2009年辽宁省高中学生化学竞赛试题

2009年辽宁省高中学生化学竞赛试题（时间120分钟，满分150分）题号一二三四五总分得分H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.06Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.87V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.41Ga69.72Ge72.64As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[209]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac-LrRf[261]Db[262]Sg[266]Bh[264]Hs[277]Mt[268]Ds[281]Rg[272]Uub[285]······一、选择题（本题包括6小题，每小题2分，共12分。每小题只有一个．．．．选项符合题意。）1．2008年诺贝尔化学奖授予在发现和研究绿色荧光蛋白（GFP）方面取得突出贡献的三位化学家下村修（日）、MartinChalfie（美）和钱永健（美籍华裔）。绿色荧光蛋白的突出应用是在研究癌症发病机制的过程中，用荧光蛋白对肿瘤细胞标记，以观察和研究肿瘤细胞的成长、入侵、转移和新生等过程。下列有关说法错误的是（）A．绿色荧光蛋白是一种高分子化合物B．荧光蛋白在酸性或碱性条件下可能会失去发光功能C．温度越高，荧光蛋白的荧光越明显，发光效率越高D．荧光蛋白技术的应用，有助于人类最终战胜癌症2．在实验室中，用下列溶液吸收多余的氯气不符合绿色化学思想的是（）A．NaOH溶液B．NaBr溶液C．Na2SO3溶液D．含Fe的FeCl2溶液3．有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用，下列有关说法中，你认为不妥当的是（）A．自然界存在大量单质硅B．硅的来源丰富，易于开采，且可再生C．硅便于运输、贮存，从安全角度考虑，硅是最佳的燃料D．硅燃烧放出的热量大，且燃烧产物对环境污染程度低，容易有效控制4．下列现象或事实可用同一原理解释的是（）A．乙烯和乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色B．氯气和二氧化硫使品红溶液褪色得分评卷人C．亚硫酸钠和水玻璃暴露在空气中变质D．浓硫酸和浓盐酸暴露在空气中浓度降低阅读以下材料，完成5、6题最近，甲型H1N1流感在全球蔓延，“达菲”可以在72小时内有效控制甲型H1N1流感病毒，其主要合成原料是从我国盛产的八角中提取的莽草酸。右上图为莽草酸的球棍模型，右下图为“达菲”的有效成分的键线式结构。5．下列关于莽草酸的说法正确的是（）A．该化合物分子式为C7H12O5B．该化合物的分子中处于同一平面的原子只有4个C．该化合物既能使溴水褪色，又能使酸性高锰酸钾溶液褪色D．该化合物既有酸性，又有碱性，还有还原性6．下列关于“达菲”的说法正确的是（）A．“达菲”属于芳香族化合物B．“达菲”分子中的氨基（－NH2）与OH－的电子数相同C．“达菲”可发生加成反应，不能发生取代反应D．“达菲”分子中－COOC2H5基团可能是由莽草酸的羧基通过酯化反应制得二、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共28分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只有一个选项，多选时，该小题为0分；若正确答案包括两个选项，只选一个且正确的给2分，选两个且都正确的给4分，但只要选错一个，该小题就为0分。）7．2008年9月，我国发生了婴幼儿奶粉被“三聚氰胺”污染的重大安全事故。已知三聚氰胺呈弱碱性（pKb＝8），其结构简式如图。