2022-2023学年安徽省十校联盟高二下学期解题能力竞赛化学试题（解析版）

PAGEPAGE1安徽省十校联盟2022-2023学年高二下学期解题能力竞赛可能用到的相对原子质量：H-1Li-7B-11C-12O-16Si-28P-31S-32Cl-35.5Ti-48V-51Fe-56Ni-59Cu-64Mo-96Ag-108I-127一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有1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【答案】C【解析】A．太空舱由于对流缓慢蜡烛容易熄灭，相同条件下燃烧时间“太空舱中”＜“地面”，A错误；B．“地面”蜡烛燃烧，由于气体对流快，燃烧速率也快，致使碳固体充满火焰反射光，形成黄色明亮火焰，这种燃烧是不充分的，除生成H2O、CO2和C外，还有CO生成，B错误；C．太空舱中由于燃烧速率慢且没有重力影响，碳能充分燃烧，所以产物只有H2O、CO2，C正确；D．“地面”蜡烛燃烧的火焰比“太空舱中”明亮，上述其燃烧不完全、不充分，除生成H2O、CO2和C外，还有CO生成，D错误；故合理选项是C。2.科学家早就预言、(M代表碱金属)的存在，并通过计算确认可由和在大于20GPa的条件下合成，其中比、稳定。下列有关推测正确的是A.热稳定性：B.中，C原子杂化方式为C.中，C原子杂化方式为D.合成的温度应该选择高温【答案】C【解析】A．类比其他酸和对应的盐的热稳定性，可以得出结论：，A错误；B．碳酸根中C原子采取杂化，B错误；C．中C原子采取杂化，C正确；D．高温时会分解生成和，D错误；故选C。3.探究实验：①用多孔石墨电极对，电解硫酸钠溶液3min。②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。③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。④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①：B.实验②：C.实验③：D.实验④：【答案】D【解析】A．电解硫酸钠溶液相当于在电解水，因此方程式为：，A正确；B．析出的红色物质为Cu，因此反应方程式为：，B正确；C．析出的白色固体为Ag单质，因此反应方程式为：，C正确；D．Ag与稀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：，D错误；故选D。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.离子构型为四面体B.YWX-离子构型为V形C.非金属性：X＜Y＜QD.阴离子中∠Y-X-Y为180度【答案】A【解析】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。A．离子为，类似于硫酸根，空间构型为四面体形；A正确；B．YWX-离子为SCN-，其中C原子形成2个σ键，采用sp杂化，离子构型为直线形，B错误；C．非金属性N强于S，元素的非金属性：，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.是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是A.0.1mol与0.2mol在密闭容器中反应，生成的小于B.标准状况下2.24L与0.1mol在密闭容器中反应，生成HIC.0.1molCO与在密闭容器中反应，生成和共4.48L(标准状况下)D.0.1mol与0.2g在密闭容器中反应，生成【答案】A【解析】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：①外接电路放电一段时间；②停止放电一段时间；③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.Ⅰ~Ⅱ：与反应生成NOB.Ⅱ~Ⅲ：NO与反应生成C.Ⅳ~Ⅴ：与生成，同时也存在NO与生成的反应D.Ⅰ~Ⅴ：均明显存在的反应【答案】D【解析】由题意可知，放电、停止放电条件下，会先有，然后有，而且这两个反应都能使压强减小。A．在Ⅰ~Ⅱ段图像中，放电情况下，，氧气浓度下降，压强没有变化，A正确；B．在Ⅱ~Ⅲ段中，停止放电发生，氧气浓度下降，压强减小，B正确；C．在Ⅳ~Ⅴ段中，注入石蕊溶液发生，，氧气浓度略有下降，压强减小，C正确；D．从Ⅰ~Ⅱ段图像来看，压强不变，无反应，D错误；故选D。7.实验室利用下列装置，用还原剂与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】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，选择锌粒和盐酸制备，A项错误；B．