全國高中化學(xué)奧林匹克競賽(2020年九月整理)

2015年全國高中化學(xué)奧林匹克競賽預(yù)賽試題(滿分100分時間120分鐘)可能用到的相對原子質(zhì)量：H-1C-12N-14O-16Na-23Mg-24Al-27S-32Cl-35.5K-39Fe-56Cu-64Zn-65Ag-108Ba-137一、選擇題(本題包括18小題，每題2分，共36分，每題有1～2個選項符合題意。多選錯選不得分，有兩個答案的只選一個且答對者得1分)1．兩位美國科學(xué)家彼得·阿格雷和羅德里克·麥金農(nóng)，因為發(fā)現(xiàn)細(xì)胞膜水通道，以及對離子通道結(jié)構(gòu)和機(jī)理研究作出的開創(chuàng)性貢獻(xiàn)而獲得2003年諾貝爾化學(xué)獎。他們之所以獲得諾貝爾化學(xué)獎而不是生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎是因為()。A．他們的研究和化學(xué)物質(zhì)水有關(guān)B．他們的研究有利于研制針對一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心血管疾病的藥物C．他們的研究深入到分子、原子的層次D．他們的研究深入到細(xì)胞的層次2．為了探索月球上是否有生命存在的痕跡，就要分析月球巖石中是否包藏有碳?xì)浠衔?當(dāng)然這僅僅是探索的第一步)?？茖W(xué)家用氘鹽酸(DCl)和重水(D2O)溶液處理月球巖石樣品，對收集的氣體加以分析，結(jié)果只發(fā)現(xiàn)有一些氣體狀態(tài)的碳氘化合物。這個實驗不能用普通鹽酸，其理由是()。A．普通鹽酸的酸性太強(qiáng)B．普通鹽酸具有揮發(fā)性C．普通鹽酸和月球巖石中的碳化物無法反應(yīng)D．無法區(qū)別巖石中原來含有的是碳化物，還是碳?xì)浠衔?．下列與“神舟五號”載人飛船有關(guān)的說法不正確的是()。A．飛船的表面覆蓋的一層石墨瓦之所以能起到保護(hù)作用是因為石墨能夠耐高溫B．宇航員的食物做成大小可口的“一口酥”，目的是防止飛船內(nèi)產(chǎn)生飄塵C．飛船在宇宙中運(yùn)行時，船艙內(nèi)溫度低、氧氣少，無法劃著火柴D．在飛船上使用LiOH吸收多余的CO2而不使用NaOH4．下列解釋不科學(xué)的是()。A．“水滴石穿”主要是溶解了CO2的雨水與CaCO3長期作用生成了可溶性Ca(HCO3)2的緣故B．長期盛放NaOH溶液的試劑瓶不易打開，是因為NaOH與瓶中的CO2反應(yīng)導(dǎo)致瓶內(nèi)氣體減少形成“負(fù)壓”的緣故C．嚴(yán)格地講，實驗室使用“通風(fēng)櫥”防污染是不負(fù)責(zé)任的，因為實驗產(chǎn)生的有害氣體沒有得到轉(zhuǎn)化或吸收D．“雨后彩虹”與“海市蜃樓”都是自然界的光學(xué)現(xiàn)象，也與膠體的知識有關(guān)5．2002年12月31日，世界上第一條商業(yè)磁懸浮鐵路在上海投入運(yùn)營。磁懸浮的核心技術(shù)是利用超導(dǎo)體的反磁性。以Y2O3、BaCO3和CuO為原料，經(jīng)研磨燒結(jié)可合成一種高溫超導(dǎo)物質(zhì)YBa2Cu3Ox?，F(xiàn)欲合成0.5mol此高溫超導(dǎo)物質(zhì)，理論上需取Y2O3、BaCO3和CuO的物質(zhì)的量(mo1)分別為()。A．0.50,0.50,0.50B．0.50,1.0,1.5C．0.25,1.0,1.5D．1.0,0.25,0.176．H—離子可以跟NH3反應(yīng)：H－+NH3)。NH2－+H2。