2023年中國化學(xué)會全國高中學(xué)生化學(xué)競賽省級賽區(qū)備用試題

(2023年10月９日９︰00-12︰00共計3小時)題號1234567８910總計滿分12121０810１01081281０0得分評卷人競賽時間３小時。遲到超過30分鐘者不能進考場。開始考試后1小時內(nèi)不得離場。時間到，把試卷(背面前上）放在桌面上,立即起立撤離考場。試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在站定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最后一頁。不得持有任何其他紙張。姓名、報名號和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)指定位置,寫在其他地方者按廢卷論。允許使用非編程計算器以及直尺等文具。H1.008相對原子質(zhì)量Ｈe４.003Lｉ6.９4１Be9．０12B１0.81C12.０1N14．01O16．00F19.０0Ｎe20.18Na2２.99Mg24.31Ａｌ26.98Sｉ２８.09P３0．９７S3２.０7Cl35.45Ar3９.95K３9．１０Ca40.08Sc４4.96Ti47．８８V５0．９4Cｒ52．00Ｍn5４.９4Ｆe5５．8５Co5８.93Ｎi58.69Cu63．55Zn65.39Ga6９．72Ge72.61As７4．92Ｓe78．96Ｂr７9.９0Ｋr83.80Rb8５.47Sr87.６2Y８８.91Zr９1.22Nb92．9１Mo９5.９4Tc［98］Ru101.1Rh1０２.９Pd106．４Aｇ107.９Cｄ11２.4Iｎ114．８Sn118.７Sb121.8Te1２７.6I12６．９Ｘｅ131.3Cs１32.9Bａ１37.３Lａ-ＬｕHf１78．5Ta１80.9W１83.8Re186．２Oｓ１９0.2Iｒ１92.2Pt１95.1Aｕ１９7.０Hg2０0.６Tl20４.4Ｐb207.２Bi20９．０Po[2１0]Aｔ[210]Rn[222]Fr[2２3]Ra[226]Ac－LrRｆDbSgBｈHsMｔ第第題（12分）第題（12分）1．[H3O2]＋[SbF6]－（2分）H2O2＋HF＋SbF5＝[H3O2]＋[SbF6]－（1分）2．[H3O]＋[SbF6]－（2分）3．[SH3]＋[SbF6]－（2分）H2S＋HF＋SbF5＝[SH3]＋[SbF6]－（1分）4．[NH4]＋[HOO]－（2分）H2O2＋NH3＝[NH4]＋[HOO]－（1分）5．H2O2既是酸又是堿，H2S是一種堿（1分）將H２Ｏ2慢慢加入到SbF５的HF溶液中得一白色固體A,Ａ是一種鹽類，其陰離子呈八面體結(jié)構(gòu)。1.A的結(jié)構(gòu)簡式,生成A的化學(xué)方程式。2．A不穩(wěn)定，能定量分解，Ｂ是產(chǎn)物之一，其中亦具有八面體結(jié)構(gòu),B的結(jié)構(gòu)簡式為。3.若將H2S氣體通入SｂF5的HF溶液中,則得晶體C,C中仍具有八面體結(jié)構(gòu)，寫出C的結(jié)構(gòu)簡式。生成C的化學(xué)反映方程式是。4.將H２O２滴入液氨中得白色固體D，D是一種鹽,具有正四周體結(jié)構(gòu)，寫出D的結(jié)構(gòu)式和生成反映方程式。5．比較H2O2和Ｈ2S的性質(zhì)異同。第第題（12分）第題（12分）1．Cathode：LiMO2＝Li1－xMO2＋xLi＋＋xeAnode：nC＋xLi＋＋xe＝LixCn正反映為充電、逆反映為放電反映。（4分）2．O：立方面心密堆積；Li和M占據(jù)八面體空隙；（1分）以氧為頂點的一個晶胞表達如下：（2分）3．（3分）4．鋰活潑，易與電解質(zhì)反映，形成鋰的枝狀晶體，導(dǎo)致電池被侵蝕或爆炸。（1分）還可用低熔點的金屬如Si，Bi，Pb，Sn，Cd等與鋰摻雜形成金屬合金，或用電解質(zhì)如液體電解質(zhì)LiPF6，LiBF6，LiAsF6及LiOSO2CF3）用有機溶劑不能含水)，以及固體電解質(zhì)等。