2009年全国高中化学奥林匹克竞赛山东省预赛试题
(满分100分 时间120分钟)
说明：1.本试卷分为必做和选做两部分试题。必做题包括必修和化学反应原理模块试题；选做试 题只需从所给的三个模块大题中选做二个即可，若都选，则按前二个模块给分。 2.允许使用计算器。
可能用到的相对原子质量：
必做试题(共68分)
一、选择题(本题包括16个小题，每小题2分，共32分，每题有1 -2个选项符合题意。多选、错选不得分，有两个答案的只选一个且答对者得1分)
1.能源危机已成为影响人类社会可持续发展的最大问题，化学家及化学工程师在此领域正面临 五大挑战：高效利用太阳能，高效贮存电力，开发先进核能系统，掌握氢能的制备及贮存方法，开发能源 应用方面的催化剂。氢气是一种清洁能源，但它的制取、存储和运输者很困难。美国科学家研究出一种用多糖制取氢的新技术，有望一举解决这几大问题。科学家利用合成生物学的方法，使用由13种酶组成的混合物，将碳水化合物和水转变成二氧化碳和氧气。下列说法不准确的是( )
A.利用这项新技术，汽车元须携带氢气罐，而只需携带淀粉等碳水化合物和水，在运转时现场制取氢气
B.目前气态的氢不易运输和储存，这就阻碍了氢作为新能源的推广使用 C.使用该技术不会对环境造成任何不利的影响
D.现有氢气制备技术的能耗高是制约氢能源发展的一个瓶颈
2.2008年9月，中国爆发三鹿婴幼儿奶粉受污染事件，导致食用了受污染奶粉的婴幼儿产 生肾结石病症，其原因是奶粉中含有三聚氰胺(结构式如下图)。下列说法不正确的是( ) A.三聚氰胺属于有机物
B.三聚氰胺一般只在奶粉中添加，牛奶中一般不添加，说明它溶于热水，不易溶于冷水
C.三聚氰胺含氮的质量分数为66.67%
D.奶粉中添加三聚氰胺而不添加尿素等其它含氮量也较高的化合物，主要是因为三聚氰胺没有气昧和味道，掺杂后不易被发现，价格便宜
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3. 5.12汶川大地震发生以来，央视等媒体在播报灾区急需物资时，多次提到消毒剂，大量消毒剂被捐赠到灾区。下列物质不可用于环境消毒的是( )
A.二氧化氯 B.过氧乙酸 C.漂白粉 D.二氧化硫
4. 将石墨置于熔融的钾或气态钾中，石墨会吸收钾而形成称为钾石墨的物质，其组成是 C8K、C24K、C36K、C48K和C60K。在钾石墨中，钾原子把价电子交给石墨层，但在遇到与金属钾易反应的其他物质时还会收回。在钾石墨中，钾元素处于石墨层中间，因而石墨层之间被胀大，层间的距离增加。下列对钾石墨的叙述中正确的是( ) A.钾石墨是一类高分子化合物 B.钾石墨导电性比石墨强
c.钾石墨与水相遇不发生任何反应
D.题干所举出的5种钾石墨属于同素异形体
5. 将两种硫酸盐按一定比例混合后共熔，制得化合物X，X溶于水能电离出K+、Cr3+、SO42- ，若 将2.83 g X中的Cr3+全部氧化为Cr2O72-后，溶液中的Cr2O72-和过量KI溶液反应，得3.81 g I2，反应的离子方程式为：
，若向溶有2.83 g X的溶液中，
加入过量的BaCl2溶液，可得到4.66 g白色沉淀.由此可推断出X的化学式为( )
6.在重水中存在下述电离平衡： D2OD+ + OD- ，因此，对重水(D2O)可采用pH一样的定义来规定pD，那么pD= -lg[D+].己知在某温度下D2O达电离平衡时， [ D + ] X [ OD - ] = 1. 6 x 10 -15，则在下列叙述中：①用0.01 mol NaOD和D2O配成1 L溶液，其pD值等于2；②用0.01 mol DCI溶于D2O中，配成1 L溶液，其pD等于2；③纯净D2O在此温度下的pD大于7；④用 D2O配制0.2mol . L -I FeCl3溶液，溶液中CI-浓度是Fe3+浓度的3倍.其中说法正确的组合是 ( )
A.①② B.①④ C.③④ D.②③
7.2008北京成功举办了第29届奥运会。有一种有机物，因其酷似奥林匹克旗中的五环，科 学家称其为奥林匹克烃(结构式如右图) ，下列有关奥林匹克烃的说法不正确的是 ( )
A.属于芳香烃，是苯的同系物
B.平面型分子，所有碳原子都以sp2杂化方式成键 C.该烃的一氯代物只有一种
D.该烃完全燃烧生成H2O的物质的量小于CO2的物质的量
