北京化学竞赛.pdf

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2015年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷（共6页）-1-2016年高中化学奥林匹克年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷北京地区预选赛试卷（2016年年4月月17日上午日上午9:

00-11:

00）姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸指定位置，写在其他处者按废卷处理。

姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸指定位置，写在其他处者按废卷处理。

竞赛时间竞赛时间22小时。

迟到超过小时。

迟到超过3030分钟者不得进场。

开赛后分钟者不得进场。

开赛后11小时内不得离场。

小时内不得离场。

考试结束后考试结束后，把试卷（背，把试卷（背面向上）放在桌面上，立即离场。

面向上）放在桌面上，立即离场。

竞赛答案全部写在竞赛答案全部写在答题纸答题纸指定位置上，使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔、钢笔答题，使用红色笔或铅指定位置上，使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔、钢笔答题，使用红色笔或铅笔答题者，试卷作废无效。

笔答题者，试卷作废无效。

允许使用非编程计算器及直尺等文具。

允许使用非编程计算器及直尺等文具。

试卷按密封线封装。

试卷按密封线封装。

可能用到的元素相对原子质量如下可能用到的元素相对原子质量如下:

R=8.314J.mol1.K1；温度温度T（K）=273273+t（）第第1题题选择题选择题（30分）分）（单选或多选，每（单选或多选，每题题5分分）

（1）中国科学家屠呦呦创造性地研制出抗疟药青蒿素和双氢青蒿素（结构如下图所示），获2015年度诺贝尔生理学或医学奖。

下列说法错误的是青蒿素双氢青蒿素A青蒿素和双氢青蒿素分子中都含有过氧基B可用乙醚低温从青蒿中提取青蒿素C双氢青蒿素分子中含有酯基D青蒿素分子中有7个手性碳

（2）某硅酸盐的阴离子骨架如右图所示：

。

其中，表示SiO4单元，则该结构的通式是A14619（SiO）nnB10617（SiO）nnC23（SiO）nnD225（SiO）nnHCNONaSiClSKPdICs1.012.014.016.023.028.135.532.139.1106.4126.9132.92015年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷（共6页）-2-（3）天津“812”重大火灾爆炸事故直接原因是集装箱内硝化棉由于湿润剂散失出现局部干燥，在高温（天气）等因素的作用下加速分解放热，积热自燃。

下列措施不利于安全贮存消化棉的是A仓库内不设电源插座B不可与过氧化氢等氧化剂混存C置于密闭的仓库中贮存，避免通风D定期检查，如有包装破损或产品变质应立即移开（4）高吸水性树脂（以下简称SAP）是生活中常见的功能高分子材料，具有良好的吸水性和保水性，可用于尿不湿的填充材料，也可用于干旱地区抗旱保水、改良土壤。

此外，科学家们也在研究用SAP吸收KOH溶液形成的水凝胶组装全固态电池。

聚丙烯酸盐型SAP的吸水机理如图所示。

下列说法错误的有聚丙烯酸钠的结构简式为CH2CHCOONan制备SAP时必须加入交联剂SAP凝胶电池不能使用酸性电解质KOH-SAP凝胶的导电原理与聚乙炔导电相似SAP对盐水的吸收能力高于对蒸馏水的吸收能力用SAP处理井水（含较多Ca2+、Mg2+），可起到硬水软化的作用ABCD（5）在373K、p下2mol液态水经过下列两个不同过程达到同温同压下的水蒸汽：

I.等温可逆蒸发，II.向真空蒸发。

试问这两个过程中功和热的关系是A.WIQIIB.WIWII=0，QIWI0，QIQIID.WIWII=0，QI=QII（6）N2H4称为肼或联氨，是一种极性分子，N2H4和NH3的关系有如H2O2和H2O的关系。

下列说法错误的是AN2H4的碱性强于NH3B热稳定性N2H4比NH3差CN2H4和H2O2都是平面型分子DN2H4和H2O2都可以作还原剂2015年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷（共6页）-3-第第2题题回答回答下列问题下列问题（27分）分）

