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高中化学奥林匹克竞赛

(满分 100 分 时间 120 分钟)

可能用到的相对原子质量：
H- 1 C- 12 N- 14 O- 16 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32
Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Ag- 108 Ba- 137

．．．．．
一、选择题(本题包括 18 小题，每题 2 分，共 36 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)
1．两位美国科学家彼得 · 阿格雷和罗德里克 · 麦金农，因为发现细胞膜水通道，以及 对离子通道结构和机理研究作出的开创性贡献而获得 2003 年诺贝尔化学奖。 他们之所以 获得诺贝尔化学奖而不是生理学或医学奖是因为( )。
A．他们的研究和化学物质水有关
B．他们的研究有利于研制针对一些神经系统疾病和心血管疾病的药物 C．他们的研究深入到分子、原子的层次
D．他们的研究深入到细胞的层次
2．为了探索月球上是否有生命存在的痕迹，就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化 合物(当然这仅仅是探索的第一步)。 科学家用氘盐酸(DCl)和重水(D2O)溶液处理月球岩石 样品，对收集的气体加以分析，结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物。这个实验不 能用普通盐酸，其理由是( )。
A．普通盐酸的酸性太强 B．普通盐酸具有挥发性 C．普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应
D．无法区别岩石中原来含有的是碳化物，还是碳氢化合物
3．下列与“神舟五号”载人飞船有关的说法不正确的是( )。
A．飞船的表面覆盖的一层石墨瓦之所以能起到保护作用是因为石墨能够耐高温
B．宇航员的食物做成大小可口的“一口酥”，目的是防止飞船内产生飘尘
C．飞船在宇宙中运行时，船舱内温度低、氧气少，无法划着火柴 D．在飞船上使用 LiOH 吸收多余的 CO2 而不使用 NaOH 4．下列解释不科学的是( )。
A． “水滴石穿”主要是溶解了 CO2 的雨水与 CaCO3 长期作用生成了可溶性Ca(HCO3)2 的缘故
B．长期盛放 NaOH 溶液的试剂瓶不易打开，是因为 NaOH 与瓶中的 CO2 反应导致 瓶内气体减少形成“负压”的缘故
C．严格地讲，实验室使用“通风橱” 防污染是不负责任的，因为实验产生的有害气 体没有得到转化或吸收
D． “雨后彩虹”与“海市蜃楼”都是自然界的光学现象，也与胶体的知识有关

5． 2002 年 12 月 31 日， 世界上第一条商业磁悬浮铁路在上海投入运营。 磁悬浮的核 心技术是利用超导体的反磁性。 以 Y2O3、 BaCO3 和 CuO 为原料， 经研磨烧结可合成一种
高温超导物质 YBa2Cu3Ox 。现欲合成 0.5mol 此高温超导物质，理论上需取 Y2O3、 BaCO3
和 CuO 的物质的量(mo1)分别为( )。
A． 0.50, 0.50, 0.50 B． 0.50, 1.0, 1.5 C． 0.25, 1.0, 1.5 D． 1.0, 0.25, 0.17
6． H— 离子可以跟 NH3 反应： H－+NH3 NH2－+H2 。根据该反应事实，可以得出
的正确结论是( )。
A． NH3 具有还原性 B． H— 是很强的还原剂
C． H2 既是氧化产物又是还原产物 D．该反应是属于置换反应
7．右图为 Na2SO4 的溶解度曲线，已知硫酸钠晶体
(Na2SO4 · 10H2O)在温度为 T3 K 时开始分解为无水硫酸钠。
现有 142g 温度为 T2 K 的饱和硫酸钠溶液，当温度降为T1 K
或升为 T4 K(T4>T3)时析出晶体的质量相等，则温度为 T4 K
时 Na2SO4 的溶解度为( )。
A． 32.8g B． 40g C． 40.8g D． 41g
8． 目前， 人们正在研究开发一种高能电池－钠硫电池它，
是以熔融的钠、硫为两极，以 Na＋导电的 β－Al2O3 陶瓷作固体电解质，反应为： 2Na＋x
放电
充电
S Na2Sx 。以下说法正确的是( )。
A．放电时，钠作负极，硫作正极
B．放电时，钠极发生还原反应
C．充电时钠极与外电源的正极相连，硫极与外电源负极相连
D ．充电时，阳极发生的反应为： Sx2－—2e－ x S
9．已知乙烯醇(CH2=CH—OH)不稳定，可自动转化为乙醛。乙二醇在一定条件下发 生脱水反应，也有类似现象发生，所得产物的结构简式有人写出下列几种：
① CH CH ② CH CH ③ CH CHO 2 2 2 2 3
O

