2023年5月21日第37届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛试卷(Word版含答案)
展开1 .本试卷共 21 题,用 2 小时完成,共 100 分。
3 .用铅笔作答无效。
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“扬子石化杯”
第 37 届中国化学奥林匹克 (江苏赛区) 初赛试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 K39 Ca 40 Co 59 Ba 137
题号
一
二
三
四
五
总分
核分人
得分
2 .不可使用计算器。
4 .不可使用涂改液或修正带。
一、选择题 (每小题有 1-2 个选项符合题意,1-5 题每小题 2 分,6- 15 题每小题 3 分,共 40 分。
若有两个正确选项,选错一个得 0 分,少选一个得 1 分。请将答案填在下方的表格内)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
得分
阅卷人
答案
1 .“增蓝天,保碧水,护净土” ,江苏省正加快推进生态环境治理现代化建设。下列叙述正确的是
A .推广使用煤气化和液化技术,获得清洁燃料和化工原料
B .在一定条件下,选择合适的催化剂将CO2 氧化为甲酸
C .铵态氮肥使用时要深施覆土,是因为铵态氮肥易氧化变质
D .纳米铁粉可以通过吸附作用高效地除去被污染水体中的 Cu2+ 、Ag+等重金属离子
2 .下列化学用语或图示表达正确的是
A .H2 的共价键电子云轮廓图:
B. 在①P 、S ;②Mg 、Ca;③Si 、Al 三组元素中,每组中都是前一个元素第一电离能大
C. 放烟花时看到的焰色是某些金属原子的电子吸收能量后发生电子跃迁的结果,属于吸收光谱
D .醛基的电子式:
3 .下列实验操作和数据记录都正确的是
A .用 pH 计测得氯水的 pH 为 2. 1
B .用托盘天平称量时,将 NaOH 固体置于左盘的滤纸上,读数为 1.2g
C .用量筒准确量取 5. 15mL1.50mol ·L- 1 的 NaOH 溶液
D .用 HCl 溶液滴定 NaOH 溶液时,其突越范围的 pH 为 4.3~9.7
4 .“酸(碱)化”是实验中经常采用的方法,下列酸(碱)化过程正确的是
A .增强高锰酸钾的氧化能力,用浓盐酸酸化
B .检验淀粉水解的产物:取少量淀粉溶液,加酸溶液并加热后,用稀 NaOH 溶液碱化,再检
验
C .检验卤代烃中的卤元素:取少量卤代烃,加碱溶液并加热后,用稀硫酸酸化,再检验
D .配制银氨溶液时,需要加入过量的氨水把溶液调成碱性
5 .宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列方程式不能正确解释相应事实的是
A .SO2 气体通入足量 NaClO 溶液中: SO2 + H2 O + 3ClO− = Cl− + SO− + 2HClO
B . 亚硫酸钠水解: SO− +2H2 O H2 SO3 +2OH−
C . 向加碘食盐(含碘酸钾)中加入碘化钾溶液和稀硫酸:IO + 5I− + 6H+ = 3I2 + 3H2 O
D .用 K3 [Fe(CN)6]溶液检验亚铁离子: K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
6 .每年 10 月 23 日上午的 6:02 到晚上的 6:02 被誉为“摩尔日”(MoleDay) ,这个时间的美式写法为 6:020/23 ,外观 与阿伏加德罗常数 6.02 × 1023相似。通常用NA 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是
A .273℃ 、101.3kPa 时,1L 苯蒸气完全燃烧所生成的气态物质的总分子数约为NA
B .5 g H 和 H 的混合物发生热核聚变反应: H+H →He+n ,净产生的中子( n)数为NA
D .5NH4NO3=====2HNO3+4N2 ↑+9H2O 反应中,生成 28 g N2 时,转移的电子数目为 3.75NA
