2022年全国高中化学竞赛初赛模拟试卷含答案.docx

_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 高中化学竞赛初赛模拟试卷（17）（时间： 3 小时 满分： 100 分）H 题 号1 2 3 4 5 6 7 8 9 B C He 满 分9 10 8 9 12 7 19 16 10 相 对 原 子 质 量Be 1.008 4.003 Li N O F Ne 6.941 9.012 Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 K Ca Sc Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 98 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba LaHf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 210 210 222 Fr Ra AcRf Db Sg Bh Hs Mt Ds Ho Er Tm Tb Lu 223 226 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy La 系La 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0 第一题（ 9 分）光气学名“ 碳酰氯”,化学式 COCl 2,是窒息性毒剂之一；1光气化学性质活泼,具有酰卤的典型反应,易发生水解、氨解和醇解；（1）光气与足量乙醇反应所得产物的化学名称是【】；（2）光气与足量氨气反应的化学方程式【】；（3）足量苯在 AlCl 3 催化剂作用下与光气反应所得产物的结构简式【】；（4）光气与苯胺分两步反应可得异氰酸苯酯,中间产物的结构简式是【】,异氰酸苯酯的结构简式是【】；2试验室可用四氯化碳和发烟硫酸（H2SO4·SO3）反应制备光气,写出化学方程式；3 BTC 是一种稳固的白色结晶体,熔点为 7882,沸点为 203206； 1mol BTC 可在肯定条件下分解产生 3mol 光气,所以又被称为“ 三光气”；工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备 BTC；BTC的反应活性与光气类似,可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应,因此低毒性的BTC 在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相（1）关 的 化 工 产品；（1）BTC 分子中全部氯原子都等价,试写出结构简式（2）除毒性外, BTC 比光气仍有什么优点？（2）其次题（ 10 分）_精品资料_ - - - - - - -第 1 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 电解食盐溶液的氯碱生产技术,已由传统的隔膜法变革为离子膜法高新技术；这种技术进步,如下表所示：表 1 产品液碱质量比较离子膜法 隔膜法 隔膜法项目 电解即得的 电解先得的半 脱盐浓缩后液碱产品 成品电解碱液 的碱液产品NaOH% 35（已有 50%的报道）10 12 30 NaCl% 0.0025 14 16 4 Na2CO3% 0.02 （一般不计量）1 表 2 能耗与蒸汽用量比较（以 NaOH 质量分数为 50作比较基准）项 目 离子膜法 隔膜法电解用电 度/吨 2160 2600 蒸汽用电 度/吨 80 700 隔膜法和离子膜法新技术中所用的膜有本质区分；前者是有条件地阻止阴、阳极电解产物相混合的多孔石棉隔膜；后者由阳离子交换树脂（几类氟碳树脂）组成,树脂的高分子骨架上接有能电离出 H而可与 Na等阳离子交换的离子交换基团SO3H、COOH ,所以是一类厚度虽仅 0.l0.5mm,但一般只答应溶液中的阳离子在膜中通过,更不能自由通过气体或液体的阳离子交换膜；1在所给离子膜法电解食盐溶液示意图中的括号内,填写开头电解时进入电解槽用作电解液的液体A 、B 的组成名称, 以及电解产出气体C、D 的化学式；2离子膜法电解槽的极间距,由于膜在电极间的结构紧凑而远小于隔膜法电解槽,这将如何影响能耗？3传统隔膜法的阴极电解碱液,它所含 只能掌握得低些？