高中學生化學競賽試題及答案
高中學生化學競賽會考到哪些知識點呢,不妨看看,以下是CN人才小編搜集并整理的有關內容,希望對大家有所幫助!
一、選擇題(本題包括9小題,每小題3分,共27分。每小題只有一個選項符合題意。)
1.東方航空公司成功進行了由地溝油生產的生物航空燃油的驗證飛行。能區別地溝油(加工過的餐飲廢棄油)與礦物油(汽油、煤油、柴油等)的方法是
A.點燃,能燃燒的是礦物油
B.測定沸點,有固定沸點的是礦物油
C.加入水中,浮在水面上的是地溝油
D.加入足量氫氧化鈉溶液共熱,不分層的是地溝油
2.化學在工業生產和日常生活中有著重要的應用。下列說法正確的是
A.CO2、NO2和SO2都是酸性氧化物,都是大氣污染物
B.高溫或普通消毒劑均不能殺滅H7N9禽流感病毒
C.常溫下,濃硫酸、濃硝酸均能使鐵發生鈍化,均能用鐵罐儲運
D.“遼寧艦”上用于艦載機降落攔阻索的是一種特種鋼纜,屬于新型無機非金屬材料
3.下列操作,能夠實現實驗目的的是
4.下列關于有機物的說法中,正確的一組是
①淀粉、油脂、蛋白質在一定條件下都能發生水解反應
②“乙醇汽油”是在汽油里加入適量乙醇而成的一種燃料,它是一種新型化合物
③除去乙酸乙酯中殘留的乙酸,可加入過量飽和碳酸鈉溶液,振蕩后靜置分液
④石油的分餾、裂化和煤的干餾都是化學變化
⑤淀粉遇碘酒能變藍色,葡萄糖能與新制氫氧化銅懸濁液反應
⑥汽油、柴油和植物油都是碳氫化合物,完全燃燒只生成CO2和H2O
A.①②⑤ B.①③⑤ C.②④⑥ D.③④⑥
5.NA為阿伏加德羅常數,下列各項敘述中正確的是
A.1 mol苯分子中所含的C=C鍵為3NA
B.0.2 mol H2O2完全分解轉移的電子數為0.4NA
C.常溫、常壓下,16 g O3和O2的混合氣體中所含的氧原子數為NA
D.7.8 g Na2O2所含的陰離子數為0.2NA
6.25℃時,對于濃度均為0.1mol/L的三種溶液:①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液,下列說法錯誤的是
A.①和②等體積混合后的溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
B.①和③等體積混合后溶液顯酸性:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C.②和③等體積混合后溶液中由水電離出的c(H+)<10-7mol/L
D.由水電離出的c(OH-):②>③>①
7.X、Y、Z、W、R屬于短周期元素,已知它們都不是稀有氣體元素。X的原子半徑最大;Y元素的.原子最外層電子數為m,次外層電子數為n;Z元素的原子L層電子數為m+n,M層電子數m-n;W元素與Z元素同主族;R元素原子與Y元素原子的核外電子數之比為2∶1。下列敘述錯誤的是
A.X與Y形成的兩種化合物中陰、陽離子的個數比均為1∶2
B.Y的氫化物比R的氫化物穩定,Y的氫化物熔沸點比R的氫化物低
C.Z、W、R最高價氧化物對應水化物的酸性強弱順序:R>W>Z
D.Y分別與Z、W、R以兩種元素組成的常見化合物有5種
8.有機物A、B的分子式均為C5H12O,兩者互為同分異構體。已知A能發生消去反應,且能與B的氧化產物C發生酯化反應生成D,則D的結構可能有(不考慮立體異構)
A.24種 B.25種 C.28種 D.32種
9.向甲、乙、丙三個密閉容器中充入一定量的A和B,發生反應:A(g)+xB(g)2C(g)。各容器的反應溫度、反應物起始量、反應過程中C的濃度隨時間變化關系分別如下表和下圖所示:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
容積 | 0.5 L | 0.5 L | 1.0 L |
溫度/℃ | T1 | T2 | T2 |
反應物 起始量 | 1.5 mol A 0.5 mol B | 1.5 mol A 0.5 mol B | 6.0 mol A 2.0 mol B |
下列有關推斷正確的是
A.10 min內甲容器中反應的平均速率v(A)=0.1 mol/(Lmin)
B.T1<T2,正反應為吸熱反應
C.平衡時保持溫度不變,縮小容器體積平衡向正反應方向移動
D.T1℃時,若起始時甲容器中充入0.5 mol A、1.5 mol B,平衡時A的轉化率為75 %
二、本題包括3小題,共43分。
