全国高中学生化学竞赛决赛理论试题及答案

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中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案

中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案
N— N— N /
M M / NE N— N \ M

N 、
N \
M \
M M — N— N— — M / \ /
[一 √ c、 O] H 一 ^ 一 、 √ / ^ /
一 7 7 1 一 mo . × 0 l・I p H= 5 1 O . 1 p = 1 — 5 1 —8 8 H 4 . 1 。9
合, 所以 , 出的硼酸呈鳞片状 。 析
3— 3
需要 准确 中和 H 。原 因 : 中和 过量 , 造成 硼 的测 碱 会 定结 果偏低 ; 中和 不足 , 碱 则硼测定结果偏 高 。
3— 4
解 得 A O 9 5 B . 3 — . 6 , —O 0 5


因为对于硼酸 而 言 , K ・c 1 一 , < 0 不能 直 接被 Na OH
硼含量 =
( L 1 g・ - )
A CBr 3 N02
B H N0
第 4题
4— 1

分子 中的 N原子 的正 电荷 与冠醚环 上的氧 原子 的负 电 荷之 间的离子一偶极作用 。
C CH3 N0 D CH3 NH2
或者氮原子上 的氢与冠醚环 上的氧原子之间形成氢键 。
及直线 A和直线 B的斜率分别得到 :
△H^ 4 0 k to- =8 . J・ l o 1
△H B 3 2 6k 一 1 . J・to一 o l
0 l H

3— 2
+H O 2
1 (] 『 / … ) H\ … 1 ) H
J B
1HO O I H
或 2 e0H) +3 0一 4) = 2 e 。 F( 3 Cl + (H一 FOd一+3 1 5 ( C一+ H2)

第21届全国高中学生化学竞赛决赛理论试题答案-掌门1对1

第21届全国高中学生化学竞赛决赛理论试题答案-掌门1对1

(I)CH2=CHBr
(K)f"-/\OH
(L)CaC2
(M)CH三CH
(N)CH兰CNa 第5题
(0)《夕\/\0H
5一l
5—2 H
万方数据
弛CHCH
5—3 A
CBr3
C CH3
E CH3
NOz
B H
D CH3
N0b NH2



第6题 6--1 C层有2个四面体空隙的A13+和2个八面体空隙
的Al抖存在;D层有2个八面体空隙的A13+和0个四面体 空隙的~3+存在。
(3)如图2所示,在50 mL烧杯内用石墨电极电解 0.1 mol/L A1C13溶液,电极相距2 cm,控制电压为6 V,可 以观察到两极均产生大量气泡,阳极上产生的气泡相对较 少。1分钟后就可以观察到阴极区附近首先产生白色沉淀, 随后整个溶液变浑浊。烧杯壁变热。
4小时后观察,阳极区下部有黑色沉淀,阳极石墨棒变 细。烧杯壁发烫,阴极区堆积了大量白色沉淀(其中也夹杂有 少量黑色沉淀,看得出黑色沉淀来自阳极),沉淀堆积左侧低, 右侧高(如图3所示)。烧杯的上部溶液不再是那么浑浊。
滴定。但硼酸中的硼具有缺电子性质,加入甘露醇之类的多
[-OH-]_瓜=辱- N矿8.4 羟基化合物,可以增强硼酸酸性,使其Ka·c>10^8而能准
确地被NaOH滴定。 3—5
X 0.050 X 10-6
----7.7X10—6mol·L-1
pOH=5.11
pH=14—5.11—8.89 应该选酚酞为指示剂 终点指示剂颜色为微红色
一2 mol×(--393.5+110.5)kJ·mol一1 =一566.0 kJ
(下转封3)
(上接第71页) 状。用pH试纸检验,阳极区溶液pH大约为2,阴极区附近 溶液pH在7~8之间;用KI一淀粉试纸检验,阳极区溶液能 使试纸变蓝,阴极区溶液不能使试纸变蓝。

全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题及答案

全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题及答案

中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)评分通则1.凡要求计算或推导的, 必须示出计算或推导过程。

没有计算或推导过程, 即使结果正确也不得分。

2.有效数字错误, 扣0.5分, 但每一大题只扣1次。

3.单位不写或表达错误, 扣0.5分, 但每一大题只扣1次。

4.只要求1个答案、而给出多个答案,其中有错误的, 不得分。

5.方程式(不是反应式!)不配平不得分。

6.用铅笔解答(包括作图)无效。

7.使用涂改液涂改的解答无效。

8.不包括在标准答案的0.5分的题, 可由省、市、自治区评分组讨论决定是否给分。

9.答案中红色字为标准答案, 而蓝字体(加下划线)为注释语不属于答案。

气体常数R=8.31447 J K-1 mol-1 法拉第常数F=96485 C mol-1 阿佛加德罗常数N A=6.022142×1023 mol-1F F F FFI[(C 6H 5)IF 5] sp 3d 3(1分) 其他答案不得分。

sp 3d (1分) 其他答案不得分。

sp 3(1分) 其他答案不得分。

(3分)1-3 一氯一溴二(氨基乙酸根)合钴(III)酸根离子有多种异构体, 其中之一可用如下简式表示。

请依样画出其他所有八面体构型的异构体。

OOCl BrN NClBr NOON ClBr ONN ON BrClOO N N BrClOON OBrClN NO OBrCl NN OO BrClON N OBrClON N N BrClN OO NBrClNO O每式1分。

