湖南吉首市2024届高三上学期第二届中小学生教师解题大赛化学试题附参考答案（解析）

PAGEPAGE12023年吉首市第二届中小学教师解题大赛化学试卷注意事项：1.答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，用签字笔或钢笔将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.本试卷共8页，全卷满分100分考试用时75分钟。考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：C12N14O16S32Cl35.5K39Fe56Cu64Ba137一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。1.化学创造美好生活，下列说法有关物质的性质与用途正确的是（）A.电子跃迁到激发态过程中释放能量产生紫色光—钾盐可用作紫色烟花的原料B.不锈钢具有高强度、高密度的性质，可用作太空探测器的结构材料C.具有较强的还原性—可以在葡萄酒中添加作为抗氧化剂食品保鲜D.SiC硬度很大，可用作砂轮的磨料，是一种新型硅酸盐材料2.下列化学用语正确的是（）A.氯化铵的分子式： B.的简化电子排布式：C.NaCl的晶胞： D.的VSEPR模型：3.下列有关实验设计或操作正确且能达到目的的是（）A.利用装置甲制取，并验证其还原性B.利用装置乙检验受热分解产生的两种气体C.利用装置丙测量的体积D.利用装置丁验证蔗糖在硫酸催化作用下发生水解反应4.下列有关说法错误的是（）A.有手性异构体的分子叫做手性分子B.臭氧是极性分子，可用于自来水的消毒C.冠醚可利用其空穴大小适配相应碱金属离子，两者能通过弱相互作用形成超分子D.乳酸加聚得到聚乳酸，聚乳酸因具有良好的生物相容性和可吸收性，可用于手术缝合5.下列指定反应的离子方程式正确的是（）A.向碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸：B.用NaClO溶液吸收少量：C.溶液中加足量的烧碱溶液：D.明矾溶液中滴加溶液至沉淀质量最大：6.化合物A（如图甲所示）是一种新型漂白剂，W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素，Z原子的核外电子排布式为、X基态原子核外有两个单电子，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法不正确的是（）A.与元素X同周期且第一电离能比X大的元素有2种B.X元素基态原子核外电子的空间运动状态有5种C.W、X对应的简单离子半径大小顺序是D.含X、Y、Z的一种酸根离子的球棍模型如图乙，4，5原子之间存在配位键7.某兴趣小组将过量Cu与溶液充分反应，静置后取上层清液于试管中，将KSCN溶液滴加到清液中，观察到瞬间产生白色沉淀，局部出现红色；振荡试管，红色又迅速褪去。已知：①（白色）——该反应速率很慢②——该反应速率很快③是拟卤素，化学性质和氯气相似下列说法正确的是（）A.用KSCN溶液检验时，的存在不会对检验产生干扰B.局部出现红色主要是因为溶液中的被空气中的氧化成，与KSCN反应生成C.白色沉淀是CuCl，是溶液中与Cu反应生成的D.红色迅速褪去的原因是振荡试管时与发生反应，从而使平衡逆移8.化合物Z具有广谱抗菌活性，可利用X和Y反应获得。下列有关说法正确的（）A.有机物X中含有一个手性碳原子B.有机物Y可以和乙醇发生缩聚反应C.有机物Y不存在顺反异构现象D.1mol有机物Z与足量NaOH溶液反应最多消耗4molNaOH9.某工厂废液经简易处理后的沉淀泥浆中含有大量废铜丝和少量V、Ti、Fe、Si元素氯化物及复杂化合物，一种以该沉淀泥浆为原料回收铜与钒的工艺流程如图示已知：常温下，，溶液中的离子浓度在时可以认为已经除尽。下列说法错误的是（）A.泥浆在空气中堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状，是因为铜被氧化，便于后续酸浸时铜进入溶液B.流程中利用除氯，可减少酸浸时含氯化合物的挥发C.若浸出液中的浓度为，则酸浸时可调D.烧焙加入的目的是使V元素转化成可溶性的钒酸盐10.城市污水中含有一定量的、，向污水中加入菌体和溶液，在菌体的作用下依次发生过程Ⅰ、过程Ⅱ，从而实现、的脱除，其过程如图所示。