H2中混有HCl，而HCl易溶于水，水吸收HCl，B项正确；C．H2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)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―会发生水解B.物质B三碳环共一平面C.反应Ⅱ是声波诱导的反应D.控制声波可以引起反应Ⅰ、Ⅱ的来回振荡【答案】A【解析】A．物质A基团―相当于硫酸根，不会发生水解，A项错误；B．物质B中，三环所共碳原子为杂化，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Ⅱ进行，C项正确；D．反应Ⅰ自发、反应Ⅱ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、饱和溶液、澄清石灰水，观察现象浓硫酸和木炭反应产生和气体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向饱和溶液中加入CuS固体，测得溶液中不变A.A B.B C.C D.D【答案】D【解析】A.品红不能除去，其与溶液产生，达不到实验目的，A错误；B.银氨溶液须在碱性条件下反应，所以必需加碱中和硫酸，否则无现象，B错误；C.液溴容易挥发，与水发生歧化反应生成HBr。当同溶液中接触时也会产生淡黄色沉淀，C错误；D.如果，减小，反之，，D正确；故选D。10.甲醇制备原理如下：反应Ⅰ反应Ⅱ某温度下，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：，下列说法正确的是A.的平衡转化率为B.该温度下反应Ⅰ的平衡常数之值为C.该温度下反应Ⅱ平衡常数为D.平衡时，甲醇含量最高【答案】C【解析】根据题意可知，物质的量之比等于压强之比，有：的n（平）（1-x-y），H2的n（平）（3-3x-y）解得：，A．的平衡转化率，A错误；B．由于方程两边系数不等，在不知道总压的情况下，该温度下反应Ⅰ的平衡常数的值无法计算，B错误；C．该温度下反应Ⅱ的，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.分子中N为杂化B.反应①、反应③光解所需光的频率：①<③C.反应④生成物为HONO和OD.【答案】B【解析】A．分子中N的价层电子对数为2.5，看作3，为杂化，A项错误；B．反应①、反应③光解所需光的频率：①<③，因为反应①破坏单键，反应③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④生成物为HONO和，C项错误；D．，因为是激发态分子，能量高，D项错误；故选B。12.新型硅溴离子液体二次电池，由硅电极(Si)和卤化盐电极()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，层会增厚D.充电时，浓度会减小【答案】D【解析】A．1-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；B．Si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，所以层增厚，故C正确；D．根据图示，F元素在溶液中存在，充电时，F元素进入溶液，H元素守恒，所以，所以增多，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A.H-Lu晶胞的化学式B.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【答案】B【解析】A．H-Lu晶胞：，，H-Lu晶胞化学式为，，A正确；B．H-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，，则晶胞的化学式为，D正确；故选B。14.用碘酸制备五氧化二碘，然后检验乙醇。90~110℃(低温区)加热20min，再升温至220~240℃(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B.低温区发生氧化还原反应C.反应速率：低温区<高温区D.生成1mol碘，消耗2.5mo1乙醇【答案】A【解析】A．依据二缩三碘酸式量510计算：127×3=381，，可知1个二缩三碘酸中含有3个I，8个O和1个H，可写出其分子式为，A项正确；B．HI3O8分子中I为+5价，O为-2价，H为+1价，中I为+5价，O为-2价，H为+1价，低温区反应中各元素的化合价不变，发生非氧化还原反应，B项错误；C．低温区反应20min，高温区反应4h，可知高温区反应速率慢，C项错误；D．