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1、第1页/共11页 第三届高二年级数理化生解题能力竞赛第三届高二年级数理化生解题能力竞赛 化学试题化学试题 可能用到的相对原子质量：可能用到的相对原子质量：H-1 Li-7 B-11 C-12 O-16 Si-28 P-31 S-32 Cl-35.5Ti-48 V-51 Fe-56 Ni-59 Cu-64 Mo-96 Ag-108 I-127 一、选择题一、选择题(本题包括本题包括 15 小题，每小题小题，每小题 3 分，共分，共 45 分。每小题只有分。每小题只有 1 个选项符合题意个选项符合题意)1.如果在天宫太空舱中做蜡烛燃烧实验，可以观察到一个蓝色的火焰球，与地面上长条形且明亮黄色的火焰
2、明显不同。下列说法或预测正确的是A.相同条件下燃烧时间：“太空舱中”“地面”B.“地面”蜡烛燃烧，生成物只有 H2O、CO2和 CC.“太空舱”蜡烛燃烧，生成物只有 H2O、CO2D.“地面”蜡烛燃烧的火焰比“太空舱中”明亮，说明其燃烧完全2.科学家早就预言44H CO、44M CO(M 代表碱金属)的存在，并通过计算确认44M CO可由2M O和23M CO在大于 20GPa 的条件下合成，其中44K CO比44Li CO、44Cs CO稳定。下列有关推测正确的是 A.热稳定性：4444H COLi COB.23Na CO中，C原子杂化方式为3spC.44Cs CO中，C原子杂化方式为3sp
3、D.合成44K CO的温度应该选择高温 3.探究实验：用多孔石墨电极对，电解硫酸钠溶液 3min。取出阴极石墨电极，插入硫酸铜溶液中，石墨电极上析出红色物质。用蒸馏水洗涤该石墨电极，然后浸入硝酸银溶液中，石墨电极上析出白色固体。把白色固体浸入稀硝酸溶液中，白色固体消失。下列对应的方程式错误的是A.实验：2222H O2HO+电解 B.实验：22HCuCu2H+=+C.实验：2Cu2AgCu2Ag+=+第2页/共11页 D.实验：322Ag2HNONOH OAg+=+4.W、X、Z、Q、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，其内层电子数之和为 18，最外层电子数之和为 28，它们所形成的阴离子
4、具有很高的亲水性，可以作为能源材料中的电解质，该离子结构如图所示。下列说法正确的是A.223Y Z离子构型为四面体 B.YWX-离子构型为 V形C.非金属性：XYQD.阴离子中Y-X-Y为 180 度5.AN是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.0.1mol3PCl与 0.2mol2Cl在密闭容器中反应，生成的5PCl小于A0.1NB.标准状况下 2.24L2H与 0.1mol()2Ig在密闭容器中反应，生成A0.2NHI C.0.1molCO与()A20.2H O gN密闭容器中反应，生成2CO和2H共 4.48L(标准状况下)D.0.1mol22C H与 0.2g2H在密闭容器中反应，
5、生成A240.1C HN6.在密闭容器中，外接电路放电，研究压强与氧气变化。实验操作如下：外接电路放电一段时间；停止放电一段时间；注入石蕊试液。得到压强、氧气浓度在以上时间段的变化图像如下(忽略温度变化)。下列基于图像的推理或判断错误的是 A.：2N与2O反应生成 NO B.：NO与2O反应生成2NOC.：2NO与2H O生成3HNO，同时也存在 NO与2O生成2NO的反应 在的第3页/共11页 学科网（北京）股份有限公司D.：均明显存在2242NON O的反应7.实验室利用下列装置，用还原剂与4BaSO高温下反应制备高纯度的 BaS。下列说法错误的是 A.固体 A块状硫化亚铁B.洗气瓶中“水
