2018年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

2018年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

考生须知：

1．全卷分试题卷和答题卷两部分，试题共有六大题，26小题，满分150分。考试时间120分钟。

2．本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。必须在答题卷上写明县（市）、学校、姓名、准考证号，字迹清楚。 3．可以使用非编程计算器

H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210] Be 相对原子质量 9.012 Mg 24.31 Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.41 Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 Ba La－ Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222] 一、选择题(本题包括10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意) 1．近年来，科学家通过萘为载体合成了一类明星的染料分子苝二酰亚胺（PDI）（如下图左），已广泛应用于生产实践和有机半导体材料研究。由萘的同分异构体薁为载体构筑了一种新型有机结构砌块——联薁二酰亚胺（BAzDI）（如下图右）。下列说法不正确的是： ．．．

A．材料的分子结构从根本上决定了材料的性能，因此有机材料的结构创制与合成一直是有机光电子材料领域科学家关注的焦点

B．从化学组成上看，PDI和BAzDI的分子骨架只相差两个氢原子，这使得BAzDI化合物的物理化学性质和光电功能备受期待

C．PDI和BAzDI分子结构均含有由苯环和酰亚胺基团

D．薁和萘互为同分异构体，鉴于BAzDI具有独特的分子结构和物理化学性质，故有望成为一类重要的新有机半导体材料结构砌块。

2．2017年8月，南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成了系列全氮阴离子盐，如[Na(H2O)(N5)]·2H2O，相关研究论文发表在国际顶级期刊《Nature》上。下列说法正确的是：

A．中间那个水和处于外界的水的区别是：中间的水与钠形成了共价键，外面的水形成氢键和内界相连

B．N－5的结构是直线型，类似于N－3

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C．有一种全氮阴离子盐化学式是(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl

D．1999年Karl.O.Christed等成功合成了N+5，它与N－5互为同素异形体

3．固体硝酸盐加热分解产物较复杂。某兴趣小组对NH4NO3的热分解产物提出如下4种猜想：

甲：N2、HNO3、H2O 乙：N2O、NO2、H2O 丙：NH3、N2、H2O 丁：N2、NO2、H2O 你认为猜想有科学性不正确的是 ．．．A．甲和乙

B．乙和丁

C．乙和丙

D．丙和丁

4．对于反应C(g)+G(g)2H(g)，若起始浓度c(C)=a mol/L，c(G)=2a mol/L，c(H)=0 mol/L，

则用各物质表示的反应速率与时间的关系示意图正确的是

5．20世纪50年代，科学家将H2、CH4、NH3和H2O等无机物放在还原性气氛中放电一周，并通过相应方式模拟早期地球的海洋等实际情况，结果分离得到了氨基酸、嘌呤等具有生物活性的物质。研究表明，该体系中的腺嘌呤是经过中间体1产生的（如图所示）；则在此之前，H2、CH4、NH3和H2O在放电过程中可能先反应产生了： A．HN3 B．HCN C．(CH3)2NNH2 D．HOCN

6．下列说法正确的是：

A．将饱和氯水滴到淀粉碘化钾试纸上，试纸先变蓝后变白，说明氯水具有漂白性 B．久置的酚酞试液中有白色沉淀（未变质），加入少量乙醇，沉淀消失，说明酚酞易溶于乙醇

C．乙酸乙酯中少量乙酸杂质可加饱和碳酸钠除去，其原理与溴水中加四氯化碳萃取溴相似

D．向5mL 0.1mol/L KI溶液中滴入0.1mol/L FeCl3溶液2～3滴，加2mL CCl4振荡，静置后取上层清液滴加KSCN溶液，无明显现象。 7．下列方程式正确的是：

