2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题10答案.pdf

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1、1第 22 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题题题号号123456789总分总分满满分分617128121410138100得得分分 竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 1 小时内不得离场。小时内不得离场。时间到，把试卷时间到，把试卷( (背面朝上背面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。稿纸

2、在最后一页。不得持有任何其他纸张。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第一题（第一题（6 分）分）1984 年，联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重离子年，联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重离子加速器上用加速器上用58Fe 离子轰击离子轰击208Pb 靶时发现了靶时发现了265X。1.X 的元素符号是的元素符号是 ，X 最高价氧化物的化学式是最高价氧化物的化

3、学式是 。2.用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成 X 的核反应方的核反应方程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写）程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写） 。3.最近有人用高能最近有人用高能26Mg 核轰击核轰击248Cm 核，发生核合成反应，得到核，发生核合成反应，得到 X 的另一种同位素；然的另一种同位素；然后释放出后释放出 粒子，得到质量数为粒子，得到质量数为 265 的另一种核素。分别写出核反应方程式。的另一种核素。分别写出核反应方程式。解答：（1）Hs（1 分） HsO4（1 分） （2）582

4、6Fe20882Pb265108Hs10n（2 分）（3）2612Mg24896Cm269108Hs510n 269108Hs265106Sg42He（各 1 分）1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.885

5、0.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrX

6、eRnRfDbSgBhHsMt2第二题（第二题（17 分）分）化合物化合物 A 是具有腐蚀性的挥发性红色液体，称取化合物是具有腐蚀性的挥发性红色液体，称取化合物 A 465mg，使之溶于水中，溶，使之溶于水中，溶液具有明显的酸性。约需要液具有明显的酸性。约需要 6mmol 的的 Ba(OH)2才能中和它，同时溶液中产生沉淀才能中和它，同时溶液中产生沉淀 B，过，过滤出沉淀，洗涤后用稀滤出沉淀，洗涤后用稀 HClO4溶液处理，沉淀溶液处理，沉淀 B 转化成一橙红色溶液转化成一橙红色溶液 C，与此同时又产，与此同时又产生一白色的新沉淀生一白色的新沉淀 D。加入过量的。加入过量的 KI 后，用后，用

7、 S2O32 滴定所生成的滴定所生成的 I3 离子，耗去离子，耗去S2O32 9.0mmol。终点时生成一绿色溶液，经中和可产生葱绿色沉淀。终点时生成一绿色溶液，经中和可产生葱绿色沉淀 E，过滤得，过滤得 E，使之，使之溶于过量的溶于过量的 NaOH 溶液中，变成了溶液中，变成了 F。F 再与再与 H2O2 共沸，变成黄色溶液共沸，变成黄色溶液 G，酸化时进一，酸化时进一步变成橙红色溶液步变成橙红色溶液 H，向，向 H 中加入少许中加入少许 H2O2 ，有蓝色，有蓝色 I 生成，静置又变成生成，静置又变成 J 并放出气体并放出气体K。试确认各符号所代表的物质，并写出化学反应方程式。试确认各符号

8、所代表的物质，并写出化学反应方程式。解答：A:CrO2Cl2 B: BaCrO4 C:Cr2O72 D: Ba(ClO4)2 E: Cr(OH)3 F: NaCrO2 G CrO42 H:Cr2O72 I: CrO5 J: Cr3+ K : O2CrO2Cl2 + 2H2O=H2CrO4 + 2HCl Ba(OH)2 + H2CrO4=BaCrO4 + 2H2O4CrO5 + 12H+=4Cr3+ + 7O2 + 6H2O （化学式每个 1 分，方程式每个 2 分）第三题（第三题（12 分）分）固溶体半导体材料是某些元素半导体或化合物半导体互相溶解而成的具有半导体性质固溶体半导体材料是某些元素

9、半导体或化合物半导体互相溶解而成的具有半导体性质的固态的固态“溶液溶液”材料，在电子工业中有重要的用途。某研究小组用二氯化镉材料，在电子工业中有重要的用途。某研究小组用二氯化镉(CdCl22.5H2O)，硫粉，硒粉为原料，硫粉，硒粉为原料，180下在乙二胺中反应得到了固溶体半导体下在乙二胺中反应得到了固溶体半导体CdS1-xSex (x0,1)纳米材料，通过纳米材料，通过 XRD 图分析了其晶体结构。图分析了其晶体结构。1CdS1-xSex 为六方为六方 ZnS 结构，六方结构，六方 ZnS 结构如下，画出六方结构如下，画出六方 ZnS 的一个晶胞，并指出阴的一个晶胞，并指出阴阳离子占据的空隙

