中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题含答案.doc

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2016年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

一、选择题（本题包括10小题，每小题4分，共40分。

每小题只有一个选项符合题意）

1．中国药学家屠呦呦因发现青蒿素及其抗疟疗效，荣获2015年诺贝尔生理学或医学奖，成为在我国本土首位获得科学类诺贝尔奖的女科学家。

青蒿素结构式如下图所示，下列有关青蒿素研究的说法不正确的是

A．提取过程中为防止破获青蒿素结构，应避免高温，故采用低沸点溶剂乙醚进行萃取

B．青蒿素是脂溶性的，既可看作是醚类也可看作是酯类，既有氧化性又有还原性

C．可使用红外光谱仪测出分子中可能的官能团，也可通过核磁共振技术检测分子中C、H原子所处的化学环境

D．可使用质谱仪测出这个分子的相对分子质量，也可用紫外光谱确定这个分子的环状结构

2．2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，两人因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术产业革命。

石墨烯结构如右图所示，下列说法不正确的是

A．石墨烯是碳原子以sp2杂化构成的六边形蜂巢形结构、只有一层原子厚度的二维晶体，碳原子排列与石墨的单原子曾相同，是平面多环芳烃，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状

B．石墨烯中如果有五边形和七边形存在，则会构成缺陷。

含12个正五边形的石墨烯则转化形成了富勒烯C60，它是足球分子

C．石墨烯中碳碳键的键能大于金刚石中碳碳键的键能，是目前世界上最薄也是最强韧的纳米材料

D．石墨烯是导电性最好的新型纳米材料，在微电子领域有巨大的应用潜力，有可能成为硅的替代品，用来生产未来的超级计算机

3．好莱坞影片《终结者》中始终不会被击败的液态金属机器人，在被散弹枪和手榴弹击中后，既能像液体一样重新聚集在一起，恢复之前的结构，又能改变外形，呈现出各种造型。

2015年3月26日清华大学宣布，该校刘静教授等人联合中国科学院理化技术研究所研发出世界首个自主运动的可变液态金属机器。

研究揭示，置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量，实现高速、高效长时运转，这种柔性机器既可在自由空间运动，又能于各种结构槽道中蜿蜒前行，因此作者们将其命名为“液态金属软体动物”。

下列关于此研究的说法正确的是

A．人们最熟悉的液态金属是水银，因其价格太贵而限制了实际应用

B．液态金属中存在的粒子有金属阳离子和自由电子等，它们之间通过静电引力形成金属键

C．铝在液态金属中燃烧放出热量从而提供能量，使液态金属实现高速、高效的长时运转

D．液态金属机器“吞食”铝片后，在电解质里形成原电池反应，会产生电力和气泡，从而产生动力

4．下列说法正确的是

A．称取10.1gNaOH时，将10g的砝码放在右盘，并将游码移到0.1g的位置

B．用试纸检验气体时，必须将湿润的试纸沾在玻璃棒上伸向气体

C．用剩的药品能否放回原瓶，应视具体情况而定

D．将铂丝放在稀硫酸中洗涤并灼烧后，再蘸取待检物进行焰色反应

5．下列离子方程式书写正确的是

A．足量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：

CO2+CO32－+H2O=2HCO3－

B．向饱和的Ca（HCO3）2溶液中加入足量的NaOH：

Ca2++HCO3－+OH－-=CaCO3+H2O

C．新制氯水中滴加澄清石灰水，黄绿色褪去：

Cl2+Ca（OH）2=Ca2++Cl－-+ClO－+H2O

D．含0.1molFeI2的溶液中滴加含0.125molCl2的氯水：

2Fe2++8I－+5Cl2=2Fe3++4I2+10Cl－

6．下列有关分子结构的说法正确的是

A．根据等电子原理，O3和SO2均具有V型结构，属极性分子，其中心原子均为sp3杂化

B．C与O的电负性差比N与O的电负性差大，故CO分子的极性比NO分子强

C．H2O的沸点比HF高，但F—H…F氢键键能比O—H…O的氢键键能大

D．AlCl3在气态或非极性溶剂中均是通过氯桥键二聚成Al2Cl6，分子空间构型为四面体，分子中8个Al—Cl键键长和键能均相同

7．已知HClO的Ka=2.98×10－8，CH3COOH的Ka=1.75×10－5，下列有关说法正确的是

A．在pH=2的醋酸溶液中加入少量0.01mol·L－1的稀盐酸，溶液的pH会变小

B．等浓度等体积的CH3COONa和NaClO溶液，前者所含离子总数比后者大

C．100mLpH=2的新制氯水中：

n（OH－）+n（ClO－）+n（HClO）=0.001mol

D．将Cl2通入NaOH溶液中，若溶液呈中性，则溶液中存在6中微粒

8．对于已达到平衡的可逆反应：

A（g）2B（?