6、”的作用是除去 HCl，同时不减少还原性气体C.打开活塞 K，通入气体，验纯后才高温加热D.试管的作用是收集没有反应完的还原性气体8.科学家利用声波控制反应，通过听声诱导控制大气气体(如2CO)在水中的溶解，从而产生时空化学模式，将溶液分离到具有不同 pH值的时空域(详见下图)。下列说法错误的是 A.物质 A中基团3SO会发生水解 B.物质 B三碳环共一平面C.反应是声波诱导的反应D.控制声波可以引起反应、的来回振荡9.下列实验过程能达到探究目的的是选项实验过程探究目的A 将浓硫酸和灼热木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和3NaHCO溶液、澄清石灰水，观察现象 浓硫酸和木炭反应产生2SO和
7、为第4页/共11页 学科网（北京）股份有限公司2CO气体 B 向 20%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热；再加入银氨溶液，无明显现象蔗糖未发生水解反应C 苯和液溴的混合液中加入铁粉，将产生的气体通入硝酸酸化的3AgNO溶液中，产生淡黄色沉淀 苯与液溴在 Fe 催化下发生取代反应D 向饱和4FeSO溶液中加入 CuS 固体，测得溶液中()2Fec+不变()()sp CuSsp FeSKKA.AB.BC.CD.D10.甲醇制备原理如下：反应()()()()2232COg3HgCH OH gH O g+H00某温度下，()()22CO/H1:3nn=加入一恒压密闭容器中反应，达到平衡时，氢气、甲醇和一
8、氧化碳的分压有如下关系：()()()23HCH OH4COppp=，下列说法正确的是 A.2CO的平衡转化率为1217B.该温度下反应的平衡常数pK之值为288289C.该温度下反应的平衡常数pK为4524D.平衡时，甲醇含量最高11.我国科学家发现硝酸光分解机理(如图所示)，对控制空气雾霾意义重大。下列说法正确的是A.2NO分子中 N为3sp杂化 B.反应、反应光解所需光的频率：012.新型硅溴离子液体二次电池，由硅电极(Si)和卤化盐电极(3Br)构成(如下图)。下列说法错误的是 A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子具有芳香性B.单位质量放电效率：硅近似于锂C.工作一段时间后，4SiF层会增厚
9、 D.充电时，23H F浓度会减小 13.我国科学家合成的具有超导性能的材料，是由 H-Lu 形成的晶胞(见下图，其中黑小球、白小球均代表H，大球代表 Lu)，下列说法错误的是 A.H-Lu 晶胞的化学式3H LuB.H-Lu 晶胞中每个 H原子周围紧邻 4个 Lu原子C.H-Lu 晶胞中每个 Lu 原子与 12个 Lu 原子相邻D.H-Lu 晶胞中，若黑小球为 N，则化学式为2LuHN14.用碘酸制备五氧化二碘，然后检验乙醇。90110(低温区)加热 20min，再升温至 220240(高温区)恒温 4h，具体流程如下图所示。下列说法正确的是 第6页/共11页 学科网（北京）股份有限公司A.
10、二缩三碘酸化学式为38HI OB.低温区发生氧化还原反应C.反应速率：低温区B.23Na CO中，C原子杂化方式为3sp第2页/共23页 C.44Cs CO中，C原子杂化方式为3spD.合成44K CO的温度应该选择高温【答案】C【解析】【详解】A类比其他酸和对应的盐的热稳定性，可以得出结论：4444Li COH CO，A错误；B碳酸根中 C原子采取2sp杂化，B错误；C44Cs CO中 C 原子采取3sp杂化，C正确；D44K CO高温时会分解生成2K O和23K CO，D 错误；故选 C。3.探究实验：用多孔石墨电极对，电解硫酸钠溶液 3min。取出阴极石墨电极，插入硫酸铜溶液中，石墨电极
11、上析出红色物质。用蒸馏水洗涤该石墨电极，然后浸入硝酸银溶液中，石墨电极上析出白色固体。把白色固体浸入稀硝酸溶液中，白色固体消失。下列对应的方程式错误的是A.实验：2222H O2HO+电解 B.实验：22HCuCu2H+=+C.实验：2Cu2AgCu2Ag+=+D.实验：322Ag2HNONOH OAg+=+【答案】D【解析】【详解】A电解硫酸钠溶液相当于在电解水，因此方程式为：2222H O2HO+电解，A 正确；B析出的红色物质为 Cu，因此反应方程式为：22HCuCu2H+=+，B正确；C析出的白色固体为 Ag单质，因此反应方程式为：2Cu2AgCu2Ag+=+，C正确；D Ag与 稀
