2023年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题及参考答案

2023年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题一、选择题（本题涉及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．中国药学家屠呦呦因发现青蒿素及其抗疟疗效，荣获2023年诺贝尔生理学或医学奖，成为在我国本土首位获得科学类诺贝尔奖的女科学家。青蒿素结构式如下图所示，下列有关青蒿素研究的说法不对的的是A．提取过程中为防止破坏青蒿素结构，应避免高温，故采用低沸点溶剂乙醚进行萃取B．青蒿素是脂溶性的，既可看作是醚类也可看作是酯类，既有氧化性又有还原性C．可使用红外光谱仪测出分子中也许的官能团，也可通过核磁共振技术检测分子中C、H原子所处的化学环境D．可使用质谱仪测出这个分子的相对分子质量，也可用紫外光谱拟定这个分子的环状结构2．2023年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，成功从石墨中分离出石墨烯，两人因此共同获得2023年诺贝尔物理学奖。石墨烯被称为“黑金”，是“新材料之王”，科学家甚至预言石墨烯将“彻底改变21世纪”，极有也许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术产业革命。石墨烯结构如右图所示，下列说法不对的的是A．石墨烯是碳原子以sp2杂化构成的六边形蜂巢形结构、只有一层原子厚度的二维晶体，碳原子排列与石墨的单原子层相同，是平面多环芳烃，而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状B．石墨烯中假如有五边形和七边形存在，则会构成缺陷。含12个正五边形的石墨烯则转化形成了富勒烯C60，它是足球分子C．石墨烯中碳碳键的键能大于金刚石中碳碳键的键能，是目前世界上最薄也是最强韧的纳米材料D．石墨烯是导电性最佳的新型纳米材料，在微电子领域有巨大的应用潜力，有也许成为硅的替代品，用来生产未来的超级计算机3．好莱坞影片《终结者》中始终不会被击败的液态金属机器人，在被散弹枪和手榴弹击中后，既能像液体同样重新聚集在一起，恢复之前的结构，又能改变外形，呈现出各种造型。2023年3月26日清华大学宣布，该校刘静专家等人联合中国科学院理化技术研究所研发出世界首个自主运动的可变液态金属机器（AdvancedMaterials,2023,26(34)6:025）。研究揭示，置于电解液中的镓基液态合金可通过“摄入”铝作为食物或燃料提供能量，实现高速、高效长时运转，这种柔性机器既可在自由空间运动，又能于各种结构槽道中蜿蜒前行，因此作者们将其命名为“液态金属软体动物”。下列关于此研究的说法对的的是A．人们最熟悉的液态金属是水银，因其价格太贵而限制了实际应用B．液态金属中存在的粒子有金属阳离子和自由电子等，它们之间通过静电引力形成金属键C．铝在液态金属中燃烧放出热量从而提供能量，使液态金属实现高速、高效的长时运转D．液态金属机器“吞食”铝片后，在电解质里形成原电池反映，会产生电力和气泡，从而产生动力4．下列说法对的的是A．称取10.1gNaOH时，将10g的砝码放在右盘，并将游码移到0.1g的位置B．用试纸检查气体时，必须将湿润的试纸沾在玻璃棒上伸向气体C．用剩的药品能否放回原瓶，应视具体情况而定D．将铂丝放在稀硫酸中洗涤并灼烧后，再蘸取待检物进行焰色反映5．下列离子方程式书写对的的是A．足量CO2通入饱和Na2CO3溶液中：CO2+CO32－+H2O=2HCO3－B．