）+C（g），△H＞0，假设A、C状态始终保持不变，下列说法正确的是

A．当混合气体的质量不变，说明反应已达到平衡状态

B．缩小容器体积，重新达到平衡时，气体混合物中C%可能增大

C．在恒压容器中升高温度，气体混合物中C%可能先增大后减小

D．在恒容容器中升高温度，达到新平衡时，气体的密度增大

9．全trans—维生素A（VA）的醋酸酯结构下如图，下列说法正确的是

A．该化合物的化学式为C22H34O2，有6个不饱和度

B．该化合物可以发生加成反应、取代反应、消除反应和缩聚反应

C．萜类化合物是可以切成数个形如的五碳单位的有机化合物，有2个单位称

单萜，3个单位叫半萜，则VA属于二萜

D．该化合物与HBr反应，可能有9中生成物

10．已知位于第四周期的A、B两种元素，其原子的M层电子数不同，且A原子的N层电子数比B原子的N层电子数少1个。

，下列说法正确的是

A．B原子的M层电子一定比A原子的M层电子多

B．B原子的外围电子数一定比A原子的外围电子数多

C．A、B元素一定是副族元素，另一种是主族元素

D．A、B元素可能都是主族元素，也可能都是副族元素

二、选择题（本题包括8小题，没小题4分，共32分。

每小题可能有1或2个选项符合题意，若2个选项正确，只选1个正确给2分，多选、错选都给0分）

11．下列选择或操作均正确的是

A．.装置Ⅰ适合用于吸收氨气

B．.装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液

C．.装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石

D．.装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸

12．.2015年4月，由中美科学家共同完成的“快速放电铝离子电池”，具有高效耐用、可超快速充电、可燃性低、成本低等特点。

该电池以金属铝作为负极，三维结构的泡沫石墨材料为正极，AlCl4－可在其中嵌入或脱嵌，由有机阳离子（EMI+不参与反应）、Al2Cl7－和AlCl4－组成的离子液体做电解质溶液，该电池放电时的原理如右图所示，下列说法不正确的是

A．放电时，负极的电极反应式：

Al+7AlCl4――3e-=Al2Cl7－

B．充电过程中，AlCl4－脱嵌并从阴极向阳极迁移

C．充电过程中阳离子的电极反应式为：

Cn+AlCl4－―3e-=Cn[AlCl4]，Cn[AlCl4]中C的化合价没有变化

D．该离子液体也可用于钢制品上电镀铝，但阴极材料要换成镀件

13．已知25℃时，Ksp[Mg（OH）2]=5.61×10－12，Ksp[Al（OH）3]=1.3×10－33，

Al（OH）3+H2OAl（OH）4－+H+Ka=6.31×10－13。

某溶液中可能含有H+、Na+、Mg2+、Al3+、Cl－、HCO3－等离子。

向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOh溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示。

