《中国化学会2003年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题与答案(Word版)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中国化学会2003年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题与答案(Word版)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国化学会 2003 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题答案及评分标准题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12总满分 5 7 5 8 6 12 5 12 6 12 10 12 100说明：1。为节省篇幅，原试题中的周期表等已删去。2。网络版以颜色区分题面、答案和注释，打印稿中的楷体字为答案，以圆体字为注释，以示区别。3。请参考内容相同的网络版。第 1 题（5 分） 二战期间日本是在战场上唯一大量使用毒气弹的国家，战争结束日军撤退时，在我国秘密地遗弃了大量未使用过的毒气弹，芥子气是其中一种毒气。芥子气的分子式为 (ClCH2CH2)2S。人接触低浓度芥子气并不会立即感受痛苦，
2、然而，嗅觉不能感受的极低浓度芥子气已能对人造成伤害，而且，伤害是慢慢发展的。11 用系统命名法命名芥子气。2-氯乙硫醚 或 2-氯乙烷硫化物 （1 分）12 芥子气可用两种方法制备。其一是 ClCH2CH2OH 与 Na2S 反应，反应产物之一接着与氯化氢反应；其二是 CH2=CH2 与 S2Cl2 反应，反应物的摩尔比为 2 : 1。写出化学方程式。2ClCH2CH2OH + Na2S = (HOCH2CH2)2S + 2NaCl （1 分）(HOCH2CH2)2S + 2HCl = (ClCH2CH2)2S + 2H2O （1 分）2CH2=CH2 + S2Cl2 = (ClCH2CH2)
3、2S + S （1 分）13 用碱液可以解毒。写出反应式。(ClCH2CH2)2S + 2OH = (HOCH2CH2)2S + 2Cl （1 分）用 NaOH 代替 OH 也可。方程式必须配平才能得分。第 2 题（7 分）50 年前，Watson 和 Crick 因发现 DNA 双螺旋而获得诺贝尔化学奖。DNA的中文化学名称是：脱氧核糖核酸；DNA 是由如下三种基本组分构成的： 脱氧核糖（基） 、磷酸（基）和 碱基 ；DNA 中的遗传基因是以 碱基 的排列顺序存储的；DNA 双链之间的主要作用力是 氢键 。给出 DNA 双螺旋结构在现代科技中应用的一个实例：基因重组或基因工程、转基因作物、人
4、类全基因图谱 。 （每空 1 分；无“基”字得分相同。 ）第 3 题（5 分） 在正确选项上圈圈。31 下列化学键中碳的正电性最强的是A. CF B. CO C. CSi D. CCl32 电子构型为Xe4f 145d76s2 的元素是 A. 稀有气体 B. 过渡元素 C. 主族元素 D. 稀土元素33 下列离子中最外层电子数为 8 的是A. Ga3+ B. Ti4+ C. Cu+ D. Li+ 第 4 题（8 分） 在 30oC 以下，将过氧化氢加到硼酸和氢氧化钠的混合溶液中，析出一种无色晶体 X。组成分析证实，该晶体的质量组成为 Na 14.90，B 7.03 %，H 5.24 % 。加热
5、X，得无色晶体 Y。Y 含 Na 23.0%，是一种温和的氧化剂，常温下在干燥空气里稳定，但在潮湿热空气中分解放氧，广泛用作洗涤剂、牙膏、织物漂白剂和美发产品，也用于有机合成。结构分析证实 X 和 Y 的晶体中有同一种阴离子 Z2-，该离子中硼原子的化学环境相同，而氧原子却有两种成键方式。41 写出 X、Y 的最简式，给出推理过程。X 的最简式；NaBH 8O7 Y 的最简式；NaBH 2O4 (各 1 分；写成水合物也可) 推理过程： Na B H O14.90/23.0 = 0.648 7.03/10.8 = 0.651 5.24/1.008= 5.20 72.83/16.0=4.551
6、1 8 7X 变成 Y 是脱水过程。X 为 NaBH2O43H2O, 则 Y 中 Na 的质量百分数为 23/99.8 = 0.23（若 X 是 NaBO34H2O，则 Y 中 Na 的质量分数为 23/81.8=0.28 不符合题意。 ） (1分)42 用最恰当的视角画出 Z2-离子的立体结构（原子用元素符号表示，共价键用短线表示） 。HOBHOOBOH2-(5 分； 不写“2”不扣分。)参考图形：第 5 题（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
7、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 NaBr。+_泵 泵电 解 质 电 解 质电 解 质 电 解 质 电 解 质电 解 质电 解 质 电 解 质储 罐 储 罐离 子 选择 性 膜电 电极 极电 源 /负 载51 左、右储罐中的电解质分别为；左 ：NaBr 3/NaBr（1 分；只写一种也可）右 : Na2S2/Na2S4 （1 分；只写一种也可） 52 写出电池充电时，阳极和阴极的电极反应。阳极：3NaBr 2e- = NaBr3 + 2Na+ (1 分) 阴极：Na 2S4+2Na+2e-=2Na2S2 (1分)53 写出