（1）在四氢呋喃溶剂中，（CH3）2SiCl2和Na反应得到一种晶体X，摩尔质量为290.5g/mol，其中C41.3、H10.3、Si48.4。

X中同一原子的化学环境都相同，画出X的结构简式。

（2）煤气（主要成分是CO）泄漏会引起中毒甚至会造成爆炸。

在民用煤气中常常要掺加少量的乙硫醇（是一种恶臭气体），请说明原因。

（3）现制备一种气体X，可能是Cl2O或ClO2。

已知，Cl2O和ClO2都可完全分解，产物都是Cl2和O2。

请设计实验通过分解产物来确定气体X是哪个化合物。

（4）2015年，中国科学家通过理论计算预测硫化氢与另外一种分子X在高压下形成的化合物将会具有高温超导性，并且预测了相应的晶体结构如右图（图中，大球为硫原子，小球为氢原子）。

同年，德国科学家制得该晶体并证实了其超导性。

这是目前发现的具有最高临界温度的超导体。

请指出X是什么分子？

S原子形成什么堆积类型？

在晶胞中H2S与X的个数之比是多少？

已知已知：

参与晶胞形成的球在不同位置对晶胞的贡献不同。

晶胞中位于顶点的球被8个晶胞共有，位于棱上的球被4个晶胞共有，位于面上的球被2个晶胞共有，位于晶胞内部的球只属于该晶胞。

（5）某二级反应2AC，若A的起始浓度为a,产物C的浓度x随时间t的变化关系为：

111（）22ktaxa，其中k为反应速率常数。

请写出反应半衰期（反应物浓度消耗一半所需要的时间）的表达式。

第第3题题（16分）分）文献介绍了一种以天然CaSiO3吸收CO2制备CaCO3的方法。

先将CaSiO3粉碎和醋酸反应，而后过滤取出清液，通入CO2，制得CaCO3。

已知：

碳酸a1K=4.410-7，a2K=4.710-11；醋酸aK=1.810-5；碳酸钙spK=2.810-9。

（1）请写出该过程的化学方程式。

（2）计算第二步反应的平衡常数。

（3）如果CH3COOH过量，对该制备过程有何影响？

（4）某同学设计下图装置（图中夹持仪器略去）测定制备的CaCO3产品的含量。

装置A的作用是_。

实验过程中需缓缓通入空气。

其作用是_。

有同学认为需要在装置B、C间添加吸收HCl的装置，你认为有没有必要？

说明原因。

B中加入产品粉末xg，C中得到沉淀yg，则CaCO3的含量是_（以算式表示）。

2015年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷（共6页）-4-第第4题（题（7分）分）胶体遇到异性电荷会聚沉。

向As2S3胶体中分别滴加NaCl、CaCl2、AlCl3溶液，记录As2S3胶体开始聚沉时所加入各种电解质溶液的浓度。

实验发现NaCl、CaCl2、AlCl3分别使As2S3胶体聚沉的最低浓度为5.010-2、6.510-4、以及9.010-5mol/L。

推测As2S3胶体所带电荷，并说明理由。

第第5题（题（8分）分）分析KCl和NaCl混合物的含量。

称取0.1600g该混合物，溶解后，将溶液倒入强酸型离子交换树脂中，流出液体收集后用NaOH滴定，用去0.1017mol/L的NaOH溶液23.00mL，计算KCl在混合物中的质量百分数。

（已知：

M（KCl）=74.55g/mol，M（NaCl）=58.44g/mol）第第6题（题（19分）分）某同学用KSCN检测铜粉还原硫酸铁后的溶液是否还存在Fe3+，不论铜粉是否过量，向滤液滴加少量KSCN都不出现红色，只产生白色沉淀CuSCN（反应A）。

为了解白色沉淀产生的原因，该同学设计了如下实验。

已知：

硫氰（SCN）2是一种拟卤素，性质与卤素相似，其氧化性介于Br2和I2之间。

E（Cu2+/Cu）=0.34V，E（Cu2+/Cu+）=0.153V，E（Fe3+/Fe2+）=0.77V，E（SCN）2/SCN）=0.77V

（1）写出铜粉还原硫酸铁的离子方程式。

（2）实验1中主要反应的离子方程式。

（3）实验1的黄色溶液与初始溶液相比pH减小，请说明原因。

（4）写出实验2的离子方程式。

（5）根据上述实验指出反应A中主要的还原剂。

请结合电极电势来说明。

（6）该同学为证实其推断，将实验1的反应液过滤，用滤液做如下实验：

现象B（II）（III）（IV）滤渣过滤数滴浓氨水数滴0.2mol/LFeSO4溶液变红溶液变黄1mol/LH2SO4，调节pH=11mol/LNa2CO3，调节pH=7出现浑浊实验1的滤液（I）（II）的目的是什么？

