第21届（2007年9月16日）全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题
全国
高二
竞赛
2021-07-09
136次
整体难度：
较难
考查范围：
竞赛、物质结构与性质、常见无机物及其应用、化学反应原理、化学实验基础、有机化学基础、认识化学科学
第21届（2007年9月16日）全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题
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高二
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2021-07-09
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整体难度：
较难
考查范围：
竞赛、物质结构与性质、常见无机物及其应用、化学反应原理、化学实验基础、有机化学基础、认识化学科学
一、解答题 添加题型下试题
解答题-结构与性质
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较难(0.4)
1. (1)通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。
①已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程___________ 。 早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的种种假设，然而，直至1999年才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H键的键长相等。
②该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由___________ 。
③该离子是___________ 。
A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂
(2)2003年5月报道，在石油中发现一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用作合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下：
①该分子的分子式为___________ 。
②该分子有无对称中心？___________ 。
③该分子有几种不同级的碳原子？___________ 。
④该分子有无手性碳原子？___________ 。
⑤该分子有无手性？___________ 。
①已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程
②该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由
③该离子是
A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂
(2)2003年5月报道，在石油中发现一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用作合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下：
①该分子的分子式为
②该分子有无对称中心？
③该分子有几种不同级的碳原子？
④该分子有无手性碳原子？
⑤该分子有无手性？
【知识点】 分子结构
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二、填空题 添加题型下试题
填空题
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适中(0.65)
2. 羟胺和用同位素标记氮原子(N*)的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：
NH2OH +HN*O2→A+ H2O
NH2OH + HN*O2→B+ H2O
A、B脱水都能形成N2O，由A得到N*NO和NN*O，而由B只得到NN*O。
请分别写出A和B的路易斯结构式。___________ 、___________
NH2OH +HN*O2→A+ H2O
NH2OH + HN*O2→B+ H2O
A、B脱水都能形成N2O，由A得到N*NO和NN*O，而由B只得到NN*O。
请分别写出A和B的路易斯结构式。
【知识点】 化学键基本概念
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填空题
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适中(0.65)
解题方法
3. X-射线衍射实验 表明，某无水MgCl2晶体属三方晶系，呈层型结构，氯离子采取立方最密堆积(ccp)， 镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数： a = 363.63pm， c = 1766.63 pm；晶体密度ρ =2.35 g·cm-3。
(1)以 “口”表示空层，A、B、C表示Cl-离子层，a、b、c表示Mg2+离子层，给出该三方层型结构的堆积方式___________ 。
(2)计算 一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数___________ 。
(3)假定将 该晶体中所有八面体空隙皆填满M2+离子，将是哪种晶体结构类型___________ ？
(1)以 “口”表示空层，A、B、C表示Cl-离子层，a、b、c表示Mg2+离子层，给出该三方层型结构的堆积方式
(2)计算 一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数
(3)假定将 该晶体中所有八面体空隙皆填满M2+离子，将是哪种晶体结构类型
【知识点】 根据晶胞结构确定晶体化学式解读 晶胞的有关计算解读 晶体
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三、计算题 添加题型下试题