12、硝 酸 溶 液 反 应 生 成 一 氧 化 氮 而 不 是 二 氧 化 氮，因 此 方 程 式 为：322Ag2HNONOH OAg+，D 错误；故选 D。第3页/共23页 4.W、X、Z、Q、Y 为原子序数依次增大的短周期主族元素，其内层电子数之和为 18，最外层电子数之和为 28，它们所形成的阴离子具有很高的亲水性，可以作为能源材料中的电解质，该离子结构如图所示。下列说法正确的是A.223Y Z离子构型为四面体 B.YWX-离子构型为 V形C.非金属性：XYQD.阴离子中Y-X-Y为 180 度【答案】A【解析】【分析】W、X、Z、Q、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，根据离子结构，可
13、知 Y形成 6个共价键，则 Y 最外层有 6 个电子，故 Y 为 S元素，五种元素的内层电子数之和为 18，则 W、X、Z、Q为第二周期元素，根据 Q 形成 1个共价键，W形成 4个共价键，Z形成 2个共价键，则 Q为 F，Z 为 O，X是N，W为 C，再代入最外层电子数检测成立。然后结合物质性质与结构分析、解答。【详解】根据上述分析可知：W 是 C，X 是 N，Z是 O，Q是 F，Y是 S元素。A223Y Z离子为223S O，类似于硫酸根，空间构型为四面体形；A 正确；BYWX-离子为 SCN-，其中 C 原子形成 2 个 键，采用 sp 杂化，离子构型为直线形，B错误；C非金属性 N 强
14、于 S，元素的非金属性：()()()Y SX NQ F，C错误；D由于在该离子中 N原子共用 2 对电子对、得到 1 个电子，还有 1 对孤电子对，则采用 sp3杂化，则阴离子中Y-X-Y小于 180度，D错误；故合理选项是 A。5.AN是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A.0.1mol3PCl与 0.2mol2Cl在密闭容器中反应，生成的5PCl小于A0.1NB.标准状况下 2.24L2H与 0.1mol()2Ig在密闭容器中反应，生成A0.2NHI C.0.1molCO与()A20.2H O gN密闭容器中反应，生成2CO和2H共 4.48L(标准状况下)D.0.1mol22C H与
15、 0.2g2H在密闭容器中反应，生成A240.1C HN在第4页/共23页【答案】A【解析】【详解】A该反应为可逆反应，假设三氯化磷完全反应生成 0.1mol五氯化磷，故该反应生成的五氯化磷的量小于 0.1mol，A 错误；B氢气和碘的反应为可逆反应，不能进行完全，故不能计算生成的碘化氢的量，B错误；C该反应为可逆反应，不能计算产物的量，C错误；D有机反应为不完全的反应，不能计算生成物的量，D错误；故选 A。6.在密闭容器中，外接电路放电，研究压强与氧气的变化。实验操作如下：外接电路放电一段时间；停止放电一段时间；注入石蕊试液。得到压强、氧气浓度在以上时间段的变化图像如下(忽略温度变化)。下列
16、基于图像的推理或判断错误的是 A.：2N与2O反应生成 NO B.：NO与2O反应生成2NOC.：2NO与2H O生成3HNO，同时也存在 NO与2O生成2NO的反应 D.：均明显存在2242NON O的反应【答案】D【解析】【详解】由题意可知，放电、停止放电条件下，会先有222NOO2NO+=，然后有2242NON O，而且这两个反应都能使压强减小。A在段图像中，放电情况下，22N+O=2NO，氧气浓度下降，压强没有变化，A正确；B在段中，停止放电发生222NOO2NO+=，氧气浓度下降，压强减小，B正确；C在段中，注入石蕊溶液发生2233NO+H O=2HNO+NO，222NOO2NO+=