现象B是什么？

根据以上实验现象可以得出什么结论？

（7）向5mL0.1mol/LFe2（SO4）3中加入2滴0.01mol/LKSCN，再加入铜粉，振荡。

当红色褪去时，能否说明Fe3+已经完全反应？

为什么？

实验编号操作现象11mL0.05mol/LCuSO41mL0.2mol/LKSCN溶液呈绿色，十余秒后开始出现白色沉淀，溶液变为黄色。

22mL0.05mol/LFeSO4,0.1mol/LKSCN2滴0.1mol/LCuSO4无色溶液立即变红，同时生成白色沉淀。

2015年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷（共6页）-5-第第7题（题（10分）分）某动力潜艇用新型的质子交换膜燃料电池，可以为潜艇在水下行动和作战时提供更强大的动力。

其结构示意图如右。

（1）请写出负极的电极反应方程式。

（2）氧电极的反应受pH影响很大，会分步进行，请写出酸性条件下分步反应的电极反应式。

（3）已知：

E（O2/H2O）=1.229V，F=96485C/mol，fH（H2O,l）=-285.84kJ/mol，fH（H2O,g）=-241.83kJ/mol。

求298K时，该电池理论工作效率（=G/H）？

第第8题（题（10分）分）由于Pd（IV）具有比较强的氧化性，其碘化物的晶体不太容易得到。

2000年，有文献报道通过对Pd（II）的碘化物Cs2PdI4与I2共同生成的晶体直接施加高压，可以得到Pd（IV）的Cs2PdI6晶体。

Cs2PdI6的晶体属于立方晶系，具有反萤石型结构，晶体密度为5.174g/cm3。

Cs2PdI4与I2共同生成的晶体则属于四方晶系，晶胞参数为a=899pm，c=924pm。

（1）请指出Cs2PdI6中阴离子的空间构型并求算Cs2PdI6的晶胞参数。

（2）求算Cs2PdI4与I2共同生成晶体的晶体密度。

（3）右图所示为Cs2PdI4与I2共同生成晶体的晶胞，请给出Cs离子的分数坐标。

第第9题（题（13分）分）对苯二甲酸是重要的石化产品，工业上主要用于合成聚酯。

最近，科学家们研发了一条利用可再生生物质资源制备对苯二甲酸衍生物G和聚酯P的合成路线，如下图所示。

AC6H6O4CC浓H2SO4EFGP催化剂脱氢HB乙醇DC2H4B浓H2SO4,已知：

（1）A是一种直链结构的分子，可通过葡萄糖和木质素等发酵制得，其分子结构中含有两个反式双键和两个羧基，写出A的结构简式_。

（2）写出C和C的结构简式及C的名称_。

（3）C和D反应主要生成化合物E，该反应的类型是_。

E具有多种立体异构体，写出至少两种立体异构体的结构简式（需要标出立体构型）_。

（4）F与E互为构造异构体，根据题意写出F的结构简式（不需要标出立体构型）_。

（5）写出G的结构简式_。

（6）H为防冻液的主要成分，可由D转化而来。

由G和H制备聚酯P的化学方程式是_。

2015年高中化学奥林匹克北京地区预选赛试卷（共6页）-6-第第10题（题（10分）分）工业原料BTC是双（三氯甲基）碳酸酯的简称，化学式为C3Cl6O3，白色晶体，不溶于水，俗称固体光气。

工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备。

BTC可以替代光气和醇、醛、胺、酚等多种化合物反应合成化工产品。

（1）写出BTC的结构简式。

（2）和光气相比BTC具有如下优点_（填字母）。

A易保存B易操作C安全性高（3）以BTC合成N-叔丁基苯甲酰肼的路线如下图所示，写出A、B、D的结构。

AB叔丁基肼CDH2,Pd-C苯甲酰氯BTC苯甲醇（4）已知：

BTC+苯甲醇A+2光气+HCl，写出该反应的机理，用箭头标明电子的流动方向。