下列有关说法正确的是

A．各点的化学成分：

b点沉淀—Al（OH）3；d点沉淀—Al（OH）3和Mg（OH）2；e点溶质—NaCl和NaAl（OH）4

B．各段只发生如下反应：

ab段Al3++3OH－=Al（OH）3↓；cd段Mg2++2OH－=Mg（OH）2↓；

de段Al（OH）3+OH－=Al（OH）4－

C．依题意，用NaOH不能完全分离Al3+和Mg2+

D．bc段Al（OH）3部分溶解

14．某钙钛矿型氧化物的晶体如右图所示，其中A为镧系金属离子，B为过渡金属离子，O为氧离子。

下列说法不正确的是

A．A和O联合组成面心立方最密堆积

B．B离子占据八面体空隙，占据率25%

C．A离子的配位数十12

D．O2-离子的分数坐标：

（1/2，0，,0），（0，1/2，0），（0，0，1/2）

15．图（Ⅰ）和图（Ⅱ）分别为二元酸H2A和乙二胺（H2NCH2CH2NH2）溶液中各组分的百分含量随溶液pH的变化曲线（25℃）。

下列说法正确的是

A．[H3NCH2CH2NH3]A溶液显碱性

B．乙二胺（H2NCH2CH2NH2）的Kb2=10－7.15

C．[H3NCH2CH2NH2][HA]溶液中各离子浓度大小关系为：

c（[H3NCH2CH2NH2]+＞c（HA－）＞c（H2NCH2CH2NH2）＞c（A2－）＞c（OH－）＞c（H+）

c（H2NCH2CH2NH2）·c（H2A）

c（（[H3NCH2CH2NH2]+）·c（HA－）

D．向[H3NCH2CH2NH2][HA]溶液中通入一定量的HCl气体，则

可能增大也可能减小

16．环戊二烯阴离子极其稳定，有研究者将二苯甲酮与其反应，再用质子溶剂处理得到了一深红色物质X。

质谱分析表明X的相对分子质量为230，红外光谱表明这个分子没有C—O键或H—O键的吸收，下列说法正确的是

A．经1HNMR分析得知环戊二烯阴离子有两种不同化学环境的H

B．环戊二烯阴离子有较强碱性，用水淬灭的产物易二聚

C．X的深红色是因为有大的离域体系，发生p-p跃迁

D．环戊二烯阴离子稳定是因为它有芳香性

17．X和Y在周期表中相邻，CaCO3与其单质之间，可发生如下变化：

其中A是一种气态氢化物；D是一种可燃性气体，其在标准状况下的密度为1.16g·L-1；

E中的阴离子与CO2互为等电子体。

下列说法错误的是

A．第一电离能：

X＜Y

B．B、E均属盐类，C属于碱类，而D属于有机物

C．A～F各物质中除C外，均含有X元素

D．F的结构为：

HX=Y=XH

18．某1L待测溶液中除含有0.2mol·L-1的Na+外，还可能含有下列离子中的一种或多种：

现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）

下列说法错误的是

A．向溶液B中加AgNO3与HNO3的操作时多余的，待测液中一定含有的离子是K+、NH4+、CO32-、HCO3-、，且c（K+）≥0.1mol·L-1

B．生成白色沉淀B的离子方程式为：

Ba2++HCO3-+OH-=BaCO3↓+H2O

C．若无色气体D是单一气体，则原溶液中c（SO42-）=0.05mol·L-1

D．若无色气体D是混合气体，则沉淀A的成分是BaCO3、BaSO3、BaSO4

三、本题包括2小题，共23分

19．（14分）卤化磷是有机化学中常用的卤化剂。

工业制备PCl5的方法是将Cl2通入PCl3的CCl4中制得，固态PCl5是一种离子化合物，阳离子A为四面体构型，阴离子B为八面体构型。

（1）写出固态PCl5中阴离子的化学式，阳离子中心原子的杂化方式为。

（2）在CCl4中，PCl5主要以形式存在，推断依据是。

而在硝基苯中，则存在下列两个平衡：

（未配平）

PCl5A+B①PCl5A+Cl-②

当PCl5浓度较大时，以平衡为主（填①或②），理由是。

（3）与氯同一主族的溴也可形成五卤化物，PBr5固态时也为离子化合物，阳离子为四面体，但固体中只存在一种磷。

PBr5相比于PCl5更不稳定，它有如下转化：

注：

E中磷的质量分数为5.24%。

写出固态PBr5离子化合物的化学式；写出C、D、E的化学式：

C，D，E。

（4）固态PBr5不能像固态PCl5那样形成八面体的配阴离子，试解释原因。

（5）将PCl5部分氟化，可得到PCl2F3、PCl3F2等物质，已知它们在固态时也是离子化合物，推测离子化合物PCl2F3、PCl3F2的化学式、。

20．（9分）某单质M是一种常见的金属，它在日常生活中有极其重要的作用，如电线、合金等。

将M溶于浓硝酸得含A的绿色水溶液。

A受热分解得到黑色固体B，B溶于稀硫酸后经蒸发、浓缩、冷却得到蓝色晶体C。

将一定量的C溶解并分成两份，一份加入少量氨水，生成浅蓝色沉淀D，已知D中M元素的百分含量为49.42%，硫为12.47%，氧为37.33%；另一份加入少量NaCN溶液（氰根离子是一种类卤素），产生一种棕黄色沉淀E和气体F，再往沉淀E中加入过量NaCN溶液，生成含G的溶液，该溶液是用作电镀M的电镀液，污染大。