向饱和的Ca(HCO3)2溶液中加入足量的NaOH：Ca2++HCO3－+OH－=CaCO3+H2OC．新制氯水中滴加澄清石灰水，黄绿色褪去：Cl2+Ca(OH)2=Ca2++Cl－+ClO－+H2OD．含0.1molFeI2的溶液中滴加含0.125molCl2的氯水：2Fe2++8I－+5Cl2=2Fe3++4I2+10Cl－6．下列有关分子结构的说法对的的是A．根据等电子原理，O3和SO2均具有V型结构，属极性分子，其中心原子均为sp3杂化B．C与O的电负性差比N与O的电负性差大，故CO分子的极性比NO分子强C．H2O的沸点比HF高，但F—H…F氢键键能比O—H…O的氢键键能大D．AlCl3在气态或非极性溶剂中均是通过氯桥键二聚成Al2Cl6，分子空间构型为四周体，分子中8个Al—Cl键键长和键能均相同7．已知HClO的Ka=2.98×10－8，CH3COOH的Ka=1.75×10－5，下列有关说法对的的是A．在pH=2的醋酸溶液中加入少量0.01mol·L－1的稀盐酸，溶液的pH会变小B．等浓度等体积的CH3COONa和NaClO溶液，前者所含离子总数比后者大C．100mLpH=2的新制氯水中：n(OH－)+n(ClO－)+n(HClO)=0.001molD．将Cl2通入NaOH溶液中，若溶液呈中性，则溶液中存在6种微粒8．对于已达平衡的可逆反映：A(g)2B(?)+C(g)，△H＞0，假设A、C状态始终保持不变，下列说法对的的是A．当混合气体的质量不变，说明反映已达成平衡状态B．缩小容器体积，重新达成平衡时，气体混合物中C%也许增大C．在恒压容器中升高温度，气体混合物中C%也许先增大后减小D．在恒容容器中升高温度，达成新平衡时，气体的密度增大9．全trans—维生素A（VA）的醋酸酯结构如右下图，下列说法对的的是A．该化合物的化学式为C22H34O2，有6个不饱和度B．该化合物可以发生加成反映、取代反映、消除反应和缩聚反映C．萜类化合物是可以切成数个形如的五碳单位的有机化合物，有2个单位称单萜，3个单位叫倍半萜，则VA属于二萜D．该化合物与HBr反映，也许有9种生成物10．已知位于第四周期的A、B两种元素，其原子的M层电子数不同，且A原子的N层电子数比B原子的N层电子数少1个。下列说法对的的是A．B原子的M层电子一定比A原子的M层电子多B．B原子的外围电子数一定比A原子的外围电子数多C．A、B元素一定是一种是副族元素，另一种是主族元素D．A、B元素也许都是主族元素，也也许都是副族元素二、选择题（本题涉及8小题，没小题4分，共32分。每小题也许有1或2个选项符合题意，若2个选项对的，只选1个对的给2分，多选、错选都给0分）11．下列选择或操作均对的的是A．装置Ⅰ适合用于吸取氨气B．装置Ⅱ适合用于分离乙酸乙酯和碳酸钠饱和溶液C．装置Ⅲ适合用于高温煅烧石灰石D．装置Ⅳ适合用于分馏乙醇和乙酸12．2023年4月，由中美科学家共同完毕的“快速放电铝离子电池”，具有高效耐用、可超快速充电、可燃性低、成本低等特点。该电池以金属铝作为负极，三维结构的泡沫石墨材料为正极，AlCl4－可在其中嵌入或脱嵌，由有机阳离子（EMI+不参与反映）、Al2Cl7－和AlCl4－组成的离子液体做电解质溶液，该电池放电时的原理如右图所示，下列说法不对的的是A．放电时，负极的电极反映式：Al+7AlCl4－―3e－=4Al2Cl7－B．充电过程中，AlCl4－脱嵌并从阴极向阳极迁移C．充电过程中阳极的电极反映式为：Cn+AlCl4－―e－=Cn[AlCl4]，Cn[AlCl4]中C的化合价没有变化D．该离子液体也可用于钢制品上电镀铝，但阴极材料要换成镀件13．