NaOH 的质量分数,为什么4离子膜法使用的原料要求Ca 2、Mg2等金属离子的总量掌握在0.1ug 以下,为什么？5试对比评判本离子膜法科技进步的经济、社会效益；第三题（ 8 分）_精品资料_ - - - - - - -第 2 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 有机物 X 具有旋光活性,其分子由C、H、O、N 4 种元素组成,其中C、H、O 的原子个数比是 35 2；工业上可以用 A 和 B 以物质的量 14 通过取代反应制备 X；X 能与 4 倍其物质的量的 NaOH反应,并能与 Ca 2等与大部分金属离子 11 络合,所得螯合物结构中存在 5 个五原子环；1写出 X 的化学式【】和 B 的结构简式【】；2写出满意条件的全部 X 的结构简式,分别命名和运算光学异构体的个数；第四题（ 9 分）离子晶体 X 是由三种短周期元素组成,三种短周期元素的简洁离子的核外电子排布相同,晶胞参数 a780pm,晶胞中阴离子组成立方最密积累,阳离子（r102pm）占据全部八面体和四周体间隙；1写出 X 的化学式【】和化学名称【】；2指出阴离子的空间构型【】；3运算晶体X 的密度；4X 在化工生产中有什么用途；5另有一种晶体Y,其阴离子也组成立方最密积累,且与X 的阴离子互为等电子体,而阳离子与X的阳离子相同,但只占据全部四周体间隙,请写出Y 的化学式；第五题（12 分）_精品资料_ - - - - - - -第 3 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 1866 年 H. Rithausen 从谷胶的硫酸分解产物中分别出谷氨酸,；1890 年 L. Wollf合 成 并 确 定 了 它 的 结 构 , 1908年 池 田 菊 苗 从 海 带 的 热 水 提 取 物 中 分 离 出 谷 氨 酸 的 钠 盐（1谷氨酸的电离常数）,它才是具有鲜味的成分,即味精；Ka1 6.46× 103,Ka2 5.62× 105,Ka32.14× 1010；pKa lgKa ,所以 pKa12.19,pKa2 4.25,pK3 9.67；目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等；当前我国生产的味精主要采纳淀粉发酵法；酸以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉水解葡萄糖尿素发酵等电点谷氨酸铵L谷氨中和、浓缩、结晶谷氨酸钠盐；如生成谷氨酸二钠盐,就不具有鲜味,所以工业生产中掌握各阶段的（1）Ka1、Ka2、Ka3 相对应的基团各是哪个？pH 是一项关键；（2）运算谷氨酸等电点的pH（所谓等电点,就是谷氨酸呈电中性时所处环境的pH）；在下面正确的选项上画圈；A 2.19 B 3.22 C 4.25 D 6.69 （3）中和、脱色、结晶时的pH 应保持在多少？在下面正确的选项上画圈；A 3.22 B 4.25 C 6.69 D 9.67 （4）用什么物质脱色？【】2味精中有效成分是谷氨酸钠,可用沙伦逊甲醛滴定发测定其含量；精确称取味精 1.000g,加蒸馏水溶解后稀释到 10.0mL ；从中取 2.0mL 放入 100mL 锥形瓶中,加入 2.0mL 36%的甲醛溶液,加入 20mL水；以酚酞为指示剂,用 0.1000mol/L 的标准 NaOH 溶液进行滴定,消耗 10.80mL ；（1）谷氨酸钠与甲醛反应得到化学式为（ 2）加入甲醛的目的是什么？（3）运算该味精中谷氨酸钠的含量；C6H8NO4Na ,写出结构简式；_精品资料_ - - - - - - -第 4 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 3味精中往往会加入食盐,某同学设计如下试验方案测定NaCl 含量：取味精样品5.0g,并溶于蒸馏水；加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液,使沉淀完全；过滤；用蒸馏水反复洗涤沉淀多次；将沉淀低温烘干、称量；重复操作 3 次,运算 NaCl 含量；另一同学觉得这个试验方案的误差较大,且测定沉淀的质量很不便利；于是他设计了另一个试验方案来测定 NaCl 的含量；已知 AgSCN 是难溶于水的沉淀；请简要写出测定 NaCl 含量的新方案；第六题 （ 7 分）化合物（A）是我国蟾蜍皮中的一种物质,由（B）合成该化合物的路线如下：BaCDLiAlH4E2CH3Cl/吡啶FbA 1写出 CF 各物质的结构简式；2写出 a、b 的反应条件或使用的无机试剂；3E F 中吡啶（）的作用是什么？