正确画出5个几何异构体, 未画对映体但指明都有对映异构体, 各得1.5分。

(10分)每式1分。

正确画出5个几何异构体,未画对映体但指明都有对映异构体,各得1.5分。

(10分)第2题 (5 分) 最近我国有人报道, 将0.1 mol L 1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里, 将蛋壳开口朝上, 部分浸入盛有0.1 mol L 1的氯化铜溶液的烧杯中, 在静置一周的过程中, 蛋壳外表面逐渐出现金属铜, 同时烧杯2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应, 已知φӨ(Cu2+/Cu)和φӨ(S/S2)分别为0.345 V和(0.476 V, nFEӨ=RTlnK, EӨ表示反应的标准电动势, n为该反应得失电子数。

第22届全国高中学生化学竞赛决赛理论试题参考答案

第22届全国高中学生化学竞赛决赛理论试题参考答案
。 。
D×V×N

一3.730 g‘cm-3><(840.5 pro)3 X6.022X——1—0—2—3—m——o—1—-——'
(6.94十2X47.88十4×16.00)g・mol叫
≈8
晶胞中的原子数为:7×8=56E8个Li+,16个
(其他画法合理也得分) 4—2结构基元为1个a-Li。N 简单六方点阵 N3一的Li+离子配位数为8 4—3由LizN一平面层中原子分布和画出的结构可 作如下计算: 层中Li—N间距离为: (Ti3++Ti4+),32个02一] ②假定面对角线上的()2一离子处于接触状态 (正离子填隙町能使()2一处于撑开状态,实际不一定 接触),设02一离子半径为r,则存在8r=√2口的关 系:02一离子最大可能半径为: r=J2a/8----42×840.5 pm/8—148.6 pm ③由题意和晶胞中()2一离子数目(32个)可推
pm

dlA-N薪一三i矿一210・6

音dN—N音×364.8
知,该晶胞叮以看成是由8个ccp堆积的立方单位
pm
并置而成。 将Li+选为晶胞顶点,Li+在晶胞中的位置与金 刚石中的C相当。如下图:
(上述计算中可有多种方法) 4—4①快离子导体必须具备2个条件,其一是存 在未填充的空隙,其二是离子可以在空隙间迁移。 已知N3一半径为146 pm,N—N间距离为

=--0.438 V
(4)△后。一一刀FE
=--4×96.485×Eo.616一(一o.438)]
一--407(kJ・mol一1)
lg[H+]4・户(02)/矿
一1.229 V+(O.0591/4)V×
1—3由图可见,生成[Au(CN)z]一的电极电势比

第20届全国高中化学竞赛决赛(冬令营)理论试题与答案

第20届全国高中化学竞赛决赛(冬令营)理论试题与答案

中国化学会第 20 届全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题参考答案及评分细则第 1 题(14 分)1-1 当g G m< 0时,反应可正向进行,由此解得T1>1186K, T2>1500 K,T3>1761K,故只有反应①在 1500K 以下可自动正向进行。

(计算2分,结果1分,共3分)Ti O2+ 2Cl2= Ti Cl4+2CO(1 分)1-2(方程式未配平不得分 )1-3 VOCl 3与 TiCl 4沸点相近(1分)Cu+ VOCl 3= VOCl 2+CuCl(1 分)1-4 TiCl 4 +2Mg=Ti+2MgCl 2(1分)1-5(1)Mg C O=Mg O + C O(1分)32Mg O + Cl+ C=Mg Cl+ C O(1分)22(2)阴极反应:Mg 2+-= Mg( 0.5 分)+2e阳极反应:--( 0.5 分)2Cl = Cl 2+2e电解反应: MgCl 2= Mg +Cl 2(1 分)1( 0.5分)(3)r H m = ∑v B f H m = 596.32 kJ molr S m =∑v B S m = 77.30+268.20-231.02=114.48(J·K-1·mol-1)( 0.5分)r G m = r H m —T r S m =596.32—1023×114.48×10-3=479.21(kJ·mol-1)(1 分)E = –r G m/ZF=–479210/(2×96500)= -2.48(V)E理 =2.48V(1分)第2 题2-12-2 ( 1) ZnS + 2H 2SO4=ZnSO 4+SO2+S+2H 2OCuS + 2H 2 SO4=CuSO4+SO2+S+2H 2O 加水的目的是浸取反应生成的可溶性硫酸盐。

