2022年中国化学会年全国高中学生化学竞赛试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载中国化学会 20XX年全国高中同学化学竞赛（省级赛区）试题答案及评分标准题号123456789101112总满分 57586 12 5 12 6 12 10 12 100说明： 1；为节约篇幅,原试题中的周期表等已删去；2；网络版以颜色区分题面、答案和注释,打印稿中的楷体字为答案,以圆体字为注释,以示区分；3；请参考内容相同的网络版；第 1 题（5 分） 二战期间日本是在战场上唯独大量使用毒气弹的国家,战争终止日军撤退时,在我国隐秘地抛弃了大量未使用过的毒气弹,芥子气是其中一种毒气；芥子气的分子式为ClCH 2CH 22S；人

2、接触低浓度芥子气并不会立刻感受痛楚,然而,嗅觉不能感受的极低浓度芥子气已能对人造成损害,而且,损害是渐渐进展的；11 用系统命名法命名芥子气；2-氯乙硫醚或2-氯乙烷硫化物（1 分）12 芥子气可用两种方法制备；其一是ClCH 2CH 2OH 与 Na 2S 反应,反应产物之一接着与氯化氢反应；其二是CH 2=CH 2 与 S2Cl 2 反应,反应物的摩尔比为2 : 1；写出化学方程式；2ClCH 2CH 2OH + Na 2S = HOCH 2CH 22S + 2NaCl （1 分）HOCH 2CH 2 2S + 2HCl = ClCH2CH 22S + 2H 2O （1 分）2CH 2=C

3、H 2 + S2Cl 2 = ClCH 2CH 22S + S （1 分）13 用碱液可以解毒；写出反应式；名师归纳总结 - - - - - - -ClCH 2CH 22S + 2OH= HOCH 2CH 22S + 2Cl（1 分）用 NaOH代替 OH也可；方程式必需配平才能得分；第 2 题（7 分） 50 年前, Watson 和 Crick 因发觉 DNA 双螺旋而获得诺贝尔化学奖；DNA 的中文化学名称是：脱氧核糖核酸 ；DNA是由如下三种基本组分构成的：脱氧核糖（基） 、磷酸（基） 和 碱基；DNA 中的遗传基因是以碱基的排列次序储备的；DNA 双链之间的主要作用力是氢键；给出 D

4、NA 双螺旋结构在现代科技中应用的一个实例：基因重组 或基第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 因工程、转基因作物、人类全基因图谱学习必备欢迎下载 ；（每空 1 分；无 “ 基”字得分相同； ）第 3 题（5 分）在正确选项上圈圈；31 以下化学键中碳的正电性最强的是A. CF B. CO C. CSi D. CCl 32 电子构型为 Xe4f 145d 76s 2 的元素是A. 稀有气体 B. 过渡元素 C. 主族元素 D. 稀土元素33 以下离子中最外层电子数为 8 的是3+ 4+ + +A. Ga B. Ti C. Cu D. Li第 4 题（8 分）

5、在 30 oC 以下,将过氧化氢加到硼酸和氢氧化钠的混合溶液中,析出一种无色晶体 X；组成分析证明,该晶体的质量组成为Na 14.90, B 7.03 % ,H 5.24 % ；加热 X,得无色晶体 Y； Y 含 Na 23.0%,是一种温顺的氧化剂,常温下在干燥空气里稳固,但在潮湿热空气中分解放氧,广泛用作洗涤剂、牙膏、织物漂白剂和美发产品,也用于有机合成；结构分析证明X 和 Y 的晶体中有同一种阴离子Z2-,该离子中硼原子的化学环境相同,而氧原子却有两种成键方式；41 写出 X、Y 的最简式,给出推理过程；X 的最简式； NaBH 8O7 Y 的最简式； NaBH 2O4 各 1 分；写成

6、水合物也可 推理过程：Na B H O14.90/23.0 = 0.648 7.03/10.8 = 0.651 5.24/1.008= 5.20 72.83/16.0=4.55名师归纳总结 - - - - - - -1 1 8 7X 变成 Y 是脱水过程； X 为 NaBH 2O43H 2O, 就 Y 中 Na 的质量百分数为23/99.8 = 0.23（如 X 是 NaBO 34H2O,就 Y 中 Na 的质量分数为23/81.8=0.28 不符合题意；） 1 分第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 42 用最恰当的视角画出Z学习必备欢迎下载；2-离子的立

