2017年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽試題

(資料圖片)

第1題(10分)測定過二硫酸銨與碘化鉀反應(yīng)，可以計算反應(yīng)級數(shù)、速率和活化能，這個過程中有大量的碘生成。實驗室含碘廢液可回收利用，一般先用還原劑(如亞硫酸鈉)將碘還原為I—儲存起來，收集到一定量再進行回收。回收時向含碘廢液中先加入固體亞硫酸鈉，再滴加飽和硫酸銅溶液，生成白色沉淀，然后再加入濃硝酸，最后用升華方法收集碘。

1-1寫出上述過程涉及到的離子反應(yīng)方程式。

1-2利用燒杯、圓底燒瓶等儀器設(shè)計一簡單的實驗裝置，利用升華的方式收集生成的碘，畫出裝置草圖，標出各容器中的化學(xué)物質(zhì)。

第2題(10分)為探究菠菜能否與豆腐同食，某同學(xué)設(shè)計了如下實驗探究菠菜的某種成分：

有關(guān)數(shù)據(jù)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請根據(jù)上述數(shù)據(jù)，通過計算說明沉淀A與沉淀B應(yīng)是什么?

2-2為檢驗菠菜中是否含有鐵，某同學(xué)直接取溶液M，加入KSCN檢驗，是否正確?說明理由。

2-3你認為菠菜與豆腐同食，在胃中可形成結(jié)石嗎?為什么?

第3題(11分)回答下列關(guān)于磷的問題：

3-1磷可形成多種硫化物，其中P4S3、P4S10比較穩(wěn)定，在工業(yè)上有較重要的用途，畫出兩種化合物的結(jié)構(gòu)(其中P4S3有一個P3環(huán))。

3-2在高爐煉鐵時，原料中的磷幾乎全部還原到生鐵中，磷使鋼材在低溫下變脆，即產(chǎn)生“冷脆”現(xiàn)象，因此脫磷是煉鋼過程的主要任務(wù)之一。工業(yè)上在氧氣轉(zhuǎn)爐中使用鈣基(CaO)法脫磷，寫出可能的化學(xué)反應(yīng)方程式。

3-3 PF3、PC13是工業(yè)上使用較多的磷的"鹵化物，哪個化合物鍵角大?說明原因。

第4題(9分)回答下列問題：

4-1 Li、Mg為對角元素，但它們的碳酸鹽分解成氧化物的溫度卻相差懸殊。判斷其分解溫度的高低，并說明原因。

4-2判斷BF3中B-F鍵能和NF3中N-F鍵能的高低，說明原因。

4-3有報道說：高溫下Fe和NaOH反應(yīng)可得Na，寫出反應(yīng)方程式，并說明能發(fā)生上述反應(yīng)的原因。

第5題(10分) 及25℃時，將(a) 1 mol CaO，(b)1 mol CaCO3溶于lmol·dm-3的HCl溶液中，放熱分別為：(a)193.3 kJ，(b)15.02 kJ。

5-1將1 kg 25℃的CaCO3變?yōu)?5℃的CaO和CO2需多少熱量?

5-2 及25℃時，該反應(yīng)的 為162.0 J-K-l·mol-1，在此條件下CaCO3和CaO何者更穩(wěn)定?為什么?

第6題(10分)回答下列問題：

6-1請寫出No.15磷原子和No. 22鈦原子的原子核外電子排布。

6-2根據(jù)化學(xué)鍵理論，討論下列小分子的成鍵情況(中心原子作何種雜化，原子間形成什么化學(xué)鍵)：

(a) SO2(b)NO3—(c)CO2

第7題(10分)在滴定分析時，通常采用鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)基準物標定NaOH溶液濃度：

KHC8H4O4+NaOH==KNaC8H4O4+H2O

7-1準確稱取0.6126 g鄰苯二甲酸氫鉀置于一燒杯中，加適量水溶解，采用NaOH溶液滴定，當(dāng)酚酞指示劑剛剛變色，即到達終點時用去29.40 mL NaOH溶液。計算鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾數(shù)和NaOH溶液的摩爾濃度。[M(KHC8H404)= 204.2 g·mol-1]

7-2寫出NaOH滴定H2SO4的化學(xué)反應(yīng)方程式。若采用酚酞指示劑，到達終點時的滴定體系溶液是什么顏色?(選擇無色、黃色、微紅色或其它顏色一種答案)

7-3現(xiàn)有一H2SO4樣品液，先將其用純水準確稀釋10倍，然后移取10.00 mL稀釋后的H2SO4溶液，采用上述NaOH標準溶液直接滴定，到達終點時用去22.00 mL NaOH標準溶液，求原來H2SO4樣品液的摩爾濃度。