已知25℃时，Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10－12，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10－33，Al(OH)3+H2OAl(OH)4－+H+，Ka=6.31×10－13。某溶液中也许具有H+、Na+、Mg2+、Al3+、Cl－、HCO3－等离子。向该溶液中加入一定物质的量浓度的NaOH溶液时，发现生成沉淀的物质的量随NaOH溶液的体积变化如图所示。下列有关说法对的的是A．各点的化学成分：b点沉淀-Al(OH)3；d点沉淀-Al(OH)3和Mg(OH)2；e点溶质-NaCl和NaAl(OH)4B．各段只发生如下反映：ab段Al3++3OH－=Al(OH)3↓；cd段Mg2++2OH－=Mg(OH)2↓；de段Al(OH)3+OH－=Al(OH)4－C．依题意，用NaOH不能完全分离Al3+和Mg2+D．bc段Al(OH)3部分溶解14．某钙钛矿型氧化物的晶体如右图所示，其中A为镧系金属离子，B为过渡金属离子，O为氧离子。下列说法不对的的是A．A和O联合组成面心立方最密堆积B．B离子占据八面体空隙，占据率25%C．A离子的配位数为12D．O2-离子的分数坐标：（1/2，0，,0），（0，1/2，0），（0，0，1/2）15．图（Ⅰ）和图（Ⅱ）分别为二元酸H2A和乙二胺（H2NCH2CH2NH2）溶液中各组分的百分含量δ随溶液pH的变化曲线（25℃）。下列说法对的的是A．[H3NCH2CH2NH3]A溶液显碱性B．乙二胺（H2NCH2CH2NH2）的Kb2=10－7.15C．[H3NCH2CH2NH2][HA]溶液中各离子浓度大小关系为：c([H3NCH2CH2NH2]+＞c(HA－)＞c(H2NCH2CH2NH2)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(H+)c(H2NCH2CH2NH2)·c(Hc(H2NCH2CH2NH2)·c(H2A)c([H2NCH2CH2NH3]+)·c(HA－)也许增大，也也许减小16．环戊二烯阴离子极其稳定，有研究者将二苯甲酮与其反映，再用质子溶剂解决得到了一深红色物质X。质谱分析表白X的相对分子质量为230，红外光谱表白这个分子没有C—O键或H—O键的吸取，下列说法对的的是A．经1HNMR分析得知环戊二烯阴离子有两种不同化学环境的HB．环戊二烯阴离子有较强碱性，用水淬灭的产物易二聚C．X的深红色是由于有大的离域体系，发生p-p跃迁D．环戊二烯阴离子稳定是由于它有芳香性17．X和Y在周期表中相邻，CaCO3与其单质之间，可发生如下变化：CaCOCaCO3X高温ABCXECF尿素D+水解水解水解Y2其中A是一种气态氧化物；D是一种可燃性气体，其在标准状况下的密度为1.16g·L-1；E中的阴离子与CO2互为等电子体。下列说法错误的是A．第一电离能：X＜YB．B、E均属盐类，C属于碱类，而D属于有机物C．A～F各物质中除C外，均具有X元素D．F的结构为：HX=Y=XH18．某1L待测溶液中除具有0.2mol·L-1的Na+外，还也许具有下列离子中的一种或多种：现进行如下实验操作（每次实验所加试剂均过量）下列说法错误的是A．向溶液B中加AgNO3与HNO3的操作是多余的，待测液中一定具有的离子是K+、NH4+、CO32-、HCO3-，且c(K+)≥0.1mol·L-1B．生成白色沉淀B的离子方程式为：Ba2++HCO3-+OH-=BaCO3↓+H2OC．若无色气体D是单一气体，则原溶液中c(SO42-)=0.05mol·L-1D．若无色气体D是混合气体，则沉淀A的成分是BaCO3、BaSO3、BaSO4三、本题涉及2小题，共23分19．（14分）卤化磷是有机化学中常用的卤化剂。