8、电池充、放电的反应方程式。2Na2S+ NaBr3Na2S4+ NaBr3放 电充 电(1 分)54 指出在充电过程中钠离子通过膜的流向。Na+ 的流向为从左到右。 （1 分） 第 6 题（12 分） 2003 年 3 月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在 5K 下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为 Na0.35CoO2 1.3H2O，具有-CoO 2-H2O-Na-H2O-CoO2-H2O-Na-H2O-层状结构；在以 “CoO2”为最简式表示的二维结构中，钴原子和氧原子呈周期性排列，钴原子被 4 个氧原子包围，Co-O 键等长。61 钴原子的平均氧化态为 +
9、3.65 。(1 分；不写“”给 0.5 分)62 以 代表氧原子，以 代表钴原子，画出 CoO2 层的结构，用粗线画出两种二维晶胞。可资参考的范例是：石墨的二维晶胞是下图中用粗线围拢的平行四边形。、 或 或 （画出 1 种晶胞给 6 分，画出 2 种晶胞给 9 分）画成不符合化学式者如：，不是同一形状平行四边形的最小体积者以及不符合平移特征的图形均不得分。63 据报道，该晶体是以 Na0.7CoO2 为起始物，先跟溴反应，然后用水洗涤而得到的。写出起始物和溴的反应方程式。Na0.7CoO2 + 0.35/2 Br2 = Na0.35CoO2 + 0.35 NaBr (2 分; 未配平不给分。
10、)第 7 题（5 分） 杜邦公司因发明了一项新技术而获得了 2003 年美国总统绿色化学奖。该技术利用基因工程将酵母菌的基因引入一种大肠杆菌，用来将葡萄糖发酵生成 1.3-丙二醇。71 在上述发酵过程中，葡萄糖首先转化为二羟基丙酮的一磷酸酯，随后转化为目标产物。该反应对于葡萄糖的原子利用率为 84 。原子利用率是目标产物的相对分子质量除以反应物相对原子质量之和乘以 100。 （2 分）72 生产 1.3-丙二醇的传统工艺是以石油为原料按下述路线进行的：石油乙烯环氧乙烷3-羟基丙醛1.3-丙二醇。获得 3羟基丙醛的反应在乙醚溶剂中进行，用钴催化剂或铑催化剂，温度 80oC，压力 107 Pa；后
11、一反应用镍催化剂，温度 80120 oC，压力1.6x107 Pa。对比之下，新工艺至少具有以下 3 种绿色化学特征：原子利用率高，使用了可再生的植物资源，反应在温和条件下进行因而能耗低，不使用贵金属催化剂，不使用有机溶剂，有毒污染物排放少，反应在温和条件进行而不使用高压设备，。 （共 3 分；每答出上列各点之一给 1 分。 ）第 8 题（12 分） 81（4 分） 1 摩尔高锰酸钾在 240300 oC 加热释放出 19.2 g 氧气，写出反应方程式。（已知 K2MnO4 640oC 分解，K 3MnO4 800oC 分解。 ）5KMnO4 = K2MnO4 + K3MnO4 + 3MnO2
12、 + 3O2 (4 分)82（3 分） 咖啡因对中枢神经有兴奋作用，其结构式如下。常温下，咖啡因在水中的溶解度为 2 g/100g H2O，加适量水杨酸钠C 6H4(OH)(COONa)，由于形成氢键而增大咖啡因的溶解度。请在附图上添加水杨酸钠与咖啡因形成的氢键。 NNOCH3H3COCH3 CONaHO(3 分) (不要求氢键的键角和方向，但要求画在有孤对电子的氮原子上。)83（2 分） 阿司匹林结构式如下，难溶于水。若和适量柠檬酸三钠混合，即可增大溶解度。解释原因。COHOCH3阿司匹林中的羧酸和柠檬酸根反应形成阿司匹林的钠盐。 （2分）（若写方程式表达得分相同，但必须配平。）84（3 分
13、） 氯仿在苯中的溶解度明显比 1,1,1-三氯乙烷的大，请给出一种可能的原因（含图示） 。 HCll(2 分) CHCl3 的氢原子与苯环的共軛电子形成氢键。(1 分)（若只写“氢键”给 1 分。 ）第 9 题（6 分） 钒是我国丰产元素，储量占全球 11，居第四位。在光纤通讯系统中，光纤将信息导入离光源 1km 外的用户就需用 5 片钒酸钇晶体（钇是第 39 号元素） 。我国福州是全球钒酸钇晶体主要供应地，每年出口几十万片钒酸钇晶体，年创汇近千万美元（1999 年） 。钒酸钇是四方晶体，晶胞参数 a = 712 pm, c = 629 pm,密度 d = 4.22 g/cm3，含钒 25，求
14、钒酸钇的化学式以及在一个晶胞中有几个原子。给出计算过程。钒酸钇的化学式： YVO4 (1 分) 计算过程： YVO4 的摩尔质量为 203.8 g/mol; 钒的质量分数为 50.9/203.8=025 合题意。203.8/4.22 = 48.3 cm3/mol 四方晶胞的体积 V= 7122X629X10-30cm3=3.18X10-22cm3 （1 分）48.3/6.02X1023= 8.02X10-23cm3 （1 分）3.18X10-22/8.02X10-23 = 3.97 4 （1 分） 一个晶胞中的原子数：4X6=24 （2 分） （类似过程或步骤合并，得分相同）第 10 题（12
15、 分） 美国 Monsando 公司生产了一种除草剂，结构如下图，酸式电离常数如下： pKa1 0.8, pKa2 2.3 , pKa3 6.0 , pKa4 11.0。与它配套出售的是转基因作物（大豆、棉花、玉米、油菜籽）的种子，转入了抗御该除草剂的基因，喷洒该除草剂后其他植物全部死光，唯独这些作物茁壮成长，由此该除草剂得名 Roundup，可意译为“一扫光” 。这四种转基因作物已在美国大量种植，并已向我国和巴西等国大量出口，但欧洲至今禁止进口。 OHCONCPOHOOHH2H2101 Roundup 为无色晶体，熔点高达 200oC，根据如上结构式进行的分子间作用力（包括氢键）的计算，不能解释其高熔点。试问：Roundup 在晶体中以什么型式存在？写出它的结构式。COHNPOHO2（2 分） （电荷符号不加圈也可）102 加热至 200230oC，Roundup 先熔化，后固化，得到一种极易溶于水的双聚体 A，其中有酰胺键，在
