2017年全國高中學生化學競賽試題

(資料圖片)

第1題(10分)測定過二硫酸銨與碘化鉀反應，可以計算反應級數、速率和活化能，這個過程中有大量的碘生成。實驗室含碘廢液可回收利用，一般先用還原劑(如亞硫酸鈉)將碘還原為I—儲存起來，收集到一定量再進行回收。回收時向含碘廢液中先加入固體亞硫酸鈉，再滴加飽和硫酸銅溶液，生成白色沉淀，然后再加入濃硝酸，最后用升華方法收集碘。

1-1寫出上述過程涉及到的離子反應方程式。

1-2利用燒杯、圓底燒瓶等儀器設計一簡單的實驗裝置，利用升華的方式收集生成的碘，畫出裝置草圖，標出各容器中的化學物質。

第2題(10分)為探究菠菜能否與豆腐同食，某同學設計了如下實驗探究菠菜的某種成分：

有關數據如下：

CaCO3的Ksp=2.5×10-9 CaC2O4的Ksp=2.5×10-9 HAc的Ka=1.8×10-5

H2C2O4的Ka1=5.9×10-2 Ka2 =6.4×10-5

H2CO3的Kal= 4.2×10-7 Ka2 =5.6×10-11

2-1請根據上述數據，通過計算說明沉淀A與沉淀B應是什么?

2-2為檢驗菠菜中是否含有鐵，某同學直接取溶液M，加入KSCN檢驗，是否正確?說明理由。

2-3你認為菠菜與豆腐同食，在胃中可形成結石嗎?為什么?

第3題(11分)回答下列關于磷的問題：

3-1磷可形成多種硫化物，其中P4S3、P4S10比較穩定，在工業上有較重要的用途，畫出兩種化合物的結構(其中P4S3有一個P3環)。

3-2在高爐煉鐵時，原料中的磷幾乎全部還原到生鐵中，磷使鋼材在低溫下變脆，即產生“冷脆”現象，因此脫磷是煉鋼過程的主要任務之一。工業上在氧氣轉爐中使用鈣基(CaO)法脫磷，寫出可能的化學反應方程式。

3-3 PF3、PC13是工業上使用較多的磷的"鹵化物，哪個化合物鍵角大?說明原因。

第4題(9分)回答下列問題：

4-1 Li、Mg為對角元素，但它們的碳酸鹽分解成氧化物的溫度卻相差懸殊。判斷其分解溫度的高低，并說明原因。

4-2判斷BF3中B-F鍵能和NF3中N-F鍵能的高低，說明原因。

4-3有報道說：高溫下Fe和NaOH反應可得Na，寫出反應方程式，并說明能發生上述反應的原因。

第5題(10分) 及25℃時，將(a) 1 mol CaO，(b)1 mol CaCO3溶于lmol·dm-3的HCl溶液中，放熱分別為：(a)193.3 kJ，(b)15.02 kJ。

5-1將1 kg 25℃的CaCO3變為25℃的CaO和CO2需多少熱量?

5-2 及25℃時，該反應的 為162.0 J-K-l·mol-1，在此條件下CaCO3和CaO何者更穩定?為什么?

第6題(10分)回答下列問題：

6-1請寫出No.15磷原子和No. 22鈦原子的原子核外電子排布。

6-2根據化學鍵理論，討論下列小分子的成鍵情況(中心原子作何種雜化，原子間形成什么化學鍵)：

(a) SO2(b)NO3—(c)CO2

第7題(10分)在滴定分析時，通常采用鄰苯二甲酸氫鉀(KHC8H4O4)基準物標定NaOH溶液濃度：

KHC8H4O4+NaOH==KNaC8H4O4+H2O

7-1準確稱取0.6126 g鄰苯二甲酸氫鉀置于一燒杯中，加適量水溶解，采用NaOH溶液滴定，當酚酞指示劑剛剛變色，即到達終點時用去29.40 mL NaOH溶液。計算鄰苯二甲酸氫鉀的摩爾數和NaOH溶液的摩爾濃度。[M(KHC8H404)= 204.2 g·mol-1]

7-2寫出NaOH滴定H2SO4的化學反應方程式。若采用酚酞指示劑，到達終點時的滴定體系溶液是什么顏色?(選擇無色、黃色、微紅色或其它顏色一種答案)