工业制备PCl5的方法是将Cl2通入PCl3的CCl4中制得，固态PCl5是一种离子化合物，阳离子A为四周体构型，阴离子B为八面体构型。（1）写出固态PCl5中阴离子的化学式，阳离子中心原子的杂化方式为。（2）在CCl4中，PCl5重要以形式存在，推断依据是。而在硝基苯中，则存在下列两个平衡：（未配平）PCl5A+B①PCl5A+Cl-②当PCl5浓度较大时，以平衡为主（填①或②），理由是。（3）与氯同一主族的溴也可形成五卤化物，PBr5固态时也为离子化合物，阳离子为四周体，但固体中只存在一种磷。PBr5相比于PCl5更不稳定，它有如下转化：注：E中磷的质量分数为5.247%。写出固态PBr5离子化合物的化学式；写出C、D、E的化学式：C，D，E。（4）固态PBr5不能像固态PCl5那样形成八面体的配阴离子，试解释因素。（5）将PCl5部分氟化，可得到PCl2F3、PCl3F2等物质，已知它们在固态时也是离子化合物，推测离子化合物PCl2F3、PCl3F2的化学式、。20．（9分）某单质M是一种常见的金属，它在平常生活中有极其重要的作用，如电线、合金等。将M溶于浓硝酸得含A的绿色水溶液。A受热分解得到黑色固体B，B溶于稀硫酸后经蒸发、浓缩、冷却得到蓝色晶体C。将一定量的C溶解并提成两份，一份加入少量氨水，生成浅蓝色沉淀D，已知D中M元素的百分含量为49.42%，硫为12.47%，氧为37.33%；另一份加入少量NaCN溶液（氰根离子是一种类卤素），产生一种棕黄色沉淀E和气体F，再往沉淀E中加入过量NaCN溶液，生成含G的溶液，该溶液是用作电镀M的电镀液，污染大。（1）写出以下物质的化学式：B，C，D，G；（2）写出C→E的离子方程式；（3）A的熔点较低，真空时易升华，这与一般离子晶体的性质不相符，简述理由。（4）M在一定温度下与氧作用得到固体H。H属立方晶系，其合法晶胞如右图所示，密度为6.00g·cm-3。通过计算给出M—O的距离。四、本题涉及2个小题，共16分21．（9分）三草酸合铁（Ⅲ）酸钾K3[Fe(C2O4)3]·3H2O为绿色单斜晶体，易溶于水，难溶于乙醇、丙酮等有机溶剂。110℃下可以失去结晶水，230℃下即分解。用硫酸亚铁铵与草酸反映制备草酸亚铁晶体，在过量草酸根存在下，用过氧化氢氧化草酸亚铁即可制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾配合物。实验环节如下：①将5g(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O晶体溶于20mL水中，加入5滴6mol·L-1H2SO4酸化，加热溶解，搅拌下加入25mL饱和H2C2O4溶液，加热，静置，待黄色的FeC2O4沉淀完全沉降以后，倾去上层清夜，倾析法洗涤沉淀2-3次，每次用水约15mL。②向沉淀中加入10mL饱和草酸钾溶液，水浴加热至40℃，用滴管缓慢滴加12mL5%H2O2，边加边搅拌并维持在40℃左右，溶液变为绿色并有棕色的沉淀生成。③分两批共加入8mL饱和H2C2O4溶液（先加5mL，后慢慢滴加3mL）此时棕色沉淀溶解，体系应变为绿色透明溶液。④向滤液中缓慢加入10mL95%的乙醇，这时假如滤液浑浊可微热使其变清，放置暗处冷却，结晶完全后，抽滤，用少量95%的乙醇洗涤晶体两次，抽干，在空气中干燥半晌，称量，计算产率。试回答下列各题：（1）简述倾析法的合用范围。（2）写出环节②、③中发生的两个重要反映的方程式环节②、环节③；（3）环节④中乙醇要缓慢加入的因素是；（4）收获产物后，为测定产品的纯度，准确称取0.8490g产品，配制成250mL溶液，移取25.00mL溶液，酸化后用标定浓度为0.01000mol·L-1的高锰酸钾溶液滴定至终点，消耗22.25mL溶液。