8.纯净的氯化钠是不潮解的，但粗盐很容易潮解，这主要是因为其中含有杂质MgCl2的缘 故。为得到纯净的氯化钠，有人设计了一个实验：把买来的粗盐放入纯氯化钠饱和溶液一段时间，过滤，洗涤，可得纯净的氯化钠晶体。则下列说法中，正确的是( ) A.粗盐的晶粒大一些有利于提纯
B.设计实验的根据是MgCl2比NaCI易溶于水
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C.在整个过程中NaCI饱和溶液浓度会变大(温度不变) D.设计实验的根据是NaCI的溶解平衡
9.将质量相等的铜片和铅片插入硫酸铜溶液中，铜片与电源正极相连，铅片与电源负极相 连，以电流强度1 A通电10 min，然后反接电源，以电流强度2A继续通电10 mino下列表示铜电极、铅电极、电解池中产生气体的质量比)和电解时间( min)的关系图正确的是 ( )
10.第二次世界大战期间，某国有支侦查小分队执行炸毁德国法西斯一座十分隐蔽且又戒备 森严的军火库的任务，结果他们用十多只涂有化学药剂的老鼠完成了任务。据你推测这种化学药剂是 ( )
A. TNT B. KMn04和H2S04 C.黑火药和甘油 D.白磷的CSz溶液 11.对于一个活化能为零的反应，下列叙述正确的是( )
A.催化剂不会有作用 B.平衡常数K > > 1 C.温度增加反应速率常数增加 D.为吸热反应
12.实验测得某同学在活动前后吸入、呼出气体中各种气体的体积百分含量如下表所示.
下列说法不正确的是 ( )
A.X、Y，Z别是N2、O2和CO2
B. Xl、YI、ZI、W1的值分别是78.08%、20.94%、0.03%、0.95% C.X2>X3的原因是该同学在运动过程中消耗了X气体
D. Z2 < Z3的原因是该同学在运动过程中体内产生了更多的Z气体
13.化学上鉴定S2O32-的方法之一是使用AgN03溶液作试剂，将AgN03溶液逐渐滴入含 S2O32-的溶液中，会发生以下反应：
对于S2O32-的鉴定，下列叙述不正确的是
( )
A.该鉴定可在酸性溶液中进行 B.该鉴定只能在中性溶液中进行 C. AgN03必须过量 D. S2-对鉴定有干扰 14. 有些反应从表面上看不能进行。如： ( 1 ) KCI04 + H2S04→HCI04 + KHS04 (2) Na + KCl
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→NaCl + K (3) Mg +2RbCl→MgCl2 +2Rb ( 4 ) KCl + NaN 03→NaCl + KN03而实际生产中 恰好被用来制取带横线的物质。这4个反应中所利用的反应原理相同的是 ( ) A. (1) ( 4 ) B. (2) ( 4 ) C. (1) (3) ( 4 ) D. (1 ) (2) (3 )
15.氯酸钢和亚硫酸氢饷发生氧化还原反应： CI03- + 3 HS03- = 3S042- + 3H + + Cl- ，下图为该反应速率随时间变化的图像。图中V(CI03-) 是用CI03-在单位时间内的物质的量浓度的变化来表示的反应速率。则下列说法不正确的是 ( )
A.反应开始时速率增大可能是c( H + )增大引起的
B.若坐标改为u( CI-) 时，速率时间曲线和上图曲线完全重合 C.后期反应速率下降的原因是反应物浓度减少
D.图中阴影部分\面积\为t1至t2时间内CI03-的物质的量的减少值 16. 2003年， IUPAC (国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为110的元素的符号为Ds， 以纪念该元素的发现地( Darmstadt ，德国)。下列关于Ds的说法不正确的是 ( ) A. Ds原子在周期表中位于第7周期第VIIB族 B. Ds是过渡元素
C. Ds原子的核外电子数为110 D. Ds为金属元素
二、非选择题(本题包括5小题，共36分)
17. (5分)一种变色眼镜的镜片和普通照相感光片中都含有卤化银(AgX) 。 ( 1 )镜片变色的原因是什么? 写出反应的化学方程式。
(2)1871年R. L. Maddox开发出了AgX的明胶乳剂，1889年G. Eastplman用火棉胶为片基将感光材料制成了胶卷形式。写出普通照相感光胶片爆光时发生反应的化学方程式，与变色镜 片发生反应的化学方程式的不同之处在哪里?