（1）写出以下物质的化学式：

B，C，D，G

（2）写出C→E的离子方程式；

（3）A的熔点较低，真空时易升华，这与一般离子晶体的性质不相符，简述理由

。

（4）M在一定温度下与氧作用得到固体H。

H属立方晶系，其正当晶胞如右图所示，密度为6.00g·cm-3。

通过计算给出M—O的距离。

四、本题包括2个小题，共16分

21．（9分）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾K3[Fe（C2O4）3]·3H2O为绿色单斜晶体，易溶于水，难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。

110℃下失去结晶水，230℃下即可分解。

用硫酸亚铁铵与草酸反应制备草酸亚铁晶体，在过量草酸根存在下，用过氧化氢氧化草酸亚铁即可制备三草酸

合铁（Ⅲ）酸钾配合物。

实验步骤如下：

①将5g（NH4）2Fe（SO4）2·6H2O晶体溶于20mL水中，加入5滴6mol/LH2SO4酸化，加热溶解，搅拌下加入25mL饱和H2C2O4溶液，加热，

静置，待黄色的FeC2O4沉淀完全以后，倾去上层清夜，倾析法洗涤沉淀2-3次，每次用水约15mL。

②向沉淀中加入10mL饱和草酸钾溶液，水浴加热至40℃，用滴管缓慢滴加12mL5%H2O2，边加边搅拌并维持在40℃左右，溶液变成绿色并有棕色的沉淀生成。

③分两批共加入8mL饱和H2C2O4溶液（先加5mL，后慢慢滴加3mL）此时棕色沉淀溶解，体系应变为绿色透明溶液。

④向滤液中缓慢加入10mL95%的乙醇，这时如果滤液浑浊可微热使其变清，放置暗处冷却，结晶完全后，抽滤，用少量95%的乙醇洗涤晶体两次，抽干，在空气中干燥片刻，称量，计算产物。

请回答：

（1）简述倾析法的适用范围。

（2）写出步骤②、③中发生的两个主要反应的方程式

步骤②、

步骤③。

（3）步骤④中乙醇要缓慢加入的原因是。

（4）收获产物后，为测定产品的纯度，准确称取0.8490g产品，配制成250mL溶液，移取25.00mL溶液，酸化后用标定浓度为0.01000mol/L的高锰酸钾溶液滴定至终点，消耗22.25mL溶液。

用同浓度的高锰酸钾溶液滴定25.00mL配制溶液用的蒸馏水，滴定至终点消耗1.05mL，计算产品的纯度。

（K3[Fe（C2O4）3]·3H2O的相对分子质量为491.3）

22．（7分）某同学设计实验探究不同电极和电解液对电解水的影响。

分别采用石墨和铁钉作为电解材料，电解硫酸和氢氧化钠溶液。

预电解2分钟后收集3～8分钟内产生的气体，

实验结果如下所示：

编号

电极

电解液

阳极气体体积

/mL

阴极气体体积/mL

实验现象

①

石墨

0.5mol·L-1

硫酸

5.55

21.88

两电极表面产生气泡，阳极管底积有黑色粉末

②

石墨

1mol·L-1

氢氧化钠

5.00

16.08

两电极表面产生气泡，

阳极溶液变黄色

③

铁钉

1mol·L-1

氢氧化钠

9.13

18.22

两电极表面产生气泡

已知氢气和氧气在水中溶解度分别为19mL·L-1和31mL·L-1，根据上述测定结果，回答下列问题：

（1）本实验可用右图所示装置收集并测量气体体积。

请简述读取气体体积的操作方法

。

（2）该同学为探究①②中阳极气体偏少的原因（偏离V阳：

V阴=1:

2），又进行如下实验：

a．电解结束后对两电极气体同时减压，发现电极表面再次冒出气泡，相比而言，阳极冒出的气泡更多。

b．取②实验中少数阳极溶液，分为两份，一份加入稀盐酸，生成无色气体，另一份滴加氯化钡溶液，生成白色沉淀；而取③实验中少数阳极溶液重复上述实验，无类似现象。

c．取①实验中少数阳极溶液，滴加硫酸锰溶液，逐渐变紫红色。

根据a、b、c实验得出的结论。

（3）另一同学发现③中气体体积比V阳：

V阴≈1:

2，说明铁作阳极未失去电子产生亚铁离子，其可能原因是。

（4）比较实验结果，选择电解水的条件是。

五、本题包括3小题，共22分

23．（2分）棱柱烷是一类具有张力的碳氢化合物：

（1）写出n棱柱烷的通式。

（2）上式n=4时，有中六硝基代物。

24．（12分）薄荷油中含有少量的—非兰烃和—非兰烃，两者互为同分异构体，其相对分子质量为136,。

根据如下化学转化，回答相关问题：

已知：

（1）分别写出C→D和D→E的反应类型：

，；

（2）写出B、F、H、—非兰烃和—非兰烃的结构简式：

，

，，，。

（3）A的同分异构体中含有两个—COOCH3基团的化合物共有种（不考虑手性异构），其中核磁共振氢谱呈现2个吸收峰的异构体结构简式为。

（4）—非兰烃与等物质的量的Br2进行加成反应的产物共有种（不考虑立体异构）。

（5）E在一定条件下发生聚合反应可得到一种高级吸水树脂，该树脂名称为。

（6）写出C→M反应的化学方程式。

25．（8分）已知：

化合物A经Cope重排得到B，也可以从它的同分异构体A′经Cope重排得到。

A和B均可以发生臭氧化/还原反应，化合物A经臭氧化/还原得到两个化合物D和E，而化合物B经臭氧化/还原只得到一个化合物C，反应如下所示：

请回答下列问题：

（1）分别写出化合物B、C、D和E的结构简式，，

，。

（2）Cope重排是可逆的，反应由A到B的方向发生，理由是什么？

。

（3）B还可以从A′得到，试推断A′的结构。

。

六、本题包括2个小题，共17分

26．（11分）下面各问题涉及到卤素的反应，请通过推理计算填空。

（1）将9.13gKI溶解于100g热水中，加入13.96I2，并剧烈搅拌直至溶液澄清。

然后浓缩溶液，之后降温至2℃，静置结晶，生成了深棕色的盐A。

分离出晶体A，洗净，干燥。

取0.9500g产物A溶解于水中，在淀粉指示剂下用0.2000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，消耗21.70mL。

请给出A的化学式：

。

（2）向热浓KI溶液中通入氯气至饱和，反应至最初生成的棕色沉淀物消失。

反应结束后，向溶液中加入少量KI固体，冷却至0℃会出现橙色的含结晶水的盐B。

X射线衍射表明B的阴离子与A的阴离子有类似的结构。

B在空气中不稳定，并且在通入保护气的环境下加热至215℃即分解。

取15.32gB，在N2下加热至250℃，剩余固体产物的质量为4.48g，是白色水溶性固体。

其水溶液与AgNO3溶液混合后产生白色沉淀，此沉淀在氨水中可溶。

①给出B的化学式；

②写出生成B和B分解的化学方程式：

，。

（3）碘的吡啶（化学式为C5H5N，结构式为，简写为Py，相对分子质量79.10）溶液是可以导电的，为了确定溶液中的阳离子，做了以下实验：

在分液漏斗中加入碘的吡啶溶液，再加入高氯酸银的氯仿和水混合液。

振荡数分钟后，水层产生黄色不溶物，并与氯仿层分离。

将氯仿溶液转移至结晶设备中结晶，过滤得到晶体C（含高氯酸根），洗净干燥。

取0.9460g化合物C溶解于水中，加入足量KI，生成的I2用0.2000mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗24.60mL。

通过晶体学分析得知C的阳离子结构与A、B的阴离子相似。

①给出C的化学式：

；

②写出在碘的吡啶溶液中的平衡反应：