第七题（ 19 分）周期表中汞与锌、镉等元素同族, 原子序数 80,常见的氧化态2、 1,熔点 38.72,沸点 357,是室温下出现液态的唯独金属单质；汞是古代就已认知的元素之一,大多数汞来自于辰砂矿,主要用于温度计、气压计、荧光灯和电池；1写出汞原子的核外电子排布式；2汞用于制造温度计,主要利用了它的什么性质？_精品资料_ - - - - - - -第 5 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 3已知以下电对的标准电极电势； .Hg 2/Hg2 20.905V , .Hg2 2/Hg0.799, .Ag/Ag0.800V ；（1）试判定： Ag 与 HgNO 32 溶液能否反应？如能,就写出反应的离子方程式；如不能, 就说明理由；（2）写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式；4重金属引起的污染中以汞的毒性最大；在汞蒸气浓度为105kg/m3 的空气中停留一两天人就会中毒,因此水银温度计车间必需实行措施防止汞中毒；（1）万一不慎将汞撒落在工作台上或地面上,将如何处理,用方程式表示；（2）室内有汞蒸气时应当通风以降低汞的浓度,通风口装在墙上部仍是下部,为什么？（3）液态汞的蒸气压与温度的关系式为 lgpa b/T a7.08,b3190,p 的单位为 kPa,打碎一根温度计会洒失 0.5g Hg ,某温度计厂一车间空间为 30m 3,如在 288K 时不慎打破了一根水银温度计,试通过运算判定在该车间工作是否合会导致汞蒸汽中毒；5硫醇的英文名字也叫Mercaptan,来源于拉丁文（Mercurium captans）是捕捉汞的意思；医学上常用硫醇类来解除汞中毒,常用一种叫巴尔（）的作解毒剂；（1）乙醇在常温下可以和水混溶,而乙硫醇在常温下的溶解度仅为 1.5g,请说明；（2）反应 C2H5OH NaOH 不能反应； C2H5SHNaOH C2H5SNaH2O；说明其缘由；（3）著名世界的八大公害之一的【】,主要就是由重金属汞污染造成的；海洋中的汞是通过生态系统的【】进入人体的；人长期食用由于海水、湖水中含有汞离子而中毒的鱼,会吸 入汞积聚体内,可引起中毒,其缘由是 Hg 2能使含有巯基的蛋白酶（酶 SH2）失去活性,产生汞中毒,临床常用一种解毒剂,如二巯基丙醇（巴尔）可以解毒使蛋白酶复原活性；试用有关化学反应说明这种现 象；6汞有一种化合物X,室温下是无气味、白色结晶粉末,不溶解于水,400500时升华,光照能_精品资料_ 分解,常用做电极材料；X 俗名轻粉,可由水银、明矾、食盐等混合炼制,有攻毒杀虫消水肿之功效；第 6 页,共 11 页- - - - - - -_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - （1）写出 X 的化学式【】和电子式【】；（2）写出制备 X 的化学方程式；（3）从反应体系中分别出 X 的方法；第八题（ 16 分）化学进展史上, 有很多偶然大事引起科学发觉的事例,碘的发觉也得益于Courtoris 对意外现象的留意；碘是人类发觉的其次个生物必需微量元素,它以碘化物形式存在于海水、海藻及人体甲状腺中；人类缺碘会引起甲状腺肿大,我国已全面实施加碘盐方案；1单质碘的制备方法之一是在酸性条件下通 其缘由,写出有关反应方程式；Cl 2于 NaI 溶液中, 指出运用该法时应留意的问题？分析2在 100硫酸中, I2可被 HIO3氧化成 I3,写出配平的离子方程式；3为什么在日照强、温度高的海区,表层水碘浓度往往要低一些？4人体缺碘会影响正常的生命活动；儿童缺碘会造成身体畸形,智力低下；成年人缺碘会因新陈代谢才能降低而导致全身无力,提早显现衰老现象；为提高人体素养,食物补碘已引起人们的重视；据报道,人从食物中摄取碘后便在甲状腺中积存下来,通过一系列化学反应形成甲状腺素；甲状腺素的结构：（1）写出甲状腺素的化学式【】；（2）在甲状腺内,甲状腺素的主要合成过程如下：A （氨基酸）I2B2分子缩合甲状腺素 C（氨基酸）请写出 A、 B、C 的结构简式；5科研说明,人的一生只要能摄入一小茶匙的碘就能正常发育,健康生活；目前预防缺碘的有效办法是食用含碘食盐；目前国内食盐加碘加的主要是碘酸钾；（1）写出工业上以 