根據(jù)該反應(yīng)事實，可以得出的正確結(jié)論是(A．NH3具有還原性B．H—是很強(qiáng)的還原劑C．H2既是氧化產(chǎn)物又是還原產(chǎn)物D．該反應(yīng)是屬于置換反應(yīng)7．右圖為Na2SO4的溶解度曲線，已知硫酸鈉晶體(Na2SO4·10H2O)在溫度為T3K時開始分解為無水硫酸鈉。現(xiàn)有142g溫度為T2K的飽和硫酸鈉溶液，當(dāng)溫度降為T1K或升為T4K(T4>T3)時析出晶體的質(zhì)量相等，則溫度為T4K時Na2SO4的溶解度為()。A．32.8gB．40gC．40.8gD．41g8．目前，人們正在研究開發(fā)一種高能電池－鈉硫電池，它是以熔融的鈉、硫為兩極，以Na＋導(dǎo)電的β－Al2O3陶瓷作固體電解質(zhì)，反應(yīng)為：2Na＋xSNa2Sx。以下說法正確的是()。A．放電時，鈉作負(fù)極，硫作正極B．放電時，鈉極發(fā)生還原反應(yīng)C．充電時鈉極與外電源的正極相連，硫極與外電源負(fù)極相連D．充電時，陽極發(fā)生的反應(yīng)為：Sx2－—2e－xS9．已知乙烯醇(CH2=CH—OH)不穩(wěn)定，可自動轉(zhuǎn)化為乙醛。乙二醇在一定條件下發(fā)生脫水反應(yīng)，也有類似現(xiàn)象發(fā)生，所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式有人寫出下列幾種：其中不可能的是()。A．①B．②③C．③④D．④⑤10、亞碳化合物的特征是在1個碳原子上帶有2個未成對電子，亞碳化合物是具有很高反應(yīng)活性的有機(jī)化合物。下列屬于亞碳化合物的是()。A．CH3B．H2C5(線狀)C．D．CH2=CH211、有關(guān)右圖裝置的敘述不正確的是()。A．這是電解NaOH溶液的裝置B．該裝置中Pt為正極，電極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－4OH－C．該裝置中Fe為陰極，電極反應(yīng)為：Fe－2e－＋2OH－Fe(OH)2D．這是一個原電池裝置12．氣態(tài)原子生成＋1價氣態(tài)陽離子所需要的能量稱為第一電離能。元素的第一電離能是衡量元素金屬性強(qiáng)弱的一種尺度。下列有關(guān)說法不正確的是()。A．元素的第一電離能越大，其金屬性越強(qiáng)B．元素的第一電離能越小，其金屬性越強(qiáng)C．金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)的難易，只跟該金屬元素的第一電離能有關(guān)D．金屬單質(zhì)跟酸反應(yīng)的難易，除跟該金屬元素的第一電離能有關(guān)外，還與該單質(zhì)中固態(tài)金屬原子以及該金屬原子失去電子后在水溶液里形成的水合離子的行為有關(guān)13．稀溶液中，溶質(zhì)的存在將引起溶劑的凝固點(diǎn)下降和沸點(diǎn)上升，海水在0℃不會結(jié)冰就是這個道理。凝固點(diǎn)下降的程度與溶質(zhì)的分子數(shù)有關(guān)，而與溶質(zhì)是何種物質(zhì)無關(guān)。當(dāng)溶劑的量確定時，凝固點(diǎn)下降與溶質(zhì)的分子數(shù)成正比。已知10.0g樟腦中溶解了0.412g奈，樟腦的凝固點(diǎn)下降了13℃，某種C、H、O組成的有機(jī)物2.30g，溶解于15.6g樟腦中，樟腦的凝固點(diǎn)下降了49.5℃。由此可知此有機(jī)化合物的相對分子質(zhì)量是()。A．240D．12814．NCl3的水解產(chǎn)物之一是()。