(2) As2S3 +3Na 2S=2Na3AsS3SnS2 +Na 2S=NaSnS3加入氢氧化钠的目的是防止硫化钠水解2-3(1)S2O42-+Fe2O3+2H+=2SO32-+2Fe2++H2O (2) Na4[FeA 2]第 3 题(10 分)3-1[(3++ H O[(] )2++F e H) ]2= F e O H H O 2O6 2O5+ H 33-2(3 分)(1 分)(1 分)(0.5 分)(1 分)(1 分)(2 分)(1 分)H4 + O2[F e O H(H]) 2 +=(H2O)4 F e F e( H 2 O )4+ 2 H O(12分)2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题(22 分)4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑(分子式错误,方程式未配平不得分;未写n 不扣分)4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下:m +O H 2O H 2(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(2分)4-4 Na 的配位数为4, B 原子采取SP3杂化(2分)H O2[F e O H(H]) 2 +=(H2O)4 F e F e( H 2 O )4+ 2 H O(12分)2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题(22 分)4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑(分子式错误,方程式未配平不得分;未写n 不扣分)4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下:m +O H 2O H 2(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(2分)4-4 Na 的配位数为4, B 原子采取SP3杂化(2分)H O2[F e O H(H]) 2 +=(H2O)4 F e F e( H 2 O )4+ 2 H O(12分)2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题(22 分)4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑(分子式错误,方程式未配平不得分;未写n 不扣分)4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下:m +O H 2O H 2(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(2分)4-4 Na 的配位数为4, B 原子采取SP3杂化(2分)H O2[F e O H(H]) 2 +=(H2O)4 F e F e( H 2 O )4+ 2 H O(12分)2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题(22 分)4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑(分子式错误,方程式未配平不得分;未写n 不扣分)4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下:m +O H 2O H 2(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(2分)4-4 Na 的配位数为4, B 原子采取SP3杂化(2分)H O2[F e O H(H]) 2 +=(H2O)4 F e F e( H 2 O )4+ 2 H O(12分)2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题(22 分)4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑(分子式错误,方程式未配平不得分;未写n 不扣分)4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下:m +O H 2O H 2(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(2分)4-4 Na 的配位数为4, B 原子采取SP3杂化(2分)H O2[F e O H(H]) 2 +=(H2O)4 F e F e( H 2 O )4+ 2 H O(12分)2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题(22 分)4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑(分子式错误,方程式未配平不得分;未写n 不扣分)4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下:m +O H 2O H 2(2分)(1 分)(1 分)(1 分)(1 分)(2分)4-4 Na 的配位数为4, B 原子采取SP3杂化(2分)。

第20届全国高中化学竞赛决赛(冬令营)理论试题及答案.pdf

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变色为终点,消耗 HCI 标准溶液 22.78mL。
步骤二:称取纯的有机弱酸(H2B)样品 0.1963g。将样品定量溶解在 50.00mL 纯水中,选择
甲基橙为指示剂进行滴定。当加入新标定的 0.0950mol/L 氢氧化钠标准溶液 9.21mL 时,发
现该法不当,遂停止滴定,用酸度计测定了停止滴定时溶液的 pH=2.87。已知 H2B 的 pKal=2.86,
构式。
(3 分)
第 3 题(10 分)
无机高分子絮凝刑具有效能高、价格低廉的优点,广泛用于给水排水、工业废水及城市污水
处理。
3-1 大多数金属离子都能生成多核水解产物。铁盐溶于水后生成水合铁(Ⅲ)离子,当溶液 pH
升高时发生水解,首先生成黄色的水解产物[FeOH(H2O5)]2+,写出水解反应方程式。 (1 分)
(2 分)
1-4 精制后的 TiCl4 用金属镁还原可得海绵钛,写出化学反应方程式。
(1 分)
1-5 菱镁矿(主要成分为 MgCO3)煅烧分解后与焦炭混合在氯化器中加热到 1373 K,通入氯
气生成 MgCl2。在 1023 K 电解熔融 MgCl2 得到金属镁。
(1)写出用菱镁矿煅烧及氯化制取 MgCl2 的化学反应方程式。
(2) 写出 B 中氨基酸的结构式式并命名。
(3) 写出 C 中糖分子的费歇尔投影式,并给出该糖的名称。
O OO
HO
HO
OH
C
OH
(2 分) (2 分) (2 分)
第 8 题(15 分) 8-1 化合物 A(C10H12O3)具有旋光性,能溶于 NaHCO3 水溶液,并可起碘仿反应。将 A 加热
的化合物 B,B 无旋光性,也能溶于 NaHCO3 水溶液。B 经臭氧化,并在 Zn 粉和醋酸存在下 分解得化合物 C 和 D,C 可进行碘仿反应。D 加强热放出 CO2,并得化合物 E(C7H6O),E 可进行银镜反应,试写出 A、B、C、D、E 的结构式。(10 分)

第19届全国高中学生化学竞赛试题(决赛)理论试题(PDF版,含参考答案)

第19届全国高中学生化学竞赛试题(决赛)理论试题(PDF版,含参考答案)
已知: Mg(()H)!
Ca(0H)? K。。一5.6l×10_1 K。。=5.50×10—6 K。。一6.82×10_62Mgຫໍສະໝຸດ ()3CaC03 H2C()3
K。。一4.96×10一9 K。l一4.30×10~,
K。2—5.6l×10一11
计算下列反应的平衡常数K
Mg(()H)z+Ca(()H)2+3c02一M酽++2Hc()F+caC03+H
万方数据