计算题
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适中(0.65)
4. 化合物 A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将A与惰性填料混合均匀制成样品，加热至400°C，记录含A量不同的样品的质量损失(%)，结果列于下表：
利用上述信息，通过作图，推断化合物A的化学式，并给出主要计算过程___________ 。
| 样品中A的质量分数/% | 20 | 50 | 70 | 90 |
| 样品的质量损失/% | 7.4 | 18.5 | 25.8 | 33.3 |
利用上述信息，通过作图，推断化合物A的化学式，并给出主要计算过程
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四、解答题 添加题型下试题
解答题-实验探究题
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较难(0.4)
5. 甲苯与 干燥氯气在光照下反应生成氯化苄，用下列方法分析粗产品的纯度：称取0.255g样品，与25 mL 4 mol·L-1氢氧化钠水溶液在100 mL圆底烧瓶中混合，加热回流1小时；冷至室温，加入50 mL20%硝酸后，用25.00 mL 0.1000 mol·L-1硝酸银水溶液处理，再用0.1000 mol·L-1 NH4SCN水溶液滴定剩余的硝酸银，以硫酸铁铵为指示剂，消耗了6.75 mL。
(1)写出氯化苄分析过程的反应方程式___________ 。
(2)计算样品中氯化苄的质量分数___________ (%)。
(3)通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因___________ 。
(4)上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析___________ ？请说明理由。
(1)写出氯化苄分析过程的反应方程式
(2)计算样品中氯化苄的质量分数
(3)通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因
(4)上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析
【知识点】 酸碱中和滴定原理的应用解读 综合实验设计与评价解读
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五、填空题 添加题型下试题
填空题
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适中(0.65)
6. 在给定实验条件下，一元弱酸HA在苯(B)和水(W)中的分配系数KD= [HA]B/[HA]w= 1.00。已知水相和苯相中HA的分析浓度分别为3.05 ×10-3和3.96 ×10-3 mol·L-1.在水中，HA按HA口H++A-解离，Ka=1.00 ×10-4；在苯中，HA发生二聚： 2HA口(HA)2。
(1)计算水相中各物种的浓度及pH___________ 。
(2)计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数___________ 。
(3)已知HA中有苯环，1.00gHA含3.85× 1021个分子，给出HA的化学名称___________ 。
(4)解释HA在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构___________ 。
(1)计算水相中各物种的浓度及pH
(2)计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数
(3)已知HA中有苯环，1.00gHA含3.85× 1021个分子，给出HA的化学名称
(4)解释HA在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构
【知识点】 酸碱理论和水溶液中的离子平衡
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填空题
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适中(0.65)
7. KClO3 热分解是实验室制取氧气的一种方法。KClO3 在不同条件下热分解结果如下：
已知i .K(s)+ 1/2 Cl2(g)= KCl(s)
(1)=-437kJ·mol-1
ii.K(s) + 1/2 Cl2(g) + 3/2 O2(g)= KClO3(s)(2)= -398 kJ·mol-1
iii.K(s)+ 1/2 Cl2(g) + 2O2(g)= KClO4(s)(3)= -433 kJ·mol-1
(1)根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式___________ 。
(2)用MnO2催化KClO3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味。推测这种气体是什么，并提出确认这种气体的实验方案___________ 。
| 实验 | 反应体系 | 第一放热峰温度/℃ | 第二放热峰温度/ ℃ |
| A | KClO3 | 400 | 480 |
| B | KClO3 + Fe2O3 | 360 | 390 |
| C | KClO3 + MnO2 | 350 | — |
已知i .K(s)+ 1/2 Cl2(g)= KCl(s)
(1)=-437kJ·mol-1ii.K(s) + 1/2 Cl2(g) + 3/2 O2(g)= KClO3(s)
(2)= -398 kJ·mol-1iii.K(s)+ 1/2 Cl2(g) + 2O2(g)= KClO4(s)
(3)= -433 kJ·mol-1(1)根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式
(2)用MnO2催化KClO3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味。推测这种气体是什么，并提出确认这种气体的实验方案