用同浓度的高锰酸钾溶液滴定25.00mL配制溶液用的蒸馏水，滴定至终点消耗1.05mL，计算产品的纯度。（K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的相对分子质量为491.3）22．（7分）某同学设计实验探究不同电极和电解液对电解水的影响。分别采用石墨和铁钉作为电解材料，电解硫酸和氢氧化钠溶液。预电解2分钟后收集3～8分钟内产生的气体，实验结果如下表所示：编号电极电解液阳极气体体积/mL阴极气体体积/mL实验现象①石墨0.5mol·L-1硫酸5.5521.88两电极表面产气愤泡，阳极管底积有黑色粉末②石墨1mol·L-1氢氧化钠5.0016.08两电极表面产气愤泡，阳极溶液变黄色③铁钉1mol·L-1氢氧化钠9.1318.22两电极表面产气愤泡气体入口量筒碱式滴定管已知氢气和氧气在水中溶解度分别为19mL·L-1和31mL·L气体入口量筒碱式滴定管（1）本实验可用右图所示装置收集并测量气体体积。请简述读取气体体积的操作方法。（2）该同学为探究①②中阳极气体偏少的因素（偏离V阳：V阴=1:2），又进行如下实验：a．电解结束后对两电极气体同时减压，发现电极表面再次冒出气泡，相比而言，阳极冒出的气体更多。b．取②实验中少数阳极溶液，分为两份，一份加入稀盐酸，生成无色气体，另一份滴加氯化钡溶液，生成白色沉淀；而取③实验中少数阳极溶液反复上述实验，无类似现象。c．取①实验中少数阳极溶液，滴加硫酸锰溶液，逐渐变紫红色。根据a、b、c实验得出的结论。（3）另一同学发现③中气体体积比V阳：V阴≈1:2，说明铁作阳极未失去电子产生亚铁离子，其也许因素是。（4）比较实验结果，选择电解水的条件是。五、本题涉及3小题，共22分23．（2分）棱柱烷是一类具有张力的碳氢化合物：（1）写出n棱柱烷的通式。（2）上式n=4时，有种六硝基代物。24．（12分）薄荷油中具有少量的α-非兰烃和β-非兰烃，两者互为同分异构体，其相对分子质量为136。根据如下化学转化，回答相关问题：已知：（1）分别写出C→D和D→E的反映类型：，；（2）写出B、F、H、α-非兰烃和β-非兰烃的结构简式：，，，，。（3）A的同分异构体中具有两个—COOCH3基团的化合物共有种（不考虑手性异构），其中核磁共振氢谱呈现2个吸取峰的异构体结构简式为。（4）α-非兰烃与等物质的量的Br2进行加成反映的产物共有种（不考虑立体异构）。（5）E在一定条件下发生聚合反映可得到一种高级吸水树脂，该树脂名称为。（6）写出C→M反映的化学方程式。25．（8分）已知：化合物A经Cope重排得到B，也可以从它的同分异构体A′经Cope重排得到。A和B均可以发生臭氧化/还原反映，化合物A经臭氧化/还原得到两种化合物D和E，而化合物B经臭氧化/还原只得到一种化合物C，反映如下所示：请回答下列问题：（1）分别写出化合物B、C、D和E的结构简式，，，。（2）Cope重排是可逆的，反映由A到B的方向发生，理由是什么？。（3）B还可以从A′得到，试推断A′的结构。。六、本题涉及2个小题，共17分26．（11分）下面各问题涉及到卤素的反映，请通过推理计算填空。（1）将9.13gKI溶解于100g热水中，加入13.96gI2，并剧烈搅拌直至溶液澄清。然后浓缩溶液，之后降温至2℃，静置结晶，生成了深棕色的盐A。分离出晶体A，洗净，干燥。取0.9500g产物A溶解于水中，在淀粉指示剂下用0.2023mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，消耗21.70mL。请给出A的化学式：。（2）向热浓KI溶液中通入氯气至饱和，反映至最初生成的棕色沉淀物消失。反映结束后，向溶液中加入少量KI固体，冷却至0℃会出现橙色的含结晶水的盐B。