58

化学


2006年第3期
(相对原子质量:w:183.84():16.oO)
第2题
磷的含氧酸及其盐是一类重要的化工产品,广泛用于食品、营养、肥料、阻燃、去油去污、防腐蚀、防锈、锅炉水处理等。 连二磷酸H aP。()s是一种四元酸,它的结构式为(1)。在o^c时,HtPzoe在空气中是稳定的,温度升高,部分转变成它的异 构体,结构式为(2);也有部分会发生歧化反应,生成另外两种各含2个磷原子的含氧酸,它们的结构式为(3)和(4)。H。P。0。 在酸性介质中加热会分解成两种磷的含氧酸,化学方程式为(5)。 制备连二磷酸可从制备其钠盐出发。在5℃把红磷加入到剧烈搅拌的Na()H(o.2 mol・I。_1)和Nacl()(1.5
第4题
轻质碳酸镁是广泛应用于橡胶、塑料、食品和医药工业的化工产品,它的生产以白云石(主要 成分是碳酸镁钙)为原料。 4—1.石灰石和卤水长期作用形成白云石,写出该反应的离子方程式。 4—2.右图是省略了部分原子或离子的白云石晶胞。 [1]写出图中标有1、2、3、4、5、6、7的原子或离子的元素符号。 [2]在答题纸的图中补上与3、5原子或离子相邻的其他原子或离子,再用连线表示它们与 Mg的配位关系。 4—3.白云石分解所得ca()和M90,加水制成Mg(0H):和ca(0H)z的悬浮液,通入适量 C0。(g),实现ca”、M92+的分离。

全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案与评分标准

全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案与评分标准

全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案与评分标准第一题 (评判分: 共11分)(1) (3分)3NAlCH 第一步反应: [Al (CH ) ] + 2 NH 2332[NH Al(CH )322]+2CH 4]223 Al(CH )NH [第二步反应: 3170C3]+6 CH 42[(2) (3分) 环铝氮烷的衍生物D 的结构式如下:CH 3Al NN AlAl N3CH 3H C(3) (5分)设: 混合物中2,6-二异丙基苯胺和化合物C 的质量分数分别为X 1和X 2;C j 、H j 、N j 、Al j 分别表示化合物j 中含C 、H 、N 、Al 的原子数;M j 表示化合物j 的分子量;则:编号 j 化合物分子式 C j H j N j Al j 相对分子质量M j1 2,6-二异丙基苯胺C 12H 17NH 21219 1 0 177.32 2 CC 28H 48N 2Al 2 284822466.74根据题意可列出下列二元一次方程组:12+28=0.7371177.32466.7412.011+2=0.0634177.32466.7414.01 X X X X 1212....解上述联立方程组可求得: X 1= 0.175 , X 2= 0.825答:混合物中2,6-二异丙基苯胺、化合物C 的质量分数分别为0.175、0.825。

评分标准:全题评判分: 共11分.(1) 评判分: 共3分,其中第一步反应为1分, 第二步反应为2分, 没用结构简式表示的不给分, 未配平、但方程中各化合物结构简式写对的, 第一步扣0.5分, 第二步扣1分;(2) 评判分: 3分(3) 评判分: 共5分, 写对求解联立方程组得3分, 方程结果X1、X2各占1分,全对得2分, 错一个扣1分;用百分数表示者, 只要正确不扣分, 结果数字有效位数不正确者, 每个结果扣0.25分。

第二题(评判分: 共18分)1. (评判分: 6分)第一步反应为CaC2O4·H2O脱水反应, N2和O2对反应无影响, 所以热重曲线相同(2分);第二步反应为CaC2O4的分解,由于CO在O2中氧化放热,使温度升高,加快了反应速率,所以在较低的炉温下CaC2O4即开始分解(2分);第三步反应为CaCO3 的分解,N2和O2对反应无影响,但由于第二步反应分解速率不同,使所生成的CaCO3有所不同,所以曲线有差异(2分)。