A．碳酸氢钠和硫酸铜溶液混合产生碱式碳酸铜Cu3(OH)4CO3： 3Cu2++5HCO3==== Cu3(OH)4CO3↓+4CO2↑+H+

－

B．硫酸亚铁和碳酸氢钠的混合溶液中鼓入空气： 4Fe2++O2+8HCO－3+2H2O ==== 4Fe(OH)3↓+8CO2↑ C．次氯酸钠可以除去水中的尿素，产生两种气体：

CO(NH2)2+2ClO+2H2O ==== CO2↑+O2↑+2NH3·H2O+2Cl D．向含氰化氢的废水中加入铁粉和碳酸钾制备黄血盐： 12HCN+2Fe+3K2CO3 ==== 2K3Fe(CN)6+H2↑+3CO2↑+5H2O 8．某企业以辉铜矿为原料生产碱式碳酸铜，工艺流程如下所示：

- 2 -

—

—

己知：Cu(OH)2溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+ 根据以上工艺流程，下列说法不正确的是： ．．．

A．为实现溶液C到溶液D的转化，加入过量的NH3·H2O后过滤即可

B．蒸氨过程总反应的化学方程式为：[Cu(NH3)4]Cl2+H2O ==== CuO+2HCl↑+4NH3↑ C．在制备产品时，溶液D中不直接加入Na2CO3溶液的原因是游离的Cu2+浓度太低 D．溶液E和碳酸钠混合方式（加入顺序）不同对产品的成分没有影响 9．2018年4月1日，实施《浙江省城镇生活垃圾分类管理办法》。 厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理，同时得到乳酸。原理如 图所示（图中HA表示乳酸分子，A表示乳酸根离子，乳酸的 摩尔质量为90g/mol），下列有关说法中正确的是： A．电极a为阴极，放出H2

B．通电一段时间后，硫酸溶液的pH升高 C．A通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室

D．对400mL 10g/L乳酸溶液通电一段时间后，浓度上升到0.6mol/L，则阴极上产生的H2在标准状况下的体积为4.48L。 10．下列有关说法不正确的是： ．．．

A．用红外激光技术研究液氢，发现在液氢中有H+3离子，其构型为等边三角型，属于二电子三中心离子。H+3可在液态氢中形成H+5、H+7、H+9 B．AlCl3在气态时以双聚分子存在，一个该分子中有6个共价键 C．K4Ge4晶体结构中可以找到由四个Ge形成的独立四面体型单元

D．氮元素和碳元素一样也存在一系列氢化物，例如：NH3、N2H4、N3H5、N4H6??。该系列氢化物的通式为NnHn+2。

二、选择题(本题包括8小题，每小题4分，共32分。每小题可能有1或2个选项符合题意，若有2个正确选项，只选1个且正确给2分，多选、错选都给0分) 11．设NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是：

A．0.1mol GaAs晶体中含有共价键的数目是0.2NA

B．常温下，6.4g由SO2、S2组成的混合物含质子数为1.6NA

C．标况下，将9.2g甲苯加入足量酸性高锰酸钾溶液中转移电子数为0.6NA

D．将甲醛完全燃烧产生的混合气体通过Na2O2充分反应后固体增重3.0g，反应中转移电子数为0.4NA

12．Polycavernosides D是从海洋蓝藻里提取的一种毒素，结构如图所示。下列说法正确的是：

A．该物质在酸性条件下能水解且水解产物能发生银镜反应

B．一定条件下1mol该分子能与3mol H2加成 C．分子中含有17个手性碳

D．1mol该分子与1mol Br2发生加成反应，

- 3 -

—

—

产物最多有5种

13．燃煤烟气中含有大量SO2和NO。某科研小组研究臭氧氧化-碱吸收法同时脱除SO2和

NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下： 反应I：NO(g)+O3(g)反应II：SO2(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g) △H1=－200.9kJ/mol Eal=3.2kJ/mol SO3(g)+O2(g) △H2=－241.6kJ/mol Ea2=58kJ/mol

3O2(g)。其它条件不变，

己知该体系中温度80℃以上臭氧发生分解反应：2O3(g)