下列说法正确的是（）A.“过程Ⅰ”中为催化剂B.的氧化性强于C.“过程Ⅱ”中氧化产物和还原产物的质量之比为1:1D.“过程Ⅰ”中和的物质的量之比为1:1，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1:411.氧化铈（）是一种重要的光催化材料，光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示。假设晶胞边长为apm，下列说法正确是（）A.晶胞中原子位于Ce构成的立方体空隙中B.晶体结构中的配位数为12C.晶胞中与最近的核间距为D.每个晶胞中个数为12.常温下，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL浓度分别为、的一元酸（HA）、二元酸（）溶液，得到如图滴定曲线，其中、为两种酸恰好完全中和的化学计量点。忽略溶液混合时体积变化。下列叙述正确的是（）A.X曲线代表，Y曲线代表HA，B.两种酸恰好完全中和时，均可用酚酞或甲基橙作指示剂C.若，对于HA而言，滴定过程中有D.若点，则点13.用活性炭还原可防止空气污染，其反应原理为。在密闭容器中1mol和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示；维持温度不变，反应相同时间内测得的转化率随压强的变化如图2所示。下列说法错误的是（）A.图1中的A、B、C三个点中只有A点的B.图2中E点的小于F点的C.图2中平衡常数，的平衡浓度D.在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的，与原平衡相比，的平衡转化率减小14.由单键旋转而产生的异构体称为构象异构体，将正丁烷分子中的C2和C3旋转不同的角度可以得到正丁烷的构象势能关系图。下列说法正确的是（）A.正丁烷的构象异构体中所占比例最大的是ⅳB.相同条件下，ⅲ转化成ⅰ的速率比其逆向转化的快C.构象异构体之间的转化存在化学键的断裂和生成D.由ⅰ转化为ⅳ的转化能垒为二、非选择题：（本题共4小题，共58分。）15.（14分）甘氨酸亚铁晶体是一种新型的固体整合补铁剂。其实验室合成路线为：已知：相关物质的信息如下表所示物质化学式摩尔质量性质甘氨酸75g/mol两性物质，易溶于水，微溶于乙醇甘氨酸亚铁晶体易溶于水，溶解度随温度升高而增大；难溶于乙醇，在潮湿的空气中易被氧化（一）固体的制备（1）实验开始时应先开和_____________，关___________（填“”或“”）一段时间后，改变开关状态，生成。（2）三颈瓶中生成的离子方程式为________________________。（二）甘氨酸亚铁的制备（3）用如图装置制备甘氨酸亚铁。反应开始时，先通过滴液口滴入适量的NaOH溶液调节pH为5左右，pH过高或过低都会使产率下降，原因是________________________。（4）当固体完全溶解后，再通过滴液口加入乙醇，其作用是____________________。（5）反应结束后，过滤出产品粗品，依次用____________、____________（填序号）洗涤，再经过一系列操作得纯品。a.热水 b.冰水 c.乙醇（三）甘氨酸亚铁晶体结构的分析步骤1：准确称取甘氨酸亚铁晶体纯品0.4800g于锥形瓶中，加3mol/L溶液15mL将样品溶解完全后，加入指示剂，立即用0.1000mol/L，标准液滴定至终点，用去标准液20.20mL（反应为）。步骤2：不加产品，重复步骤1操作，滴定至终点，用去标准液0.20mL。回答下列问题：（6）甘氨酸亚铁晶体中Fe的质量分数为_____________%（保留小数点后一位）。（7）进一步分析表明：甘氨酸亚铁晶体中，阴阳离子只有和且存在五元整合环，甘氨酸亚铁晶体的结构简式如下图所示，则的配位数为_____________。16.（15分）利用1-甲基萘（1-MN）制备四氢萘类物质（MTLs，包括1-MTL和5-MTL）。反应过程中伴有生成十氢萘（1-MD）的副反应，涉及反应如图：回答下列问题：（1）1-甲基萘（1-MN）的组成元素电负性由小到大的顺序为___________________。（2）已知一定条件下反应、、的焓变分别为、、，则反应的焓变为_________________（用含、、的代数式表示）。（3）四个平衡体系的平衡常数与温度的关系如图甲所示。