C .12 g 石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为 1NA △
7 .谣言止于智者,下列关于化学谣言的分析正确的是
A .滴露闻起来有刺鼻气味,其中的成分 (对氯间二甲苯酚) 有毒,所以不要使用
B .菠菜不应与豆制品一起吃,原因是菠菜中草酸与豆腐中 Ca2+会产生草酸钙沉淀,导致胆结石。
C .方便面桶添加了无法消化的石蜡,导致胃里附着石蜡膜,所以不要吃方便面
D .柚子皮对于去除甲醛并无作用,柚子皮的清香味掩盖过甲醛的气味,不但无法去除甲醛,还可能会增加室
内空气湿度,增加甲醛浓度
8 .在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A .NaHCO3(s) △ Na2CO3(s) 饱和石灰水NaOH(aq)
C .NH3 NO HNO3
B .Al(s) NaOH(aq) NaAlO2(aq)过量 HCl(aq)Al(OH)3(s) O2 H2O
催化剂, △
D .MgCO3 HCl(aq) MgCl2(aq) 电解 Mg
9 . 钛形成的 Tebbe试剂(结构如右图)常用作有机反应的烯化试剂,其结构如图所示。下列说法不正确的是
A .该试剂不能溶于极性有机溶剂
B .中存在 的大π键
C .该试剂中钛原子的配位数为 12
D .该试剂使丙酮变为 2- 甲基丙烯时,可能先转化为
10.某高分子材料的结构如右图,下列说法正确的是
A .该材料具有较好的吸水保水能力
B .分子中所有碳原子共平面
C .该物质的四元环上存在手性碳原子
D .1mol 该物质与足量 NaOH 溶液反应,最多可消耗 4mol NaOH
化学试卷 第 1 页 (共 8 页)
化学试卷 第2页 (共 8 页)
答 题
考
生 密
得 分 阅卷人
二、 (本小题共 2 小题,共 22 分)
封
不 得
过 此
线
线
2H2 SO4 H3 O+ +HS2 O K2=5. 1×10-5
...
11.锂硫电池由金属锂阳极、硫复合阴极、电解液等组成。下列说法不正确的是
A .该电池的电解液可以使用水溶液。
B .阴极硫还原是一个多过程的反应,第一步反应为S8 +2e− = S −
C .阴极反应总方程式为:S+2Li++2e-=Li2S。
D .由于硫导电率低,不能单独作为阴极使用,因此硫复合阴极通 常由稳定的单质 S8 、导电剂和聚合物黏结剂组成。
12.许多无水体系有着与水溶液相似的性质,无水硫酸便是其中一例。
2H2 SO4 H3 SO +HSO K1=2.7×10-4
已知无水硫酸中存在如下三个平衡:
HS2 O + H3 SO H2 SO4 + H2 S2 O7 K3= 71
下列说法不正确的是
...
A .无水硫酸中 C(H3 SO )>C(H3 O+ )
B .HSO3F 的酸性可能强于 H2SO4
D .已知 HNO3 +2H2 SO4 =NO+2HSO+H3 O+ ,得出结论:硝酸酸性强于硫酸。
C .无水硫酸粘稠的原因之一是分子间存在氢键
13.向含 Ni2+与 Cu2+浓度皆为 0.05mol ·L- 1 的溶液中加入某有机试剂 HR。
{已知:2HR(有机相)+Cu2+(水相) CuR2(有机相)+2H+(水相) ,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10- 12 , Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10- 16} ,下列有关说法不正确的是
A .加有机试剂 HR 的目的是通过“萃取”的方式分离出 Cu2+
B .向有机相中加入稀硫酸可进行“反萃取” ,得到 CuSO4 溶液
C .一定条件下,=5 ,则 Cu2+ 的萃取率为
14.乙二胺(H2 NCH2 CH2 NH2,简写为 X)为二元弱碱。25℃时,向 0. 1 mol ⋅ L − 1 其盐酸盐溶液XH2 Cl2 中加入固体 NaOH(溶液体积变化忽略不计) ,溶液 pH 值,体系中XH XH+ 、X 三种粒子的浓 度的对数值(lgc)与 t = 的关系如图所示。下列说法正确的是
D .通过向水相中加入 MgO 固体,可实现 Ni2+ 的有效去除[c(Ni2+)≤10-5]。