A．HClB．HClOC．HClO2B．60C．120D．HClO315．鑭系元素的含水氯化物L(fēng)nCl3·nH2O，加熱脫水時，易發(fā)生水解，為了制得無水LnCl3，可采用的措施是()。A．在HCl氣流中加熱使之脫水C．加入P2O5固體加熱使之脫水B．加入NH4Cl固體加熱使之脫水D．加入H2SO4加熱使之脫水16．把鋁粉與下列氮的氣態(tài)氧化物混合后，加熱至高溫，均可生成氮?dú)夂脱趸X。若反應(yīng)后氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前氣體壓強(qiáng)的1/2(恒溫恒壓條件下測得)，則氮的氧化物是()。A．NOB．N2O3C．N2OD．N2O517．在K＋、Na＋鹽中，只有少數(shù)是微溶于水的，這些微溶于水的鹽可用來鑒定K＋、Na＋。如鑒定K＋可用亞硝酸鈷鈉[Na3Co(NO2)6]：Na＋＋2K＋＋[Co(NO2)6]3－K2NaCO(NO2)6↓(亮黃)下列哪些離子的大量存在會干擾K＋的鑒定()。A．H＋B．OH－C．Cl－D．Na＋18．將100g濃度為18.4mol·L－1、密度為ρ的濃硫酸稀釋成9.2mol·L－1的硫酸，所加水的體積()。A．100mLB．小于100mLC．大于100mLD．等于100g/ρ二、填空和簡答題(本題共包括6小題，共31分)19．(5分)A是氮、氫兩種元素組成的化合物。A與氨結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系類似于過氧化氫和水結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系。一個A分子含兩個氮原子。請?zhí)顚懸韵驴瞻祝?1)A的分子式是。(2)A的水溶液呈(填酸、堿、中)性，1molA最多可與molHCl發(fā)生中和反應(yīng)形成正鹽。寫出形成的鹽中含有氮原子的離子的電子式：。(3)A在氧化還原反應(yīng)中也與過氧化氫相似，既可作氧化劑，又可作還原劑。請從化合價的角度分析產(chǎn)生這種情況的原因：。20．(4分)硫酸(H2SO4)分子的結(jié)構(gòu)式為，請你仿照此結(jié)構(gòu)畫出下列酸的結(jié)構(gòu)：；亞硫酸(H2SO3)的是；焦硫酸(H2S2O7)。；過硫酸(H2S2O8)。這四種酸中酸性最弱21．(7分)“爛版液”是制印刷鋅版時，用稀硝酸腐蝕鋅版后得到的“廢液”。若產(chǎn)生的氣體為N2O，稀硝酸腐蝕鋅版反應(yīng)的主要化學(xué)方程式是?！盃€版液”的主要成分是和由自來水帶進(jìn)的Cl－、Fe3＋等雜質(zhì)離子。在實驗室中，由“爛版液”制取ZnSO4·7H2O的過程如下：①在“爛版液”中逐漸加入6mol·L－1NaOH溶液，用pH試紙檢驗，至pH=8為止。②過濾后得到Zn(OH)2沉淀，用去離子水多次洗滌沉淀。③用2mol·L－1的硫酸，慢慢將洗凈的Zn(OH)2溶解，保持一定的pH，加熱煮沸，趁熱過濾，濾液即為ZnSO4溶液。④溶液中注入2mol·L－1的硫酸，使其pH保持為2，將溶液小心加熱，冷卻后即得到ZnSO4·7H2O晶體。在操作①中保持pH=8的目的是。Cl－、NO3－是在操作中除凈的。操作③中加中除去的。操作④保持pH=2的目的是熱的目的是。Fe3＋是在操作。操作④中所用的主要儀器是。22．(5分)用32%~35%的FeCl3溶液腐蝕印刷線路板的廢液中含有FeCl3、FeCl2和CuCl2。(1)若用電化學(xué)方法使廢液再生，則兩極上的電極反應(yīng)分別為：。(2)回收銅的化學(xué)方法為。(3)回收銅以后的溶液如何利用？。23．