10、类型阳离子占据的空隙类型3解答： （2 分） Zn,S 均占据四面体空隙 （1 分）2当当 CdCl22.5H2O 为为 0.289g,硫粉质量为硫粉质量为 0.028g,硒粉为硒粉为 0.03g 时，时，x 的值为多少？的值为多少？解答：0.3（2 分）3根据测量分析，晶格常数根据测量分析，晶格常数 a 和和 c 与与 x 的数值如下表所示，你能到什么结论？并分析原的数值如下表所示，你能到什么结论？并分析原因。因。解答：a ,c 随着 x 的值增大而增大（2 分）原因是 Se2- 半径大于 S2- 半径，Se2-代替S2-导致晶体体积膨胀（2 分） 4.研究人员分析了形成研究人员分析了形成

11、CdS1-xSex纳米材料的机理，认为反应中有一中间体配合物形成，纳米材料的机理，认为反应中有一中间体配合物形成，给出该配合物，该配合物所有元素化学环境相同，请给出该中间体的结构简式。给出该配合物，该配合物所有元素化学环境相同，请给出该中间体的结构简式。 解答：Cd(NH2CH2CH2NH2)2Cl2 （3 分）第四题（第四题（8 分）分）在真空中，用高能电子轰击一种气体分子时，分子中的一个电子可以被轰击出去，生在真空中，用高能电子轰击一种气体分子时，分子中的一个电子可以被轰击出去，生成阳离子自由基。如苯甲酸分子被轰击：成阳离子自由基。如苯甲酸分子被轰击：C6H5COOH C6H5COOH+e

12、其阳离子的式量与所带电荷数之比（）为其阳离子的式量与所带电荷数之比（）为 122（即）（即） ，与此同时，这样的离子还会被轰，与此同时，这样的离子还会被轰击成其它形式的碎片离子（都只带一个单位的正电荷）击成其它形式的碎片离子（都只带一个单位的正电荷） 。各有它们的；由苯甲酸形成的碎。各有它们的；由苯甲酸形成的碎4片离子按所测得的大小排列有：片离子按所测得的大小排列有：122、105、77、51。碎片离子碎片离子有关反应有关反应105C6H5CO+C6H5COOH+ C6H5CO+OH77C6H5+C6H5CO+ C6H5+CO51C4H3+C6H5+C4H3+C2H2现有中学常风的有机化合物现

13、有中学常风的有机化合物 A，仅由，仅由 C、H、O 元素组成，通常元素组成，通常 A 是一种无色透明的液体，是一种无色透明的液体，不溶于水，加热后能逐渐溶于稀不溶于水，加热后能逐渐溶于稀 NaOH 溶液或稀溶液或稀 H2SO4溶液，冷却后不再析出原有的液溶液，冷却后不再析出原有的液体。若用高能电子束轰击气体体。若用高能电子束轰击气体 A 分子时，在分子时，在 70eV 下可得为下可得为88、73、61、45、29、27、15 等的离子（均只带一个正电荷）等的离子（均只带一个正电荷） 。回答下列问题：。回答下列问题：1.有机物有机物 A 的相对分子质量是的相对分子质量是 ，分子式是，分子式是 2

14、.为为 88 的离子是的离子是 3.为为 15 的离子是的离子是 解答1.相对分子质量是 88，分子式是 C4H8O22.为 88 的离子是 C4H8O2+3.为 15 的离子是 CH3+ 每空 2 分第五题（第五题（12 分）分）蜂王浆可按如下方法合成：酮（蜂王浆可按如下方法合成：酮（A）C7H12O 用用 CH3MgI 处理后水解生成醇（处理后水解生成醇（B）C8H16O， （B）经脱水成为烯烃（）经脱水成为烯烃（C）C8H14， （C）臭氧化然后还原水解得化合物（）臭氧化然后还原水解得化合物（D）C8H14O2。 （D）与丙二酸二乙酯在碱中反应得到一个产物，此产物经热酸水解得到蜂王浆）与

15、丙二酸二乙酯在碱中反应得到一个产物，此产物经热酸水解得到蜂王浆（E）C10H16O3， （E）经催化氢化得到酮酸（）经催化氢化得到酮酸（F）C10H13O3， （F）与碘在）与碘在 NaOH 中反应后酸中反应后酸化得到碘仿与壬二酸，请写出（化得到碘仿与壬二酸，请写出（A）（）（F）的结构）的结构解答： A : OB: OHCH3C: CH3D: CH3 C(CH2)5CHOE: CH3F:(CH2)7CH3COOHCHCOOHOC(CH2)5CHOCO （每个 2 分） 第六题（第六题（14 分）分）对苯二甲酸是一种重要的化工原料，它能与某含碳、氢、氧三种元素的有机化合物对苯二甲酸是一种重要的