每次向反应器中充入含1.0mol NO、1.0mol SO2的模拟烟气和2.0mol O3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示。下列说法不正确的．．．是：

A．P点一定为平衡状态点

B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、 最后几乎为零

C．其它条件不变，若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率 D．臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2，但后续步骤碱吸收可以有效脱硫 14．己知部分丙烷与卤素自由基发生的反应及其相应焓变如下：

·

(1)CH3CH2CH3+Cl·→ +HCl △H=－34kJ/mol

·

(2)CH3CH2CH3+Cl·→ +HCl △H=－22kJ/mol

·

(3)CH3CH2CH3+Br·→ +HBr △H=+44kJ/mol

下列说法正确的是：

·

A．可得出：CH3CH2CH3+Br·→ +HBr △H=+32kJ/mol B．可得出HBr与HCl键能差为22kJ/mol

C．用不同卤素反应时，溴的活性高于氯而选择性低于氯

D．反应温度升高时，(1)和(2)的反应速率上升，(3)的反应速率下降 15．金红石晶胞如右图所示，下列说法正确的是：

A．金红石的化学式为Ti2O4

B．己知其晶胞为四方，底面边长a=458pm，高c=298pm， 则密度ρ=4.24g/cm3

C．中间的Ti被6个氧包围，每个氧则被3个Ti所包围 D．金红石是离子化合物且溶于水

16．某溶液中可能含有Na+、K+、NH+4、Cu2+、SO2—4、SO2—3、MnO—4、Cl、Br、

—

—

CO2—3等离子，且所含离子的物质的量的浓度都相等。往该溶液中加入过量的BaCl2和盐酸的混合溶液，无白色沉淀生成。某同学另取少量原溶液，设计并完成了如下实验：

- 4 -

则关于原溶液组成的判断中正确的是：

A．肯定不存在的离子是Cu2+、SO2—4、CO2—3、MnO—4，而是否含NH+4另需实验验证

B．肯定存在的离子是SO2—3、Br，且Na+、K+至少有一种存在

—

C．无法确定原溶液中是否存在Cl

D．若步骤中Ba(NO3)2和HNO3溶液改用BaCl2和盐酸的混合溶液，对溶液中离子的判断无影响

17．己知H2SeO3的各形态的分布系数(δ)随pH变化如图所示，下列说法正确的是：

A．H2SeO3的Kal=10

—2.62

—

B．C和D两点pH相同，且为5.47

C．0.1mol/L的NaHSeO3溶液中离子浓度的大小顺序为： c(Na+)>c(HSeO—3)>c(H+)>c(OH)>c(SeO2—3)

—

D．向100mL pH=2.62，含c(H2SeO3)=0.05mol/L， c(HSeO—3)=0.05mol/L的溶液中，加入0.1mol/L NaOH 100mL，溶液pH=8.02

18．将1mol PbO2加热分解得到O2后，再向剩余固体中加入足量浓盐酸反应又产生一种气

体X，己知O2和气体X的体积比为3：2，则加热分解后得到的剩余固体的成分为： A．2：1的Pb3O4、PbO

三、本题包括3个小题，共21分

19．(8分)某物质A由三种常见的元素组成，某兴趣小组进行了如下实验：

B．1：3的PbO2、Pb3O4

D．1：1：4的PbO2、Pb3O4、PbO

C．2：4：1的PbO2、Pb3O4、PbO

又知：A的焰色为黄色，盐C和盐D的组成元素和A相同，①②处气体体积均在充分加热挥发后经干燥测定。 (1)A的化学式______________；

(2)写出②中产生黄色沉淀反应的离子反应方程式__________________________________________；

(3)A的溶液还可用作分析化学中的吸氧剂，假设其溶液与少量氧气反应产生等物质的量的两种酸式盐，试写出该反应的化学反应方程式_____________________________________________________；