10.(14分)合成氣(CO+H2)是一種重要的化工原料,在化工生產中具有十分廣泛的用途。下圖是以天然氣為主要原料制備合成氣,并用合成氣生產甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及煉鐵的一種工藝流程:
(1)在用合成氣煉鐵的流程中,向燃燒室通入甲烷與氧氣的最佳體積配比V(CH4)∶V(O2)為____________________。
(2)尾氣Y的成分與合成氣的配比有關,則合成二甲醚時所發生的反應可能有____________。
(3)在催化反應室中所發生的反應為可逆反應,則____________(填“高壓”或“低壓”)有利于合成氣的合成。
(4)以Cu2O/ZnO為催化劑,由合成氣合成甲醇可在一定溫度和壓強下自發進行,則反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在_______________________條件下一定不能自發進行。
為探究合成甲醇的適宜溫度和壓強,某同學設計了如下三組實驗:
實驗編號 | n(H2)/n(CO) | T/℃ | P/MPa |
ⅰ | m1 | 250 | 1 |
ⅱ | 3 | T1 | 5 |
ⅲ | m2 | 350 | P1 |
則T1=__________,P1=__________。
(5)已知某能量轉換效率為87.5 %的甲醇燃料電池消耗16 g CH3OH(g)生成CO2(g)和H2O(l)可產生334.2 kJ的電能,則表示CH3OH(g)燃燒熱的熱化學方程式為________________。
11.(15分)鐵砂的主要成分是微粒狀的磁性氧化鐵、石英和石灰石等的混合物。某化學興趣小組從鐵砂中分離磁性氧化鐵,并進行一系列的實驗。
(1)該小組同學從鐵砂中分離出磁性氧化鐵,其最簡單有效的方法是____________________。
(2)該小組同學對得到的磁性氧化鐵中鐵元素的化合價進行實驗探究。已知備選試劑有:稀硫酸、稀硝酸、酸性高錳酸鉀溶液、雙氧水、硫氰化鉀溶液、鐵粉,請補充實驗步驟并填寫相應實驗現象及結論。
實驗步驟 | 實驗現象及結論 |
①取少量樣品,用稀硫酸溶解后,分成兩份 | |
②向其中一份滴加_______________(填寫備選試劑名稱) | |
③再向另一份滴加_______________(填寫備選試劑名稱) |
(3)取分離得到的磁性氧化鐵與足量的鋁粉混合進行鋁熱反應,寫出該反應的化學方程式___________________________________________________________________________。
(4)取出上述反應的產物之一,按以下流程進行實驗,最后測得該產物的純度。
已知幾種氫氧化物開始沉淀和沉淀完全時的pH:
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 | |
開始沉淀的pH | 7.5 | 2.8 | 4.2 | 9.6 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 4 | 5 | 11 |
試回答:
①該實驗操作Ⅰ的名稱是_______________;
②操作Ⅱ中應使用的儀器是_______________;
③反應Ⅲ中控制pH=4的目的是__________________________________;
④若稱取產物之一的質量為5.0 g,最終紅色粉末質量為6.5 g,則該產物的純度是________。
12.(14分)鋰離子電池廣泛用作便攜式電源,其正極材料是決定鋰離子電池可逆容量與循環壽命的關鍵因素之一。鋰二次電池一般以LiCoO2、LiFePO4等為正極材料,以石墨碳為負極材料,以溶有LiPF6、LiBF4等的碳酸二乙酯(DEC)為電解液。充電時,Li+從正極層狀氧化物的晶格間脫出進入有機電解液,有機電解液中的Li+則進入負極,得電子后以原子形式嵌入到石墨材料的晶格中,即:6C+xLi++xe-=LixC6,如圖所示:
(1)充電時,電池的正極上的反應為_______________________________________________。
(2)LiCoO2可以Li2CO3和Co3O4為原料,通過700~850℃高溫焙燒制得,該反應的化學方程式為_______________________________________________________________。