16、化工原料，它能与某含碳、氢、氧三种元素的有机化合物A 反应生成高分子化合物反应生成高分子化合物 B。已知。已知 50.0mL 水中溶有水中溶有 0.300g A 的溶液与的溶液与 100mL 水中溶有水中溶有3.30g 蔗糖的溶液凝固点相同。哌啶俗称六氢吡啶（吡啶：蔗糖的溶液凝固点相同。哌啶俗称六氢吡啶（吡啶：），以乙醇作溶剂，它），以乙醇作溶剂，它与对苯二甲酸反应可生成对苯二甲酸哌啶盐。与对苯二甲酸反应可生成对苯二甲酸哌啶盐。1992 年，人们用甲醇作溶剂，用对苯二甲年，人们用甲醇作溶剂，用对苯二甲酸哌啶盐、酸哌啶盐、2, 2一联吡啶和一联吡啶和 Co(ClO4)26H2O 在在 60下反应

17、两小时，得到双核钴的配合下反应两小时，得到双核钴的配合5物（哌啶没有参与形成配合物）。该配合物中含物（哌啶没有参与形成配合物）。该配合物中含C：51.3%；H：3.38%；N：9.98%；Co：10.5%（计算值）。用（计算值）。用 X衍射法测定其单晶，衍射法测定其单晶，表明羧基氧均已配位，表明羧基氧均已配位，ClO4处于配合物的外界。处于配合物的外界。1试求化合物试求化合物 A 的式量，并确定的式量，并确定 A 是何物质；是何物质；2写出化合物写出化合物 A 与对苯二甲酸的反应方程式。与对苯二甲酸的反应方程式。3若以水作溶剂，与乙醇作溶剂相比，哌啶的若以水作溶剂，与乙醇作溶剂相比，哌啶的 p

18、Kb值将如何变化？值将如何变化？4写出对苯二甲酸的共轭碱。写出对苯二甲酸的共轭碱。5试推断出该双核配合物的分子式（要有推断过程）试推断出该双核配合物的分子式（要有推断过程）。解答 1A 的式量为 62.2（2 分） A 为乙二醇（1 分）2nHOCH2CH2OHnHOOCCOOH OCH2CH2OOCCO 2nH2O（2 分）3水作溶剂时，pKb变小（2 分）4HOOCCOO（2 分）5Co 原子数为 2，M1122；C 原子数：48；H 原子数：38；N 原子数：8。8个 N 必含 4 个联吡啶，其中含 40 个 C，还剩 8 个 C，必是一个对苯二甲酸根，带两个单位负电荷。据电中性原理，外

19、界必有 2 个 ClO4，4 个联吡啶，1 个对苯二甲酸根，必含 36 个 H。还有 2 个 H，可能带一分子水，故分子式为 C48H38N8Co2Cl2O13，分子量与此式相符，故可推定。 （过程 3 分，结论 2 分）第七题（第七题（10 分）分）光刻法是现在流行的一种进行表面处理的化学方法。它是在待加工金属工件上涂上一光刻法是现在流行的一种进行表面处理的化学方法。它是在待加工金属工件上涂上一层具有抗腐蚀性的保护层，这种保护材料称为光致抗蚀剂（又称光刻胶）层具有抗腐蚀性的保护层，这种保护材料称为光致抗蚀剂（又称光刻胶） 。然后在其上方。然后在其上方按一定图版曝光、再加腐蚀剂。未曝光与曝光部

20、分的金属表面的抗腐蚀性不同，因此印按一定图版曝光、再加腐蚀剂。未曝光与曝光部分的金属表面的抗腐蚀性不同，因此印出预期的图版。出预期的图版。E 是一种光敏胶，其合成路线如下：是一种光敏胶，其合成路线如下：CHO乙酸酐无水 /AB NaOHC（C9H7O2Na）碱乙炔/D聚合E写出写出 A、B、C、D、E 的结构式。的结构式。解答：A：CH3COOK 或 K2CO3；B：PhCHCHCOOH；C：PhCHCHCOONa；D：PhCHCHCOOCHCH2（各 1.5 分）E: (每个 2 分)第八题（第八题（14 分）分）在腌肉时，加入亚硝酸钠，能产生在腌肉时，加入亚硝酸钠，能产生 NO，NO 与由

21、蛋白质中解离出来的硫和铁结合，生与由蛋白质中解离出来的硫和铁结合，生成成Fe4S3(NO)7 ，后者有抑菌，防腐作用。，后者有抑菌，防腐作用。X-射线结构分析表明该离子的结构如下图所示：射线结构分析表明该离子的结构如下图所示：6 1. 请把图上的所有铁原子涂黑，并从上至下用请把图上的所有铁原子涂黑，并从上至下用 Fe(A)、Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)标记。标记。 2. 试确定试确定 Fe 的平均氧化数。的平均氧化数。 3. 设在配合物里的每个铁原子都采取设在配合物里的每个铁原子都采取 sp3杂化，指出每个铁原子中杂化，指出每个铁原子中 3d 电子的数目。电子的数目。 4. Fe4S3(

