2019年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽預(yù)賽試題(四川賽區(qū))

1、 2019 年全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽預(yù)賽試題（四川賽區(qū)） 一 .（16 分）硝酸工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防工業(yè)和航天事業(yè)中占有重要地位。隨著化學(xué)纖維、 近代有機(jī)合成、火箭、導(dǎo)彈等工業(yè)的迅速發(fā)展，需要使用大量的硝酸。工業(yè)生產(chǎn)中用鉑系金 屬作為催化劑用氧將氨氧化制取硝酸。 1- 1 用化學(xué)反應(yīng)式表示出在鉑銠合金催化下由氨氧化制備硝酸的化學(xué)過(guò)程。 計(jì)算出理論產(chǎn)率。 （4 分） 1- 2 含量為 95% 100%的硝酸不能直接由稀硝酸蒸餾而獲得。制取 95% 100%的硝酸，工 業(yè)制備方法之一是在 68%的硝酸中加入某種脫水劑，然后通過(guò)精餾或蒸餾來(lái)獲得。 （1 ）不能直接由稀硝酸蒸餾而獲得 95% 100%硝

2、酸的原因是 _ _ 。 （ 2 分） （2）工業(yè)上常用的脫水劑是硝酸鎂。將 80%硝酸鎂溶液加入稀硝酸中后形成 Mg（NO 3）2 H2O HNO3的三元混合物體系。再通過(guò)蒸餾可得到 95% 100%的濃硝酸。其原因是 _ _ 。（ 2 分） 1- 3. Raman光譜證實(shí)純硝酸中存在水分子， 凝固點(diǎn)降低法的測(cè)定結(jié)果也表明水分子處于非離 解狀態(tài)。寫出純硝酸中產(chǎn)生水的反應(yīng)方程式。 （2 分） 1-4.濃硝酸和濃硫酸的混合酸是有機(jī)合成中常用的硝化劑。寫出濃硝酸和濃硫酸混合后的 反應(yīng)方程式。（2 分） 1-5. 工業(yè)上用稀硝酸和氨氣為原料，經(jīng)過(guò)中和反應(yīng)、溶液蒸發(fā)、結(jié)晶或造粒等步驟制備出硝 酸銨。硝酸

3、銨在常溫下是穩(wěn)定的，受熱后開(kāi)始分解，溫度不同，分解所得主產(chǎn)物不同。 （1）寫出制備過(guò)程中發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)涉及到的共軛酸堿對(duì)。 （2 分） （2）寫出 473K 和 573K 時(shí)硝酸銨的熱分解反應(yīng)方程式。 （2 分） 二.（14 分）由重鉻酸鈉（晶體或濃溶液）同濃硫酸（或發(fā)煙硫酸）反應(yīng)能得到一種暗紅 色針狀晶體 A，如果重鉻酸鈉中含有 NaCI，隨溫度升高水分減少還能生成一種紅色氣體 B。 將 A 熔融并加熱到 523K 以上得到 C。灼燒后的 C 不溶于酸，但可以用熔融法將其轉(zhuǎn)化 ，例 如 C 與 KHSO4共融能得可溶性的 D。向 D 的溶液中加入適量的 NaOH 溶液則沉淀出灰藍(lán)色 的膠狀物

4、質(zhì)。該物質(zhì)具有兩性。電解 A 的硫酸溶液，可得到 E。E 在空氣存在下溶于稀鹽酸 2-2 寫出生成 A、B 和 D 的反應(yīng)方程式。 3 分） 生成 F,在 F 的酸溶液中加入乙酸和鋅粉， 沉淀出一種溶解度較小的 G。表征證明 G 具有含 結(jié)晶水的二聚結(jié)構(gòu)，。 2- 1 寫出 A、B、C、D、E、F、G 的分子式。 （7 分） 2- 3 寫出灰藍(lán)色膠狀物質(zhì)與稀鹽酸和氫氧化鈉的反應(yīng)方程式。 2 分 2- 4 寫出 F 的結(jié)構(gòu)式。 （2 分） 12 分）國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局 2000 年頒布了分析標(biāo)準(zhǔn) HJ/T 60-2000 水質(zhì)硫化物的測(cè)定 （碘量法），下面是該標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容： 原理：在酸性條件下，