A . 乙二胺第一步电离常数的数量级为10−5
B .t1 时,3cXH+ +cH+ <cOH− +cCl−
C .b 点时,c HX+ >10cXH+
D .c 点时,t2 =2
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15.下列方案设计、现象和结论都正确的是
方案设计
现象
结论
A
在 4mL 0. 1mol ·L- 1 K2Cr2O7 溶液中加 入数滴 1mol ·L- 1 NaOH 溶液
溶 液 由 橙 色 变 为 黄色
Cr2O72-+H2O = 2CrO42-+2H+ 正移
B
两支试管中均装有 2mL 0.01mol ·L- 1 酸性 KMnO4 溶液 , 向第一支加入 1mL 0.01mol ·L- 1 草酸溶液和 1mL 水, 第二支加入 2mL 0.01mol ·L- 1 草酸溶 液
第 一 支 试 管 褪 色 时 间 比 第 二 支 试 管长
其他条件相同时,反应物浓度越大,反应 速率越快
C
取少量 Fe 粉与 HNO3 反应后的溶液 于试管中,依次加入 H2SO4 和 Fe 粉
有色气体产生
HNO3 过量
D
往 2 支试管中各加入 1mL 乙酸乙酯, 再分别加入等体积等浓度的稀硫酸 和 NaOH 溶液
NaOH 溶液中酯层 消失的快
碱的催化效果比酸的催化效果好
16. (10 分) 化合物 X 由四种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:溶液 D 的焰色试验显紫色 (透过蓝色钴玻璃) 且含有与 C 相同的阴离子
溶液 H 中加 KSCN 溶液不变色。
( 1)X 的组成元素是 ,气体 F 的组成为 。
(2)写出X 光照分解的化学反应方程式 。
(3)溶液 D 与酸性 KMnO4 溶液反应有气体 A 生成,写出离子方程式 。
(4)写出固体 C 与溶液 D 以及 H2O2 反应生成 X 的化学方程式
。
化学试卷 第4页 (共 8 页)
考
生 密
答 题
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线
线
三、 (本小题共 1 小题,共 10 分)
17. (12 分) 纳米银粉具有特殊的化学活性,用途广泛,某研究小组制备纳米银粉并进而制备 Ag 电极的流程如下:
已知:①AgOH 是白色难溶于水的物质,常温下极不稳定,分解生成棕色微溶于水的Ag2 O。
③Ag+ + SCN− = AgSCN ↓
②向硝酸银溶液中加入氨水,转化为Ag2 O 的AgNO3 占参加反应的AgNO3 总量的百分比最大 不超过 10%。
请回答:
( 1)银氨溶液中主要含 Ag 元素的离子是 。 (填化学式)
(2)下列有关说法不正确的是 。
A .步骤 I ,银氨溶液也可用 AgCl 与氨水反应制得
B .步骤 II ,若反应温度过高,反应速率过快,分散剂来不及包裹生成的银粉,发生二次 团聚,不利于纳米银粉的制备
C .步骤 III ,为了加快过滤速度,可以采用抽滤
D .步骤 IV ,将有机载体与纳米银粉均匀混合的操作是研磨
(3)步骤 I ,向 1 mL 2% AgNO3 (HNO3 酸化)溶液中逐滴加入 2%氨水至过量,溶液始终澄清,原 因为 。
(4)AgNO3 溶液可用于滴定分析某 CuCl2 粗品中 CuCl2 的含量。从下列选项中选择合理的仪器 和操作,补全如下步骤[“ ”上填写一件最关键仪器,“ ( ) ”内填写一种操作,“ [ ]” 内填写一种试剂,均用字母表示]。
用分析天平称量 CuCl2 粗品 x g→加入 中→用 ( )加入前置容器中→加入[ ] 做指示剂→用滴定管 (盛装NH4 SCN 标准溶液) 滴定至终点。
仪器:a.烧杯;b.锥形瓶;c.酸式滴定管;d.碱式滴定管
操作:e.配置一定体积的 CuCl2 溶液; f.酸溶样品;
g.量取一定体积一定浓度的 AgNO3 溶液
试剂:h. 甲基橙;i.酚酞;j.NH4 Fe(SO4 )2 溶液
(5)用 AgNO3 溶液与维生素 C 以及明胶在一定条件下也可制得纳米 Ag
①该体系中的维生素 C 的作用为 。
②已知明胶可与溶液中 Ag+形成如下配合物,[Ag(明胶)]+得电子后,明胶继续吸附在银核
表面。