全国高中学生化学竞赛决赛(冬令营)理论试题与实验试题及参考答案

全国高中学生化学竞赛决赛(冬令营)理论试题与实验试题及参考答案

竞赛:碘酸钙的制备及含量测定注意事项:●实验时间为5.0小时,请仔细阅读试题内容,合理安排时间,完成全部内容。

每超过5分钟要扣1分,最长不超过20分钟。

●若制备失败可向监考教师索取原料重做,但要扣5分;若产品不够纯度测定所需量,可向监考教师索取分析样品,但要扣16.5分。

●需监考教师签字的,考生务必主动配合,未当场签字者无效。

伪造数据者,以零分计。

●完成全部实验内容后,将产品、实验报告(包括试题)交给监考教师,并清洗所用仪器和整理桌面,经监考教师签字后方可离开考场。

●废弃物应放入指定容器内。

●实验过程请注意安全。

一、实验内容1.产品的合成:碘在酸性条件下被氯酸钾氧化成碘酸氢钾(KIO3·HIO3),溶液经氢氧化钾中和后,与氯化钙发生复分解反应生成碘酸钙。

2.产品的分析:用间接碘量法测定。

3.完成实验报告。

二、主要仪器、试剂及材料1.主要仪器圆底烧瓶100mL 1只球形冷凝管(带磨口塞)1支磁力搅拌器1台电接点温度计(导电表)1支电子继电器1台电加热器(300W)1只结晶皿(水浴缸)1只温度计(100℃) 1支漏斗、吸滤瓶、表面皿各1只布氏漏斗和抽滤瓶(带橡皮塞)1只滴定管夹1只烧杯600ml、500ml 1只量筒100ml 1只150ml 2只10ml 2只100ml 1只玻管(直管、弯管)各1支碘量瓶250ml 3只移液管(胖肚)50ml 1支橡皮管25ml 1支碱式滴定管50ml 1支塑料洗瓶、木夹各1只容量瓶250ml 2只滴管2支洗耳球、角匙、镊子各1只玻棒2支铁架台、铁圈、铁夹3付●公用仪器电子天平(最大称量100克,±0.0001克)电炉(800W)电子天平(最大称量100克,±0.01克)循环水式真空泵2.试剂及材料碘化学纯(CP) 1 mol·L-1 氯化钙溶液氯酸钾化学纯(CP)1∶1 高氯酸溶液碘化钾分析纯(AR)碘酸钾标准溶液30%氢氧化钾溶液0.1 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液0.5mol·L-1 氢氧化钠溶液0.5% 淀粉溶液6 mol·L-1盐酸无水乙醇化学纯(CP)1 mol·L-1硫酸pH试纸(1-14)滤纸、称量纸、碎冰3.主要原料和产品的某些性质3.1几种盐的溶解度(克/100克水)碘酸钙无水盐389.88 一水合物407.90 六水合物497.90硫代硫酸钠158.10 碘酸钾170.80 碘253.80 氯酸钾122.55三、操作步骤1.制备碘酸钙在100mL圆底烧瓶中依次加入2.20克碘、2.00克氯酸钾(均由教师定量供给)和45mL 水,放入搅拌磁子,然后把烧瓶置入水浴缸内,用铁夹固定,开动搅拌器,使氯酸钾溶解,滴加6mol·L-1盐酸8滴(pH~1),装上冷凝管,通冷却水,冷凝管顶部塞上带玻璃管塞子,用橡皮管把反应产生的气体导向盛有约100mL氢氧化钠溶液的大烧杯内吸收。

全国高中学生化学竞赛试题及答案

全国高中学生化学竞赛试题及答案

全国高中学生化学竞赛试题及答案第1题(5分)阅读如下信息后回答问题:元素M ,其地壳丰度居第12位,是第3种蕴藏最丰富的过渡元素,是海底多金属结核的主要成分,是黑色金属,主要用途:炼钢,也大量用来制作干电池,还是动植物必需的微量元素。

1.M 的元素符号是 。

2.M 的最重要矿物的化学式是 。

3.M 的三种常见化合物是 、 和 。

【答案】1.Mn (1分) 2.MnO 2(1分) 3.M 的三种常见化合物是MnO 2、MnSO 4和KMnO 4。

(3分)注:必须答MnO 2和KMnO 4,而Mn(II)盐也可答硝酸锰等。

第2题(6分)用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。

例如:1.计算机的芯片的主要成分是 ;2.光导纤维的主要成分是 :3.目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ;4.用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 的化合物;5.有一大类化合物,结构独特,兼备无机材料和有机材料双重性能,有耐温、电绝缘性好、难燃、憎水、耐腐蚀……等特性,广泛用于航空航天、电子电气、建筑、运输等行业,用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、防水、防潮……,已为现代社会不可替代的新材料。

这类材料在分子结构上的特点是 和 。

【答案】1.硅(或Si 或单晶硅)(1分) 2.二氧化硅(或SiO 2)(1分) 3.硅(或Si )(1分) 4.铝硅酸盐(或硅铝酸盐)(1分)注:此题明确是分子筛,不应答硅胶,答硅酸盐也不给分。

5.具有Si -O 键 与硅相连的烃基(2分)第3题(3分)最近有人用高能26Mg 核轰击24896Cm 核,发生核合成反应,得到新元素X 。

研究者将X 与氧气一起加热,检出了气态分子XO 4,使X 成为研究了化学性质的最重元素。

已知的X 同位素如下表所示,上述核反应得到的核素是其中之一,该核素的衰变性质保证了其化学性质实验获得成功。

第23届全国高中学生化学竞赛理论试题(全)

第23届全国高中学生化学竞赛理论试题(全)

第23届全国高中学生化学竞赛理论试题第1题用传统的工艺方法从矿物中提取锰和锌存在能耗高、三废排放量大和工艺流程长等缺点。

2009年报道,采用1:1硫酸溶液同槽浸出锰结核矿[质量分数20.0)(2=MnO ϖ]和锌精矿[质量分数70.0)(=ZnS ϖ]的工艺方法提取锰和锌获得成功,对资源综合利用、节能减排和清洁生产生有重要的实际意义。

已知44.0)/(,77.0)/(223-==+++Fe Fe E V Fe Fe E θθ V ZnS S E V Mn MnO E V 265.0)/(,23.1)/(.22==+θθ。