KI 为原料制备碘酸钾的化学方程式；（2）如何用简易操作检验食盐是否加碘；写出离子反应方程式；6已知反应H2I22HI ,分两步完成I22I H2 2I2HI _精品资料_ - - - - - - -第 7 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 式中 k,k 1,k 2, k3 是分别为各反应相应的速率常数,如用 化能,请找出 Ea和 E1,E2,E3间的关系；已知公式如下：Ea,E1,E2,E3 分别表示各反应相应的活对于反应aAbBeEfF,反应速率为：vkAaBb 速率常数与活化能之间满意阿仑尼乌斯公式：kAeEa/RT对于反应I22I 满意： v正v 逆第九题（ 10 分）_精品资料_ - - - - - - -由短周期的三种元素组成的固体无机化合物A 和 B,其摩尔质量均小于90g/mol ；将 A 和 B 以物质的量 41 混合后引爆,复原到标准状况下得到物质的量为61 的气体单质C、D 和非气态化合物F；假如将物质的量为4 1 的 A 、B 在肯定条件下分别完全分解,全部得到气体单质（假设）；所得气体混合后,存在 C、D、E 三种气体,且物质的量为347；请推断出C、D、E的化学式及A、B 的全部可能化学式；第 8 页,共 11 页_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 参考答案第一题（ 9 分）1（1）碳酸二乙酯（1 分）（2）COCl 24NH 3NH 2CONH 22NH 4Cl（ 1 分）（3） CO（1 分）（4） NHCOCl NCO（2 分）2CCl 4H2SO4·SO3COCl 22ClSO 3H（或 HCl SO3）（2 分）3（1）Cl 3CO OCCl 3（1 分）（2）BTC 常温下为极稳固的固体物质,便于贮运（其次题（ 10 分）1 分）,使用安全,无污染；1A 为饱和食盐溶液,B 为淡碱液或纯水,C 为 Cl 2,D为H2（4分）2极间距减小,可降低电解电压而节约电能（1 分）3为削减 OH向阳极的迁移量或削减副反应的发生,以保持较高的电流效率；（1 分）4Ca 2、Mg 2等金属离子与 Na一样,都可以通过离子膜到达阴极（1 分）,并与 OH形成难溶化合物,堵塞离子交换膜,从而影响膜性能的发挥（1 分）；5离子膜法生产与传统的隔膜法相比,无需再为电解碱液脱盐（尽量回收 NaCl）浓缩（ 1 分）,经济效益高,生产效率高,产品烧碱纯且浓,能耗低、蒸汽省（1 分）；隔膜法生产中,更因制作、使用石棉隔膜,必发生硅酸盐纤维（粉尘）污染环境的问题,有使部分操作工人患肺癌职业病的危急（1 分）；可见,以电化学科学原理为核心,通过为其所开发的离子膜法电解生产的跨学科高新技术,优化了资源、能源的利用, 变污染环境的生产为“ 清洁生产”,更有其适应可连续进展需要的高社会效益；（此题满分2 分,答出 3 分中 2 分即可）第三题（ 8 分）1C12H20N2O4（2分）ClCH 2COOH（1 分）1,2丁二胺四乙酸（2 分）X1：X 2：1 分）2命名： 2,3丁二胺四乙酸异构体3 种2 种（ 2 分）第四题（ 9 分）1Na3AlF 6（2 分）氟铝酸钠（ 1 分）2正八面体（ 1 分）3晶胞内含4 个 Na 3AlF 6单元Na3AIF 6摩尔质量为210g/mol ； 621042378011232.95g/cm3（2 分）.0210104电解炼铝的助熔剂（1 分）5Na2SiF 6（2分）第五题（ 12 分）1（1）（2 分）（2）B（1 分）（3）C（1 分）_精品资料_ （4）用活性炭脱色（1 分）第 9 页,共 11 页- - - - - - -_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 2（1）（1 分）（2）“ 掩蔽” 氨基后滴定羧基,防止氨基对羧基和NaOH 中和反应的影响（1 分）（3）91.32%（2 分）3取肯定量的味精溶于水,加入过量标准AgNO 3 溶液（1分）,以Fe 3为指示剂 （1 分）,用标准 KSCN溶液进行滴定（1 分）；第六题（ 7 分）1C：F：D：（各 1 分）E：2a：Fe HCl （仍原 NO 2）b：浓 H2SO4（各 1 分）3吡啶用于吸取反应中产生的 HCl （1 分）第七题（ 19 分）11s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 