“扬子石化杯”
第26届全国高中生化学竞赛（江苏赛区）初赛试题
可能用到的相对原子质量：H：1  C：12  N：14  O：16  Na：23  Al：27  S：32
     Cl：35.5  Cr：50  Mn：55  Fe：56
  1.本试卷共22题，用2小时完成，共120分；     2.可以使用计算器；
  3.用铅笔作答无效；                            4.不可以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，每小题4分，共60分。请将答案填写在下方的表格内。）
1．化学知识在环境保护中起关键作用。下列叙述不正确的是
    A．在燃煤中加入适量的生石灰能有效减少二氧化硫的排放
    B．控制含磷洗涤剂的生产和使用有利于防止水体富营养化
    C．采用汽车尾气处理技术可将汽车尾气中的NO和CO转化为无害气体
    D．正常雨水呈中性，pH小于7的雨水是酸雨
2．下列化学用语正确的是
    A．CO2的电子式是：                 B．硝基苯的结构简式：
    C．中子数为8的氮原子：         D．模型     可表示甲烷分子或四氯化碳分子
3．下列实验操作或装置正确的是

    A．加热液体    B．制取并收集NH3    C．转移溶液    D．干燥H2
4．你认为下列数据可信的是
    A．某胶体粒子的直径是160nm      B．某常见气体的密度为1.8g·cm－3
C．某反应的平衡常数是1       D．某元素的原子半径是0.160nm
5．下列推断不合理的是
    A．乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色，则丙烯也能使酸性KMnO4溶液褪色
    B．铁、铝在浓H2SO4中钝化，则镁在浓H2SO4中也钝化
    C．金属钠着火不能用CO2扑灭，则金属钾着火也不能用CO2扑灭
D．将SO2通入品红溶液，溶液褪色后加热恢复原色；将SO2通入溴水，溴水褪色后加热也能恢复原色
6．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是
    A．标准状况下，22.4LH2中含中子数为2NA
    B．常温常压下，氧气和臭氧的混合物16g中约含有NA个氧原子
    C．电解食盐水若产生2 g氢气，则转移的电子数目为2NA
    D．100mL 0.1mol·L－1的FeCl3溶液中含有Fe3＋的个数为0.01NA

7． X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，且最外层电子数之和为15，X与Z可形成XZ2分子；Y与M形成的气态化合物在标准状况下的密度为0.76g·L－1；W的质子数是X、Y、Z、M四种元素质子数之和的1／2。下列说法正确的是
    A．原子半径：：W＞Z＞Y＞X＞M
    B．XZ2、X2M2、W2Z2均为直线型的共价化合物
    C．由X元素形成的单质不一定是原子晶体
    D．由X、Y、Z、M四种元素形成的化合物一定既有离子键，又有共价键
8．下列离子方程式中，错误的是
    A．向A1Cl 3溶液中加入过量氨水：
    B．苯酚钠溶液中通人少量CO2：
    C．碳酸氢钡溶液中加入过量氢氧化钠溶液：
    D．Fe(OH)3与氢溴酸溶液混合：
9．金银花有效活性成分为绿原酸，又名咖啡鞣酸，具有广泛的杀菌消炎功效，结构如下图所示，下列有关绿原酸的说法正确的是
    A．绿原酸的分子式为C16H8O9
    B．1mol绿原酸最多与4molNaOH反应
    C．1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子
    D．绿原酸分子中有4种化学环境不同的氢原子
10．电镀铬的废液中含有Cr2O72－离子，可通过转化为铬黄加以利用。该反应放热，反应式如下：
    下列说法正确的是
    A．由于该反应是离子反应，反应很快完成，温度对反应速度没有影响
B．由于该反应是完全反应，平衡常数不随反应温度的变化而改变
C．增加Pb2＋离子的浓度，可以提高Cr2O72－离子的转化率
    D．可加入少量碱以提高pH，达到提高Cr2O72－离子的转化率的目的
11．下列说法正确的是
    A．放热反应一定是自发反应
    B．对于同一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应的焓变相同
    C．pH＝5的CH3COOH溶液和pH＝5的NH4C1溶液中，水的电离程度相同
    D．用饱和Na2CO3溶液处理BaSO4沉淀，可将BaSO4转化为BaSO4
12．下表各组物质之间通过一步反应不能实现如图所示转化关系的是

13．Fenton法常用于处理含难降解有机物的工业废水，通常是在调节好pH和Fe2+浓度的废水中加入H2O2，所产生的羟基自由基能氧化降解污染物。现运用该方法降解有机污染物p－CP，控制p－CP的初始浓度相同，设计如下对比实验探究有关因素对该降解反应速率的影响。实验测得p－O的浓度随时间变化的关系如下图。