7、体结构（原子用元素符号表示,共价键用短线表示）2-HOBOOBOH5 分； 不写“2” 不扣分； HOOOOH参考图形：第 5 题（ 6 分）下图是一种正在投入生产的大型蓄电系统；左右两侧为电解质储罐,中心为电池,电解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的左右两侧为电极,中间为离子挑选性膜,在电池放电和充电时该膜可答应钠离子通过；放电前,被膜隔开的电解质为Na2S2 和NaBr 3,放电后,分别变为Na2S4 和 NaBr；电解质电解质电解质+电电解质离子选 择性膜电_电解质极电解质极储罐储罐电解质泵泵电解质电源/ 负载51 左、右储罐中的电解质分别为；左 ：NaBr 3/NaBr （1 分

8、；只写一种也可）右 : Na2S2/Na 2S4 （1 分；只写一种也可）名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载52 写出电池充电时,阳极和阴极的电极反应；阳极： 3NaBr 2e- = NaBr 3 + 2Na+ 1 分 阴极： Na 2S4+2Na+2e-=2Na 2S2 1 分53 写出电池充、放电的反应方程式；2 Na 2S2 + NaBr 3放电Na2S4 +3NaBr1 分充电54 指出在充电过程中钠离子通过膜的流向；Na + 的流向为从左到右； （1 分）第 6 题（ 12 分）20XX

9、 年 3 月日本筑波材料科学国家试验室一个讨论小组发觉首例带结晶水的晶体在 5K 下出现超导性；据报道,该晶体的化学式为 Na0.35CoO2 . 1.3H2O,具有 -CoO 2-H2O-Na-H 2O-CoO 2-H 2O-Na-H 2O- 层状结构；在以“CoO2” 为最简式表示的二维结构中,钴原子和氧原子呈周期性排列,钴原子被 4 个氧原子包围,Co-O 键等长；61 钴原子的平均氧化态为 + 3.65；1 分；不写“ ” 给 0.5 分6 2 以 代表氧原子,以 代表钴原子,画出 CoO2层的结构,用粗线画出两种二维晶胞；可资参考的范例是：石墨的二维晶胞是下图中用粗线围拢的平行四边形

10、；、或或（画出 1 种晶胞给 6 分,画出 2 种晶胞给 9 分）画成不符合化学式者如：,不是同一外形平行四边形的最小体积者以及不符合平移特点的图形均不得分；名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载63 据报道,该晶体是以 Na0.7CoO2为起始物,先跟溴反应,然后用水洗涤而得到的；写出起始物和溴的反应方程式； Na0.7CoO2 + 0.35/2 Br 2 = Na0.35CoO 2 + 0.35 NaBr 2 分; 未配平不给分；第 7 题（5 分）杜邦公司因创造了一项新技术而获得了 20XX 年

11、美国总统绿色化学奖；该技术利用基因工程将酵母菌的基因引入一种大肠杆菌,用来将葡萄糖发酵生成 1.3-丙二醇；71 在上述发酵过程中,葡萄糖第一转化为二羟基丙酮的一磷酸酯,随后转化为目标产物；该反应对于葡萄糖的原子利用率为 84；原子利用率是目标产物的相对分子质量除以反应物相对原子质量之和乘以 100；（2 分）72 生产 1.3-丙二醇的传统工艺是以石油为原料按下述路线进行的：石油 乙烯 环氧乙烷3-羟基丙醛 1.3-丙二醇；获得3羟基丙醛的反应在乙醚溶剂中进行,用钴催化剂或铑催化剂,温度 80oC,压力 10 7 Pa；后一反应用镍催化剂,温度 80120 oC,压力 1.6x10 7 Pa

12、；对比之下,新工艺至少具有以下 3 种绿色化学特点：原子利用率高,使用了可再生的植物资源,反应在温顺条件下进行因而能耗低,不使用贵金属催化剂,不使用有机溶剂,有毒污染物排放少,反应在温顺条件进行而不使用高压设备, ；（共 3 分；每答出上列各点之一给1 分；）第 8 题（12 分）81（4 分） 1 摩尔高锰酸钾在 240300 oC 加热释放出 19.2 g 氧气,写出反应方程式；（已知 K 2MnO 4 640 oC 分解, K 3MnO 4 800 oC 分解；） 5KMnO 4 = K 2MnO 4 + K 3MnO 4 + 3MnO 2 + 3O2 4 分 8 2（3 分） 咖啡因对