X射线衍射表白B的阴离子与A的阴离子有类似的结构。B在空气中不稳定，并且在通入保护气的环境下加热至215℃即分解。取15.32gB，在N2下加热至250℃，剩余固体产物的质量为4.48g，是白色水溶性固体。其水溶液与AgNO3溶液混合后产生白色沉淀，此沉淀在氨水中可溶。①给出B的化学式；②写出生成B和B分解的化学方程式：，。（3）碘的吡啶（化学式为C5H5N，结构式为，简写为Py，相对分子质量79.10）溶液是可以导电的，为了拟定溶液中的阳离子，做了以下实验：在分液漏斗中加入碘的吡啶溶液，再加入高氯酸银的氯仿和水混合液。振荡数分钟后，水层产生黄色不溶物，并与氯仿层分离。将氯仿溶液转移至结晶设备中结晶，过滤得到晶体C（含高氯酸根），洗净干燥。取0.9460g化合物C溶解于水中，加入足量KI，生成的I2用0.2023mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定，消耗24.60mL。通过晶体学分析得知C的阳离子结构与A、B的阴离子相似。①给出C的化学式：；②写出在碘的吡啶溶液中的平衡反映：；③写出合成C的反映方程式：；④画出C中阳离子的结构：。27．（6分）三种原子序数依次增大的常见短周期元素A、B、C，在其形成的3种二元化合物中，同种元素化合价绝对值相等，且A表现出其最高正价和最低负价。在A与B形成的二元化合物中B的质量分数为75%；在A与C形成的二元化合物中A的质量分数为7.8%，它是一种常见的非极性有机溶剂。试通过计算推理拟定A，B，C的元素名称。2023年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题参考答案与评分标准一、选择题（本题涉及10小题，每小题4分，共40分。每小题只有一个选项符合题意）12345678910DADCDCBCCD二、选择题（本题涉及8小题，每小题4分，共32分。每小题也许有1或2个选项符合题意，若有2个对的选项，只选1个且对的给2分，多选、错选都给0分）1112131415161718ABCADDBBDBDAD三、本题涉及2个小题，共23分19．(14分)(1)[PCl6]－(1分)sp3(1分)(2)PCl5分子(1分)相似相溶原理(1分)①(1分)从平衡常数的角度看，浓度增长，反映①PCl5的解离度不变，反映②PCl5的解离度下降。(1分)(3)[PBr4]＋Br－(1分)C：PBr3(1分)D：Br2(1分)E：[PBr4]＋Br3－(2分)（写成PBr7给一半分）(4)Br－半径大，不能与P形成六配位。（或形成[PBr6]－，Br－之间太拥挤，斥力大）(1分)(5)[PCl4]＋[PF6]－(1分)[PCl4]＋[PCl2F4]－(1分)20．(9分)(1)B：CuO(1分)C：CuSO4·5H2O(1分)D：Cu2(OH)2SO4(1分)G：[Cu(CN)2]－或Na[Cu(CN)2](1分)(2)2Cu2＋+4CN－＝2CuCN+(CN)2(1分)(3)加热Cu(NO3)2由离子晶体向分子晶体转化；或分子晶体中，两个NOeq\o\al(－,3)向一个Cu2＋配位；或答极化作用也给分。(1分)(4)由晶胞图知，G的化学式为Cu2O(1分)设晶胞边长为a，Cu—O距离为d；则晶胞立方体对角线为4d。解得或没有计算过程即使答案对的也不给分。(2分)四、本题涉及2个小题，共16分21．(9分)(1)合用分离晶体颗粒较大的沉淀(1分)(2)环节②6FeC2O4+3H2O2+6K2C2O4=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3(2分)环节③2Fe(OH)3+3H2