下列结论或推断不正确的是
    A．实验①、②表明温度升高，降解反应速率增大
B．pH等于10时，降解速度最快
    C．实验过程中取样分析浓度时可以迅速加碱调至pH＝10
    D．根据反应原理推断，温度过高，双氧水分解会使降解速率变慢
14．下列溶液中各微粒的浓度关系正确的是
    A．常温下，将0.1mol·L－1NH4Cl溶液与0.05mol·L－1NaOH溶液等体积混合：
    　          　c(C1－)＞c(Na＋)＞c(NH4＋)＞c(OH－)＞c(H＋)
    B．在小苏打溶液中存在：c(HCO3－)＝c(Na＋)－c(CO32－)－c(H2CO3)
C．向CH3COOH溶液中加入适量的NaOH，得到pH＝4的混合溶液：
c(Na＋)＞c(CH3COO－)＞c(H＋)＞c(OH－)
D．pH＝3的一元酸HX和PH＝11的一元碱MOH等体积混合：
c(M＋)＝c(X－)＞c(H＋)＝c(OH－)
15．在恒温恒容的密闭容器中，发生反应3A(g)＋B(g)
xC(g)。
Ⅰ．将3molA和2molB在一定条件下反应，达平衡时C的体积分数为a；
Ⅱ．若起始时A、B、C投入的物质的量分别为nA、nB、n C，平衡时C的体积分数也为a， 下列说法正确的是
    A．若Ⅰ达平衡时，A、B、C各增加1mol，则B的转化率将一定增大
    B．若向Ⅰ平衡体系中再加入3molA和2molB，C的体积分数若大于a，可断定x＞4
    C．若x＝2，则Ⅱ体系起始物质的量应当满足3nB＝nA＋3
    D．若Ⅱ体系起始物质的量满足3nC ＋8 nA＝12 nB时，可判断x＝4
二、（本题共2小题，共16分）
16．（9分）实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，有关物质的相关数据如下表：

    合成和提纯步骤为：
第—步，正丁醇和冰醋酸混合加热发生酯化反应，反应装置如右上图；第二步，用
饱和Na2CO3溶液、水洗涤，干燥；第三步，蒸馏提纯。
    请回答有关问题：
   （1）第一步装置中除了加正丁醇和冰醋酸外，还需加入_________，_________；它们的作用分别是___________、___________，装分水器的作用是___________。
（2）第二步用饱和Na2CO3溶液洗涤的目的是_____________________，此步操作用到的主要仪器的名称是______________。
（3）第三步蒸馏产品时，应收集温度在_______左右的馏分。如加入18.5mL正丁醇和15.4mL冰醋酸，得到乙酸正丁酯12.76g，则乙酸正丁酯的产率为___________。
17．（7分）绿矾(FeSO4·7H2O)在医药和染料生产中有广泛应用。下面是以铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：

已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5。
（1）操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH＝2的目的是____________________________；通入硫化氢至饱和的目的是：①除去操作I所得溶液中含有的Sn2＋等杂质离子；
②____________________。
  　（2）操作Ⅳ的顺序依次为：______________、冷却结晶、________________。
  　（3）操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；②____________________。
（4）测定绿矾产品中Fe2＋含量的方法是：a．称取2.850g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.0100mol·L－1 KmnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO，溶液体积的平均值为20.00mL。
（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2＋+MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋+Mn2＋＋4H2O）
        则上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为____________。
三、（本题共3小题，共24分）
18．（7分）金属铬硬度大，抗腐蚀性强，有光泽，在金属材料和结构理论等领域中有着重要的应用和超乎寻常的发现。1994年，在秦始皇兵马俑二号俑坑中发现了一批青铜剑，它们在黄土下沉睡了2000多年，出土时却光亮如新，锋利无比。科研人员测试后发现，剑的表面有一层10微米厚的铬盐化合物。这一发现立刻轰动了世界，因为这种铬盐氧化处理方法是近代才出现的先进工艺。
  　（1）铬的独特化学性质与其电子结构有密切关系，写出Cr的价层电子排布_________，铬的这一电子排布与其同一周期的其它元素的3d1－104s2价电子排布不同，原因是
____________________________________。
（2）铝热法是用三氧化二铬作原料，铝粉作还原剂生产金属铬的主要方法之一，请写出其化学反应方程式：____________________________________；这是一个自发放热反应，由此可判断铬氧键和铝氧键中________________键更强。
（3）在结构化学中，对多重键的研究具有重要意义。常见的多重键有双键和三键，2005年11月，美国Science杂志发表了Power等人的文章，报导了
一种具有Cr　　Cr五重键的稳定化合物，这是目前发现的最
短的铬—铬键。结构见右图。
    化学键的形成可以通过对称性形象地描述为：
    σ键是成键原子轨道头对头形成的；肩并肩形成的是π键，而面  
对面形成的是δ键。那么，在上述具有Cr　 Cr五重键的化合物中，对其成键情况进行分析发现Cr原子的价层电子排布特点是其成键情况的决定因素，它利用其4s轨道去与相邻的C原子形成Cr－C σ键，5个d轨道形成五重键，其中两个铬原子的dz2轨道沿着z轴方向形成一个σ键。则轨道dx2－r2和dxy面对面形成两个____键，轨道dxz和dyz肩并肩形成两个____键。
19．（15分）氢能被视为21世纪最具发展潜力的绿色能源，其燃烧产物为水，无污染。氢气燃烧的热值很高，为1.4×105 kJ·kg－1，是汽油的三倍。它既可以通过燃烧产生热能，进而通过热机转化为机械功；也可以通过燃料电池直接转化为电功。热机的能量转换效率有一个理论上限——卡诺效率η＝1－T低温／T高温；而燃料电池的能量转换效率在理想情况下为100％，据报道，目前的氢燃料电池的转化效率已达到85％以上，也就是说，大于85％的化学能可以转化为电能。
   （1）写出酸式氢氧燃料电池的电极反应：
        负极：__________________________，正极：__________________________，
        电池反应：____________________________________________。
   （2）设氢氧燃料电池效率为85％，则每消耗1kg氢气可提供的电能为________KJ。
   （3）燃烧1kg的氢气所放出的热量，通过一个在高低温热源温度分别为1000K及300K间工作的热机做功，可带动发电机发_________kJ电(设发电机效率为80％)。
20．（12分）工业合成氨与制备硝酸可采用如下流程进行联合生产：