24p 64d 104f 145s 25p 65d 106s 2 或Kr4f 145d 106s 2（1 分）2熔点低,沸点较高,出现液态的温度区较宽,且主要在室温邻近（1 分）汞的体膨胀系数较大,且随温度的变化较小（1 分）3（1）2Ag 2Hg 22AgHg2 2（1 分）（2）6Hg8HNO 33Hg2NO 322NO 十 4H 2O（1 分）4（1）HgSHgS（ 1 分）（2）下部 汞蒸气比空气密度大（1 分）（3）8.38× 10 6kg/m 3不会导致中毒（2 分,利用抱负气体方程进行运算,Hg 过量）5（1）乙醇与水能形成氢键,而乙硫醇不能与水形成氢键（1 分）（2）强酸制弱酸原理H2O 的酸性比 C2H 5OH 强,而 C2H 5SH 的酸性比 H2O 强（ 1 分, pKa H2O：15.7 C2H5SH：10.6 C2H 5OH ：15.9）（3）水俣病 食物链（ 1 分） Hg 2+与酶 SH 2 反应： Hg 22H而中毒（ 1 分）与 反应而解毒：（1 分）反应合并只给 1 分, Hg 配位数不要求6（1）Hg 2Cl 2（1 分）（1 分）（2）12Hg12NaCl4KAlSO 42 3O26Hg2Cl26Na2SO42K 2SO42Al 2O3（2 分）（3）升华（ 1 分）第八题（ 16 分）_精品资料_ 1该法应留意掌握Cl 2 用量,防止Cl2 过量,否就过量Cl 2 会氧化 I2,发生如下反应；I25Cl 26H2O2IO 310Cl12H（2 分）I 2 并蒸发到空气中（1 分）第 10 页,共 11 页2HIO 37I25H2SO45I3 3H2O5HSO 4（1 分）3海水中, I在阳光紫外线的照耀下,按下式反应,生成I1/2O2H2OI22OH（1 分）- - - - - - -_归纳总结汇总_ - - - - - - - - - 4（1）C15H11NO 4I4（1 分）（2）A：；B：5IIO 3；C：（ 3 分）5（1）KI 3H 2OKIO 33H2 （1分）6H 3I23H 2O（1 分）（2）酸化的碘化钾和淀粉溶液检验（1 分）6利用阿仑尼乌斯公式H 2I22I 2HI vHIkH2I 2 kAeEa /RT I2E1/RT k 1A1eE2/RT k 2A2eH 22I2HI k3A 3eE3/RT又： v HIk3H 2I2 （ 1 分）由已知k1/k 2I2/I 2I2H 2/I 2H 2 代入v HIk 1/k2k 3H 2I 2 （ 1 分）对比和可知kk 1/k2k 3A1eE1/RT/A 2eE2/RT A3e E3/RTA 1A3/A 2e对比和,可得 Ea E1E2E3（1 分）第九题（ 10 分）E1E2E3/RT （ 1 分）混合反应得到CD61；分别反应得到CDE6814,说明混合时D 与 E 以物质的量714 发生了反应,生成了非气态物质F,就 D 和 E 可能是 O2和 H2（1 分）短周期单质气体除H2、O2（O3）外仍有 N 2、F2、Cl 2,由于要组成固体化合物,另一种元素可能是N,且均存在 A 、 B 中； C 为 N2（1 分）从 CDE34 7 可知,混合物平均组成为N3xH7xO4x（113xg/mol ）,摩尔质量应小于450g/mol ,x1,2 或 3；（1 分）x1 时, N3H 7O4,不行能；x2 时, N6H 14O8（226g/mol ）,A 可能 NH 0123O012,且 A 摩尔质量应大于 22690/434,A 只可能 NH yO2,可能 HNO 2或 NHOH 2,此时 B 为 N 2H10（不行能存在这样的化合物）、N 2H2（不行能是固 体）；（1 分）x3 时,N9H 21O12（ 339g/mol ）,A 可能 N 12H012345O0123,且 A 摩尔质量应大于 339 90/462.25,A 可能为 NH yO3或 N2H yO23,即 A 可能 NH4O3（臭氧化铵） 、NH4NO 3、NH4NO 2,此时 B 分别为 N5H 5、NH 5、NH5O4,即N2H5N3、NH4H、（NH 5O4 不存在合理结构） ；C：N 2；D：O2； E：H2；（各 1 分）A 、B：NH 4NO 3（1分）、NH4H（1 分）或 NH 4O3、N2H5N 3（1分）_精品资料_ - 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