(4)A可用来除去废水(pH≈8)中的Cr(Ⅵ)，所得产物中含A某元素的价态以(Ⅳ)存在。写出反应的离子方程式________________________________________________。 20．(9分)短周期元素A、B、C，原子序数依次增大，其中A与B、C均相邻。A、B有多

- 5 -

种常见氧化物，A的某种氧化物D含氧量为50%，D可以水解为一种六元酸。A与C，B与C分别形成两种高熔沸点、高硬度材料，其中B、C形成的化合物中B的含量为40%。

回答下列问题：

(1)写出元素符号A________、B________、C________。 (2)B与C形成的化合物的化学式___________。

(3)D的最简式________________，D的结构简式________________。

21．(4分)氢燃料电池汽车是未来汽车发展的重要方向之一。二甲醚重整制氢技术是实现小

型移动制氢的一种理想方案。二甲醚重整制氢过程中可以发生以下反应（其中反应Ⅲ、Ⅳ为副反应） CH3OCH3(g)+H2O(g)HOCH3(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)2CO(g)

2CH3OH(g) △H1=+37kJ·mol1 I

—

2CO2(g)+3H2(g) △H2=+49kJ·mol1 II

—

CO(g)+H2O(g) △H3=+41kJ·mol1 III

—

CO2(g)+C(s) △H4 IV

二甲醚与水蒸气按体积比1：3.5，以一定流速通过催化剂反应，记录相关数据，得下图：

图 不同温度下二甲醚水解转化率随时间的变化

(1)下列说法正确的是____________； A．△H4大于零

B．由图可知280℃时温度太高，平衡逆向移动，二甲醚转化率减小 C．由图可知260℃时催化剂效率很快减弱，因此温度不能太高 D．增大水醚比、适当升高温度有利于氢气的生成

(2)根据上图，写出随温度变化CO在含碳氧化物中体积分数的变化趋势_______________________。 四、本题包括1个小题，共13分

22．(13分)三苯甲醇是一种重要有机合成中间体，可以通过下列原理进行合成：

已知：a．格氏试剂（RMgBr）非常活泼，可与水、卤代烃、醛、酮等物质反应。

如：RMgBr+R’Br→R—R’+MgBr2

b．ROMgBr可与水发生水解，反应方程式为ROMgBr+H2O→ROH+Mg(OH)Br

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↓

c．水蒸气蒸馏原理：在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气，使难溶或不溶于水的有机物和水一起蒸出。 d．几种物质的物理性质如下表 物质 乙醚 溴苯 三苯甲醇 沸点（℃） 34.6 156.2（92.8*） 280.0 溶解性 微溶于水 难溶于水的液体，能溶乙醚、石油醚 难溶于水和石油醚的固体，能溶乙醚 *括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的共沸点

实验步骤如下：

①格氏试剂制备：按如图1组装装置，在三颈烧瓶中加入1.5g镁屑（约0.06mol），在滴液漏斗中加入7mL溴苯（约0.065mol）和25mL无水乙醚混合液，先加入1/3混合液于烧瓶中，待镁屑表面有气泡产生时，开始搅拌，并逐滴加入余下的混合液，使反应液保持微沸状态，至反应完全。

②三苯甲醇制备：继续往三颈烧瓶中滴加11g二苯酮（0.06mol）和30mL无水乙醚混合液，水浴回流l h后，在冷水浴下慢慢滴加30.0mL饱和氯化铵溶液。

③分离提纯：蒸馏除去乙醚，然后按如图2组装好水蒸气蒸馏装置，进行水蒸气蒸馏，直至无油状物蒸出。然后将混合物进行过滤得到粗产品，将粗产品经过重结晶，进一步提纯得到产品。