17、，氧气浓度略有下降，压强减小，C正确；第5页/共23页 D从段图像来看，压强不变，无2242NON O反应，D错误；故选 D。7.实验室利用下列装置，用还原剂与4BaSO高温下反应制备高纯度的 BaS。下列说法错误的是 A.固体 A为块状硫化亚铁B.洗气瓶中“水”的作用是除去 HCl，同时不减少还原性气体C.打开活塞 K，通入气体，验纯后才高温加热D.试管的作用是收集没有反应完的还原性气体【答案】A【解析】【详解】A能使用启普发生器制备的气体有：氢气、硫化氢和二氧化碳(乙炔不需要用盐酸)。而 CO2不具有还原性，同时结合尾气处理排水收集暂存，但 H2S 溶于水，所以该反应中用到 H2，选择锌粒
18、和盐酸制备，A 项错误；BH2中混有 HCl，而 HCl 易溶于水，水吸收 HCl，B 项正确；CH2为易燃易爆气体在排空后，需要验纯方可点燃以免加热爆炸，C 项正确；D排水收集 H2以免污染环境引起安全事故，D 项正确；故选 A。8.科学家利用声波控制反应，通过听声诱导控制大气气体(如2CO)在水中的溶解，从而产生时空化学模式，将溶液分离到具有不同 pH值的时空域(详见下图)。下列说法错误的是 第6页/共23页 A.物质 A中基团3SO会发生水解 B.物质 B三碳环共一平面C.反应是声波诱导的反应D.控制声波可以引起反应、的来回振荡【答案】A【解析】【详解】A物质 A基团3SO相当于硫酸根，
19、不会发生水解，A项错误；B物质 B 中，三环所共碳原子为2sp杂化，使三环共面(左上六元环是双单键共轭结构，本身在一个平面上)，B 项正确；C声波控制二氧化碳溶解，使二氧化碳逸出熵增，促使反应进行，C 项正确；D反应自发、反应声控，可以来回振荡，D项正确；答案选 A。9.下列实验过程能达到探究目的是选项实验过程探究目的A 将浓硫酸和灼热木炭反应产生的气体依次通过品红溶液、饱和3NaHCO溶液、澄清石灰水，观察现象 浓硫酸和木炭反应产生2SO和2CO气体 B 向 20%蔗糖溶液中加入少量稀硫酸，加热；再加入银氨溶液，无明显现象蔗糖未发生水解反应C 苯和液溴的混合液中加入铁粉，将产生的气体通入硝酸
20、酸化的3AgNO溶液中，产生淡黄色沉淀 苯与液溴在 Fe 催化下发生取代反应D 向饱和4FeSO溶液中加入 CuS 固体，测得溶液中()2Fec+不变()()sp CuSsp FeSKK，()2Fec+减小，反之，()()spspCuSFeSKK，D正确；故选 D。10.甲醇制备原理如下：反应()()()()2232COg3HgCH OH gH O g+H00某温度下，()()22CO/H1:3nn=加入一恒压密闭容器中反应，达到平衡时，氢气、甲醇和一氧化碳的分压有如下关系：()()()23HCH OH4COppp=，下列说法正确的是 A.2CO的平衡转化率为1217B.该温度下反应的平衡常数
21、pK之值为288289C.该温度下反应的平衡常数pK为4524D.平衡时，甲醇含量最高【答案】C【解析】【详解】根据题意可知，物质的量之比等于压强之比，有：()()()()()()2232COg3HgCH OH gH O g13003133xxxxxyxyxxy+起始量反应量存在量()()()()()()222COgHgCO gH O g1300133yyyyxyxyyxy+起始量反应量存在量第8页/共23页 2CO的 n（平）（1-x-y），H2的 n（平）（3-3x-y）334xyxy=解得：1712=x，317y=A2CO的平衡转化率15117xy+=，A错误；B由于方程两边系数不等，在
22、不知道总压的情况下，该温度下反应的平衡常数pK的值无法计算，B错误；C该温度下反应的p315451717212241717K=，C正确；D从方程式或上述数据中，均可以得出水的含量最高，D错误；故选 C。11.我国科学家发现硝酸光分解机理(如图所示)，对控制空气雾霾意义重大。下列说法正确的是A.2NO分子中 N为3sp杂化 B.反应、反应光解所需光的频率：0【答案】B【解析】【详解】A2NO分子中 N的价层电子对数为 2.5，看作 3，为2sp杂化，A项错误；B反应、反应光解所需光的频率：，因为反应破坏单键，反应破坏双键(键能高)，光频率越大，能量越高，B项正确；C依据质量守恒，反应生成物为 H