CH CH
2 2
④ O O ⑤ CH CH O
2 2 n
CH CH
2 2
其中不可能的是( )。
A．① B．②③ C．③④ D．④⑤
10、亚碳化合物的特征是在 1 个碳原子上带有 2 个未成对电子，亚碳化合物是具有 很高反应活性的有机化合物。下列属于亚碳化合物的是( )。
A． CH3 B． H2C5(线状) C． D． CH2=CH2

11、有关右图装置的叙述不正确的是( )。
A．这是电解 NaOH 溶液的装置
B．该装置中 Pt 为正极，电极反应为： O2 ＋ 2H2O ＋ 4e－ 4OH－ C．该装置中 Fe 为阴极，电极反应为： Fe－2e－ ＋ 2OH－ Fe(OH)2 D．这是一个原电池装置
12． 气态原子生成＋1 价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。 元素的第一电离
能是衡量元素金属性强弱的一种尺度。下列有关说法不正确的是( )。
A．元素的第一电离能越大，其金属性越强
B．元素的第一电离能越小，其金属性越强
C．金属单质跟酸反应的难易，只跟该金属元素的第一电离能有关
D． 金属单质跟酸反应的难易， 除跟该金属元素的第一电离能有关外， 还与该单质中
固态金属原子以及该金属原子失去电子后在水溶液里形成的水合离子的行为有关
13． 稀溶液中， 溶质的存在将引起溶剂的凝固点下降和沸点上升， 海水在 0℃不会结
冰就是这个道理。凝固点下降的程度与溶质的分子数有关，而与溶质是何种物质无关。
当溶剂的量确定时， 凝固点下降与溶质的分子数成正比。 已知 10.0g 樟脑中溶解了 0.412g
奈，樟脑的凝固点下降了 13℃，某种 C、 H、 O 组成的有机物 2.30g，溶解于 15.6g 樟脑
中，樟脑的凝固点下降了 49.5℃。由此可知此有机化合物的相对分子质量是( )。
A． 240 B． 60 C． 120 D． 128
14． NCl3 的水解产物之一是( )。
A． HCl B． HClO C． HClO2 D． HClO3
15．镧系元素的含水氯化物 LnCl3 · n H2O，加热脱水时，易发生水解，为了制得无水
LnCl3 ，可采用的措施是( )。

A．在 HCl 气流中加热使之脱水
C．加入 P2O5 固体加热使之脱水

4
B．加入 NH Cl 固体加热使之脱水
D．加入 H2SO4 加热使之脱水

16 ．把铝粉与下列氮的气态氧化物混合后，加热至高温，均可生成氮气和氧化铝。
若反应后气体的压强是反应前气体压强的 1/2(恒温恒压条件下测得 )，则氮的氧化物是 ( )。
A． NO B． N2O3 C． N2O D． N2O5
17．在 K＋、 Na＋盐中，只有少数是微溶于水的，这些微溶于水的盐可用来鉴定K＋、
Na ＋。 如 鉴 定 K ＋ 可 用 亚 硝 酸 钴 钠 [Na3Co(NO2)6]： Na ＋ ＋ 2K ＋ ＋ [Co(NO2)6]3 － K2NaCO(NO2)6 ↓(亮黄)
下列哪些离子的大量存在会干扰 K＋ 的鉴定( )。
A． H＋ B． OH－ C． Cl－ D． Na＋
18．将 100g 浓度为 18.4 mol · L－1、密度为 ρ 的浓硫酸稀释成 9.2 mol · L－1 的硫酸，所