生成1mol，转移10mol电子；消耗1mol乙醇则生成1mol乙醛，失去2mol电子，故生成1mol碘消耗5mol乙醇，D项错误。答案选A。15.科学家在塑料(聚四氟乙烯)、玻璃片或抛光铜上进行冷凝水微滴实验。控制表面温度和相对湿度分别为3.5℃和55%进行反应，然后取“微滴”与(4-羧基苯硼酸)混合，经质谱法分析混合液得到如下质谱图，下列说法正确的是A抛光铜参与了反应B.4-羧基苯硼酸在“微滴”中发生水解C.“微滴”中含有双氧水D.有苯甲酸生成【答案】C【解析】结合质荷比数值可知61.01对应H3BO3、137.02对应4-羟基苯甲酸、165.04对应4-羧基苯硼酸，依据质量守恒，可推知“微滴”中应含双氧水，则发生反应H2O+O2→H2O2。【详解】A．由题意可知抛光铜只是为冷凝水微滴实验提供反应场所，并未参与反应，故A错误；B．由反应物和产物结构可知4-羧基苯硼酸在“微滴”中与双氧水发生取代反应，故B错误；C．由以上分析可知微滴中水和氧气反应生成双氧水，故C正确；D．结合信息可知，该反应中未产生苯甲酸，故D错误；故选C。二、非选择题(本题包括5个大题，共55分)16.第三代半导体材料氮化镓(GaN)有多种制备方法：方法Ⅰ：方法Ⅱ：方法Ⅲ：（1）基态的核外电子排布式为___________。（2）氨气、甲烷中心原子的杂化方式是___________，分子构型分别为___________、___________。氨气熔沸点高于甲烷，是因为固体、液态氨气分子中存在氢键。在固体氨中每个氨气分子与6个氨气形成氢键，请画出其氢键___________。（3）方法Ⅰ比方法Ⅱ温度高的主要原因是(从结构上解释)___________。（4）方法Ⅲ中，通电氮气流中存在N、、活化粒子，常温下就能与液体镓反应(如图所示)。、电子式分别为___________、___________，1mol完全反应得到___________mol。（5）对高温GaN熔液慢速降温，至2950K时形成结晶。科学家展示了从中截取厚度为1.5个原子厚度的微观结构截面图(如下图所示)：区域1、区域2分别为氮化镓___________、___________(填“结构A”或“结构B”)的结构。【答案】（1）或（2）①.②.三角维形③.正四面体形④.（3）氮气中氮氮三键稳定，活化能高，需要高温激活（4）①.②.③.7（5）①.结构B②.结构A【解析】【小问1详解】Ga是31号元素，所以基态的核外电子排布式为或；【小问2详解】CH4中心C原子价层电子对数为，C原子采取杂化，NH3分子中N原子的价层电子对数为，N原子采取杂化，CH4的空间构型为正四面体形，NH3分子中有一对孤对电子，所以空间构型为三角锥形；固体氨中的氢键为；【小问3详解】方法Ⅰ中的反应物有氮气，氮气中含有氮氮三键，比较稳定，活化能高，需要高温激活；【小问4详解】由于是活化离子，因此比较活泼，容易发生反应，因此N与N之间是单键，所以的电子式为；是在的基础上得到一个电子，所以的电子式为；完全反应之后生成，N的化合价为-3价，因此1mol可以先得到1mol电子变成，中N的化合价为0价，0价变为-3价，得到3mol电子，2molN得到6mol电子，所以最多一共可以得到7mol电子；【小问5详解】由微观结构图中可以观察到，A结构比较杂乱，所以对应杂乱的区域2，B结构比较整齐，对应整齐的区域1。17.H对人体中的羧酸酯酶有抑制作用，却具有高度的选择性。我国科学家实现了这种天然产物H的首次合成，合成路线如下：请回答下列问题：（1）A的名称是___________。（2）B、C的结构简式分别为___________、___________。（3）D→E、E→F的反应类型分别是___________、___________。（4）依据上述转化率，10.00molE最多可以合成___________molH。（5）由G合成H时，会生成多种副产物。①其中有一种副产物，也含有五元杂环，该副产物结构简式为___________。②另一种副产物则含有双碳碳三键，其结构简式有___________。【答案】（1）间-甲氧基苯甲醇或3-甲氧基苯甲醇（2）①②.（3）①.氧化反应②.取代反应或水解反应（4）2.143或2.14（5）①.②.、和【解析】由反应条件可知，A发生催化氧化反应生成B，B的结构简式为，B和AgSbI（碘化剂）发生取代反应生成C，结合D的结构简式可以推知C为，C和CH3CH2OCH2CH3发生反应生成D，E和发生取代反应生成G，则E的结构简式为，结合D的结构简式可以推知，D发生氧化反应生成E，E发生水解反应生成F，G和F发生反应生成H，以此解答。【小问1详解】由结构简式可知，A的名称是间-甲氧基苯甲醇或3-甲氧基苯甲醇。【小问2详解】由分析可知，B、C的结构简式分别为、。【小问3详解】由分析可知，D→E、E→F的反应类型分别是氧化反应、水解反应（取代反应）。