(3分)在某條件下，容器有可逆反應(yīng)A＋4B的量均為amol，而D的物質(zhì)的量為dmol。2C＋D；△H＜0，達(dá)平衡狀態(tài)時，A、B、C的物質(zhì)(1)改變a的取值，再通過改變反應(yīng)條件，可以使反應(yīng)重新達(dá)到平衡，并限定達(dá)到新的平衡時，D的物質(zhì)的量只允許在d/2到2d之間變化，則a的取值范圍為(用a和d的關(guān)系式表示)。(2)如果要使在本反應(yīng)重新建立的平衡中，D的物質(zhì)的量只允許在d到2d之間取值，則應(yīng)采取的措施是(從下面列出的選項中選擇)。A．升高反應(yīng)溫度；B．增大反應(yīng)容器內(nèi)的溫度；C．增大反應(yīng)容器的體積；D．降低反應(yīng)的溫度；E．減小反應(yīng)容器的壓強(qiáng)；F．減小反應(yīng)容器的體積；24．(7分)研究表明，火災(zāi)中絕大多數(shù)人的第一死因并非高溫烘烤或火燒，而是慌亂奔跑時吸入煙霧中毒。且起火的建筑裝修越豪華，這一點(diǎn)越明顯。聚氯乙烯是制作裝修材料的最常用原料，失火時聚氯乙烯在不同的溫度下，發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)變化，產(chǎn)生大量有害氣體，其過程大體如下：請回答下列問題：(1)火災(zāi)中由聚氯乙烯產(chǎn)生的有害氣體，其化學(xué)成分主要是，在火災(zāi)現(xiàn)場，為防止氣體中毒的防護(hù)措施是，你認(rèn)為其中含量最大的為。(2)上述變化中①所屬的反應(yīng)類型為加氫去氧的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)，據(jù)此，上述反應(yīng)中屬氧化反應(yīng)的是(填代號)；有機(jī)化學(xué)中將分子加氧或去氫的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，。(3)在裝修中廣泛使用的粘合劑也是極易發(fā)生火災(zāi)的物質(zhì)，聚乙烯醇縮丁醛就是這樣一種粘合劑，它是由聚乙烯醇()與丁醛縮合得到的含有六元環(huán)的高分子化合物，若已知反應(yīng)：2CH3OH＋HCHO→CH3OCH2OCH3＋H2O可以發(fā)生。請寫出制取聚乙烯醇縮丁醛粘合劑的化學(xué)方程式：。三、實驗題：(本題包括兩小題，共16分)25．(8分)工業(yè)上采用濕法煉鋅過程中,以ZnSO4為主要成分的浸出液中，有Fe3+、Fe2+、Sb3+、Cu2+、Cd2+、Cl－等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對下一道鋅的電解工序有妨礙，必須事先除去。現(xiàn)有下列試劑：①KMnO4；②NaOH；③ZnO；④H2O2；⑤Zn；⑥Fe；⑦AgNO3；⑧Ag2SO4；⑨H2SO4根據(jù)要求將合適的試劑的序號填入下面的空格：(1)用(2)用將Fe2＋離子氧化成Fe3＋離子，相應(yīng)的離子方程式為。調(diào)節(jié)浸出液的pH=5.2時，、等形成氫氧化物沉淀，同時也有沉淀生成。(3)用(4)用除去Cu2＋和Cd2＋離子。除去Cl－離子。26．(8分)用H2C2O4·2H2O滴加濃H2SO4制備CO，通入灼熱的Fe2O3粉中，做煉鐵實驗。但此法制備的CO中含有其他氣體，必須除去?，F(xiàn)有下列裝置：根據(jù)題目要求，回答下列問題：(1)寫出H2C2O4·2H2O跟濃硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式。。