加水的体积( )。
A． 100mL B．小于 100mL C．大于 100mL D．等于 100g/ρ

二、填空和简答题(本题共包括 6 小题，共 31 分)
19． (5 分)A 是氮、氢两种元素组成的化合物。 A 与氨结构之间的关系类似于过氧化 氢和水结构之间的关系。一个 A 分子含两个氮原子。请填写以下空白：
(1) A 的分子式是 。
(2) A 的水溶液呈(填酸、碱、中)性， 1mol A 最多可与mol HCl 发 生 中 和 反 应 形 成 正 盐 。 写 出 形 成 的 盐 中 含 有 氮 原 子 的 离 子 的 电 子 式： 。
(3) A 在氧化还原反应中也与过氧化氢相似，既可作氧化剂，又可作还原剂。请从化 合 价 的 角 度 分 析 产 生 这 种 情 况 的 原
因： 。
20． (4 分)硫酸 (H2SO4)分子的结构式为，请你仿照此结构画出下列酸的结构：
O
S ； 亚 硫 酸 (H2SO3)； 焦 硫 酸
OH
O
OH
(H2S2O7)；过硫酸(H2S2O8)。这四种酸中酸 性最弱的是。
21． (7 分)“烂版液”是制印刷锌版时，用稀硝酸腐蚀锌版后得到的“废液”。若产生的 气 体 为 N2O ， 稀 硝 酸 腐 蚀 锌 版 反 应 的 主 要 化 学 方 程 式 是 。 “ 烂 版 液 ” 的 主 要 成 分 是 和由自来水带进的 Cl－、 Fe3＋等杂质离子。
在实验室中，由“烂版液”制取 ZnSO4 · 7H2O 的过程如下：
① 在“烂版液”中逐渐加入 6mol· L－1NaOH 溶液，用 pH 试纸检验，至 pH=8 为止。
② 过滤后得到 Zn(OH)2 沉淀，用去离子水多次洗涤沉淀。
③ 用 2mol· L－1 的硫酸，慢慢将洗净的 Zn(OH)2 溶解，保持一定的 pH，加热煮沸， 趁热过滤，滤液即为 ZnSO4 溶液。
④ 溶液中注入 2mol · L－1 的硫酸，使其 pH 保持为 2，将溶液小心加热，冷却后即得
到 ZnSO4 · 7H2O 晶体。
在操作①中保持 pH=8 的目的是。Cl－、NO3 － 是 在 操 作 中 除 净 的 。 操 作 ③ 中 加 热 的 目 的 是。 Fe3＋是在操作中除去的。操作④保
持
pH=2 的 目 的 是 。 操 作 ④ 中 所 用 的 主 要 仪 器

是
。

22． (5 分)用 32%~35%的 FeCl3 溶液腐蚀印刷线路板的废液中含有 FeCl3 、 FeCl2 和
CuCl 。
2
(1) 若用电化学方法使废液再生，则两极上的电极反应分别为： 。

法 利

(2) 回 收 铜 的 化 学 为。
(3) 回 收 铜 以 后 的 溶 液
用？ 。

方

如 何


23． (3 分)在某条件下，容器有可逆反应 A＋4B 2C＋D； △ H ＜0，达平衡状 态时， A、 B、 C 的物质的量均为 a mol，而 D 的物质的量为 d mol。
(1) 改变 a 的取值，再通过改变反应条件，可以使反应重新达到平衡，并限定达到新 的平衡时， D 的物质的量只允许在 d/2 到 2d 之间变化，则a 的取值范围为(用 a 和 d 的关系式表示)。
(2) 如果要使在本反应重新建立的平衡中，D 的物质的量只允许在 d 到2d 之间取值， 则应采取的措施是(从下面列出的选项中选择)。
A．升高反应温度； B ．增大反应容器内的温度； C．增大反应容器的体积； D．降低 反应的温度； E．减小反应容器的压强； F．减小反应容器的体积；
24． (7 分)研究表明，火灾中绝大多数人的第一死因并非高温烘烤或火烧，而是慌乱 奔跑时吸入烟雾中毒。且起火的建筑装修越豪华，这一点越明显。聚氯乙烯是制作装修 材料的最常用原料，失火时聚氯乙烯在不同的温度下，发生一系列复杂的化学变化，产 生大量有害气体，其过程大体如下：

CH
CH 2
2
CH
CH

Cl
CH

Cl
CH
2

Cl

①

HCl

CH 2
CH
CH CH

Cl
CH 2
CH

Cl

②

HCl


R R

③



R R

④
H
2



脱 R( R： 烃基 )