①c、d分别为反应和的平衡常数随温度变化的曲线，则表示反应的平衡常数随温度变化曲线为___________________。②已知反应的速率方程，（、分别为正、逆反应速率常数，只与温度、催化剂有关）。温度下反应达到平衡时，温度下反应达到平衡时。由此推知，________（填“>”“<”或“=”）。③下列说法不正确的是_________（填标号）。A.四个反应均为放热反应B.反应体系中1-MD最稳定C.压强越大，温度越低越有利于生成四氢萘类物质D.由上述信息可知，400K时反应速率最快（4）1-MN在的高压氛围下反应（压强近似等于总压）。不同温度下达平衡时各产物的选择性（某生成物i的物质的量与消耗1-MN的物质的量之比）和物质的量分数（表示物种i与除外其他各物种总物质的量之比）随1-MN平衡转化率y的变化关系如图乙所示，y为65%时反应的平衡常数__________（列出计算式）。（5）利用膜电解技术（装置如图所示），以为主要原料制备的总反应方程式为：。则在_________（填“阴”或“阳”）极室制得，电解时通过膜的离子主要为_____________。17.（14分）磷酸亚铁锂（）为近来新开发的锂离子电池电极材料，主要用于动力锂离子电池，废料中（含Al、石墨），其中磷、铁、锂的综合回收工艺流程图如下：已知：①常温下，②LiOH、的溶解度与温度的关系如下表：温度/℃020406080100溶解度/gLiOH11.912.413.214.616.619.11.541.331.171.010.850.72（1）过程Ⅰ“碱浸”的目的是__________________。（2）若浸出液中存在大量离子，则反应的离子方程式为_____________。（3）①过程Ⅲ得到“沉淀Y”的离子方程式为__________________。②一定条件下，探究了pH对磷酸铁沉淀的影响，结果如下图所示。由图可知，过程Ⅲ应选取的最佳沉淀时的pH为_________。随pH的增加，磷的沉淀率开始下降，而铁沉淀率未下降，分析原因为_____________。（4）①为充分沉淀，“沉锂”时所用的X和适宜的温度是______________。A.NaOH20-40℃ B.NaOH80-100℃ C.20-40℃ D.60-80℃②常温下，测得滤液1中，某同学取该100ml滤液进行“沉锂”反应。加入50mlX溶液却未见沉淀，若不考虑液体混合时的体积变化，则该同学加入的X溶液最大浓度为___________。18.（15分）苯巴比妥（F）是我国化学家近期合成的一种能抗击新冠病毒的新型药物，其合成路线如图所示：（1）有机物A的名称为__________；有机物A、J（）、K（）三种物质中酸性最强的是_________（填“A”“J”或“K”）。（2）有机物C的含氧官能团名称为_______________________________。（3）下列说法正确的是______。A.有机物D易溶于水 B.有机物E存在顺反异构体C.有机物F的氮原子杂化类型为 D.有机物G的名称为二乙酸乙二酯（4）写出D与足量的NaOH溶液反应的化学方程式：_________________________________。（5）化合物N与B是同分异构体，则符合以下条件的N有_______种。①能使溶液显色；②能发生银镜反应；③苯环上的取代基数目为2个。其中不含有手性碳原子且核磁共振氢谱只有5组的同分异构体为____________________。（6）以1，2-二溴乙烷（）、乙醇、尿素（）为原料（无机试剂任选）设计制备的合成路线.PAGEPAGE12023年吉首市第二届中小学教师解题大赛化学答案一、选择题：本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的。题号1234567891011121314答案CDCDBADACCCCAB1.C【解析】A.电子跃迁到激发态不是“释放”能量而是“吸收”能量，故A错误；B.由于不锈钢的密度大、质量大，故不利于发射，太空探测器的结构材料大多采用密度小、强度高的轻质材料，故B错误；C.具有强还原性，具防腐和抗氧化等作用，可作为食品添加剂，故C正确；D.SiC一种新型“无机非金属材料”，不是硅酸盐材料，故D错误。2.D【详解】A.由氯离子和铵根离子通过离子键形成，是氯化铵的化学式，不是分子式，A错误；B.的简化电子排布式为，B错误；C.