5、 水樣中的硫化物與過(guò)量的碘作用生成單質(zhì)硫， 剩余的碘用硫代硫 酸鈉滴定。由硫代硫酸鈉溶液所消耗的量，間接求出硫化物的含量。 測(cè)定過(guò)程：采樣時(shí)，先在采樣瓶中加入一定量的乙酸鋅溶液，再加水樣，然后滴加適量 的氫氧化鈉溶液， 使含硫化物的水樣呈堿性并生成硫化鋅沉淀。 通常情況下， 每 100ml 水樣 加 0.3mL 1mol / L的乙酸鋅溶液和 0.6mL 1 mol/L 的氫氧化鈉溶液，使水樣的 pH 值在 10 12 之間。水樣充滿后立即密塞保存，注意不留氣泡，然后倒轉(zhuǎn)，充分混勻，固定硫化物。 樣品采集后應(yīng)立即分析。試樣和空白溶液 （指純水代替水樣在同樣條件下得到的溶液）各 加入 O.OIm

6、ol / L 碘溶液 10.00mL,再加 5mL 鹽酸溶液，密塞混勻。在暗處放置 10min，用 0.01mol/L 硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液呈淡黃色時(shí)，加入 1mL 淀粉指示液，繼續(xù)滴定 至藍(lán)色剛好消失為止。 今用 HJ/T 60-2000 法進(jìn)行樣品分析： 測(cè)定某水樣的硫化物時(shí)， 按照標(biāo)準(zhǔn)方法， 取某水樣 100mL，用乙酸鋅和氫氧化鈉溶液處理后，回到實(shí)驗(yàn)室，立即加入 O.OImol / L 碘溶液 10.00mL,再加 5mL 鹽酸溶液， 密塞混勻。 在暗處放置 10min， 滴定水樣時(shí)消耗 NazSzOs溶 液量 7.49mL，空白消耗 Na2S2O3溶液量 9.11mL , N

7、a2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度 0.0100mol/L，硫的 原子量 32.O6。 3- 1 請(qǐng)依次寫出測(cè)定過(guò)程的全部化學(xué)反應(yīng)方程式。 3- 2 計(jì)算所測(cè)樣品的硫化物（S2）濃度為多少 mg/L? 3- 3 如樣品非?；鞚幔?上述方法滴定時(shí)無(wú)法觀察指示劑顏色的變化， 請(qǐng)你設(shè)計(jì)一種合理的方 案完成硫化物的測(cè)定。 3-4 標(biāo)準(zhǔn)中所用的碘溶液需要標(biāo)定嗎？為什么？2-2 寫出生成 A、B 和 D 的反應(yīng)方程式。 3 分） 四. （12 分）金剛石晶胞如下圖：在立方體的 8 個(gè)頂角處，6 個(gè)面心處各有 1 個(gè)碳原子; 外將大立方體分為 8 個(gè)小立方體，在相間的小立方體的體心處各有 1 個(gè) C 原子。若將金剛石

8、晶胞中的 C 原子全部換為 Si 原子，同時(shí) 在每個(gè) C-C鍵中點(diǎn)處添一個(gè) 0 原子，則構(gòu)成了白硅石 SiO2的晶胞。 4- 1 寫出硅、氧原子（基態(tài)）的核外電子排布式； 4- 2 在 SiO2晶體中有多少個(gè) Si 原子，多少個(gè) 0 原子? 4- 3 該晶體屬什么晶系？什么晶格型式？結(jié)構(gòu)基元是什么? 4-4 Si 原子的配位數(shù)是多少？ 0 原子的配位數(shù)是多少？ 4-5 假設(shè) Si、0 原子間的最近距離為 1.537 x 10-8 cm，試求 SiO2晶體的密度（g/cm3） （相對(duì)原子質(zhì)量：0 16 , Si 28 ） 五. （7 分）根據(jù)相關(guān)理論（雜化軌道理論、離域鍵理論、價(jià)層電子對(duì)互斥理論