1-1 锰结核矿和锌精矿单独酸浸结果很不理想。

请通过热力学计算,说明锰结核矿和锌精矿同槽酸浸时发生化学反应的可行性。

1-2 模拟实验发现,二氧化锰和硫化锌同槽酸浸时反应速率很慢,若在酸溶液中加入少量的铁屑则能明显使反应速率加快。

写出铁进入溶液后分别与二氧化锰和硫化锌发生化学反应的离子方程式,并简述反应速率加快的原因。

1-3 研究发现,2种矿物同槽酸浸4小时后,锰和锌的浸出率只有~80%,为了提高浸出率,在实际工艺中,须将过滤后的滤渣用四氯乙烷处理后再做二次酸浸,请简要说明四氯乙烷的作用。

1-4 锌精矿中常有部分铅共生,同槽酸浸工艺回收铅的方法之一是在浸渣中加入足量的食盐水使铅溶出,写出溶出铅的化学方程式。

第2题我国的稀土资源约占世界总量的80%,居世界第一位。

稀土元素的化学性质极其相似,分离十分困难,仅从1794年发现钇到1945年从铀裂变产物中得到钷就花了150年。

稀土萃取化学的研究为大规模分离和提纯稀土元素带来了新飞跃。

2008年国家最高科学技术奖授予化学家徐光宪,以表彰他在创立稀土 串级萃取理论及其工艺方面的杰出贡献,该项成就使我国高纯稀土产品成本下降3/4,单一高纯稀土产品占世界产量的90%以上。

2-1 目前在稀土分离工业中广泛应用国产萃取剂P 507,它的化学名称为(2 乙基己基)膦酸(2 乙基己基)酯,画出其化学结构简式,写出萃取三价稀土离子的化学反应方程式(萃取剂用HA 表示,稀土离子用RE3+表示)。

第23届全国高中学生化学竞赛理论试题答案

第23届全国高中学生化学竞赛理论试题答案
1— 2
( ) M n + 2 + 4 十一 M n++ 2 。 1 Oz Fe H Fe十+
2 2 H O
() (){[ ( 。 O)P 1 a C H 。 oolP } 。r ( ){[( H。 )P O 。 r b c O O lP } ( )( )结构 。 2 a 空间位 阻 增大 ,网状 结构 难 以形成 或答 链状 结 构 可减 小烷 基链 间 的斥 力 。 ()萃取剂过量 ,萃合 物相对分子质量下降 , 3 从而避免了有机相乳化现象的发生 ,有利于萃取作 业 连续 进行 。
3— 1
Pb O4 4 C1 Na P Cl+ Na S S + Na 一 2b 4 2 O4
或 P S 4 C 一= P C  ̄ b O +4 1 = b l 一+S O 第 2题
2 1 —
( ) 图为 实验 1 b 的滴 定 曲线 ;应 该选 择 溴 甲酚 绿为 指 示 剂 。因 为 计 量 点 的组 成 是 NH C ,溶 液 1
x 一

E = 一E; 1 2 。= = 一 . 3V一 0 2 5V一 0 9 5V . 6 . 6 或 △ =一 F一一2 . 6 ×9 5 0 G 二 = ×0 9 5 6 0
= 一 1 6 2k = = 8 . J・mo 一 l
将分子、分母同乘 以 [ 一 } ・ [ A] A ] ∽ H } 和 w [ E 3( ,则有 : . A]) R w K H+ { ] ] ; / 一E ] [ w v [ HA } ] \ w A w E E 3() R A] \ w /
将 2个 2乙 基 己 基 写 成 C H。 H ( 2 ) 一 C C H5 CH。 等形 式也 可 。 3 HA ( + R }) " E ( +3 w ( ) ) E 志  ̄ R A3 ) H+) o
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2004年全国高中学生化学竞赛决赛理论试题及答案第一题(6分)选取表1中的合适物质的字母代号(A ~H )填人相应标题(①一⑧) 后的括号中(单选),并按要求填空。

①( )不是平面分子,其衍生物用作高能燃料。

②( )存在两种异构体,其中一种异构体的结构为。

③()具有线型结构,Lewis 结构式中每个键的键级为2.0。

④()是无色的,平面分子,它的一种等电子体是 。

⑤( )既有酸性,又有碱性,可作制冷剂。

⑥()既有酸性,又有碱性;既是氧化剂,又是还原剂,主要做 剂。

⑦( )是顺磁性分子。

⑧( )水溶液会分解生成N 20,反应式为。

第二题(6分)图1是元素的△f G m /F 一Z 图,它是以元素的不同氧化态Z 与对应物种的△f G m /F 在热力学标准态pH =0或pH == 14的对画图。

图中任何两种 物种联线的斜率在数值上等于相应电对的标准电极电势ψA或ψB,A 、 B分别表示pH =0(实线)和pH =14(虚线)。

上图中各物种的△f G m /F 的数值如表2所示。

1.用上表提供的数据计算:ψA(IO3-/I-)ψB(IO3-/I-)ψA(ClO4-/HClO2)2.由上述信息回答:对同一氧化态的卤素,其含氧酸的氧化能力是大于、等于还是小于其含氧酸盐的氧化性。

