2C H 2NON配合物的結(jié)構(gòu)示意圖為：Ni（4 分）H2CNONC H 2H 2H 2

21、NO注：合理推理過程 2 分，結(jié)構(gòu)圖2 分120°， N 取 sp23（根據(jù) VSEPR 理論，可預(yù)言） NO 2 為角型，夾角略小于雜化軌道。（2 分）OOOON4M NMN（3 分）MMOO注：只要圖形中原子的相對位置關(guān)系正確即可得分；畫出其他合理配位結(jié)構(gòu)也得分，如氧橋結(jié)構(gòu)、 NO 2 橋結(jié)構(gòu)等第 6 題【答案】1 MA 32 3×16 3×1 12 23 118118 36 154OH-O （或 HOCH 2SO2 或 HOOHO CH2 SCH2 S或SCOH等）（ 3O-O-OH分） Na2SO3（ 3分）2 Na2S2O4 CH2O NaOH HOCH

22、 2SO2Na（或 Na 2S2O4 CH2 O NaOH HOCH 2SO2Na Na2SO3或 Na 2S2O4CH 2O NaOH NaSO2 CH 2OH Na2 SO3）注：寫不寫結(jié)晶水都可以3“羥甲亞磺酸鈉” （或“羥甲基亞磺酸鈉”）（ 2 分）第 7 題【答案】OHClClOH1 ClCl HOOH ClOHClOH （4分）學(xué)習(xí)必備歡迎下載OOH+H2O HO（2 分）ClCl注：標不標對映體得分相同。ClClClCl2OH- H2OOOH- HClO （各 1分）OHCl第 8 題【答案】CH(CH 3)21 A 的結(jié)構(gòu)簡式B 的結(jié)構(gòu)簡式（各 2分）2結(jié)構(gòu)簡式與 HCl 反應(yīng)

23、產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式CH 3CH 2CH CHCH 3CH 3 ClCH 3CH CHCH 2CH 3CH 2CH 3CH 3 ClCH 3CH 2CHCH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 3Cl注：同分異構(gòu)體各 1 分；寫對任一“對應(yīng)的”水解產(chǎn)物得2 分。第 9 題【答案】1約 550K約 850K （各 1 分）2 XeF6若 Xe 與 F2 生成 XeF4 的反應(yīng)放熱多，反應(yīng)XeF4 F2XeF6 將是吸熱反應(yīng)，溫度升高應(yīng)有利于XeF6 的生成，而由附圖可見，事實恰恰相反。（4 分）（或答：反應(yīng)XeF6 XeF4 F2 發(fā)生在相對高的溫度下；或答：上述正向反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，所以正向

24、反應(yīng)是吸熱的）3在上圖條件下必須在高溫下才能制備XeF2 , 但高溫要求的技術(shù)問題太多，因而，應(yīng)降低投料中 F2/Xe 的比值，可有效制備XeF2。（ 2 分）第 10 題【答案】首先算出通過體系的總電量：2× 365d× 24h/d×60min/h × 60s/min 6.307× 107s（1 分）0.0150A/m2× 4500m2 67.5A（1 分）67.5A × 6.307× 107s 4.257× 109C（1 分）其次計算總共需要多少鋅：電子的量為：944（1 分）4.257×

25、10 C/9.65× 10 C/mol 4.411× 10 mol鋅量： 4.411× 104 mol × 65.4g/mol/2 × 103 1.44× 103 kg （ 1 分）kg/g 1443kg需質(zhì)量為15.7kg/ 塊的鋅塊數(shù)為：1.44×103kg/15.7 kg/ 塊 91.7 塊 92 塊（ 1 分）92 塊× 0.92A/ 塊 85A 67.5 A , 電流強度可以達到要求。（1 分）學(xué)習(xí)必備歡迎下載25.9 kg/ 塊： 1.44×103kg/25.9 kg/ 塊 55.6 塊 56

26、 塊（1分）56塊× 1.2A/ 塊 67.2A 67.5A ，電流強度達不到要求，應(yīng)當加1 塊，則57塊× 1.2 A/ 塊 68.4A ，電流強度才能達到要求。（ 1分）選用較重的鋅塊更合理，因其電流強度較小，理論上可以保證2 年保護期限， 而用較輕的鋅塊因其電流強度太大，不到2 年就會消耗光。 （1 分）第 11 題【答案】要點 1：E(Am n /Am) 0, 因此 Am可與稀鹽酸反應(yīng)放出氫氣轉(zhuǎn)化為Am n ， n2,3,4；但 E(Am 3 /Am 2 ) 0， Am 2 一旦生成可繼續(xù)與H 反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 Am3 。（1 分）（或答： E(Am 3 /Am) 0，n 3）要點 2：E會自發(fā)歧化為 AmO 2(