（1分）鋰電池由于其安全可靠的性能,體積小、質(zhì)量輕、高效能及可逆等卓越品質(zhì)被廣泛應(yīng)用于移動電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機等便攜式電子器材中。下圖為鋰電池工作原理圖，陰極材料由ＬiＭＯ2（Ｍ=Co，Ni,V,Mn）構(gòu)成，陽極材料由石墨構(gòu)成,陰、陽兩極之間用半透膜隔開,充電時鋰離子由陰極向陽極遷移,放電時則相反，電池可表達為:(－）Cn/LiCｌO４／LiMO2(+）1.寫出鋰電池充放電時的可逆電極反映。2.根據(jù)上圖所示的ＬiＭO2的尖晶石結(jié)構(gòu),寫出氧的堆積方式,并指出Ｌｉ和Ｍ占據(jù)何種空隙，畫出以氧為頂點的一個晶胞。3．鋰離子在陽極與石墨形成固體混合物,試推測并畫出鋰離子嵌入石墨的也許結(jié)構(gòu)。4.初期的陽極材料用的是鋰金屬，試指出鋰金屬作陽極材料的局限性，并說明還可以用什么物質(zhì)替代石墨作陽極材料?第第題（10分）第題（10分）1．Al3＋和O2－是滿殼層電子結(jié)構(gòu)，能隙大，電子不易激發(fā)，故無色；（2分）摻入的Cr3＋是過渡金屬，具有3d電子，在晶體中置換部分Al3＋形成較低的激發(fā)態(tài)能級，兩個強吸取帶分別吸取黃綠色及藍色的光，只有紅光透過，因而摻Cr3＋的剛玉呈絢麗的紅色，稱為紅寶石。（3分）2．（4分）Y的O的配位數(shù)為6，O的Y配位數(shù)為4。（1分）固體發(fā)光材料是一種能將激發(fā)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾墓腆w物質(zhì)。在基質(zhì)中摻入雜質(zhì)，含量可達千分之幾或百分之幾,可調(diào)整發(fā)光效率、余輝及發(fā)光光譜。如在剛玉Al2O3基質(zhì)中摻入0.０5~1.0%的Cr３+及在Ｙ２O３基質(zhì)中摻入Ｅｕ３+等均可制成固體發(fā)光材料。1.推測Al２O3基質(zhì)中摻入Cｒ３＋的發(fā)光原理。2.Y2O３屬立方晶系,將Y２O3的立方晶胞分為8個小立方體，Y在小立方體的面心和頂點,O位于小立方體內(nèi)的四周體空隙，畫出這樣四個小立方體,指出Y和Ｏ的配位數(shù)。第第題（8分）第題（8分）1．PtCl2·2KCl＋2Et2S＝[Pt(Et2S)2Cl2]＋2KCl（2分）順式反式（各0.5分）2．2PtCl2·2KCl＋4Et2S＝[Pt(Et2S)4][PtCl4]＋4KCl（3分）[Pt(Et2S)4][PtCl4]＋2AgNO3＝Ag2[PtCl4]＋[Pt(Et2S)4](NO3)2（2分）本題涉及4種組成不同的配合物,它們都是平面正方形結(jié)構(gòu)。1．PtCl２·２ＫCl的水溶液與二乙硫醚（Eｔ2S)反映(摩爾比1︰2）得到兩種結(jié)構(gòu)不同的黃色配合物，該反映的化學(xué)方程式和配合物的立體結(jié)構(gòu)是:2.PtＣl２·2ＫCl的水溶液與足量Et2S反映獲得的配合物為淡紅色晶體,它與AgNO3反映（摩爾比1︰2)得到兩種組成不同的配合物,寫出上述兩個反映的化學(xué)方程式。第第題（10分）第題（10分）1．Pd(NH3)2Cl2＋2HCl＝(NH4)2[PdCl4]（2分）2．6ClO3－＋10NH4＋＝3Cl2＋5N2＋18H2O＋4H＋（2分）鈀以H2PdCl4形式存在（1分）3．H2PdCl4＋4NaOH＝Pd(OH)2↓＋4NaCl＋2H2O（2分）過量NaOH與部分Pd(OH)2發(fā)生反映：Pd(OH)2＋2NaOH＝Na2[Pd(OH)4]（2分）4．Pd(OH)2＋2HCl＝PtCl2＋2H2O（1分）氯化鈀是一種重要的催化劑，在石油化工和汽車尾氣轉(zhuǎn)化中應(yīng)用廣泛,從工業(yè)廢料中提取鈀通常得到的物料是二氯二氨合鈀,然后再用復(fù)雜的工藝得到氯化鈀，并且環(huán)境污染嚴(yán)重,轉(zhuǎn)化率低。