3.溴在自然界中主要存在于海水中,每吨海水约含0.14 kg溴。

Br2的沸点为58.78 ℃;溴在水中的溶解度3.58 g/100 g H20(20℃)。

利用本题的信息说明如何从海水中提取Br2,写出相应的化学方程式,并用方框图表达流程。

第三题(6分)过氧乙酸是一种广谱消毒剂,可用过氧化氢与乙酸反应制取,调节乙酸和过氧化氢的浓度可得到不同浓度的过氧乙酸。

过氧乙酸含量的分析方法如下:准确称取0.5027 g过氧乙酸试样,置于预先盛有40 mLH20、5 mol 3 mol/LH2SO4溶液和2~3滴1 mol/L MnSO4溶液并已冷却至5℃的碘量瓶中,摇匀,用0.02366 mol/L KMnO4标准溶液滴定至溶液呈浅粉色(30 s不退色),消耗了12.49 mL;随即加人10 mL 20%KI溶液和2~3滴(NH4)2 MoO4溶液(起催化作用并减轻溶液的颜色),轻轻摇匀,加塞,在暗处放置5 min ~10 min,用0.1018 mol/LNa2S2O3标准溶液滴定,接近终点时加人3 mL 0.5%淀粉指示剂,继续滴定至蓝色消失,并保持30s不重新显色,为终点,消耗了Na2S2O323.61 mL。

1.写出与测定有关的化学方程式。

2.计算过氧乙酸的质量分数(要求3位有效数字;过氧乙酸的摩尔质量为76 .05 g/mol)。

3.本法的KMnO4滴定不同于常规方法,为什么?4.简述为什么此法实验结果只能达到3位有效数字。

5.过氧乙酸不稳定,易受热分解。

写出热分解反应方程式。

第四题(8分)日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜,发现它具有导电性。

这是世界上第一个导电高分子聚合物。

研究者为此获得了2000年诺贝尔化学奖。

1.写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。

2.若把聚乙炔分子看成一维晶体,指出该晶体的结构基元。

3.假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成,聚乙炔分子中碳一碳平均键长为140 pm。

若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来,形成一个大环轮烯分子,请画出该分子的结构。

π电子在环上运动的能量可由公式给出,式中h为普朗克常数(6.626 ×10-34J·s),m e是电子质量(9.109 ×10-31kg),l是大环周边的长度,量子数n=0,士1,士2,…计算电子从基态跃迁到第一激发态需要吸收的光的波长。

第五题(6分)氢是重要而洁净的能源。

要利用氢气作能源,必须解决好安全有效地储存氢气问题。

化学家研究出利用合金储存氢气,LaNi5是一种储氢材料。

LaNi5的晶体结构已经测定,属六方晶系,晶胞参数a=511 pm,c=397 pm,晶体结构如图2所示。

1.从LaNi5晶体结构图中勾画出一个LaNi5晶胞。

2.每个晶胞中含有多少个La原子和Ni原子?3.LaNi5晶胞中含有3个八面体空隙和6个四面体空隙,若每个空隙填人1个H原子,计算该储氢材料吸氢后氢的密度,该密度是标准状态下氢气密度(8.987×10-5g·m-3)的多少倍?(氢的相对原子质量为1.008;光速c为2.998×108 m·s-1;忽略吸氢前后晶胞的体积变化)。

第六题(7分)地球表面约70%以上是海洋,全球约95%的生物物种在海洋中,由此可见海洋拥有极其丰富的天然资源,是有待开发的天然宝库。

从某种海洋微生物中分离得到具有生理活性的有机化合物A,用质谱法和元素分析法测得A的化学式为C15H28O4。

在苯溶液中,A可与等物质的量的Pb(OAc)4反应,生成物经酸水解得乙醛酸和另一化合物B。

B遇热失去一分子水得化合物C。

将C与KMnO4溶液共热得草酸和十一酸。

1.请写出化合物A、B和C的结构式。

2.A可能存在多少种光学异构体?3.已测得化合物B为S一构型,请写出化合物A最稳定的构象式。

4.写出A的3-羟基与D-甘露糖形成的α-单糖苷的构象式。

D-甘露糖的结构式如下:第七题(9分)1.写出下列反应式中A~D的结构式:提示:药物合成中常见如下反应:2.写出下列反应式中E~I的结构式:第八题(12分)车载甲醇质子交换膜燃料电池(PEMFC)将甲醇蒸气转化为氢气的工艺有两种:(1)水蒸气变换(重整)法;(2)空气氧化法。