不是氯化钠晶体中重复的结构单元，不是氯化钠的晶胞，是氯化钠晶胞的四分之一，C错误；D.的中心原子的价层电子对为3对，VSEPR模型为平面三角形，D正确；答案选D。3.C【解析】Cu与浓硫酸反应需要在加热时才能进行；无法使干燥的酚酞试纸变红，所以此装置无法检验；蔗糖在酸性条件下发生水解反应之后，溶液仍然呈酸性，在该环境下无法通过银镜反应来检验是否存在葡萄糖。4.D【解析】D.乳酸发生缩聚反应得到聚乳酸。5.B【详解】A.碘离子的还原性强于亚铁离子，滴加少量稀硝酸，先氧化碘离子，故在碘化亚铁溶液中滴加少量稀硝酸的离子反应为：，故A错误；B.用NaClO溶液吸收少量，离子方程式为：，故B正确；C.向溶液中加入足量的NaOH溶液，离子方程式：，故C错误；D.向明矾溶液中滴加溶液至沉淀质量最大时，硫酸根离子恰好完全沉淀，此时铝离子与氢氧根离子的物质的量之比为1:4，铝离子转化成偏铝酸根离子，发生反应的离子方程式为：，故D错误；故选：B。6.A【详解】A.同一周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅤA族元素的np能级为半满状态，较稳定，第一电离能大于同周期ⅥA族的元素，因此与O元素同周期且第一电离能比O大的元素有N、F、Ne，共3种，A错误；B.由分析知，W、X、Y分别为Mg、O、B，非金属性越强，电负性越大，则其电负性由大到小的顺序是即，B正确；C.由分析知，Y为B元素，其核外电子排布式为，基态原子核外电子的运动状态有5种，占据的原子轨道有1s、2s、2p共3个，C正确；D.由图可知，原子4为B，其最外层为3个电子，形成4个共价键，因此4和5之间存在配位键，D正确；故答案为：A。7.D【详解】A.用KSCN溶液检验时，根据，存在干扰，故A错误；B.红色物质是，为拟卤素，化学性质和氯气相似，说明也具有氧化性，溶液中的应该是被氧化成，故B错误；C.Cu（过量）与溶液反应，得到的是氯化铜和氯化亚铁，将KSCN溶液滴加到上层清液中，很快产生白色沉淀，存在反应，所以观察到瞬间产生白色沉淀是、KSCN之间反应生成，故C错误；D.Cu只要和反应生成和，加入KSCN溶液就会与反应，故红色褪去也有可能是溶液中的被消耗，从而使平衡逆移，故D正确；答案选D。8.A【详解】A.手性碳原子为一个碳原子所连接4个取代基均不相同，有机物X有1个手性碳原子（*标出），故C正确；，故A项正确；B.有机物Y分子中含有羧基，可以和乙醇发生酯化反应，二者不能发生缩聚反应，B错误；C.碳碳双键两端任何一个碳上连的两个不相同的原子或原子团就有顺反异构体，因此Y分子存在顺反异构体，故C项错误；D.1mol有机物Z中含有2mol酚羟基、1mol羧基、1mol酯基、1mol肽键，1mol酯基水解后可形成1mol酚羟基和1mol羧基，1mol肽键水解后可形成1mol羧基和1mol氨基，则1molZ与足量NaOH溶液反应最多消耗6molNaOH，D错误；故选A。9.C【详解】A.泥浆堆放后由灰色变为疏松的绿色粉状可以得出是铜被氧化，酸浸时可以进入溶液便于后期制备胆矾，A正确；B.常温下除氯，可以在酸浸时减少HCl挥发，更加环保，B正确；C.时，，经计算，能使除尽，但，也会随之沉淀，C错误；D.焙烧加入，可以使V元素转化成可溶性的钒酸盐进入溶液，水浸除掉杂质元素，更好的回收钒，D正确；故选C。10.C【详解】A.“过程Ⅰ”中为氧化剂，被还原为，A错误；B.“过程Ⅰ”中将氧化为的氧化性强于，B错误；C.“过程Ⅱ”为和生成，反应方程式为：，氧化剂为，还原剂为，物质的量之比为1:1，C正确；D.“过程Ⅰ”中和的物质的量之比为1:1，发生反应：，则氧化剂为12个，还原剂为3个，二者物质的量之比为4:1，D错误；11.C【详解】A.由晶胞图知中O原子位于Ce构成的四面体空隙中，A错误；B.由图可知，以任一面心的为例，距离其最近的的微粒数有8个，B错误；C.晶胞中与最近的核间距为晶胞对角线长度的，即，C正确；D.假设中的和的个数分别为和，且，由化合价代数和为0可得，解得，由晶胞结构可知，位于顶点和面心的或个数为，所以每个晶胞中的个数为，D错误。故选C。12.C【详解】A.HA消耗的V（NaOH）小于消耗V（NaOH）的二倍，则，A错误；B.、HA恰好完全中和时，产物为强碱弱酸盐，均呈碱性，可使用酚酞做指示剂，不可使用甲基橙做指示剂，B错误；C.溶液中的质子守恒：①，物料守恒：②，得：，C正确；D.