7-3現有一H2SO4樣品液，先將其用純水準確稀釋10倍，然后移取10.00 mL稀釋后的H2SO4溶液，采用上述NaOH標準溶液直接滴定，到達終點時用去22.00 mL NaOH標準溶液，求原來H2SO4樣品液的摩爾濃度。

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第8題(15分)分子式為C3H6的化合物存在2個異構體A和B，A能迅速與溴單質反應生成互為立體異構體的產物C和D;B的同系物與溴單質只能在光照下反應，并伴有副產物HBr生成，而B卻能在無光照條件下與溴單質反應生成單一產物E。E是C，D的異構體。

本題非立體結構式用結構簡式或鍵線式，立體結構式用虛線—楔線式表達，如：

8-1寫出化合物A，B，C，D，E的結構式并分別用系統命名法命名。

8-2寫出含5個碳原子的B的同系物與溴單質在光照下反應的反應式(用鍵線式表示)并指出其反應類型(取代反應、消去反應或加成反應)。

8-3 A或B分子中的一個氫原子被其同位素氘置換后，得到分子式為C3H5D的化合物。用鍵線式或虛線—楔線式表示這些化合物的可能結構(含立體異構體)。

8-4如果將A分子中的2個氫原子用氘置換，則得到7個分子式為C3H4D2的化合物，依次標記為A1-A7。A1分子中的2個氘原子所處的環境完全相同，而其余的6個化合物分子中2個氘原子所處的環境均不相同。用鍵線式表示A1的結構。

8-5在金屬把催化劑存在下，A1-A7分別與氘氣(D2)反應得到分子式為C3H4D4的化合物，其中有的生成單一產物，有的則得到一對對映異構體。A1，A2，A3生成的是相同的一對對映體X1和X2，而A7生成的是另一對對映體;A4，A5生成相同的單一產物Y，而A6則生成另一產物Z。用鍵線式或虛線—楔線式表示A2-A7，X1，X2，Y和Z的結構。

第9題(6分)S-誘抗素(又名脫落酸)是一種植物生長調節物質，是植物體的“抗逆免疫因子”，在調控植物生長發育、提高農產品品質等許多方面有著重要的應用價值。2008年北京奧運會期間，245萬盆鮮花施用了S-誘抗素，確保了盛夏時節鮮花持久綻放。

9-1寫出S-誘抗素分子中所含官能團的名稱。

9-2以下對S一誘抗素的敘述中，哪些是正確的?

A.分子式為C13H14O4

B.分子式為C15H20O4

C.分子中含有2個手性碳原子

D.三個碳-碳雙鍵的構型都是E-型

E.在鈀催化下能與4分子氫氣反應

F.在鈀催化下能與5分子氫氣反應

G.能發生加成反應，不能發生取代反應

H.既能發生取代反應，也能發生加成反應

9-3寫出S-誘抗素發生臭氧解反應(a.O3，b. H2O/Zn )所得有機產物的結構簡式。

第10題(9分)增塑劑(又稱塑化劑)不是食品添加劑，而是工業上廣泛使用的塑料添加劑，長期食用含增塑劑的食品對人體健康十分有害。2011年5月起臺灣食品中先后檢出DEHP等多種增塑劑，2011年6月1日衛生部緊急發布公告，將某些增塑劑列入食品中可能違法添加的非食用物質和易濫用的食品添加劑名單。

DEHP在堿性條件下水解并酸化后，得到兩個化合物A(C8H6O4)和B(C8H18O)，兩者的摩爾比為1:2。A是一種含苯環的酸性物質，發生硝化反應時，僅生成兩種一元硝化產物。B為飽和化合物，在室溫下易被KMnO4氧化生成C(C8H16O2)。日在A12O3存在下加熱生成D(C8H16)，D與K2Cr2O7/H2SO4反應生成3-庚酮和二氧化碳。用CrO3/吡啶可將B轉化為E(C8H16O)，E能與Ag(NH3)2OH發生銀鏡反應并生成F。

10-1請寫出化合物A-E的結構簡式。

10-2另一種增塑劑DEEP的合成方法如下，請寫出DEEP的結構簡式、G-K所代表的試劑及必要反應條件或產物的結構簡式：

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