(3)照相感光胶片可分为全色片和色盲片。全色片对可见光中各种波长的光线(约400nm -700nm)都具有良好的感光度，而色盲片只对蓝紫光敏感，对黄绿光感受迟钝，而对红、橙色光毫无反应；与蓝紫光相比，黄、绿、红、橙光在色盲上感光度差的原因是什么?
(4)胶卷曝光后由于AgX的变化留下了物体的潜影，若长时间不冲洗(即显影、定影) ，曝光 形成的潜影会随着时间的延长而逐渐消失(潜影衰退现象) ，原因什么?
18. (4分)元素X的单质及X与Y形成的化合物能按如下图所示的关系发生转化：
(1)若X为金属，则X为 ；n =
(2)若X为非金属，则X为 ；置换反应的化学方程式为
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19. (12分)化合物SOCl2是一种液态化合物，沸点77 0C ，实验室中可用CaS03和PCl5混合 共热制备。在工业生产和化学实验中，SOCl2是一种重要的化学试剂。在盛有10 mL水的锥形瓶中小心地滴加8 -10滴SOCI2，可观察到反应剧烈发生，液面上有白雾形成，并逸出刺激性气味的气体.
( 1 )写出CaS03与PCl5共热制备SOCl2的化学方程式。
(2)写出SOCl2与H20完全反应的化学方程式。
(3)设计一些简单实验来验证你写出的化学方程式(2)是正确的。(只需给出实验原理和现象，无须描述实验仪器和操作)。
(4)工业上往往用ZnCl2·3H20和SOCl2混合共热来制取无水ZnCl2. 说明该种制法可行性的原因。
(5) SOCl2在有机化学反应中作氯化剂。写出苯甲酸和SOCl2反应的化学方程式。
(6)为了使(5)生成的有机物与混溶在其中的过量的SOCl2分离，可以采用的分离操作是 。
20. (9分)土壤中有机物质含量的高低是判断土壤肥力的重要指标，通常通过测定土壤中碳 的含量来换算。方法如下： 准确称取2.00 g风干土样，①加入10 mL某浓度的K2Cr207，使土壤中的单质碳氧化为 CO2 ；②用FeS04溶液(浓度c = 0. 200 mol . L - 1 )滴定溶液中剩余K2Cr207，用去FeS04溶液体积为V1 =19.5 mL；③另取一份等量相同浓度的K2Cr207溶液，用相同的FeS04溶液(c = 0.2000 mol. L -1滴定，用去V2 =49.5 mL。试回答下列问题： ( 1 )写出①、②两个反应的化学方程式。
① ②
(2)求K2Cr207溶液的物质的量浓度 (3)求土壤中碳的质量分数
21. (6分)已知：①难溶电解质AmBn与水相似，在一定温度下，在水中建立平衡： AmBn . mAn+ +nBm-时，c(An+)mc(Bm-)n =Ksp；②几个正数的算术平均值(n个数值和的士)不小于其几何平均值( n个数值的积的n次根) ；③已知25 0C时，在pH = 3和pH = 10的两溶液中， AI( OH) 3的溶解度均为7. 8 X 10 -3 g. 此时溶液的密度近似为1 g·em-3 . 根据以上条件，回答下列问题：
(1)溶解了的AI( OH)3在碱性溶液中主要以 离子形式存在。
(2)25 0C时，欲使Al (OH)3的溶解度最小，则溶液中c ( Al 3+) + c ( Al ( 0 H ) 4- )的值为 ，此时溶液的pH为
选做试题(共32分)
(共三个模块的试题，各16分，同学们只能从中选做2个模块、共32分的试题。若都选，则 按前2个模块给分。)
三、有机化学基础(本题包括2小题，共16分)
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1. (10分)据《中国制药》报道，化合物F是用于制备抗\非典\药品(盐酸祛炎痛)的中间产物，其合成路线为：
(1)请写出由字母代码表示的各有机物的结构简式。
B：______； C：______； D：______； F： (2)第③、④步反应的顺序能否填倒，说明理由.