【知识点】 化学热力学初步
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六、解答题 添加题型下试题
解答题-实验探究题
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困难(0.15)
8. 用下列路线合成化合物C：
反应结束后，产物中仍含有未反应的A和B。
(1)请给出从混合物中分离出C的合理操作步骤；简述操作步骤的理论依据___________ 。
(2)生成C 的反应属于哪类基本有机反应类型___________ ？
反应结束后，产物中仍含有未反应的A和B。
(1)请给出从混合物中分离出C的合理操作步骤；简述操作步骤的理论依据
(2)生成C 的反应属于哪类基本有机反应类型
【知识点】 分子结构
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解答题-有机推断题
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较难(0.4)
9. 根据文献报道，醛基可和双氧水发生如下反应： 。
为了合成一类新药， 选择了下列合成路线：
(1)请写出A 的化学式___________ ；画出B、C、D和缩醛G的结构式___________ 。
(2)由E生成F和由F生成G的反应分别属于哪类基本有机反应类型___________ 。
(3)请 画出化合物G的所有光活异构体___________ 。
为了合成一类新药， 选择了下列合成路线：
(1)请写出A 的化学式
(2)由E生成F和由F生成G的反应分别属于哪类基本有机反应类型
(3)请 画出化合物G的所有光活异构体
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七、填空题 添加题型下试题
填空题
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较难(0.4)
10. 尿素受热生成的主要产物 与NaOH反应，得到化合物A(三钠盐)。A与氯气反应，得到化合物B，分子式C3N3O3Cl3.B是一种大规模生产的化工产品，全球年产达40万吨以上，我国年生产能力达5万吨以上。B在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物C，因此广泛用于游泳池消毒等。
(1)画出化合物 A的阴离子的结构式___________ 。
(2)画 出化合物B的结构式并写出它与水反应的化学方程式___________ 。
(3)化合物C 有一个互变异构体，给出C及其互变异构体的结构式___________ 。
(4)写出 上述尿素受热发生反应的配平的化学方程式___________ 。
(1)画出化合物 A的阴离子的结构式
(2)画 出化合物B的结构式并写出它与水反应的化学方程式
(3)化合物C 有一个互变异构体，给出C及其互变异构体的结构式
(4)写出 上述尿素受热发生反应的配平的化学方程式
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八、解答题 添加题型下试题
解答题-有机推断题
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困难(0.15)
11. 石竹烯(Caryophyllene，C15H24)是一种含有双键的天然产物，其中一个双键的构型是反式的，丁香花气味主要是由它引起的。可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。
反应1：石竹烯A
C15H28
反应2：
石竹烯
+ HCHO
反应3：石竹烯
+ C (C15H26O)
反应4：C (C15H26O)
石竹烯的异构体一异石竹烯在反应1和反应2中也分别得到产物A和B，而在经过反应3后却得到了产物C的异构体，此异构体在经过反应4后仍得到了产物D。
(1)在不考虑反应生成手性中心的前提下，画出化合物A、C以及C的异构体的结构式___________ ；
(2)画出石竹烯和异石竹烯的结构式___________ ；
(3)指出石竹烯和异石竹烯的结构差别___________ 。
反应1：石竹烯A
C15H28反应2：
石竹烯
+ HCHO反应3：石竹烯
+ C (C15H26O)反应4：C (C15H26O)
石竹烯的异构体一异石竹烯在反应1和反应2中也分别得到产物A和B，而在经过反应3后却得到了产物C的异构体，此异构体在经过反应4后仍得到了产物D。
(1)在不考虑反应生成手性中心的前提下，画出化合物A、C以及C的异构体的结构式
(2)画出石竹烯和异石竹烯的结构式
(3)指出石竹烯和异石竹烯的结构差别
【知识点】 苯与其同分异构体——不饱和度的理解及应用解读
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试卷分析
整体难度：较难
考查范围：竞赛、物质结构与性质、常见无机物及其应用、化学反应原理、化学实验基础、有机化学基础、认识化学科学
试卷题型（共 11题）
题型
数量
解答题
5
填空题
5
计算题
1
试卷难度
知识点分析
细目表分析 导出
| 题号 | 难度系数 | 详细知识点 | 备注 |
| 一、解答题 | |||
| 1 | 0.4 | 分子结构 | 结构与性质 |
| 5 | 0.4 | 酸碱中和滴定原理的应用 综合实验设计与评价 | 实验探究题 |
| 8 | 0.15 | 分子结构 | 实验探究题 |
| 9 | 0.4 | 立体异构的概念 有机合成综合考查 分子结构 | 有机推断题 |
| 11 | 0.15 | 苯与其同分异构体——不饱和度的理解及应用 | 有机推断题 |
| 二、填空题 | |||
| 2 | 0.65 | 化学键基本概念 | |
| 3 | 0.65 | 根据晶胞结构确定晶体化学式 晶胞的有关计算 晶体 | |
| 6 | 0.65 | 酸碱理论和水溶液中的离子平衡 | |
| 7 | 0.65 | 化学热力学初步 | |
| 10 | 0.4 | 氧化还原反应方程式的配平 苯与其同分异构体——不饱和度的理解及应用 | |
| 三、计算题 | |||
| 4 | 0.65 | 碳酸氢钠的不稳定性 金属 | |