20２３年有人報道制取的新工藝，過程較簡樸，無污染，直收率９９%，產(chǎn)品純度>9９．９5%。1.在二氯二氨合鈀中加入一定量的水和鹽酸，加熱至１0０℃得澄清溶液A。寫出該反映的化學(xué)方程式:２.于上述A的熱溶液中加入一定量的氯酸鈉溶液,繼續(xù)加熱溶液有氣體逸出,得溶液Ｂ,寫出該反映的化學(xué)方程式,此時鈀以何形式存在?3.在溶液B中加入10%ＮaＯH溶液調(diào)節(jié)ｐH=１0,保持溶液溫度在100℃左右得沉淀Ｃ。如溶液PＨ＞10，上清液中鈀含量升高。分別寫出溶液B中生成沉淀C及上清液中鈀量又升高的化學(xué)反映方程式。4．在C中加入濃鹽酸加熱至１00℃濃縮直至蒸干，再在１20℃下烘５小時。寫出發(fā)生的化學(xué)反映方程式。第第題（10分）第題（10分）1．A：2－(對-異丁基苯基)丙酸或：布洛芬B：2,4-戊二酮或：乙酰丙酮C：α-甲基丁二酰亞胺D：丙酮縮乙二醇（各1分）2．A：B：C：（各2分）1．給出下列四種化合物的化學(xué)名稱A:B:A的名稱：B的名稱:C:D：C的名稱：D的名稱：2.寫出下列每步反映的重要產(chǎn)物（A、B、C）的結(jié)構(gòu)式第第題（10分）第題（10分）1．（2.5分）（2.5分）（生成二電子三中心鍵）2．（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）２0世紀(jì)6０年代，化學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一類酸性比１0０%的硫酸還要強的酸，稱之為魔酸，其酸性強至可以將質(zhì)子給予δ受體，CF3SＯ3H就是其中常見的魔酸之一。1．試寫出ＣH3ＣH3與ＣＦ3ＳＯ3Ｈ也許的反映式。2.以上反映所得產(chǎn)物活性均很高,立即發(fā)生分解,試寫出分解以后所得到的所有也許產(chǎn)物。第第題（8分）第題（8分）1．熵增長原理合用于孤立系統(tǒng)，而生命系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)，生物進化是一個熵變過程，生物的復(fù)雜性（種群系）與熵有關(guān)，生物進化的譜系越復(fù)雜，熵值就越大。生物的組織化（個體結(jié)構(gòu)）與信息有關(guān)。譜系復(fù)雜化的分支衍生帶來更大的進化突變空間，但是由于生物遺傳的制約作用，使實際產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)（種類數(shù)）比更大也許產(chǎn)生的狀態(tài)數(shù)少，即實際熵比更大也許熵小。一個進化的生物系列在合適的環(huán)境條件下，復(fù)雜性（熵）將與組織化（信息）同時增長。因此，生物進化的必然結(jié)構(gòu)是種類越來越多，結(jié)構(gòu)也越來越高級，實際熵與最大也許熵的差也越來越大。從這個角度看，熵增長原理與達爾文進化論不矛盾。（4分）2．腫瘤發(fā)生的實質(zhì)就是在某一時刻機體系統(tǒng)發(fā)生了變速熵增的過程，機體對腫瘤產(chǎn)生的克制能力大大減弱，腫瘤發(fā)生率在此過程會提高很多，從而導(dǎo)致腫瘤的發(fā)生。由于腫瘤患者的癌細(xì)胞在體內(nèi)擴散，影響著人體的熵增速率，使機體時常處在變速熵增的不可逆過程，即人體內(nèi)腫瘤的發(fā)生一旦達成了一定的混亂度，這種情況是不可逆的，故晚期癌癥患者的腫瘤想要治愈是主線不也許的。而初期的腫瘤患者可以治愈是由于熵增長原理不合用于質(zhì)點數(shù)很小的系統(tǒng)。幾個腫瘤細(xì)胞相對于人體這個大的系統(tǒng)來說，質(zhì)點數(shù)很少，對于人體還不至于構(gòu)成威脅。所以對于腫瘤的研究，防止是關(guān)鍵。要防治腫瘤的發(fā)生，就要阻止熵增不可逆過程的發(fā)生。