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北京市2012年高中学生化学竞赛试卷(高中一年级)


年高中学生化学竞赛试卷(高中一年级) 北京市 2012 年高中学生化学竞赛试卷(高中一年级) 2012 年 4 月 8 日上午 8:00-10:00 : : 选择题( (单选或多选 第 1 题 选择题( 30 分) 单选或多选,每选 5 分。 (单选或多选, ) 正确的是: ( ) (1)下列说法正确的 ) 正确的 A.相同质量的热水比冷水含有更多的热量 . B.化学反应限度大,该反应的速率也大 . C.在相同条件下,分子破裂为原子所吸收的能量与相应原子结合成分子所放出的能量数值相同 . D.化石燃料的开采与使用,有利于节能减排与保护环境 . (2)秤取 160 g CuSO4(160 g/mol)250 g CuSO4·5H2O(250 g/mol)分别溶于水时,前者释热 66 kJ/mol,后 ) 者吸热 11 kJ/mol。则 CuSO4(s) + 5H2O(l) = CuSO4·5H2O (s) 的热效应是( ) 是 A.释热 77 kJ/mol B.释热 55 kJ/mol . C.吸热 77 kJ/mol D.吸热 55 kJ/mol . . (3)从某些性质看,NH3 和 H2O,NH4 和 H3O ,OH 和 NH2 ,N3 和 O2 两两相当,据此判断下列反应 ) 方程式正确的 正确的是 ( ) 正确的 ① 2Na 2NH3 === 2NaNH2 H2 ② CaO 2NH4Cl === CaCl2 2NH3 H2O ③ 3Mg(NH2)2 === Mg3N2 4NH3 ④ A.仅①正确 .
( NH4Cl NaNH2 === NaCl 2NH3 l)
+ + - - - -

B.②④正确 .

C.全部正确 .

D.正确①②④ .

(4)NaH 是离子化合物,与 H2O 反应,有气体生成,现有 NaH 与 Al 粉的混合物 m g 投入足量水中,全 ) 部溶解,生成 n g H2。则原混合物中 Al 粉的最大质量 最大质量为: ( ) 最大质量 A. . (36n–2m)g C. n–m)g . (2 B. ? m ?
? ? 24 ? n? g 5 ?

D. . (24 m–5n)g )

正确的是:( (5)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池如图所示。关于该电池的叙述正确的 ) 正确的 A.该电池能够在高温下工作 . B.电池的负极反应为: 用电器 . - + C6H12O6+6 H2O–24e =6CO2↑+24H CO2 O2 C.放电过程中,将生成的 CO2 和水 . 微 电 电 生 随时排出,保持电解质浓度恒定 极 极 物 D. 在电池反应中, 每消耗 1mol 氧气, . H 2O C6H12O6 L 理论上能生成标准状况下 CO2 22.4/6
质子交换膜

第 2 题( 12 分) 把 NaOH 稀溶液加到 20.00mL 0.0215 mol/L Cd(NO3)2 溶液,当加入 1.10mL NaOH 时 pH 为 8.,10,此时生 成 Cd(OH)2 沉淀。 - (1) 请计算 Cd(OH)2 饱和溶液中[Cd2+]·[OH ]2 之值—即 Ksp。

(2) 为降低水中 Cd2+的浓度, 可加 NaOH、 2CO3 使之沉淀为 Cd(OH)2、 Na CdCO(已知[Cd2+]·[CO32 ]= 2.510 3 -14 - - ) 欲使河水中[Cd2+]达到国家规定标准≤0.005mg/L, , 计算所需[OH ]、 32 ]各是多少?评价计算结果。 [CO



第 3 题( 7 分) 气体 A 密度(相对于 H2)为 16.02,1 体积 A 受热分解得 2 体积气体(同温、同压) (1)求 A 的分子式: (4 分)