22、NO)7 离子可以被还原，生成一个含离子可以被还原，生成一个含 Fe2S2环的化合物，表示为环的化合物，表示为Fe2S2(NO)42 ，请回答下列各问题：，请回答下列各问题： (I) 写出阴离子写出阴离子Fe2S2(NO)42 的结构式；的结构式；(II) 给出每个铁原子的氧化态；给出每个铁原子的氧化态；(III) Fe2S2(NO)42 会转化为会转化为Fe2(SCH3)2(NO)4n，它是一种致癌物。，它是一种致癌物。下列三种粒子中，哪一个被加到下列三种粒子中，哪一个被加到 S 原子上？原子上？ ( i ) CH3+ ， ( ii ) CH3 ， ( iii ) CH3 解答 1. （2

23、分）2. Fe4S3(NO)7中 S 的氧化数为2，NO 的氧化数为+1，令铁的氧化数为x，4x23+171，x1/2， 即铁的氧化数为1/2。 （2 分） 3.由于 Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)的周围环境相同，它们的氧化数理应相同，而 Fe(A)有另外的氧化数，氧化数可能值为 Fe(A)2，Fe(B)=Fe(C)=Fe(D)=0，或 Fe(A)+1，Fe(B)=Fe(C)=Fe(D)= 1。当第二组氧化数代入后，Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)周围的电荷为零，只有Fe(A)周围电荷为离子团电荷1，所以更为合理。对于 Fe(0)而言，若采取 sp3杂化来接受配位原子的孤电子对，则价电子

24、排布应从 3d64s2重排成 3d84s0。对于+1 氧化态的Fe(A)，为 3d7；对于 Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)而言，由于是1 氧化态，应为 3d9。 （4 分）4.(I) 2FeFeNONOONONSS（2 分）(II) 每个铁的氧化数为1（1 分）(III)加到 S 原子上的一定是 CH3+。因为硫原子氧化态为2，已是 8 电子构型，即为Lewis 碱，只有与 CH3+ Lewis 酸加合。 （2 分）7第九题（第九题（8 分）分）25ml 浓度为浓度为 0.02molL1的酸性高锰酸钾溶液加到的酸性高锰酸钾溶液加到 0.1204g 含有含有 Na2C2O4、NaNO2和和N

25、a3AsO3的混合物中，用的混合物中，用 FeSO4溶液返滴定过量的溶液返滴定过量的 KMnO4，消耗，消耗 0.02molL1 FeSO4 溶液溶液5ml。另取一份重量相同的混合物样品，向其中加入过量。另取一份重量相同的混合物样品，向其中加入过量 KI 和和 H2SO4，反应完成后生成，反应完成后生成的碘以溶于的碘以溶于 NaHCO3的浓度为的浓度为 0.02molL1的硫酸肼返滴定，消耗的硫酸肼返滴定，消耗 5ml 硫酸肼。试计算混硫酸肼。试计算混合物的定量组成（百分含量）合物的定量组成（百分含量） 。解答：加入 KMnO4后，发生下列反应：5C2O42 + 2MnO4 + 16H+ 10

26、CO2 + 2Mn2+ + 8H2O5NO2 + 2MnO4 + 6H+ 5NO3 + 2Mn2+ + 3H2O5AsO33 + 2MnO4 + 6H+ 5AsO43 + 2Mn2+ + 3H2O加入 KI 后，发生下列反应：2NO2 + 2I + 4H+I2 + 2NO + 2H2O在碳酸氢钠介质中，发生下列反应：AsO33 + I2 + 2OH AsO43 + 2I + H2O肼与碘发生如下反应：（N2H4H2SO4相当于 N2H4参加反应）N2H4+ 2I2 + 4OH N2 + 4I + 4 H2O这样，我们可以写出三个联立方程式：224224223333224233422433Na

27、C ONa C ONaNONaNONa AsONa AsONa C ONaNONa AsOKMnONaNON HNa AsO0.1204 g2()542MnMnMnnnnnnnnggg用下法计算 KMnO4的物质的量 n：4KMnOn0.0225103150.025103 =0.48103 molN2H4的物质的量0.02251030.1103 mol224233224233233Na C ONaNONa AsO3Na C ONaNONa AsO3NaNONa AsO134691920.1204 g50.48 10mol240.1 10 mol2nnnnnnnnggg解得：224233444Na C ONaNONa AsO2 10mol,8 10mol,2 10molnnn 故混合物的组成为：Na2C2O4: 22.26 ，NaNO2: 45.85 %，Na3AsO3: 31.89。（过程 5 分，结果各 1 分） 24N Hn