全国高中学生化学竞赛试题

2017年全国高中学生化学竞赛试题

(资料图片)

第1题(10分)测定过二硫酸铵与碘化钾反应，可以计算反应级数、速率和活化能，这个过程中有大量的碘生成。实验室含碘废液可回收利用，一般先用还原剂(如亚硫酸钠)将碘还原为I—储存起来，收集到一定量再进行回收。回收时向含碘废液中先加入固体亚硫酸钠，再滴加饱和硫酸铜溶液，生成白色沉淀，然后再加入浓硝酸，最后用升华方法收集碘。

1-1写出上述过程涉及到的离子反应方程式。

1-2利用烧杯、圆底烧瓶等仪器设计一简单的实验装置，利用升华的方式收集生成的碘，画出装置草图，标出各容器中的化学物质。

第2题(10分)为探究菠菜能否与豆腐同食，某同学设计了如下实验探究菠菜的某种成分：

有关数据如下：

CaCO3的Ksp=2.5×10-9 CaC2O4的Ksp=2.5×10-9 HAc的Ka=1.8×10-5

H2C2O4的Ka1=5.9×10-2 Ka2 =6.4×10-5

H2CO3的Kal= 4.2×10-7 Ka2 =5.6×10-11

2-1请根据上述数据，通过计算说明沉淀A与沉淀B应是什么?

2-2为检验菠菜中是否含有铁，某同学直接取溶液M，加入KSCN检验，是否正确?说明理由。

2-3你认为菠菜与豆腐同食，在胃中可形成结石吗?为什么?

第3题(11分)回答下列关于磷的问题：

3-1磷可形成多种硫化物，其中P4S3、P4S10比较稳定，在工业上有较重要的用途，画出两种化合物的结构(其中P4S3有一个P3环)。

3-2在高炉炼铁时，原料中的磷几乎全部还原到生铁中，磷使钢材在低温下变脆，即产生“冷脆”现象，因此脱磷是炼钢过程的主要任务之一。工业上在氧气转炉中使用钙基(CaO)法脱磷，写出可能的化学反应方程式。

3-3 PF3、PC13是工业上使用较多的磷的"卤化物，哪个化合物键角大?说明原因。

第4题(9分)回答下列问题：

4-1 Li、Mg为对角元素，但它们的碳酸盐分解成氧化物的温度却相差悬殊。判断其分解温度的高低，并说明原因。

4-2判断BF3中B-F键能和NF3中N-F键能的高低，说明原因。

4-3有报道说：高温下Fe和NaOH反应可得Na，写出反应方程式，并说明能发生上述反应的原因。

第5题(10分) 及25℃时，将(a) 1 mol CaO，(b)1 mol CaCO3溶于lmol·dm-3的HCl溶液中，放热分别为：(a)193.3 kJ，(b)15.02 kJ。

5-1将1 kg 25℃的CaCO3变为25℃的CaO和CO2需多少热量?

5-2 及25℃时，该反应的 为162.0 J-K-l·mol-1，在此条件下CaCO3和CaO何者更稳定?为什么?

第6题(10分)回答下列问题：

6-1请写出No.15磷原子和No. 22钛原子的原子核外电子排布。

6-2根据化学键理论，讨论下列小分子的成键情况(中心原子作何种杂化，原子间形成什么化学键)：

(a) SO2(b)NO3—(c)CO2

第7题(10分)在滴定分析时，通常采用邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)基准物标定NaOH溶液浓度：

KHC8H4O4+NaOH==KNaC8H4O4+H2O

7-1准确称取0.6126 g邻苯二甲酸氢钾置于一烧杯中，加适量水溶解，采用NaOH溶液滴定，当酚酞指示剂刚刚变色，即到达终点时用去29.40 mL NaOH溶液。计算邻苯二甲酸氢钾的摩尔数和NaOH溶液的摩尔浓度。[M(KHC8H404)= 204.2 g·mol-1]

7-2写出NaOH滴定H2SO4的化学反应方程式。若采用酚酞指示剂，到达终点时的滴定体系溶液是什么颜色?(选择无色、黄色、微红色或其它颜色一种答案)