若－NH2上的氢可以被－Cl取代，则三聚氰胺的三氯代物种数及分子中共平面的原子数最多分别为（）A．1种、9个B．2种、9个C．1种、12个D．2种、12个8．已知A、B是元素周期表中相邻的同主族元素，A所在周期共有m种元素，B所在周期共有n种元素，且m＞n。若A的原子序数为x，则B的原子序数可能为（）A．x＋mB．x＋nC．x－mD．x－n9．有人认为CH2＝CH2与Br2的加成反应实质是Br2先断裂为Br＋和Br－，然后Br＋首先与CH2＝CH2一端的碳原子结合，第二步才是Br－与另一端的碳原子结合。试推测CH2＝CH2与溶有Br2的NaCl水溶液反应，得到的有机物不可能．．．是（）A．BrCH2CH2BrB．ClCH2CH2ClC．BrCH2CH2ClD．BrCH2CH2OH10．熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）具有较高的发电效率，一般以熔融的Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质，以CO、CH4和H2等为燃料，以含有CO2的空气为氧化剂，电池的工作温度为650～700℃。若某MCFC以CH4为燃料，下列有关说法正确的是（）A．正极反应为：2CO2＋O2＋4e－＝2CO2－3B．负极反应为：CH4＋2CO2－3－8e－＝3CO2＋4H+C．放电时，CO2－3向正极移动D．放电时，CO2－3向负极移动11．在某种条件下，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H＝－QkJ/mol。在相同条件下，向密闭容器中通入1molN2(g)和3molH2(g)，达到平衡时，放出热量Q1kJ；向另一容积相同的密闭得分评卷人NNNNH2NH2NH2容器中通2molNH3(g)，达到平衡时，吸收热量Q2kJ。下列关系中正确的是（）A．Q1＝Q2＜QB．Q2＜Q1＜QC．Q1＝Q2＝QD．Q1＋Q2＝Q12．对于达到平衡的可逆反应：A(g)＋3B(g)2C(g)△H＜0，下列说法正确的是（）A．降低温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B．在一定温度下，减小压强，平衡向逆反应方向移动，B的浓度增大C．在恒温、恒容条件下，向平衡体系中加入A物质，C的体积分数增加D．在恒温、恒压条件下，将平衡体系中各物质的物质的量均减少一半，平衡不移动13．下列各溶液中，微粒的物质的量浓度关系正确的是（）A．0.1mol/L的Na2CO3溶液：c(OH－)＝c(HCO－3)＋c(H＋)＋2c(H2CO3)B．含等物质的量NaX和弱酸HX的混合溶液：c(Na＋)＞c(HX)＞c(X－)＞c(H＋)＞c(OH－)C．0.1mol/L的NaHCO3溶液：c(Na＋)＋c(H＋)＋c(H2CO3)＝c(HCO－3)＋c(CO2－3)＋c(OH－)D．向硝酸钠溶液中滴加稀盐酸得到的pH＝5的混合溶液：c(Na＋)＝c(NO－3)三、本题包括2小题，共30分14．（15分）某学校化学兴趣小组欲测定摩尔盐中结晶水的质量分数。已知摩尔盐的化学式为(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O，受热易分解。实验室可供选择的试剂如下：BaCl2溶液、NaOH溶液、H2SO4溶液、0.1000mol/LKMnO4溶液和蒸馏水，实验仪器自选。学生经讨论设计实验方案如下：第一步：用分析天平称取mg样品（分析天平的精确度为0.0001g）；第二步：有四组不同的操作如下表所示：组别实验操作测得的数据甲组将称取的样品放入圆底烧瓶中，加入过量氢氧化钠溶液，加热，用硫酸吸收氨气，称量硫酸的增重。氨气的质量乙组将称取的样品放入已称重的坩埚中，加热至恒重。结晶水的质量丙组高锰酸钾溶液的体积丁组（1）请参考甲组，完成其它组的实验方案，填入上表。（2）甲组的实验装置如右图，请对该装置的合理性做出评价。