(2)1 体积 A 和足量 H2O 反应得 4 体积气体(同温、同压) ,请写出反应方程式。

第 4 题( 6 分) 气体中有下列平衡:N2O4 (g) N2O4 分解率。

2NO2 (g) 。在 27°C,105 Pa 条件下气体混合物的平均分子量为 76.7。求

第 5 题( 9 分)甲烷(CH4)与氯气(Cl2)光照下反应生成 CH3Cl, CH2Cl2, CHCl3 等。请回答下列问题。 (1) 写出 CH3Cl 分子的电子式。

(2) 请指出 CH2Cl2 分子中各原子的氧化值。

(3) 请指出 CH2Cl2 分子中各原子的化合价。

(4) 请指出 CHCl3 分子所有的对称元素。

第 6 题(7 分) 一带有两个负电荷的錸(Re)的双核络合物,是由两个錸和八个氯(Cl)构成。具有反磁性。请回答下列 问题以便确定其结构。 (1)金属原子 Re 处在第六周期 VIIB 副族,问 Re 有几个价电子。

(2)Cl 处在第几周期,有几个价电子?

(3)若 Cl 的氧化值为负 1,Re 的氧化值为几?

(4)若每个 Cl 与 Re 形成一个化学键,并且分子中的价电子全部配对成键,请问 Re 与 Re 之间有几个化 学键?

第 7 题( 14 分) 某课外小组模拟工业流程 设计了如下实验装置制备硝酸 (所有橡胶制品均已被保护) 。 (1) 分别写出工业上用氨 气制取 NO 及实验室用浓硝酸 制取 NO2 的化学方程式:

a 气体

冷水

Na2CO3 溶液

(2)连接好该装置后,首先进行的操作是:

(3)通入 a 气体的目的是:

(4)盛有 Na2CO3 溶液的烧杯为尾气处理装置,该装置中反应的化学方程式是: NO2 + Na2CO3+ H2O== NaNO2 + + ; 已知:NO2 可被 NaOH 溶液完全吸收,而 NO 不能被吸收,但当 NO2 与 NO 按一定的比例混合时,可 被 NaOH 溶液完全吸收,则此时 NO2 与 NO 的物质的量比例关系是:

(5)用 N2O4 代替 NO2 与水和 a 气体反应可生成硝酸,此反应的化学方程式是:

第 8 题( 15 分) 某化工厂以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为 MnO2、ZnS 外还含有少量的 FeS、CuS、Al2O3 等物质)为原 料制取 Zn 和 MnO2。 (1)在一定条件下,将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化学方程式:

MnO2 +

FeS +

H2SO4=

MnSO4

Fe2(SO4)3+

S+

H 2O

(2)将所得含有 Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(IV), 电解溶液(IV)即得 MnO2 和 Zn。
含有Mn2+、 含有 Fe3+、Cu2+、 Al3+、Zn2+ 的 酸性溶液(I) 酸性溶液
适量 Zn粉 粉 ①

沉淀物

用碳酸盐 ~ 适量X 酸性溶 调pH~5.6 适量 酸性溶液(II) 酸性溶液 ③ 液(III) ②

Fe(OH)3 Al(OH)3 溶液(Ⅳ) 溶液 Ⅳ

a、操作①中加 Zn 粉后发生反应的离子方程式为

b、操作②中加入适量 X 的作用是什么;X 的首选物的化学式是:

c、操作③中所加碳酸盐的化学式是

(3)为了从上述流程中产生的 Fe(OH)3 、Al(OH)3 沉淀混合物中回收 Al(OH)3,工厂设计了如下的有关流 程图。
Al粉 粉
适量HCl 溶液 适量

AlCl3溶液 NaAlO2溶液 沉淀 Al(OH)3

Fe(OH)3 适量 溶液 Al(OH)3 NaOH溶液

a、AlCl3 溶液和 NaAlO2 溶液反应生成 AI(OH)3 的离子方程式为

若总共得到 n molAl(OH)3,则消耗的 NaOH 和 HCl 的理论量(mol)分别为

b、若使用下列流程回收处理,请比较两个流程消耗酸碱的用量?
Fe(OH)3 适量 溶液 Al(OH)3 NaOH溶液 NaAlO2溶液 沉淀
适量 HCl 溶液

Al(OH)3

草 稿 纸 2012 年北京市高中化学竞赛(高一卷)答案 年北京市高中化学竞赛(高一卷) 第1题 (1) (2) (3) (4) (5) 选择题( (单选或多选 选择题( 30 分) 单选或多选,每选 5 分。 (单选或多选, ) C A C B B、C