明胶在该体系中的功能为 。
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得 分
阅卷人
18.深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义。N2O 、CO 在 Pt2O+ 的表面进行两步反应转化为无毒的 气体,其相对能量、反应历程和熵值 (298. 15K ,100Kpa 时) 如图甲、乙所示。
I:N2O (g) + Pt2O+(g) N2(g) + Pt2O2+ (s) ∆H1
II:CO(g) + Pt2O2+(g) CO2(g) + Pt2O+ (s) ∆H2
将等物质的量的 N2O 和CO 充入一密闭容器中进行反应,请回答:
( 1)总反应的热化学方程式为 (∆H 用含∆H1、∆H2 的式子表示)。
(2)下列说法正确的是 ( )
A.在恒温,恒容时,混合气体的密度不再变化说明体系达到平衡状态
B.该总反应高温下可能不自发
C.反应过程中先是 N2O 中的 O 原子去进攻 Pt2O+ 中的 Pt 原子
D.研究表明,Pt2O+一步催化相对于上述反应历程具有更少的反应步骤和更低的活化能,所以平衡转化率更大。
(3)在 T1℃,平衡时 lgp(N2O)与 lgp(CO2)的关系如图丙所示,p 为物质的分压强(单位为kPa)。若v 正=k 正 ·p(N2O) ·p(CO)、 v 逆=k 逆 ·p(N2) ·p(CO2) ,则 = 。(分压=总压×物质的量分数)。
(4)若在相同时间内测得N2 O 的转化率随温度的变化曲线如图丁所示,N2 O 的转化率在 400℃~900℃之间下降 由缓到急的原因是
。
(5)在图丁中画出 900℃以后,相同时间内N2 O 的转化率随温度的变化曲线 。
化学试卷 第6页 (共 8 页)
四、 (本小题共 2 小题,共 16 分)
不 得
答 题
五、 (本小题共 1 小题,共 12 分)
考
生 密
封
过 此
线
线
得 分
阅卷人
19. (10 分) 锂及其化合物具有广泛的使用场景,请回答。
( 1)LiAlH4 是有机合成中常用的还原剂,其中阴离子的空间构型为 。
(2) 12-冠-4 ( ) 可与锂离子络合,其中氧的杂化方式为 , 与 12-冠-4 类同的冠醚常被用作相转移催化剂,请解释原因
。
(3)锂钴复合氧化物是目前商品化锂离子电池的常用正极材料,其理想结构如图。
①Co3+ 的价电子排布图为 。
②该理想结构中 Li 周围 O 的配位数为 。
③在图上用粗线框出这种理想结构的锂钴复合氧化物晶体的一个晶胞 。
④已知该理想结构的晶胞边长为分别为 anm 和 cnm,该晶体的密度为 g/cm3 (用含 a 、c 以及 NA 的计算式表达)。
(19 题图) (19 题备用图)
20. (6 分) 尿素在一定条件下会失去氨而缩合,如两分子尿素失去一分子氨形成二聚物:
一定压强下 100 mol CO(NH2)2 在熔融状态发生缩合反应且反应完全,失去 70 mol NH3 ,生成 二聚物和三聚物。
( 1)已知三聚物有两种 (其中之一为环状) ,写出对应的失氨缩合反应方程式。
(2)已知二聚物的物质的量分数约为 0.4 ,则三种缩合产物的物质的量分别为 (答案为整数) ?
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得 分
阅卷人
21.某研究小组按下列路线合成广谱抗菌药物环丙沙星 (H) 。
已知:
请回答:
(1) B 的结构简式是 。
(2) C 中官能团名称是 。
(3) 写出 D→E 的化学方程式 。
(4) E→F 的反应类型为 。
(5) 写出符合下列要求的 G 的同分异构 。
①分子中含有 2 个苯环;
②1H-NMR 谱表明:分子中共有 5 种不同化学环境的氢原子,数目比为 2:2:2:2:1;
③能与 FeCl3 溶液发生显色反应,水解产物之一同样可以与 FeCl3 溶液发生显色反应。
和
(6)设计以
为 原 料 合 成
的路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
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