得分评卷人（3）对乙组实验方案测定结果的准确性做出判断，并说明理由。（4）若丙组测得的体积为VmL，则摩尔盐中结晶水的质量分数为_______________________。15．（15分）为测定铜的相对原子质量，某研究性学习小组的学生利用电解原理，设计了以下两套实验方案：【方案Ⅰ】取CuSO4溶液VmL，用惰性电极电解一段时间后，测量电解后溶液的体积、pH以及电极的增重。【方案Ⅱ】按右图所示装置（固定装置略）用惰性电极电解CuSO4溶液一段时间后，测量一个电极的增重和另一电极上产生气体的体积。请回答下列问题：（1）方案Ⅰ中，能否用CuCl2溶液代替CuSO4溶液？为什么？（2）方案Ⅰ中，若电解前后溶液的体积变化可忽略不计，电解前CuSO4溶液的pH为a，电解后溶液的pH为b，电极增重mg，请写出Cu的相对原子质量Ar(Cu)的表达式。（3）方案Ⅱ中，实验装置连接好后，首先要进行的操作是是什么？如何进行操作？（4）方案Ⅱ实验结束时，该组同学应怎样测量所生成气体的体积？（5）请你再设计一个测定Cu的相对原子质量的实验方案，并简要说明其实验原理。四、本题包括2小题，共30分16．（13分）1797年，Hoyle用浓硫酸和氯酸钾反应制得具有爆炸性的黄色气体；1815年，Davy使2体积这种黄色气体完全分解，得到3体积气体，其中氧气和氯气的体积比为2︰1，表明得分评卷人B电极A电极CD黄色气体是氯的氧化物（当时氯气和氧气的分子式尚未被公认）；1882年，Pebal通过测定这种黄色气体的密度，确定其组成是ClO2。已知90℃时，干燥的氯气和氯酸银按1︰2的物质的量反应可得ClO2，ClO2和臭氧反应可得ClO3，后者在强碱性溶液中可发生自身氧化还原反应。（1）写出所有的制备（生成）ClO2、ClO3的反应方程式。（2）写出ClO3在碱性液中发生自身氧化还原反应的离子方程式。（3）写出ClO2在碱性液中可能发生反应的离子方程式。（4）如果1815年氧气和氯气的分子式已被确定为O2和Cl2，那么Davy的实验结果能否确定黄色气体的化学式就为ClO2？（5）Pebal怎样确定黄色物是ClO2？17．（17分）铁氧体法是目前处理含Cr（Ⅵ）有毒废水的常用方法之一，其原理是用FeSO4将Cr（Ⅵ）还原成Cr（Ⅲ），并生成符合铁氧体（Fe3O4）的复合氧化物Cr3xFe32xFe2＋O4。（1）Cr（Ⅵ）在溶液中存在Cr2O2－7和CrO2－4两种形体，二者可以相互转化，写出二者相互转化的离子方程式。（2）在pH＜4的酸性环境中，写出用FeSO4处理含Cr（Ⅵ）废水的离子反应方程式。若废水中的铬用CrO3表示，通过计算说明需加入绿矾（FeSO4•7H2O）的质量至少为CrO3的多少倍？（3）在实际操作中加入的FeSO4•7H2O固体的量往往比上述计算值要稍多一些，其原因是什么？（4）分析化学上离子浓度小于10－5mol/L，就认为该离子沉淀完全。要使溶液中的金属离子完全沉淀下来，应将溶液的pH至少控制到多少？请说明理由。（已知Ksp[Fe(OH)3]＝10－37.4，Ksp[Cr(OH)3]＝10－30.2，Ksp[Fe(OH)2]＝10－15）（5）工业上处理含Cr（Ⅵ）的酸性废水，也可以用铁作为阳极进行电解，经过一段时间得到含Cr（Ⅲ）的沉淀，请说明其原理。五、选做题（本题含《化学与技术》、《物质结构与性质》和《有机化学基础》三个模块，每个模块25分。请从三个模块中任选两个模块作答，若三个模块均作答则以所答的前两个模块计分，共50分。）《化学与技术》模块18．（25分）将空气中游离态的氮气转化为含氮化合物的过程称为固氮，主要包括合成固氮和生物固氮。（1）目前具有工业规模的合成固氮方法是用N2、H2合成NH3。从反应速率和化学平衡的角度分析，应采取什么条件？工业上合成氨的生产条件与理论上应采取的条件有何不同？（2）工业合成氨时，原料气中常残留少量的CO，在进入合成塔前必须用醋酸二氨合铜溶液吸收CO，其反应为：[Cu(NH3)2]A