【小问4详解】由流程可知，E生成G的转化率为42%，E生成F的转化率为74%，10.00molE充分反应可以得到G和E物质的量相等时，则生成的H最多，假设G和E都生成xmol，则有，解得x=2.679mol，G和F反应生成H的转化率为80%，则生成2.679mol80%=2.143molH。【小问5详解】由G合成H时，会生成多种副产物，①其中有一种副产物，也含有五元杂环，该副产物结构简式为；②另一种副产物则含有双碳碳三键，其结构简式有：、和。18.乳酸亚铁常用作缺铁性贫血的补铁剂，能溶于水。（1）一般由乳酸钙与氯化亚铁两水溶液混合制得，通过重结晶提纯①写出制备乳酸亚铁的离子方程式___________。②1mo1乳酸亚铁受热至75℃和170℃时失水，失水质量分别为___________g、___________g。③画出乳酸亚铁的空间立体结构___________。（2）乳酸亚铁还原性的检验①取乳酸亚铁溶于水，加入酸性高锰酸钾溶液，搅拌后紫色慢慢褪去，溶液变成棕黄色。1mol乳酸亚铁消耗了0.2mol，化学方程式___________。②1mol乳酸亚铁溶液与5%的双氧水反应，反应剧烈且消耗大于1.5mol。控制反应速率后，多次实验，发现消耗。消耗大于1.5mol的原因：___________、___________。③双氧水与乳酸亚铁的反应速率远大于酸性高锰酸钾，为了进一步探寻原因，实验设计如下：___________。【答案】（1）①.或者②.18③.36④.或（2）①.②.双氧水氧化了乳酸根的羟基③.铁离子催化双氧水分解④.取乳酸溶液分成两等份，分别与等浓度等体积的双氧水反应，向其中一份滴入2~3滴溶液，比较反应速率，确定是否是的催化作用【解析】【小问1详解】①乳酸钙与氯化亚铁反应生成，反应离子方程式为：或者；②1mo1乳酸亚铁受热至75℃和170℃时失水，低温时失去外界1分子水，高温时失去全部水，则1mol乳酸亚铁75℃失去1mol水，170℃时再失去2mol水，失水质量分别为18g，36g。③乳酸亚铁的空间立体结构或；【小问2详解】①取乳酸亚铁溶于水，加入酸性高锰酸钾溶液，搅拌后紫色慢慢褪去，溶液变成棕黄色，说明亚铁离子被氧化呈三价铁。1mol乳酸亚铁消耗了0.2mol，根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式：；②具有较强氧化性，除能氧化亚铁离子外，还可以将乳酸亚铁中的羟基氧化；同时生成的三价铁可催化分解，导致其用量增加；③双氧水与乳酸亚铁的反应速率远大于酸性高锰酸钾，可能是反应生成三价铁离子的催化作用，为探究原因，实验设计如下：取乳酸溶液分成两等份，分别与等浓度等体积的双氧水反应，向其中一份滴入2~3滴溶液，比较反应速率，确定是否是的催化作用。19.溴化锂在制冷、医药、电池等领域有广泛用途。下图是制备无水溴化锂的工艺路线：回答下列问题：（1）先加入液溴，后分批加入碳酸锂，写出液溴所发生的主要化学方程式___________，该反应___________(填“放热”或“吸热”)。（2）“还原”所发生的主要化学方程式是___________。（3）“加热”所发生的化学方程式是___________；物质X化学式为___________。（4）“除杂1”所发生的化学方程式是___________。重结晶的方法为___________。【答案】（1）①.②.放热（2）（3）①.②.（4）①.②.蒸发浓缩，冷却结晶【解析】先加液溴，再加碳酸锂，溴反应生成Br－、BrO－，再加入CO(NH2)2，将BrO－还原为Br－，然后在加热条件下，Br2与H2O反应生成HBr和HBrO3，加入碳酸锂调节pH至中性后，加入CS(NH2)2还原，同时CS(NH2)2被氧化为，加入Ba(OH)2除去，活性炭吸附Br2，过滤得LiBr溶液，重结晶、干燥得LiBr，以此答题。【小问1详解】液溴与碳酸锂溶液反应，可以类比Cl2与H2O的反应，碳酸锂溶液呈碱性，促使Br2与H2O反应，故其化学方程式为，该反应为氧化还原反应，反应为放热反应，故答案为：，放热；【小问2详解】加入CO(NH2)2后，将BrO－还原为Br－，同时CO(NH2)2被氧化为CO2和H2O，其化学方程式为；【小问3详解】加热条件下溴与水反应生HBr和HBrO3，故其化学方程式为，答案为：；【小问4详解】加入CS(NH2)2还原，同时CS(NH2)2被氧化为，故其化学方程式为，重结晶是将晶体溶于溶剂或熔融以后，又重新从溶液或熔体中结晶的过程。故重结晶的方法为蒸发浓缩、冷却结晶；故答案为：，蒸发浓缩、冷却结晶。20.金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之一是将金红石()转化为，再进一步还原得到钛。直接氯化：反应Ⅰ：碳氯化：反应Ⅱ：反应Ⅲ：（1）直接氯化可以在___________下自发进行。（2）反应