(2)用a～h表示連接順序，將裝置連接正確(3)用A~F正確表示下面實驗操作的先后順序：。A．點(diǎn)燃甲裝置的酒精燈，打開分液漏斗，調(diào)節(jié)濃硫酸的滴速。B．點(diǎn)燃乙裝置中的酒精燈，加熱氧化鐵。C．檢查整套裝置的氣密性。D．將導(dǎo)管口i處的尾氣加以處理。E．乙裝置玻璃內(nèi)的Fe2O3變黑時，熄滅乙裝置中的酒精燈。F．關(guān)好甲裝置中分液漏斗的開關(guān)后，再熄滅該裝置中的酒精燈。(4)空洗氣瓶的作用是，濃硫酸洗氣瓶的作用是。(5)處理i處的尾氣，應(yīng)采用的簡單而有效的方法是四、計算題(本題包括三小題，共17分)。27．(6分)嗎啡和海洛因都是嚴(yán)格查禁的毒品。(1)嗎啡分子含C71.58%、H6.67%、N4.91%，其余為O。已知其相對分子質(zhì)量不超過300。試求：①嗎啡的相對分子質(zhì)量。②嗎啡的分子式。(2)已知海洛因是嗎啡的二乙酸酯。試求：①海洛因的相對分子質(zhì)量。②海洛因的分子式。28．(6分)將mmolNa2O2和nmolNaHCO3的固體混合物放在密閉容器中加熱進(jìn)行充分反應(yīng)，并保持250℃。(1)隨m/n值的變化，殘留固體和氣體的成分也發(fā)生相應(yīng)的變化，若氧氣和水蒸汽的物質(zhì)的量相等，則m/n的值是多少？(2)試確定混合氣體平均相對分子質(zhì)量的范圍。29．(5分)將K2SO4、(NH4)2SO4、NH4HCO3的固體混合物若干克加入到100mL0.5mol·L-1的Ba(OH)2溶液中，共熱使之充分反應(yīng)，生成沉淀8.6g。在所得固液混合物中加100mL0.9mol·L-1的鹽酸，沉淀部分溶解，同時生成448mLCO2氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。剩余鹽酸用50mL0.2mol·L-1的NaOH溶液恰好中和，求原混合物的總質(zhì)量。參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)(滿分100分)一、選擇題(本題包括18小題，每題2分，共36分，每題有1～2個選項符合題意。多選錯選不得分，有兩個答案的只選一個且對者得1分)1C2D3C4B5C6BC16A7A8AD18B910BA11AC12AC13C14B15AB17AB二、問答和填空題：(本題包括6小題，共31分)19．(5分，每空1分)(1)N2H4(2)堿2(3)N2H4中N呈－2價，處于氮元素的中間價態(tài)，故既可作氧化劑又可作還原劑。20．(4分，每空1分)，，亞硫酸21．(7分，每空1分)①4Zn＋10HNO34Zn(NO3)2+N2O↑+5H2O；Zn(NO3)2使生成的Zn(OH)2沉淀不溶解；②促使Fe3＋完全水解；③抑制Zn2＋水解為Zn(OH)2；蒸發(fā)皿，酒精燈，鐵架臺，玻璃棒。22．(5分)(1)陽極：2Fe2+－2e－2Fe3+陰極：Cu2++2e－=Cu(2分)(2)加入鐵粉CuCl2+FeCu+FeCl2；過濾，在所得固體中加入稀鹽酸溶解殘余的鐵，再濾出固體洗滌得銅。(2分)(3)通入氯氣2FeCl2+Cl22FeCl3用于腐蝕印刷線路板。(1分)23．(3分)(1)a＞4d(2分)(2)D(1分)24．(7分，前兩小題每空1分，第(3)小題2分)(1)HCl、CO、C6H6等；HCl；①用濕毛巾捂住口鼻②彎下腰吸低處空氣(2)消去反應(yīng)；④(3)三、實驗題：(本題包括2小題，共16分)25．(8分，離子方程式2分，其余每空1分)(1)④；2Fe2＋＋H2O2＋2H＋2Fe3＋+2H2O(2)③；Fe3＋；Sb3＋(3)⑤(4)⑧26．