7-3现有一H2SO4样品液，先将其用纯水准确稀释10倍，然后移取10.00 mL稀释后的H2SO4溶液，采用上述NaOH标准溶液直接滴定，到达终点时用去22.00 mL NaOH标准溶液，求原来H2SO4样品液的摩尔浓度。

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第8题(15分)分子式为C3H6的化合物存在2个异构体A和B，A能迅速与溴单质反应生成互为立体异构体的产物C和D;B的同系物与溴单质只能在光照下反应，并伴有副产物HBr生成，而B却能在无光照条件下与溴单质反应生成单一产物E。E是C，D的异构体。

本题非立体结构式用结构简式或键线式，立体结构式用虚线—楔线式表达，如：

8-1写出化合物A，B，C，D，E的结构式并分别用系统命名法命名。

8-2写出含5个碳原子的B的同系物与溴单质在光照下反应的反应式(用键线式表示)并指出其反应类型(取代反应、消去反应或加成反应)。

8-3 A或B分子中的一个氢原子被其同位素氘置换后，得到分子式为C3H5D的化合物。用键线式或虚线—楔线式表示这些化合物的可能结构(含立体异构体)。

8-4如果将A分子中的2个氢原子用氘置换，则得到7个分子式为C3H4D2的化合物，依次标记为A1-A7。A1分子中的2个氘原子所处的环境完全相同，而其余的6个化合物分子中2个氘原子所处的环境均不相同。用键线式表示A1的结构。

8-5在金属把催化剂存在下，A1-A7分别与氘气(D2)反应得到分子式为C3H4D4的化合物，其中有的生成单一产物，有的则得到一对对映异构体。A1，A2，A3生成的是相同的一对对映体X1和X2，而A7生成的是另一对对映体;A4，A5生成相同的单一产物Y，而A6则生成另一产物Z。用键线式或虚线—楔线式表示A2-A7，X1，X2，Y和Z的结构。

第9题(6分)S-诱抗素(又名脱落酸)是一种植物生长调节物质，是植物体的“抗逆免疫因子”，在调控植物生长发育、提高农产品品质等许多方面有着重要的应用价值。2008年北京奥运会期间，245万盆鲜花施用了S-诱抗素，确保了盛夏时节鲜花持久绽放。

9-1写出S-诱抗素分子中所含官能团的名称。

9-2以下对S一诱抗素的叙述中，哪些是正确的?

A.分子式为C13H14O4

B.分子式为C15H20O4

C.分子中含有2个手性碳原子

D.三个碳-碳双键的构型都是E-型

E.在钯催化下能与4分子氢气反应

F.在钯催化下能与5分子氢气反应

G.能发生加成反应，不能发生取代反应

H.既能发生取代反应，也能发生加成反应

9-3写出S-诱抗素发生臭氧解反应(a.O3，b. H2O/Zn )所得有机产物的结构简式。

第10题(9分)增塑剂(又称塑化剂)不是食品添加剂，而是工业上广泛使用的塑料添加剂，长期食用含增塑剂的食品对人体健康十分有害。2011年5月起台湾食品中先后检出DEHP等多种增塑剂，2011年6月1日卫生部紧急发布公告，将某些增塑剂列入食品中可能违法添加的非食用物质和易滥用的食品添加剂名单。

DEHP在碱性条件下水解并酸化后，得到两个化合物A(C8H6O4)和B(C8H18O)，两者的摩尔比为1:2。A是一种含苯环的酸性物质，发生硝化反应时，仅生成两种一元硝化产物。B为饱和化合物，在室温下易被KMnO4氧化生成C(C8H16O2)。日在A12O3存在下加热生成D(C8H16)，D与K2Cr2O7/H2SO4反应生成3-庚酮和二氧化碳。用CrO3/吡啶可将B转化为E(C8H16O)，E能与Ag(NH3)2OH发生银镜反应并生成F。

10-1请写出化合物A-E的结构简式。

10-2另一种增塑剂DEEP的合成方法如下，请写出DEEP的结构简式、G-K所代表的试剂及必要反应条件或产物的结构简式：

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