(3)LiFePO4可以通過(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4與LiOH溶液發生共沉淀反應,再將所得沉淀經80℃真空干燥、高溫成型而制得。
①共沉淀反應的化學方程式為_______________________________________________;
②共沉淀反應投料時,不能將(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合,其原因是________;
(4)在實驗室中,可用下列方案從廢舊鋰離子電池的正極材料中(主要含有LiCoO2、炭粉及少量Al、Fe等)回收鈷和鋰。
①溶解過程中,通入SO2時所發生反應的化學方程式為_________________________;
②除雜過程中,所得沉淀的主要成分是___________________________;(寫化學式)
③常溫下,已知Ksp[Co(OH)2]=1.09×10-15,若沉淀鈷時pH=9.5,則溶液中Co2+是否沉淀完全?請列式計算說明。_____________________________________________。
三、選做題(本題含《化學與技術》、《物質結構與性質》和《有機化學基礎》三個模塊,每個模塊15分。考生只能從三個模塊中任選二個模塊作答,否則只能以所答的前二個模塊計分,共30分。)
《化學與技術》模塊
13.(15分)海水占地球總儲水量的97.2%。若把海水淡化和化工生產結合起來,既可以解決淡水資源缺乏的問題,又可以充分利用海洋資源。
(1)目前,以下“技術”中,可用于“海水淡化”是________(填序號)。
①蒸餾法 ②膜分離法(電滲析、反滲透) ③冷凍法 ④離子交換法
(2)工業上從海水中提取的NaCl可用來制取純堿,其簡要過程如下:向飽和食鹽水中先通入氣體A,后通入氣體B,充分反應后過濾得到晶體C和濾液D,將晶體C灼燒即可制得純堿。
①氣體A的化學式為_____________。
②濾液D主要含有NH4Cl和NaHCO3。工業上采取向濾液D中通入NH3,并加入細小食鹽顆粒的方法,冷卻析出不含NaHCO3的副產品NH4Cl晶體。則通入NH3的作用是__________。
(3)氯堿工業是高耗能產業,一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(電)能30%以上。在這種工藝設計中,相關物料的傳輸與轉化關系如圖所示,其中的電極未標出,所用的離子膜都只允許陽離子通過。
①圖示中,Y是______,NaOH的質量分數a%與b%中較大的是__________(填“a”或“b”)。
②寫出燃料電池B中正極上發生的電極反應____________________。
③這樣設計的主要節(電)能之處在于(寫出2點)______________、______________。
《物質結構與性質》模塊
14.(15分)前四周期原子序數依次增大的元素A、B、C、D中,A、B、C的基態原子具有相同的能層和能級,且第一電離能I1(A)<I1(C)<I1(B),其中基態B原子的2p軌道處于半充滿狀態,BC+2與AC2互為等電子體;D為ⅠB族元素。請回答下列問題:
(1)BC+2的電子式為_________(用元素符號表示),其中有____個σ鍵和____個π鍵。
(2)B的簡單氫化物極易溶于C的簡單氫化物,其主要原因是_____________________。
(3)化合物X由A、B兩元素組成,硬度超過金剛石,其晶胞結構如圖甲所示。則晶體中B原子的雜化軌道類型為__________,X的晶體類型為_________________,其硬度超過金剛石的原因是_______________________________________________________。
(4)基態D原子的價層電子排布式為__________。圖乙為D的晶胞結構示意圖,若其原子半徑為r,則計算其空間利用率的表達式為_______________(用含有r的表達式,不要化簡)。
《有機化學基礎》模塊
15.(15分)鹵代烴在醚類溶劑中與Mg反應可制得格氏試劑,格氏試劑在有機合成方面用途廣泛。設R為烴基,已知:
某有機物A有如下轉化關系:
試回答下列問題:
(1)反應①的反應試劑和實驗條件是___________________________________________。
(2)反應②的化學反應方程式為____________________________;反應類型是____________。
(3)G的結構簡式是__________________,G的最簡單的同系物的名稱是______________。
(4)I中所含官能團的名稱是______________________________________。
(5)分子式與I、J相同,且能發生銀鏡反應的異構體有________種。寫出其中含-CH3個數最多的一種異構體的結構簡式______________________________________。
2014年遼寧省高中學生化學競賽試題參考答案及評分標準
一、選擇題(本題包括9小題,每小題3分,共27分。)
1.D 2.C3.A 4.B 5.C6.D 7.B 8.B9.D
二、本題包括3小題,共43分。
10.(14分)
(1)1∶2(2分)
(2)2CO+4H2=CH3OCH3+H2O(2分)、3CO+3H2=CH3OCH3+CO2(2分);
(3)低壓(2分)
(4)高溫、低壓(2分); 250,5(2分)
(5)CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-763.9 kJ/mol(2分)
11.(15分)
(1)用磁鐵吸附(2分)
(2)
② 酸性KMnO4溶液 | 能使酸性KMnO4溶液褪色,說明存在Fe2+(2分) |
③ KSCN溶液 | 能使溶液變成血紅色,說明存在Fe3+(2分) |
(3)8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe(2分)
(4)①過濾、洗滌沉淀(2分)
②坩堝(1分)
③使Fe3+離子完全沉淀,而Al3+離子不沉淀,從而達到分離目的(2分)
④91%(2分)
12.(14分)
(1)LiCoO2―xe-=Li(1-x)CoO2+xLi+(2分)
(2)6Li2CO3+4Co3O4+O2高溫=====12LiCoO2+6CO2(2分)
(3)①(NH4)2Fe(SO4)2+H3PO4+LiOH=LiFePO4↓+2NH4HSO4+H2O(2分)
②Fe2+在堿性條件下容易被氧化(2分)
(4)①2LiCoO2+SO2+2H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+2H2O(2分)
②Fe(OH)3(1分)、Al(OH)3(1分)
③c(Co2+)==1.09×10-6mol/L<1×10-5mol/L,沉淀完全(2分)
三、選做題(本題含《化學與技術》、《物質結構與性質》和《有機化學基礎》三個模塊,每個模塊15分。考生只能從三個模塊中任選二個模塊作答,否則只能以所答的前二個模塊計分,共30分。)
13.【化學與技術】(15分)
(1)①②③④(2分)
(2)①NH3(2分)
②增加NH的濃度,有利于沉淀平衡向生成NH4Cl的方向進行;將NaHCO3轉化為Na2CO3而不析出(2分)
(3) ①H2(2分); b(3分)
②O2+4e-+2H2O==4OH-(2分)
③燃料電池可以補充電解池消耗的電能;提高產出堿液的濃度;降低能耗(答兩點即可)(4分)
14.【物質結構與性質】(15分)
(1)(2分); 2(1分); 2(1分)
(2)NH3與H2O均為極性分子(1分),且相互之間能形成氫鍵(1分)
(3)sp3(2分);原子晶體(1分)
C-N鍵的鍵長小于C-C鍵(1分),鍵能大于C-C鍵(1分)
(4)3d104s1(1分);或×100 %(3分)
15.【有機化學基礎】(15分)
(1)氫氧化鈉乙醇溶液(1分)、加熱(1分)
(2)2CH3CH2OH+O2催化劑△2CH3CHO+2H2O(2分);氧化反應(1分)
(3)CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3(2分);乙二醇(2分)
(4)碳碳雙鍵(1分)、羥基(1分)
(5)8(2分);
C(CH3)3CH2CHO或CH3CH2C(CH3)2CHO或CH3CH(CH3)C(CH3)CHO(2分)
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