R R




请回答下列问题：
(1) 火 灾 中 由 聚 氯 乙 烯 产 生 的 有 害 气 体 ， 其 化 学 成 分 主 要 是 ， 你 认 为 其 中 含 量 最 大 的 为 ，在火灾现场，为防止气体中毒的防护措施 是。
(2) 上述变化中①所属的反应类型为；有机化学中将分 子加氧或去氢的反应称为氧化反应，加氢去氧的反应称为还原反应，据此，上述反应中 属氧化反应的是(填代号)。
(3) 在装修中广泛使用的粘合剂也是极易发生火灾的物质，聚乙烯醇缩丁醛就是这样
一种粘合剂， 它是由聚乙烯醇( CH CH )与丁醛缩合得到的含有六元环的高分子化合
2 n OH
物，若已知反应： 2CH3OH＋HCHO → CH 3OCH2OCH3＋H2O 可以发生。请写出制取聚乙 烯醇缩丁醛粘合剂的化学方程式： 。
三、实验题： (本题包括两小题，共 16 分)

25． (8 分)工业上采用湿法炼锌过程中, 以 ZnSO4 为主要成分的浸出液中，有 Fe3+ 、 Fe2+、 Sb3+、 Cu2+、 Cd2+、 Cl－等杂质，这些杂质对下一道锌的电解工序有妨碍，必须事先
除去。现有下列试剂：
① KMnO4； ②NaOH； ③ZnO； ④H2O2； ⑤Zn； ⑥Fe； ⑦AgNO3； ⑧Ag2SO4； ⑨H2SO4 根据要求将合适的试剂的序号填入下面的空格：
(1) 用 将 Fe2 ＋ 离 子 氧 化 成 Fe3 ＋ 离 子， 相 应 的 离 子 方 程 式
为
。
(2) 用 调节浸出液的 pH = 5.2 时， 、 等形成氢氧化

物沉淀，同时也有
(3) 用

沉淀生成。
除去 Cu2＋和 Cd2＋离子。

(4) 用 除去 Cl－离子。
26． (8 分)用 H2C2O4 · 2H2O 滴加浓 H2SO4 制备 CO，通入灼热的 Fe2O3 粉中，做炼铁 实验。但此法制备的 CO 中含有其他气体，必须除去。现有下列装置：

根据题目要求，回答下列问题：
(1) 写出 H2C2O4 · 2H2O 跟浓硫酸反应的化学方程式。
。
(2)用a~h 表示连接顺序，将装置连接正确。
(3) 用 A ~ F 正确表示下面实验操作的先后顺序：
A ．点燃甲装置的酒精灯，打开分液漏斗，调节浓硫酸的滴速。
B ．点燃乙装置中的酒精灯，加热氧化铁。
C ．检查整套装置的气密性。
D．将导管口 i 处的尾气加以处理。
E．乙装置玻璃内的 Fe2O3 变黑时，熄灭乙装置中的酒精灯。
F ．关好甲装置中分液漏斗的开关后，再熄灭该装置中的酒精灯。
(4) 空 洗 气 瓶 的 作 用 是 ， 浓 硫 酸 洗 气 瓶 的 作 用 是。
(5) 处 理 i 处 的 尾 气 ， 应 采 用 的 简 单 而 有 效 的 方 法 是。
四、计算题(本题包括三小题，共 17 分)
27． (6 分)吗啡和海洛因都是严格查禁的毒品。

(1) 吗啡分子含 C 71.58%、 H 6.67%、 N 4.91%，其余为 O。已知其相对分子质量不 超过 300。试求：
① 吗啡的相对分子质量。
② 吗啡的分子式。
(2) 已知海洛因是吗啡的二乙酸酯。试求：
① 海洛因的相对分子质量。
② 海洛因的分子式。
28．(6 分)将m mol Na2O2 和 n mol NaHCO3 的固体混合物放在密闭容器中加热进行充 分反应，并保持 250℃。
(1) 随 m/n 值的变化， 残留固体和气体的成分也发生相应的变化， 若氧气和水蒸汽的 物质的量相等，则 m/n 的值是多少？
(2) 试确定混合气体平均相对分子质量的范围。
29． (5 分)将 K2SO4、 (NH4)2SO4、 NH4HCO3 的固体混合物若干克加入到 100mL 0.5 mol · L- 1 的 Ba(OH)2 溶液中，共热使之充分反应，生成沉淀8.6g。在所得固液混合物中加 100 mL 0.9 mol · L- 1 的盐酸，沉淀部分溶解，同时生成 448 mL CO2 气体(标准状况)。剩余 盐酸用 50mL 0.2 mol ·L- 1 的 NaOH 溶液恰好中和，求原混合物的总质量。