13、中枢神经有兴奋作用,其结构式如下；常温下,咖啡因在水中的溶解度为 2 g/100g H 2O,加适量水杨酸钠C 6H4OHCOONa ,由于形成氢键而增大咖啡因的溶解度；请在附图上添加水杨酸钠与咖啡因形成的氢键；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - OCH 3学习必备欢迎下载H3C NN COONaN HOO NCH33 分 不要求氢键的键角和方向,但要求画在有孤对电子的氮原子上； 8 3（2 分） 阿司匹林结构式如下,难溶于水； 如和适量柠檬酸三钠混合,即可增大溶解度；说明缘由；COOHOCCH 3O阿司匹林中的羧酸

14、和柠檬酸根反应形成阿司匹林的钠盐）；（2 分）（如写方程式表达得分相同,但必需配平；84（3 分） 氯仿在苯中的溶解度明显比 图示）；ClCCl ClH1,1,1-三氯乙烷的大,请给出一种可能的缘由（含名师归纳总结 - - - - - - -2 分 CHCl 3 的氢原子与苯环的共軛电子形成氢键； 1 分（如只写“ 氢键” 给1 分；）第 9 题（6 分）钒是我国丰产元素,储量占全球11,居第四位；在光纤通讯系统中,光纤将信息导入离光源1km 外的用户就需用5 片钒酸钇晶体（钇是第39 号元素）；我国福州是全球钒酸钇晶体主要供应地,每年出口几十万片钒酸钇晶体,年创汇近千万美元（1999 年）；

15、钒酸钇是四方晶体,晶胞参数a = 712 pm, c = 629 pm, 密度 d = 4.22 g/cm3,含钒 25,求钒第 6 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载酸钇的化学式以及在一个晶胞中有几个原子；给出运算过程；钒酸钇的化学式：YVO 4 1 分运算过程：YVO 4 的摩尔质量为 203.8 g/mol; 钒的质量分数为 50.9/203.8=025 合题意；203.8/4.22 = 48.3 cm 3/mol 四方晶胞的体积 V= 712 2X629X10-30cm 3=3.18X10-22cm 3 （1 分）48.3/6.02X1

16、0 23= 8.02X10-23cm 3（1 分）3.18X10-22/8.02X10-23 = 3.97 4（ 1 分）一个晶胞中的原子数：4X6=24 （2 分）（类似过程或步骤合并,得分相同）第 10 题（ 12 分）美国 Monsando 公司生产了一种除草剂,结构如下图, 酸式电离常数如下：pK a1 0.8, pKa2 2.3 , pKa3 6.0 , pKa4 11.0；与它配套出售的是转基因作物 （大豆、棉花、玉米、油菜籽）的种子,转入了抗御该除草剂的基因,喷洒该除草剂后其他植物全部死光,唯独这些作物强壮成长,由此该除草剂得名Roundup,可意译为“ 一扫光”；这四种转基因作

17、物已在美国大量种植,并已向我国和巴西等国大量出口,但欧洲至今禁止进口；OOHC H2H NC H2OPOHCOH101 Roundup 为无色晶体,熔点高达 氢键）的运算,不能说明其高熔点；试问：构式；200 oC,依据如上结构式进行的分子间作用力（包括Roundup 在晶体中以什么型式存在？写出它的结OOHH2 NOOH（2 分）（电荷符号不加圈也可）A,其 Roundup；CPO102 加热至 200230oC, Roundup 先熔化,后固化,得到一种极易溶于水的双聚体中有酰胺键, 在 316oC 高温下仍稳固存在,但在无机强酸存在下回流,重新转化为画出 A 的结构式；名师归纳总结 -

18、- - - - - -第 7 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - HOOON学习必备OH欢迎下载PNP3 分 （不要求侧链的键角）HOOHOO103 Roundup 的植物韧皮的体液的pH 约为 8; 木质部和细胞内液的pH 为 56；试写出Roundup 后三级电离的方程式（方程式中的型体附加标注）,并问： Roundup 在植物轫皮液和细胞内液的主要存在型体（用你定义的表达）介于磷酸的一、二级电离常数之间；电离方程式：；提示：通常羧酸的电离常数OOHH 2 NOOHOOH2 NOOH+H+CPCPOOOO1OOO2OO+H+OHH2 NH2 NCPCPOOOO

19、2OOOO3OO+H+H2 NHCPCPN3OO4（3 分,每式 1 分名师归纳总结 植物轫皮液的主要型体： 1 分细胞内液的主要型体：（ 和）（ 1 分）. 104 只有把 Roundup 转化为它的衍生物,才能测定它的pK 1,问：这种衍生物是什么第 8 页,共 11 页这种衍生物是Roundup 的强酸盐 ；（2 分）（答盐酸盐等也可）- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第 11 题（10 分） 某烯烃混合物的摩尔分数为十八碳 十八碳 -3-烯 34；111 烯烃与过氧乙酸可发生环氧化反应,请以十八碳 式；-3,6,9-三烯 9%