两种工艺都得到副产品CO。

1.分别写出这两种工艺的化学方程式,通过计算,说明这两种工艺的优缺点。

有关资料(298 .15K)列于表3。

2.上述两种工艺产生的少量CO会吸附在燃料电池的Pt或其他贵金属催化剂表面,阻碍H2的吸附和电氧化,引起燃料电池放电性能急剧下降,为此,开发了除去CO的方法。

现有一组实验结果(500K)如表4。

表中P CO、P O2分别为CO和O2的分压;r co为以每秒每个催化剂Ru活性位上所消耗的CO分子数表示的CO的氧化速率。

(1)求催化剂Ru上CO氧化反应分别对CO和O2的反应级数(取整数),写出速率方程。

(2)固体Ru表面具有吸附气体分子的能力,但是气体分子只有碰到空活性位才可能发生吸附作用。

当已吸附分子的热运动的动能足以克服固体引力场的势垒时,才能脱附,重新回到气相。

假设CO和O2的吸附与脱附互不影响,并且表面是均匀的,以θ表示气体分子覆盖活性位的百分数(覆盖度),则气体的吸附速率与气体的压力成正比,也与固体表面的空活性位数成正比。

研究提出CO在Ru上的氧化反应的一种机理如下:其中kco,ads、kco,des分别为CO在Ru的活性位上的吸附速率常数和脱附速率常数,ko2,ads为O2在Ru的活性位上的吸附速率常数。

M表示Ru催化剂表面上的活性位。

CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附强得多。

试根据上述反应机理推导CO在催化剂Ru表面上氧化反应的速率方程(不考虑O2的脱附;也不考虑产物CO2的吸附),并与实验结果比较。

3.有关物质的热力学函数(298.15 K)如表5。

在373.15K,100kPa下,水的蒸发焓Δvap H m=40.64kJ·mol-1,在298.15~373.15K间水的等压热容为75.6 J·K-1·mol-1。

(1)将上述工艺得到的富氢气体作为质子交换膜燃料电池的燃料。

燃料电池的理论效率是指电池所能做的最大电功相对于燃料反应焓变的效率。

在298.15K,100 kPa下,当1 molH2燃烧分别生成H2O(l) 和H2O(g)时,计算燃料电池工作的理论效率,并分析两者存在差别的原因。

(2)若燃料电池在473.15 K、100 kPa下工作,其理论效率又为多少(可忽略焓变和嫡变随温度的变化)?(3)说明(1)和(2)中的同一反应有不同理论效率的原因。

答案及评分标准第一题(6分)每空0.5分第二题(6分)2.大于(0.5分)3.化学方程式:(1)将氯气通人浓缩的酸性的海水中,Cl2+2Br-=2Cl-+Br2(1分)(2)压缩空气将溴吹出,碱性溶液吸收:3Br2+3CO32-=BrO3-+5Br-+3CO2或3Br2+6OH-= BrO3-+5Br-+3H2O (1分) (3)浓缩(4)酸化BrO3-+5Br-+6H+=3Br2↑++3H2O (1分)(5)冷凝:Br2(g)→Br2(l)流程框图:(1分)第三题(6分)1.化学方程式:2KMnO4+3H2SO4+5H2O2=2MnSO4+K2SO4+5O2+8H2O2KI+2H2SO4+CH3COOOH=2KHSO4+ CH3COOH+H2O+I2I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6(各0.5分)2.计算过程:过氧乙酸的质量分数=0.1823.为避免过氧乙酸与高锰酸钾反应。

或:为避免过氧乙酸分解产生过氧化氢继续与高锰酸钾反应。

(1分)4.可推测:过氧乙酸在水溶液中会分解,因而该测定方法本身不可能达到4位有效数字的准确度。

(1分)5.CH3COOOH CH3COOH+21O2↑(1分)第四题(8分)3分(数对电子数0.5分,正确判断跃迁能级1分,计算结果正确1.5分)第五题(6分)1.晶胞结构见图4。

(2分)2.晶胞中含有 1 个La 原子和 5 个Ni 原子 (共1分) 3.计算过程:六方晶胞体积:V=a 2csin120°=(5.11×10-8)2×3.97×10-8×31/2/2=89.7×10-24cm 3 (1分)氢气密度2分)是氢气密度的1.87×103倍。

第六题(7分)每个1分2.存在23=8个光学异构体(1分)3.最稳定的构象式:(1分)以椅式表示,3个取代基均应处于平伏键(e键),其中2位烃基为S-构型,3位烃基为R-构型。

4.第七题(9分)⒈A~D每个结构式各占1分,共4分。

2.(共5分)E ~I 每个结构式各占1分,共5分,I 格氏试剂和加热各占0.5分第八题(12分)评判分36分 1.化学方程式:甲醇水蒸气变换(重整)的化学反应方程式为:CH 3OH (g )+H 2O (g )=CO 2(g )+3H 2(g ) (1) (1分) 甲醇部分氧化的化学反应方程式为:CH 3OH (g )+21O 2 (g )=CO 2(g )+2H 2(g ) (2) (1分) 以上两种工艺都有如下副反应:CO 2(g )+H 2(g )= CO (g )+H 2O (g ) (3) (1分) 反应(1)、(2)的热效应分别为:Δf H m (1)=(-393.51+200.66+241.82)kJ ·mol -1=48.97 kJ ·mol -1 (1分)Δf H m (2)=(-393.51+200.66)kJ ·mol -1=-192.85 kJ ·mol -1 (1分) 上述热力学计算结果表明,反应(1)吸热,需要提供一个热源,这是其缺点;反应(1)的H 2收率高,这是其优点。

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