第 2 题( 12 分) (1) pH =8.10 pOH = 5.90 [OH - ] = 1.26 x 10-6mol/L

[Cd2+] = 0.0215mol/L
2+ - 2

20.00 20.00 +1.10

= 2.04 10-2mol/L

[Cd ] [OH ] = 2.04 10-2 (1.26 10-6)2 = 3.2 10-14
(4 分) (2) [Cd ] 0.005 mg/L = 5 × 10 g/L - - [Cd2+] 5 × 10 6/112 = 4.4 × 10 8 mol/L
2+
-6

[OH ] =
2

3.2 10 4.4 10

14 8

= 8.5 10

4

mol/L

[CO3 ] =


(8 分) [OH ] = 8.5 × 10 mol/L OH 浓度大,使河水显碱性,不适宜 - - [CO32 ] = 5.7 × 10 7 mol/L 加碳酸钠,天然水中可能达标
-4 -

2.5 10 14 = 5.7 10 7 mol/L 8 4.4 10

第 3 题( 7 分) (1) A 的分子量 16.02 × 2.00 = 32.04 1 体积气体分解得到 2 体积气体,只可能是 H2。所以 A 中另一元素为 Si,A 的分子式为 SiH4 (4 分) (2) SiH4 (g) + 4H2O = 4H2 (g) + H4SiO4 或 SiH4 (g) + 3H2O = 4H2 (g) + H2SiO3 (3 分) 第 4 题( 6 分) N2O4 (g) 2NO2 (g) 1—x 2x 混合气体中总物质的量为 1+x (1 x) 2x 则

(1+x)
解得 x = 0.20 第 5 题( 9 分)

92.0 +

(1+x)

46.0 = 76.7

(3 分) (3 分)

(1)
H

H C H Cl

H



H

C H

Cl

(2 分) (2 分) (2 分)

原子 C H Cl 氧化值 0 +1 -1 (3) 原子 C H Cl 化合价 4 1 1 (4) 3 ,3m) m:对称面,C3 三重对称轴。 (3 分) (C 答出对称面,三重对称轴给全分 不画图之用文字叙述,正确则得满分

(2)

H C Cl Cl Cl

第 6 题(7 分) (1) 7 (2) 3,7 (3) +3 (4) 4 第 7 题( 14 分) (1) 4 NH3 +5 O2

(1 分) (2 分) (2 分) (2 分)

催化剂 △

4NO + 6H2O

(2 分)

Cu + 4HNO3= Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑ + 2H2O (2 分)离子式及化学方程式均可 (2) 检验装置的气密性 (1 分) (3) a 是 O2,可提高 NO2 的转化率 (或 2 NO + O2 = 2 NO2) (1 分) (4 ) 2 NO2 + 2 Na2CO3+ 1 H2O== NaNO2 + NaNO3 + 2NaHCO3 ; (3 分)

n(NO2) n(NO)
(5 )

1

(2 分) (2 分)

2N2O4 + O2 + 2H2O = 4HNO3

第 8 题( 15 分) (1) 3 MnO2 + 2 FeS + 6 H2SO4= 3 MnSO4 1 Fe2(SO4)3+ 2 S+ 6 H2O (2)a. Zn+Cu2+=Zn2++Cu; Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+ b.将 Fe2+氧化成 Fe3+ ; 是 MnO2 c.MnCO3 或 ZnCO3 或 MnCO3 和 ZnCO3 + - (3)a. Al3 +3AlO2 +6H2O=4Al(OH)3 ; 3n/4 、 3n/4 b.如按下流程,则得到同样 n molAl(OH)3,消耗的 NaOH、HCl 的理论量分别为 n mol,大于前流程 的消耗量,相对而言,前流程更符合节约的原则


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