1、智浪教育 -普惠英才文库 第 1 页（共 9页） 高中化学竞赛初赛试卷（ 13） （时间： 3小时 满分： 100分） 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 满 分 4 6 8 7 15 7 11 12 16 14 H 1.008 相对原子质量 He 4.003 Li 6.941 Be 9.012 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 Ar 39.95 K 39.10 Ca 40.08 Sc 44.96
2、 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58.69 Cu 63.55 Zn 65.39 Ga 69.72 Ge 72.61 As 74.92 Se 78.96 Br 79.90 Kr 83.80 Rb 85.47 Sr 87.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc 98 Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 Xe 131.3 Cs 132.9
3、 Ba 137.3 LaLu Hf 178.5 Ta 180.9 W 183.8 Re 186.2 Os 190.2 Ir 192.2 Pt 195.1 Au 197.0 Hg 200.6 Tl 204.4 Pb 207.2 Bi 209.0 Po 210 At 210 Rn 222 Fr 223 Ra 226 AcLa Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds La系 La 138.9 Ce 140.1 Pr 140.9 Nd 144.2 Pm 144.9 Sm 150.4 Eu 152.0 Gd 157.3 Tb 158.9 Dy 162.5 Ho 164.9 Er 167.3 Tm 16
4、8.9 Tb 173.0 Lu 175.0 第 一 题（ 4 分） 有人受中国传统“水烟筒”的启发，利用其工作原理，设计出了一个特殊的烟斗。内盛 Cu(NH3)2Ac 溶液（专业商店有售），当吸烟时，烟气通过烟斗发生如下反应： Cu(NH3)2Ac CO NH3 Cu(NH3)3Ac CO H 0 1物质 Cu(NH3)2Ac 为配合物，其名称为 。 2用这种特殊烟斗除去 CO 的实验原理为 。 3用久后的 Cu(NH3)2Ac 又可送专业商店回收再生。适宜再生的条件是什么？ 第 二 题（ 6 分） 当邻苯二甲酸氯在苯中用三氯化铝处理时，得到内酯 A，而不是邻二苯甲酸苯。 已知邻苯二甲酸氯以另
5、一种形式存在，其中两个氯原子连在一个碳原子上，试向这种酰氯的结构和内酯 A的最可能结构。 智浪教育 -普惠英才文库 第 2 页（共 9页） 第 三 题（ 8 分） 关于核的稳定性 有以下两条经验规则： 对于原子序数为 20 以前的元素而言，最稳定的核是核中的质子数（ p）等于中子数（ N）的核，即比值 N/p 1；对于原子序数为 20 83 的元素而言，随着质子数增多，稳定核的 N/p 值随着原子序数的增加而增大，直到约为 1.6，超过此值时，核就变得太大，而发生裂变。这种变化趋势可用稳定核的 N/p 比值与 p 的关系图（右图）表示。该图的意义是：对某一元素 X，其稳定核的 N/p 将落在曲
6、线上或曲线上下附近，若 N/p 过高或过低，核将不稳定。 马涛契规则（ Mattauchs rule）指出，两原子序数相衔接 的元素，如有相同质量的同位素，那么这两个同位素都不会是稳定的。 现已知 42Mo 的稳定同位素的质量数有： 92、 94、 95、 96、 97、 98、 100； 44Ru 的稳定同位素的质量数有： 96、 98、 99、 100、 101、 102、 104。 回答下列问题： 1为什么随着质子数增多，稳定核的 N/p 值随着原子序数的增加而增大？ 2如果 43Tc 只可能存在两种同位素，那么分别是什么？ 3可能存在 43Tc 的两种核是最稳定的吗？为什么？ 4从本题