9、）討論以下 問(wèn)題： 5- 1 03分子的構(gòu)型為何？ 分子中有無(wú)大n鍵？ 。3在水中的溶解性為什么比 02大? 5- 2 H20 分子中有無(wú)大n鍵？為什么 0-H 鍵間夾角既不是 90 ，又不是 109 28? 5- 3 為什么苯酚顯酸性，而苯胺顯堿性? 六. （10 分）化學(xué)電源是實(shí)用的原電池，其品種繁多，按其使用的特點(diǎn)大體可以分為：蓄 電池（二次電池），一次電池、燃料電池（連續(xù)電池） 。 C=O = 水解 一 RMgX RC OMgX RC OH I 6- 1 Ag- Zn蓄電池的電容量最大，故常被稱為高能電池。正極為 Ag2O ,負(fù)極為 Zn,電解液 為 40%的 KOH 溶液，試寫出電池

10、放電時(shí)的電極反應(yīng)式以及電池充放電時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)式。 6- 2 阿波羅宇宙飛船上用的是多組堿式氫氧燃料電池，能提供的電壓范圍為 2731 V ,功率 為 5631420 W。試寫出該電池的電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式。 6- 3 氫氧燃料電池是優(yōu)良的環(huán)保電池， 且熱功率可達(dá) 83%左右。水的標(biāo)準(zhǔn)生成熱 fHm 和 氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱均為-285.8KJ/mol。當(dāng)電池內(nèi)消耗 1 Kg H2時(shí)，可獲得多少電功？ 七. （本題 9 分）某烴 X , 1 體積氣態(tài) X 完全燃燒，需耗氧氣 7.5 體積 7- 1 求相對(duì)分子質(zhì)量最小的烴 X 的分子式（寫出求算過(guò)程） 7- 2 若 X 能使高錳酸鉀溶液褪色，則

11、X 的異構(gòu)體（包括立體異構(gòu)體）數(shù)目為 個(gè)。 7- 3 A是X中的一個(gè)異構(gòu)體，室溫下 A 與氫溴酸反應(yīng)，生成三個(gè)互為異構(gòu)體的產(chǎn)物 B, C 和 D，其產(chǎn)率的比為 1: 1: 2，寫出 A,B,C,D 的結(jié)構(gòu)，如有立體異構(gòu)體，用構(gòu)型式表示其 結(jié)構(gòu)，并標(biāo)明構(gòu)型（用 Z,E 或 R,S） 八. （本題 10 分）一種強(qiáng)度大，硬度高，有韌性的高分子材料的結(jié)構(gòu)如下: CH3COO _CH2OCH2O n COCH3 8- 1 寫出該材料單體的結(jié)構(gòu)式 R X Mg 8-3 為提高材料的性能，聚合時(shí)， 加入少量二氧五環(huán) （ ）共聚，寫出有共聚物參 8- _ 2高分子鏈的兩端用含有 4個(gè)碳的有機(jī)物 _ （填名稱），進(jìn)行 _ （填反 應(yīng)類型）反應(yīng)，其目的是 _ 。 與的高分子鏈的鏈節(jié)式。 8- 4 二氧五環(huán)的合成方法是：一種含氧衍生物在酸性條件下與水作用，其生成產(chǎn)物與另一種 含氧衍生物在酸性條件下脫水，即得二氧五環(huán)。寫出相關(guān)得化學(xué)方程式 九. （本題 10 分）磺酸 R-SO3H 與羧酸 R-COOH 相類似，能生成相應(yīng)的衍生物。 9- 1 完成反應(yīng)式，寫出產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式并給出化學(xué)名稱。 SO3H 9- 3 完