(3)写出D+E→F的化学方程式。
(4)第④步反应的反应类型是 (5)E在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子，写出合成此高聚物的化学方程式。
2. (6分)由本题所给的①、②两条信息，结合已学知识，回答下列问题.
①是环戊烯的结构简式，可进一步简写为 ，环烯短的化学性质跟烯烃
相似.②有机化合物中的烯键可以跟臭氧(03 )反应，再在锌粉存在的条件下水解即将原有的烯键断裂，断裂处两端的碳原子各结合1个氧原子而生成醛基( -CHO)或碳基步反应合在一起，称为\烯键的臭氧分解\例如：
，这两
(1) a mol某怪(该分子中无
结构) ，发生臭氧分解后，测得有机产物中含有
碳基 b mol，则a和b的代数关系是： 或 。
(2)某烃A的化学式为C10H16，A经臭氧分解可得到等物质的量的两种产物，其结构简式分别为
HCHO和. A经催化加氢后得产物B，B的化学式为C10H20 ，分
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据表明，B分子内含有六元碳环.试写出A和B的结构简式 A_ ____，B
(3)从香精油中分离到一种化合物[A] (C10H16)， 1 mol [ A]在催化加氢时可吸收2 mol氢气； 1 mol [ A]经臭氧氧化反应再加锌粉水解可得到1 mol丙酮[ ( CH3 ) 2 C =O ]和1 moB，6 -二
基庚醛 则推测得[A]的结构式为 (提示：通常三、四元碳环不太稳定. )
四、物质结构与性质(本题包括2小题，共16分)
1. (8分) ( 1 )第四周期元素中，4p轨道半充满的是 ，到轨道半充满的是 ，价层中S电子数与d电子数相同的是
(2)在形成氨气分子时，氮原子的中心原子轨道发生 杂化，解释NH3分子 中键角(107.3°)为何比CH4中的键角(109.5°)小?
(3)用杂化轨道理论解释苯的空间构型。
2. (8分)水是地球上数量最多的分子型化合物。据估算，地球上水的总量达1. 4 X 1021 kg. 若地球表面平滑而没有起伏，地球表面将形成平均水深达2713 m的无边无际的汪洋。试回答下 列问题：
(1)在气相中H2O易与HF、HCI、HCN及NH3通过氢键以加合物形式存在，写出下列加合物的结构式。
H2O·HCN： NH3·HzO：
(2)在水溶液中，水以多种微粒的形式与其他化合物形成水合物。试画出如下微粒的结构图式。
H502+： H9O4+：
(3 )右图为某种冰的一种骨架形式，以此为单位向空间延伸. ①该冰中的每个水分子有 个氢键； ②如果不考虑晶体和键的类型，哪种物质的空间连接方式与这种冰的连接类似。
③已知O-H…0距离为295pm( 10-12m) ，计算此种冰晶体的密度。
五、化学与技术{本题包括2小题，共16分) 1. (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，中央为电池，电 解质通过泵不断在储罐和电池间循环；电池中的 左
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右两侧为电极，中间为离子选择性膜，在电池放 电和充电时该膜可允许钠离子通过；放电前，被膜 隔开的电解质为Na2S2和NaBr3 放电后，分别变为Na2S4和NaBrO ( 1 )左、右储罐中的电解质分别为： 左. .右：
(2)写出电池充电时，阳极和阴极的电极反应。 阳极： 阴极：
(3)写出电池充、放电的反应方程式 (4)指出在充电过程中钠离子通过膜的流向
2. (10分)将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaS04 ·2H20)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是 石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
( 1 )本工艺中所用的原料除CaS04 ·2H20、KCl外，还需要 等原料。 (2)写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
(3)过滤I操作所得固体中，除CaC03外还含有 (填化学式)等物质，该团体可用作生产水泥的原料。
(4)过滤I操作所得滤液是( NH4)2S04溶液。检验滤液中含有CO32-的方法是： (5)己知不同温度下K2S04在100 g水中达到饱和时溶解的量如下表：
60 C时K2S04的饱和溶液591 g冷却到0 C ，可析出几 g.
(6)氯化钙结晶水合物(CaC12 ·6H20) 是目前常用的无机储热材料，选择的依据是 A.熔点较低(29't熔化) B.能导电 C.能制冷 D.无毒
(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：
00
S042-晶体
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