7、你能得出关于 43Tc 什么样的结论？ 第 四 题（ 7 分） 苎烯是存在于橘 子、柠檬等水果中的一种化合物，可被 KMnO4氧化成等物质的量的 和 CO2。 1试根据氧化产物推断苎烯可能的结构； 2苎烯属于环萜类天然有机化合物，此类物质可看做是由两个或两个以上的异戊二烯分子按照一定方式连接形成的。试推断苎烯可能的结构。 3酸性条件下苎烯分子加一分子水就形成一元醇。这一反应能够形成多种一元醇，写出其中具有光学活性的一元醇的结构。 智浪教育 -普惠英才文库 第 3 页（共 9页） 第 五 题（ 15 分） 金属锂是 银白色 的 固体 ，熔点 180.5，密度 0.53g/cm3，是自然界中最轻的
8、金属。 1 1kg 锂燃烧可释放出 42998kJ 的热量，如将 1kg 锂通过热核反应放出的能量相当于两万吨优质煤的燃烧。写出金属锂燃烧的热化学方程式；根据锂的这些性质，你设想出锂可有哪方面的主要用途？ 2锂的一种同位素 6Li 捕捉低速中子能力很强，因此，可用于控制 的速度；已知 1mol 6Li 在原子核反应堆中用中子照射后可以得到等物质的量的氚，写出该热核反应方程式。 3卤化锂在非极性溶剂中的溶解度顺序为： LiI LiBr LiCl LiF，解释之。 4虽然 E (Li /Li) E (Na /Na)，但金属锂与水反应不如金属钠与水反应剧烈。 5 20 世纪 70 年代研制出的锂电池
9、是一种高能电池，能量密度已达到 430Wh/kg，理论值可达到 2500Wh/kg。 （ 1）分析该电池具有很大能量密度的原因； （ 2）该电池的电解液应具备什么特点； （ 3） Li I2电池常作为心脏起搏器电源，为什么？ 第 六 题（ 7 分） 土壤中有机物质含量的高低是判断土壤肥力的重要指标，通常通过测定土壤中碳的含量来换算。方法如下： 准确称取一定量的风干上样 W 2.00g，加入 10mL某浓度的 K2Cr2O7，使土壤中的碳氧化，反应的化学方程式为：，用 FeSO4溶液 （浓度 c 0.200mol L 1），滴定溶液中剩余K2Cr2O7，用去 FeSO4 溶液体积为 V1 19.
10、5mL，其反应的化学方程式为：；另取一份等量相同浓度的 K2Cr2O7溶液，用相同的 FeSO4溶液（ c 0.2000mol L 1滴定，用去 V2 49.5mL。试回答下列问题： 1写出上述两个配平的化学反应方程式； 2求 K2Cr2O7溶液的物质的量浓度； 3求土壤中碳的质量分数。 智浪教育 -普惠英才文库 第 4 页（共 9页） 第 七 题（ 11 分） 有不同族金属组成的四种二元离子化合物 A、 B、 C、 D： A、 B、 C 极易与水反应，分别得到气体 A、 B、 C以及 A、 B、 C； A、 B、 C在一定条件下两两之间都能反应； A易溶于水， B微溶于水， C难溶于水，但
11、C可溶于 A中； D 难溶于水，但可溶于酸，得到气体 D，但溶液始终浑浊； D 可与气体 A反应； A、 B、 D 中存在非极性共价键，而 D 中只有离子键； A的阴阳离子个数比、金属与非金属原子个数比与 B、 C、 D 均不相同；而 B、 C、D 的金属与非金属原子个数比相同； B、 D 的阴阳离子个数比相同。 1写出 A、 B、 C、 D、 A、 B、 C、 D的化学式； 2 C溶于 A、 D 溶于酸的离子反应方程式； 3 A与水反应能产生气体的主要原因是什么？ 4写出制备 B的反应方程式 5列举 D 的各一种用途。 第 八 题（ 12 分） 某醇 X 是 白色结晶或粉末，略有甜味，基本无