23、ONO 和OH，C 项错误；D*22NONOH0，因为*2NO是激发态分子，能量高，D项错误；故选 B。第9页/共23页 12.新型硅溴离子液体二次电池，由硅电极(Si)和卤化盐电极(3Br)构成(如下图)。下列说法错误的是 A.1-丁基-3-甲基咪唑阳离子具有芳香性B.单位质量放电效率：硅近似于锂C.工作一段时间后，4SiF层会增厚 D.充电时，23H F浓度会减小【答案】D【解析】【详解】A1-丁基-3-甲基咪唑阳离子中，连接丁基的 N原子，还有一对孤对电子，如，和下面的双键，形成五元杂环的芳香性，故 A正确；BSi的价电子数为 4，相对原子质量为 28，Li的价电子数为 1，相对原子质量
24、为 7,单位质量放电效率：Si4/28=1/7，Li1/7=1/7，故 B 正确；C放电时，Si失去电子生成4SiF，所以4SiF层增厚，故 C正确；D根据图示，F 元素在溶液中存在-2334H FH F、，充电时，F元素进入溶液，H元素守恒，所以-34232H FF3H F+=，所以23H F增多，故 D 错误；选 D。13.我国科学家合成的具有超导性能的材料，是由 H-Lu 形成的晶胞(见下图，其中黑小球、白小球均代表H，大球代表 Lu)，下列说法错误的是 第10页/共23页 A.H-Lu 晶胞的化学式3H LuB.H-Lu 晶胞中每个 H原子周围紧邻 4个 Lu原子C.H-Lu 晶胞中每
25、个 Lu 原子与 12个 Lu 原子相邻D.H-Lu 晶胞中，若黑小球为 N，则化学式为2LuHN【答案】B【解析】【详解】AH-Lu 晶胞：11H8681282=+=，1Lu12144=+=，H-Lu晶胞化学式为3H Lu，A正确；BH-Lu晶胞中有两种 H，一个(黑球)是四面体中心，一个(白球)是八面体中心，B 错误；C大球代表 Lu，其中有 12 个在晶胞的棱中心，一个在晶胞的体心，故每个 Lu原子与 12 个 Lu 原子相邻，C正确；D晶胞中有 8 个黑小球，白小球表示氢原子11H86482=+=，1Lu12144=+=，则晶胞的化学式为2LuHN，D 正确；故选 B。14.用碘酸制备
26、五氧化二碘，然后检验乙醇。90110(低温区)加热 20min，再升温至 220240(高温区)恒温 4h，具体流程如下图所示。下列说法正确的是 A.二缩三碘酸化学式为38HI OB.低温区发生氧化还原反应C.反应速率：低温区，反应要能自发进行，必须满足110-G=HST，且反应条件为高温。【小问 2 详解】根据盖斯定律，-=，14232HHHkJ mol1 1+=。【小问 3 详解】用纯碳实验时，质量稍微有所增长，说明 C和2Cl反应生成了含 C-Cl键的固体物质；用纯2TiO实验时，2TiO和2Cl反应生成4TiCl和2O，反应的化学方程式为2242TiO2ClTiClO+高温；由于该反应
27、需要在高温条件下进行，说明反应的活化能较高；设起始量 TiO2、C和 Cl2分别为 1mol、2mol、2mol，由图可知，1.1min即 A点时，固体相对质量减少27%，即减少(1mol80g/mol+2mol12g/mol)27%28.08g，约为 1molCO，减少的质量进入光气2Cl CO，由此可知生成2Cl CO的物质的量为 1mol。固体中含有 C 和TiOx，说明 C 过量，固体 TiO2反应完全。根据钛、氧元素守恒，1molTiOx中氧元素物质的量为 1mol2-1mol=1mol，所以 x=1；图 b 中反应的活化能最高，为决速步骤，其化学方程式为*COCl*Cl*CO*Cl
28、*Cl+；光气2Cl CO分解为 CO和 Cl，Cl、C和TiO反应生成4TiCl和 CO，则 1.1min 之后发生的总反应方程式为224TiOClC+ClTiCl2COO+高温。【小问 4 详解】由于23H H，温度较低时，反应更易发生，因此按照()()()22TiO:C:Cl1:2:2nnn=混合，温第22页/共23页 度低于 400时，发生反应2242TiO2ClCiT ClCO+，由于 C过量，继续升高温度有利于发生反应2C+CO2CO高温，因此温度高于 400时，2CO逐渐减少，CO逐渐增多，最后基本保持稳定，因此曲线 Q是CO的变化图像；M点温度为 350，温度较低，根据分析可知，M点所发生的化学方程式是2242TiO2ClCiT ClCO+。