（4分）熵是由德國物理學(xué)家克勞休斯于1８65年初次提出的一個重要熱力學(xué)概念。記錄物理學(xué)研究表白，熵是系統(tǒng)混亂度的量度。熵增長原理的數(shù)學(xué)表達式是：(ｄs)Ｕ,V≥0。其物理意義是：一個孤立系統(tǒng)的自發(fā)過程總是朝著熵增長的方向進行,即從有序走向無序。而生命的發(fā)生、演化及成長過程都是從低檔到高級、從無序到有序的變化。這樣看來把熵增長原理應(yīng)用到生命科學(xué)中似乎是不也許的。1.熵增長原理與達爾文進化論是否矛盾？說明理由。2．初期的腫瘤患者可以治愈,而晚期癌癥患者的腫瘤想要治愈是主線不也許的，用熵增長原理解釋其因素。第第題（12分）第題（12分）計算過程：先計算出Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；然后用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液標(biāo)定I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度；再根據(jù)I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度計算抗壞血酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。計算結(jié)果：Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.05062mol/L；（4分）I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度為0.02494mol/L；（4分）抗壞血酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)平均值為0.2491；（4分）維生素C又稱抗壞血酸，廣泛存在于水果、蔬菜中,屬于外源性維生素,人體不能自身合成,必須從食物中攝取。其化學(xué)式為C6H8O6，相對分子量為176．1，由于分子中的烯二醇基具有還原性,能被Ｉ２定量地氧化成二酮基,半反映為：C６H8O6＝Ｃ6Ｈ６O6+２Ｈ＋＋2e＝0.18Ｖ(1)準(zhǔn)確移取0．01６６７mol／L的K2Cr2Ｏ７標(biāo)準(zhǔn)溶液１0.0０ｍL于碘量瓶中,加3ｍol／LH2SO４溶液１0mL,10%KI溶液10mL,塞上瓶塞,暗處放置反映5min，加入１0０ｍＬ水稀釋，用Na2S２Ｏ３標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至淡黃色時,加入2mＬ淀粉溶液,繼續(xù)滴定至溶液由藍色變?yōu)榱辆G色。平行三次實驗,消耗Na２Ｓ2O３標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為１９.76mL。（2)準(zhǔn)確移取上述Ｎａ2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00mL于錐瓶中,加水50ｍL,淀粉溶液2ｍＬ，用I2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍色且３0s不褪。平行三次實驗，消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為1０.15mL。(3)準(zhǔn)確稱取0.22０5g的維生素C粉末（維生素C藥片研細(xì)所得）于錐瓶中,加新煮沸過并冷卻的蒸餾水１00mL,２mol/LHAｃ溶液10mL，淀粉溶液2ｍＬ,立即用Ｉ2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至藍色且3０ｓ不褪，消耗12.5０mＬ。（4）反復(fù)操作環(huán)節(jié)(３），稱取維生素C粉末0．２1７6g，消耗I２標(biāo)準(zhǔn)溶