12、毒，在空气中很稳定 。 X 主要用 于制造醇酸树脂和油漆，制造塑料稳定剂和增塑剂 。 X 分子具有很好的对称性。 取 3.40g X，置于 5.00L氧气中，经点燃，完全燃烧。反应后气体体积减少 0.56L。气体经 CaO 吸收，体积又减少 2.80L（已折算为标准状况）。 1通过计算，确定 X 的化学式。 2写出 X 的结构简式。 3判 断 X 在水中和苯中的溶解性。 4以 C1、 C2有机物为原料，无机物任选，合成 X。 智浪教育 -普惠英才文库 第 5 页（共 9页） 第 九 题（ 16 分） 某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为：软锰矿： MnO2 含量 65%、Al2O3含
13、量为 4%；闪锌矿： ZnS 含量 80%、 FeS、 CuS、 CdS 含量各为 2%。 MnO2和锌是制造干电池的主要原料。 电解法生产 MnO2传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解， MnO2在电解池的阳极析出。 电解锌的传统生产工艺为：闪锌矿高温氧化脱硫再还原得粗锌： 2ZnS O2 2ZnO 2SO2 2C O2 2CO ZnO CO Zn(g) CO2 将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解 ZnSO4溶液可生产纯度为 99.95%的锌。 90 年代生产 MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得 MnO2和锌，副产品是硫、金属铜和镉。简
14、化流程框图如下（中间产物的固体部分已经略去）： 软锰矿、闪锌矿 硫酸 滤液 A B金属 Zn2 、 Mn2 、 Fe2 、 Al3 C ZnSO4、 MnSO4溶液 电解 Zn MnO2产品 D 试回答下列问题： 1软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化 还原反应，例如：MnO2 ZnS 2H2SO4 MnSO4 ZnSO4 S 2H2O，据此写出 MnO2 在酸性溶液中分别和 CuS、 FeS 和 CdS 发生氧化 还原反应的化学方程式。 2加入适量金属 B，可以回收金属 Cu 和 Cd，考虑到整个生产， B应选用哪种金属？写出滤液 A和金属 B的离子反应方程式。 3加入 C物
15、质（可以是多个物质的混合物），可 除去滤液 B中的 Fe2 、 Al3 ，得到纯净的 ZnSO4、 MnSO4溶液。确定 C，并写出反应方程式。 4电解副产品 D 是什么？对整个生产有何意义？写出电解中的电极反应和总反应方程式。 5试从环境保护和能量消耗的角度评价 90 年代新工艺相比较有哪些优点。 智浪教育 -普惠英才文库 第 6 页（共 9页） 第 十 题（ 14 分） A B体系是一种新型的催化剂。化学家对 A B体系进行了深入的研究： A Te（晶体）， B是 TeCl4 与 AlCl3按物质的量之比 1 4 化合得到的。已知 B 是一种共价型离子化合物，其阴离子为四面体结构， B中铝
16、元素、氯元素的 化学环境相同。 A和 B反应生成两种新化合物和，其中 A的物质的量分数（ mol）分别为 77.8和 87.5和 91.7。生成化合物时没有其他副产物生成，但是生成化合物时伴随着挥发性的 TeCl4生成，每生成 2mol化合物就生成 1mol TeCl4。在熔融的 NaAlCl4里的导电性研究表明，化合物和在一起时总共会解离成三种离子。 进一步对化合物和研究表明：用凝固点下降法测定和的摩尔质量分别为1126g/mol和 867g/mol。化合物和的红外光谱测定只有一种振动，分子中不存在 TeTe，而且 结构中都只有一种四面体配位的铝，但是铝原子在这两种化合物中的化学环境是不同的