(1)仪器A的作用是___________________________。

(2)在步骤①中，“逐滴加入余下的混合液”的原因是_________________________________________。

(3)在步骤②中，能否将饱和NH4Cl溶液改为滴加蒸馏水，并说明理由________，_______________。

(4)在步骤③中，蒸馏除乙醚应采用的加热方式为_____________。水蒸气蒸馏时若出现堵塞现象，则图2长导管中水位会突然升高，此时应进行的操作是_______________________________________，待故障排除后再进行蒸馏。蒸馏结束时粗产品应在图2的______中(填“甲”或“乙”)。 (5)第一次水蒸气蒸馏主要除去的杂质是____________。

(6)最后粗产品经过一系列操作可以获得高纯度的产品。下列说法正确的是___________。

A．最后水蒸气蒸馏的馏出物经过抽滤、洗涤、干燥可以获得粗产品

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B．粗产品加入4：1的乙醇水溶液溶解后，慢慢滴加水，可得到颗粒较细的晶体 C．将重结晶过滤后的母液收集起来进行适当处理，可提高产率 D．可以用测产品熔点判断产物的纯度 五、本题包括2个小题，共24分

23．(11分)某研究小组按下列路线合成药物苯噁洛芬：

HCl，H2O

已知：(1)R—CN R—COOH

H2，Pd/C

(2)R—NO2 R—NH2 (3)R—X 请回答：

(1)化合物E的结构简式_______________。 (2)下列说法不正确的是__________。 ．．．A．化合物A能发生取代反应、加成反应

B．化合物F具有两性且遇到FeCl3显色，可以发生缩聚反应 C．1mol化合物G最多可以与3mol NaOH反应 D．苯噁洛芬的分子式是C16H11ClNO3

(3)写出C→D的化学方程式__________________________________________________。 (4)设计由苯和乙烯为原料制备化合物A的合成路线（用流程图表示，无机试剂任选）。

NaCN

R—CN

___________________________________________________________。

(5)写出至少3个化合物B可能的同分异构体的结构简式

_____________________________________，须同时符合： ①1H-NMR谱表明分子中有4种氢原子；

②IR谱显示有苯环且其含有邻位二取代的五元环，并有N—H键。

24．(13分)Flibanserin（氟班色林）是2015年批准上市的明星功能药物，其合成流程如下。

- 8 -

已知：①由A、B合成C中缩合脱去了两种小分子物质；

②化合物D中氮元素的质量分数是13.32%； (1)

写

出

由

A

、

B

合

成

C

的

总

反

应

方

程

式

___________________________________________________。

(2)画出中间体的结构简式D__________________、E__________________、F__________________、G__________________、H__________________。

(3)事实上，上述反应得到的是质子化的Flibanserin，圈出最适合被质子化的一个原子。 六、本题包括2个小题，共20分

25．(8分)2017年5月18日，国土资源部宣告我国成为全球第一个在海域可燃冰试开采中

获得连续稳定产气的国家。天然气水合物又叫可燃冰，结构如图。它是世界公认的一种清洁高效的未来替代能源，我国储量世界第一。 请根据题意完成如下问题

(1)“可燃冰”分子间存在的作用力是______________________；

(2)天然气水合物有三种基本晶体结构，其中I型晶体形成立方晶胞，五角十二面体孔穴[512]的中心处在顶点和体心位置，十四面体[51262]的中心位置坐标为(0,1/4,1/2)、(0,3/4,1/2)，该晶体的晶体类型为________________。根据上述坐标及晶体的对称性，可以确定一个晶胞中包含[51262]的个数为_____。

(3)己知某种可燃冰密度为0.90g/cm3，1立方米的可燃冰分解后可释放约164立方米（标准状况）的天然气。天然气以CH4计，可视为理想气体，则可燃冰组成CH4·xH2O中x为________。

26．(12分)在N2气氛下，0.244g金属A恰被2.9mL 10% HCl（ρ=1.1g/mL）溶解，形成含有

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(1)通过计算和讨论，确定A、B、C的化学式。

(2)求G的定量组成，用质量分数表示。

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