完全中和时消耗，a点时，占消耗氢氧化钠总体积的四分之三，则溶质为NaHB与，且二者的浓度比为：1:1形成的溶液，则a点物料守恒和电荷守恒有关系式：①，②，用②-①，得由于酸性环境，，故，D错误；13.A【详解】A.由可知，的生成速率（逆反应速率）应该是的生成速率（正反应速率）的二倍时才能使正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，A点的生成速率和的生成速率相等，反应没有达到平衡，故A错误；B.由图2知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强，则E点的小于F点的，故B正确；C.由题中信息可知，维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数；E、G两点的转化率相同，但混合气体中气体压强与浓度有关，压强越大，体积越小，浓度越大，所以G点压强大，浓度大，即，故C正确；D.在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的，等效于加压，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，故D正确；答案为A。14.B【详解】A.从图中可知，正丁烷的构象异构体中，ⅰ的势能最小，最稳定，因此正丁烷的构象异构体中所占比例最大的是ⅰ，A错误；B.ⅲ转化成ⅰ是放热反应，正反应的活化能低于逆反应的活化能，因此ⅲ转化成ⅰ的速率比逆向转化的快，B正确；C.构象异构体因正丁烷分子中C2和C3旋转不同角度而形成，没有化学键的断裂和生成，C错误；D.从图中可知，ⅲ转化为ⅳ的转化能垒为18.8kJ/mol，ⅰ转化为ⅳ的转化能垒为22.6kJ/mol，D错误；故答案选B。二、非选择题：（本题共4小题，共58分。）15.（14分，除特殊标注外，每空2分）（1）（1分）（1分）（2）（3）pH过高，会转化为，pH过低，与反应（4）降低甘氨酸亚铁溶解度，便于从溶液中析出（5）b（1分）c（1分） （6）23.3% （7）616.（15分，除标注外，其余每空2分）（1） （2） 、（3）a>CD （4） （5）阳（1分）【详解】（1）1-甲基萘（1-MN）的组成元素为C和H，其电负性由小到大的顺序为。（2）根据盖斯定律，的焓变（3）①由于生成十氢萘（1-MD）的总反应是相同的，则总反应的平衡常数在一定温度下为定值，则，c、d分别为反应和的平衡常数随温度变化的曲线，由图像可知，相同温度下，则，结合图像可知，表示反应的平衡常数随温度变化曲线为a。②反应达平衡时，，则，平衡常数，温度时，，温度时，，由图甲可知，K值随温度升高而减小，则；③A.由图甲可知，升高温度，K逐渐减小，说明升高温度平衡逆向移动，则四个反应正反应均为放热反应，A正确；B.能量越低越稳定，反应过程中生成1-MD的总反应为放热反应，说明生成物的能量低于反应物，故反应体系中1-MD最稳定，B正确；C.和均为气体体积减小的放热反应，但是反应过程中伴有生成十氢萘（1-MD）的副反应和，该副反应也均为气体体积减小的放热反应，因此压强越大，温度越低，可能会导致副产物的增加，C错误；D.由①分析知，a为反应的平衡常数随温度变化的曲线，400K时反应的反应平衡常数最大，但不代表其反应速率最快，D错误；故选CD。（4）、、、的反应分别为： y为65%时1-MN平衡转化率为0.65，平衡时1-MN为，平衡时生成1-MTL和5-MTL共0.65；由图可知，1-MTL和5-MTL物质的量分数共a%，为b%，则平衡时，为；压强近似等于总压，则反应的平衡常数。（5）由可知，电解过程中实质是电解水，阳极上水失去电子生成和，阴极上得到电子生成，由可知，在氢离子浓度较大的电极室中制得，即在阳极室产生；电解过程中，阴极产生氢氧根离子，氢氧化钠在阴极生成，所以为提高制备的效率，通过离子交换膜移向阴极，故答案为：阳；。17.（14分，每空2分）答案：（1）溶解Al，使其分离出去（2）（3）① ②2.5随pH的增加，部分沉淀转变为沉淀，使得部分释放，导致磷沉淀率下降，而铁仍在沉淀中（4）①D ②0.51解析（1）铝与氢氧化钠溶液反应生成可溶于水的，则过程Ⅰ“碱浸”的目的是溶解Al，使其分离出去，故答案为：溶解Al，使其分离出去；（2）溶浸2过程中中+2铁元素在酸性环境下被双氧水氧化成+3价，且酸性较强的条件P元素以的形式存在，根据电子守恒和元素守恒可得反应的