参考答案及评分标准

(满分 100 分)

一、选择题(本题包括 18 小题，每题 2 分，共 36 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对者得 1 分)

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
C
D
C
B
C
BC
A
AD
A
B
11
12
13
14
15
16
17
18

AC
AC
C
B
AB
A
AB
B

二、问答和填空题： (本题包括 6 小题，共 31 分)
19． (5 分，每空 1 分)
(1) N2H4
(2) 碱 2
(3) N2H4 中 N 呈－2 价，处于氮元素的中间价态，故既可作氧化剂又可作还原剂。
20． (4 分，每空 1 分)
O O O O O
,
S S , S S S
HO OH， HO O O O OH， HO O O O O OH 亚硫酸
21． (7 分，每空 1 分)
① 4Zn＋10HNO3 4Zn(NO3)2+N2O ↑+5H2O； Zn(NO3)2 使生成的 Zn(OH)2 沉淀不溶
解；
② 促使 Fe3＋完全水解；
③ 抑制 Zn2＋水解为 Zn(OH)2 ；蒸发皿，酒精灯，铁架台，玻璃棒。
22． (5 分)
(1) 阳极： 2Fe2+－2e－ 2 Fe3+ 阴极： Cu2+ + 2e－ = Cu (2 分)
(2) 加入铁粉 CuCl2 + Fe Cu + FeCl2； 过滤，在所得固体中加入稀盐酸溶解残余的
铁，再滤出固体洗涤得铜。 (2 分)
(3) 通入氯气 2FeCl2 +Cl2 2FeCl3 用于腐蚀印刷线路板。 (1 分)
23． (3 分)(1) a＞4d (2 分) (2) D (1 分)
24． (7 分，前两小题每空 1 分，第(3)小题 2 分)
(1) HCl、 CO、 C6H6 等； HCl；①用湿毛巾捂住口鼻②弯下腰吸低处空气
(2) 消去反应； ④

n

(3) 2

CH
2

3 2 2
CH + nCH CH CH CHO
OH



CH
2

CH CH CH
2 n
O CH O
CH CH CH 2 2 3

+ nH O
2

三、实验题： (本题包括 2 小题，共 16 分)
25． (8 分，离子方程式 2 分，其余每空 1 分)
(1) ④ ； 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋ 2Fe3＋+2H2O
(2) ③； Fe3＋； Sb3＋ (3) ⑤ (4) ⑧
26． [共 8 分。第(1)小题 2 分；第(4)小题 3 分；第(2)、 (3)、 (5)每小题每题 1 分]
△
(1) H2C2O4 · 2H2O 浓硫 酸 CO2 t+COt+3H2O
(2) a,e,d,g,f,c,b,h (3) C,D,A,B,E,F
(4) 作缓冲瓶，既防止反应物冲出，又防止 NaOH 洗气瓶中 NaOH 溶液倒溢；吸收
气体中的水蒸气
(5) 点火燃烧，使 CO 转化为 CO2
四、计算题： (本题包括 3 小题，共 17 分)
27． (共 6 分，每空 1.5 分)
(1) ①285 ②C17H19NO3 (2) ①369 ②C21H23NO5
28． (共 6 分)
(1) 2/3 (2) [68/3 ， 32]
29． (共 5 分)解：
若 Ba2＋全部变为 BaSO4 ，则其质量应为 0.5 mol· L－1×0. 1L×233 g· mol－1=11.65g， 若 Ba2＋全部变为 BaCO3 ，则其质量应为 0.5 mol· L－1×0. 1L×197 g· mol－1=9.85g。
现有沉淀 8.6g，比以上两数据都小，说明开始时 Ba(OH)2 过量，沉淀为 BaSO4 和 BaCO3 的混合物，共计 8.6g。
设 n(K2SO4)为 x， n[(NH4)2SO4]为 y， n(NH4HCO3)为 z
233 g · mol－1 (x＋y)＋197 g· mol－1z = 8.6g
z = 0.448L/22.4L · mol－1
2x+0.2 mol · L－1×0.05L+[0.5mol×0. 1L－(x+y)]×2 = 0.9 mol · L－1×0. 1L
解得： x = 0.01mol y = 0.01mol z = 0.02mol
原混合物总质量为：
0.01 mol×174 g· mol－1+0.01 mol×132 g· mol－1+0.02 mol×79 g· mol－1 = 4.64g