17、。 1确定 B的化学式； 2写出化合物和的分子式。 3写出化合物和中阴离子和阳离子的化学式。 4指出 Te、 Al 原子的杂化形态，画出其阴离子、阳离子的结构式，说明其阳离子具有什么特点。 5化合物在加热时很容易转化成化合物 D。请说明这是为什么？写出该化学反应方程式。 智浪教育 -普惠英才文库 第 7 页（共 9页） 参考答案 第 一 题（ 4 分） 1醋酸二氨合铜（）（ 1 分） 2洗气（ 1 分） 3因该反应为放热的可逆反应，可再生的适宜条件为升温、或降压或增加酸度（ 2 分） 第 二 题（ 6 分） 酰氯的另一种结构： 内酯 A： （各 3 分） 第 三 题（ 8 分） 1随着质子数增
18、多，其核内的斥力增大，需要较多的中子以增大核内粒子间的引力，所以稳定核的 N/p 值随着原子序数的增加而增大（ 2 分） 2 93Tc、 103Tc（ 2分） 3可能存在的 Tc 的两种核都不稳定（ 1 分）。因为按照图内插，稳定的 43Tc 的 N/p约为 1.20， 93Tc 的 N/p为 1.16， 中子数过少， 103Tc 的的 N/p为 1.40，中子数又过多，因此两种 43Tc 可能都不稳定；（ 2 分） 4自然界中不存也 43Tc（放射性）（ 1 分） 第 四 题（ 7 分） 1 （各 1 分） 2 （ 1 分） 3 、 、 （各 1 分） 第 五 题（ 15 分） 1 4Li（
19、 s） O2（ g） 2Li2O（ s） 1193.8kJ（ 2 分） 作为火箭燃料的最佳金属之一，或用锂或锂的化合物制成固体燃料来替代固体推进剂，用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力。（ 1 分） 2用来控制铀及反应堆中核反应发生的速度（ 1 分）； 63 Li 10 n 31 H 42 He（ 2 分） 3非极性或弱极性溶质的溶解性可用相似相溶原理来说明，（随着 F 、 Cl 、 Br 、 I 的离子半径增大，极化率增大）， LiF、 LiCl、 LiBr、 LiI 的共价键成分增强（ 1 分），分子智浪教育 -普惠英才文库 第 8 页（共 9页） 的极性减弱（ 1 分），所以在非极性溶剂中的
20、溶解度依次增大。 4虽然 E (Li /Li) E (Na /Na)，但 Li熔点高（ 1 分），升华焓 大，不易活化，同时Li与 H2 O 反应的产物 LiOH溶解度较小，覆盖在金属表面减缓了反应（ 1 分）。因此锂与水反应不如金属钠与水反应激烈。 5（ 1） Li是第 3 号元素，具有最小的标准电极电位，是地球上最轻的金属（ 2 分） （ 2）惰性非水有机溶剂（ 1 分） （ 3）寿命长， Li 有强烈化学活性，与电液接触后，表面生成钝化薄膜，增加系统的化学稳定性（ 1 分）。轻小，微电流持续放电时间长（ 1 分）。 第 六 题（ 7 分） 1 2K2Cr2O7 3C 8H2SO4 2K2
21、SO4 2Cr2(SO4)3 3CO2 8H2O（ 1 分） K2Cr2O7 6FeSO4 7H2SO4 K2SO4 Cr2(SO4)3 3Fe2(SO4)3 7H2O（ 1 分） 2 0.165mol L 1（ 2 分） 3 0.0015mol 0.90%（ 3 分） 第 七 题（ 11 分） 1 A： Na2O2、 B： CaC2、 C： ZnH2、 D： FeS2（各 1 分） A： O2、 B： C2H2、 C： H2、 D： H2S（各 0.5 分） 2 Zn(OH)2 2OH Zn(OH)2 FeS2 2H Fe2 S H2S（各 1 分） 3 A与水的剧烈反应是放热的，促使 H2
22、O2的分解（ 1 分） 4 CaCO3 CaO CO2 CaO 3C CaC2 CO（ 1 分） 5硫酸工厂制备硫酸的原料（ 1 分） 第 八 题（ 12 分） 由题意， X 完全燃烧后气体体积减少，所以可先将此醇化学式（最简式）构造为(H2O)xHyCz。依规律，气体体积减小数值 0.56L 是式中“ Hy”燃烧消耗的 O2 的体积，而2.80L显然是醇燃烧生成的 CO2的体积，故 3.40g 醇中： z n（ CO2） 0.125mol。 m（ CO2） 5.50g 再由“ 2H2 O2 2H2O”可求得 y 0.100 当然，这是建立在 O2 过量的基础上的。由于反应所消 耗的 O2 为