  （1）右图表示了298K时氮气与氢气合成氨反应过程中的能量变化。对于合成氨的反应    下列说法正确的是_____________ （填编号）。
    a．该反应在任意条件下都可以自发进行
    b．加入催化剂，能使该反应的E和△H都减小
c．若该反应在298K、398K时的化学平衡常数分
别为K1、K2，则K1＞K2
    d．该反应属于人工固氮
   （2）在800℃时，氨与氧气在氨氧化炉中反应的主要产物是NO和H2O。在实际生产中氨的氧化率与混合气中氧氨比{氧气与氨气物质的量比，以γ［n（O2）/n（NH3）］表示}的关系如下图所示。

①在实际生产中，将γ值维持在数值___________之间为好。
②在实际生产中，通入氨氧化炉的是空气，若使氨的氧化率达到95％，应控制氨在氨、  空气混合气体中的体积分数约为___________ (设氧气占空气的体积分数为20％)。
（3）由于二氧化氮不能被水完全吸收，因此生成的气体须经过多次氧化、吸收的循环操作，使其充分转化为硝酸(如果不考虑生产过程中的其它损失)。
①从理论上分析，要使氨气完全转化为硝酸，则原料氨气和氧气物质的量的投料比至少为______________________。
②如果按理论上的原料比将原料放在一个具有反应条件的密闭容器中进行，所有物质不与外界交换，则最后所得溶液的质量分数为___________。
③循环操作的次数与二氧化氮生成硝酸的转化率具有一定的数学关系。计算一定量的二氧化氮气体大约要经过_________次循环操作，才能使二氧化氮的转化率约为96％。
四、（本题共1小题，共12分）
21．（12分）阿司匹林能迅速解热、镇痛。长效缓释阿司匹林可在体内逐步水解而疗效更佳。用丙酮为主要原料合成长效缓释阿司匹林的流程如下图。

回答下列问题：
（1）上述合成化合物C的路线曾用作有机玻璃单体(2－甲基丙烯酸甲酯)合成路线的一    部分。现在人们利用最新开发的＋2价钯的均相钯催化剂体系，将丙炔在甲醇和一氧化碳存在下，于60℃、6MPa条件下羰基化，一步制得了2－甲基丙烯酸甲酯，其化学方程式为                                                         ；
如此改进的优点为                     ；由B到C的反应类型为      反应。
（2）B、C的结构简式分别为：B_________________，C__________________。
（3）阿司匹林的结构简式为______________________。
（4）长效缓释阿司匹林结构简式为_________________________________。
五、（本题共1小题，共8分）
22．（8分）某天然碱可以看作是CO2和NaOH反应后的产物。欲测定该物质的成分，进行如下实验：
（1）称取质量为m的天然碱样品，加入100.00mL过量稀盐酸，产生标准状态下1763mL
  CO2气体。
（2）另称取同样质量的天然碱样品，在300℃下加热至分解完全，产生标准状态下CO2
  293.8mL和1.180g水。
试通过计算，确定天然碱的化学式，并计算m的数值。