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第8題(15分)分子式為C3H6的化合物存在2個異構(gòu)體A和B，A能迅速與溴單質(zhì)反應(yīng)生成互為立體異構(gòu)體的產(chǎn)物C和D;B的同系物與溴單質(zhì)只能在光照下反應(yīng)，并伴有副產(chǎn)物HBr生成，而B卻能在無光照條件下與溴單質(zhì)反應(yīng)生成單一產(chǎn)物E。E是C，D的異構(gòu)體。

本題非立體結(jié)構(gòu)式用結(jié)構(gòu)簡式或鍵線式，立體結(jié)構(gòu)式用虛線—楔線式表達，如：

8-1寫出化合物A，B，C，D，E的結(jié)構(gòu)式并分別用系統(tǒng)命名法命名。

8-2寫出含5個碳原子的B的同系物與溴單質(zhì)在光照下反應(yīng)的反應(yīng)式(用鍵線式表示)并指出其反應(yīng)類型(取代反應(yīng)、消去反應(yīng)或加成反應(yīng))。

8-3 A或B分子中的一個氫原子被其同位素氘置換后，得到分子式為C3H5D的化合物。用鍵線式或虛線—楔線式表示這些化合物的可能結(jié)構(gòu)(含立體異構(gòu)體)。

8-4如果將A分子中的2個氫原子用氘置換，則得到7個分子式為C3H4D2的化合物，依次標記為A1-A7。A1分子中的2個氘原子所處的環(huán)境完全相同，而其余的6個化合物分子中2個氘原子所處的環(huán)境均不相同。用鍵線式表示A1的結(jié)構(gòu)。

8-5在金屬把催化劑存在下，A1-A7分別與氘氣(D2)反應(yīng)得到分子式為C3H4D4的化合物，其中有的生成單一產(chǎn)物，有的則得到一對對映異構(gòu)體。A1，A2，A3生成的是相同的一對對映體X1和X2，而A7生成的是另一對對映體;A4，A5生成相同的單一產(chǎn)物Y，而A6則生成另一產(chǎn)物Z。用鍵線式或虛線—楔線式表示A2-A7，X1，X2，Y和Z的結(jié)構(gòu)。

第9題(6分)S-誘抗素(又名脫落酸)是一種植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)，是植物體的“抗逆免疫因子”，在調(diào)控植物生長發(fā)育、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等許多方面有著重要的應(yīng)用價值。2008年北京奧運會期間，245萬盆鮮花施用了S-誘抗素，確保了盛夏時節(jié)鮮花持久綻放。

9-1寫出S-誘抗素分子中所含官能團的名稱。

9-2以下對S一誘抗素的敘述中，哪些是正確的?

A.分子式為C13H14O4

B.分子式為C15H20O4

C.分子中含有2個手性碳原子

D.三個碳-碳雙鍵的構(gòu)型都是E-型

E.在鈀催化下能與4分子氫氣反應(yīng)

F.在鈀催化下能與5分子氫氣反應(yīng)

G.能發(fā)生加成反應(yīng)，不能發(fā)生取代反應(yīng)

H.既能發(fā)生取代反應(yīng)，也能發(fā)生加成反應(yīng)

9-3寫出S-誘抗素發(fā)生臭氧解反應(yīng)(a.O3，b. H2O/Zn )所得有機產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。

第10題(9分)增塑劑(又稱塑化劑)不是食品添加劑，而是工業(yè)上廣泛使用的塑料添加劑，長期食用含增塑劑的食品對人體健康十分有害。2011年5月起臺灣食品中先后檢出DEHP等多種增塑劑，2011年6月1日衛(wèi)生部緊急發(fā)布公告，將某些增塑劑列入食品中可能違法添加的非食用物質(zhì)和易濫用的食品添加劑名單。

DEHP在堿性條件下水解并酸化后，得到兩個化合物A(C8H6O4)和B(C8H18O)，兩者的摩爾比為1:2。A是一種含苯環(huán)的酸性物質(zhì)，發(fā)生硝化反應(yīng)時，僅生成兩種一元硝化產(chǎn)物。B為飽和化合物，在室溫下易被KMnO4氧化生成C(C8H16O2)。日在A12O3存在下加熱生成D(C8H16)，D與K2Cr2O7/H2SO4反應(yīng)生成3-庚酮和二氧化碳。用CrO3/吡啶可將B轉(zhuǎn)化為E(C8H16O)，E能與Ag(NH3)2OH發(fā)生銀鏡反應(yīng)并生成F。

10-1請寫出化合物A-E的結(jié)構(gòu)簡式。

10-2另一種增塑劑DEEP的合成方法如下，請寫出DEEP的結(jié)構(gòu)簡式、G-K所代表的試劑及必要反應(yīng)條件或產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式：

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