23、“ Hy”和“ C”消耗的 O2，即 V（ O2） 0.56L 2.80L 3.36L 5.00L，则参加反应的 O2质量为： 4.8g。 根据反应事实：醇 O2 CO2 H2O 和质量守恒定律知生成 H2O 的质量为： 2.70g，则H原子总数为： 0.300mol。把 y 0.10mol代入可求得 x 0.100 所求醇最简式为 (H2O)4H4C5，即 C5H12O4。（ 5 分） 由于 n(H) 2n(C) 2 即化学式为 C5H12O4。（ 1 分） 2 （ 1 分） 3易溶于水，难溶于苯（ 1 分） 4 CH3CHO OHHCHO/ HOCH2CH2CHO OHHCHO/ (HOC
24、H2)2CHCHO 智浪教育 -普惠英才文库 第 9 页（共 9页） OHHCHO/ (HOCH2)3CCHO 2H C(CH2OH)4（ 4 分） 第 九 题（ 16 分） 1 MnO2 CuS 2H2SO4 MnSO4 CuSO4 S 2H2O MnO2 2FeS 6H2SO4 Fe2(SO4)3 3MnSO4 2S 6H2O CdS 3H2SO4 MnO2 MnSO4 CdSO4 S 2H2O（各 1 分） 2 Zn（ 0.5 分） Zn Cu2 Cu Zn2 （ 0.5 分） Zn Cd2 Cd Zn2 （ 0.5 分） Zn 2Fe3 2Fe2 Zn2 （ 0.5 分） 3 MnO2
25、（ 1 分） MnCO3或 ZnCO3（ 1 分） 2Fe2 MnO2 4H 2 Mn2 2H2O（ 1 分） 2Fe3 (Al3 ) 3MnCO3(ZnCO3) 3H2O 2Fe(OH)3 3Mn2 (Zn2 ) 3CO2（ 1 分） 4 H2SO4（ 1 分） 用于溶解软锰矿和闪锌矿，循环使用。（ 1 分） 阴极： Zn2 2e Zn（ 1 分） 阳极： Mn2 2e 2H2O MnO2 4H （ 1 分） 总反应： Zn2 Mn2 2H2O Zn MnO2 2H2SO4（ 1 分） 5从环境保护角度评价：无 SO2对大气的污染；（ 1 分） 从能量消耗角度评价无高温焙烧热污染，不需要高温
26、焙烧节约燃料。（ 1 分） 第 十 题（ 14 分） 1 TeAlCl44（ 1 分） 2 Te TeAlCl44 7 2，即 7Te 2TeAlCl44 Te9Al8Cl32（摩尔质量 2499g/mol）；由于生成 2mol 化合物时放出 1mol TeCl4（摩尔质量 269g/mol），因为的摩尔质量为1126g/mol（ 2499 269/2），即的化学式为 Te4Al4Cl14（ 2 分） 化合物中， Te TeAlCl44 7 1，即 7Te TeAlCl44 Te8AlCl44（摩尔质量1679.9g/mol），由于摩尔质量为 867g/mol，的化学式为 Te4AlCl42。
27、（ 1 分） 3化合物和在一起总共会解离成三种离子，而每个化合物中只有一种四面体配位的铝，且两种化合物中 Al 原子的化学环境不同，故中阳离子为 Te42 ，阴离子为 Al2Cl7 ；化合物中阳离子为 Te42 ，阴离子为 AlCl4 。（ 2 分） 4 Te 的杂化形态为 sp2（ 1 分）。由于 Te 有两对孤对电子，一对用于价层，一对作为p 电子在垂直于 sp2杂化轨道的 p 轨道上，因此 Te42 的电子为 6，满足休克尔 4n 2 规则，因此 Te42 具有此大键，因此具有芳香性。（ 1 分） 同理可得： Al 的杂化为 sp3杂化 。（ 1 分） 阴、阳离子结构式分别为（各 1 分）： Te42 ： Al2Cl7 ： AlCl4 ： 5因为 Al2Cl7 结构没有 AlCl4 结构稳定，在加热条件下， Al2Cl7 分解生成 AlCl3和 AlCl4 ， AlCl3 具有很高的挥发性， AlCl4 结构高度对称，较为稳定（ 1 分）。化学反应方程式为： Te4Al2Cl72 Te4AlCl42 2AlCl3。（ 1 分）