20、, 十八碳 -3,6-二烯 57,-3,6,9-三烯为例,写出化学反应方程 C 2H 5-CH=CH-CH 2-CH=CH-CH 2-CH=CH-C 8H 17 + 3CH 3COOOH = C 2H5-CH CH-CH 2-CH CH-CH 2-CH CH-C 8H17 + 3CH 3COOH 2 分 O O O 112 如全部的双键均被环氧化,运算1 摩尔该混合烯烃需要多少摩尔过氧乙酸；1 摩尔十八碳三烯环氧化需 3 摩尔过氧乙酸；1 摩尔十八碳二烯环氧化需 2 摩尔过氧乙酸；1 摩尔十八烯环氧化需 1 摩尔过氧乙酸,因此：1 摩尔混合烯完全过氧化需过氧乙酸：0.09X3 +0.57 X2

21、 +0.34X1 = 1.75 mol 2 分 113 如上述混合烯烃中只有部分不饱和键环氧化,请设计一个试验方案,用酸碱滴定法测定分别后产物的环氧化程度：简述试验方案；写出相关的反应方程式和运算环氧化程度（）的通式；试验方案：用已知过量的氯化氢（n/mol ）与环氧化并经分别后的混合烯烃反应,反应完成后,用已知浓度的氢氧化钠标准溶液（c/mol L-1）滴定反应剩余的酸,记录滴定终点氢氧化钠溶液的体积（V/mL ）； （2 分；如未写 “分别后 ”,扣 1 分）相关方程式：R-CH CH- R + HCl = R-CH CH- RO HO Cl （写出此式即得满分）NaOH + HCl =

22、NaCl + H 2O （2 分）运算式：环氧化程度 （） n-cV/1000/1.75 X100% （写出此式即得满分）设 x,y,z分别为三烯、二烯和单烯的摩尔分数,就运算通式为：环氧化程度 （） n-cV/1000/3 x+2y+zX100% （2 分）名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 12 题（12 分）学习必备欢迎下载18.00 mL 1.20 mol/L NaOH溶液,将该中和 1.2312 g 平面构型的羧酸消耗羧酸加热脱水, 生成含碳量为49.96的化合物； 确定符合上述条件的摩尔质量最大的羧酸

23、及其脱水产物的结构式,简述推理过程；羧酸的结构式：HOOCCOOHCOOH脱水产物的结构式；OCOOOCCOHOOCCOOHCOOHOCCCOOO（每式 3 分,共 6 分；）推理过程：（6 分,参考答案如下 , 分值的大致安排：n=1,2,3,4,5,6 各占 1 分；其他符合规律的应答也可,不完整应扣分；）设羧酸为 n 元酸,就：羧酸的摩尔质量为 M = 1.2312 g/1.20 mol/LX18.00 mL/1000/ n = 57 n g/mol羧基（ COOH）的摩尔质量为 45 g/mol, 对于 n 元酸, n 个羧基的摩尔质量为 45n g/mol,n 元酸分子中除羧基外的基

24、团的摩尔质量为5745X n=12n, n=1,2,3,4 ,该基团只能是n 个碳原子才能保证羧酸的摩尔质量为57n g/mol；对于一元酸： n=1, 结构为： C-COOH ,不存在；对于二元酸： n=2,结构为HOOC- CC-COOH （尚非最大摩尔质量平面结构）对于三元酸： n=3, 无论 3 个碳呈链状结构仍是三元环结构,都不存在；对于四元酸： n=4,结构为：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - HOOCCOOH学习必备欢迎下载COOHHOOCCOOH或HOOCCCCCCOOH或HOOCCOOHHOOCCOOHCOOH第一个结构符合题意,但尚非最大摩尔质量的平面结构羧酸（注；且不能稳固存在）后两者具非平面结构,不符合题意；（最右边的结构可不写）五元酸跟三元酸一样不能存在；（或得出结论：n 为奇数均不能成立； ）对于六元酸： n=6, 羧酸及其脱水产物结构式如上；羧酸具平面结构,符合题意；脱水产物的碳含量12M C/12M C+9M O = 50%；符合题意；名师归纳总结 n 更大,不行能再显现平面结构的羧酸；（或用碳架结构表示）第 11 页,共 11 页- - - - - - -