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2015年寒假高中化学竞赛提高班课前水平自我评估测试


QBXT/JY/KQSPZWPGCS2015/1-3-1

(2015 年寒假集中培训课程使用)

2015 年寒假高中化学竞赛提高班 课前水平自我评估测试

试卷说明
本测试用于学生对水平进行提前自我评估。 如有学员希望单独得到金牌助教们的阅卷及 分析,请通过邮箱与我们取得联系。方式 1:将自测结果(推荐直接

在原试卷上给出答案) 以照片或扫描件的形式发送。方式 2:将自测答案单独以 excel 或 word 形式发送。我们会在 收到答案的两周内进行评阅并进行个性化分析。

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2015-1 发布

清北学堂教学研究部

清北学堂学堂课前水平自我评估测试

2015 年寒假高中化学竞赛提高班 课前水平自我评估测试
(时间:3 小时满分:100 分)
题号 满分
H 1.00 8 Li 6.94 1 Na 22.9 9 K 39.1 0 Rb 85.4 7 Cs 132. 9 Fr [223]

1 3

2 10

3 6

4 4

5 7

6 8

7 12

8 14

9 5

10 6

11 12

12 13
He 4.00 3 Ne 20.1 8 Ar 39.9 5 Kr 83.8 0 Xe 131. 3

相对原子质量
Be 9.01 2 Mg 24.3 1 Ca 40.0 8 Sr 87.6 2 Ba 137. 3 Ra [226] B 10.8 1 Al 26.9 8 Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga 44.9 47.8 50.9 52.0 54.9 55.8 58.9 58.6 63.5 65.3 69.7 6 8 4 0 4 5 3 9 5 9 2 Y Zr Nb Mo Rh Pd Ag Cd In Ru Tc 88.9 91.2 92.9 95.9 101. 102. 106. 107. 112. 114. [98] 1 2 1 4 1 9 4 9 4 8 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl La- 178. 180. 183. 186. 190. 192. 195. 197. 200. 204. Lu 5 9 8 2 2 2 1 0 6 4 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds La C 12.0 1 Si 28.0 9 Ge 72.6 1 Sn 118. 7 Pb 207. 2 N 14.0 1 P 30.9 7 As 74.9 2 Sb 121. 8 Bi 209. 0 O 16.0 0 S 32.0 7 Se 78.9 6 Te 127. 6 F 19.0 0 Cl 35.4 5 Br 79.9 0 I 126. 9

Po At Rn [210] [210] [222]

La La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 系 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第 i题(5 分) 据悉, 亚运会上发令枪所用 “火药” 的主要成分是氯酸钾和红磷, 撞击时发生化学反应。 1.写出该反应方程式; 2.为什么该反应可用于发令枪; 3. “火药”中的红磷能否用白磷代替?为什么

第 ii题(8 分) 常温常压下,断裂 1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成 1mol(理想)气 体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为 kJ/mol) ,下表是一些键能数据(kJ/mol) 回答下列问题: (1) 估计 C—Br 键的键能范围:______<C—Br 键能<______ -1 (2) 热化学方程式 2H 2 (g)+S 2 (g) == 2H 2 S(g) ΔH=Q kJ·mol ;则 Q=______ (3) 已知下列热化学方程式:
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-1 O 2 (g) == O 2 + (g) + eΔH1= +1175.1 kJ?mol PtF 6 (g) + e- == PtF 6 -(g) ΔH2= -771.1 kJ?mol-1 O 2 + PtF 6 -(s) == O 2 + (g) + PtF 6 -(g) ΔH3= +482.2 kJ?mol-1 + -1 则反应 O 2 (g) + ______(g) = O 2 PtF 6 (s) 的ΔH= ______ kJ?mol

第 iii题(10 分) - Cr 是严重的致癌物质, 绝不允许随意排放。 某工厂生产中产生含 Cr 2 O 7 2 酸性工业废水。 2- 一种治理含 Cr 2 O 7 酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的 NaCl,用 Fe 作电极进行电 - + 解,Cr 2 O 7 2 被还原为 Cr3 然后生成 Cr(OH) 3 沉淀除去,废水则可以达到排放标准。请回答下 列问题: 1.电解时发生的电极反应为: 阳极反应:_____________________________________________________ 阴极反应:_____________________________________________________ - + 2.写出 Cr 2 O 7 2 转变为 Cr3 的离子方程式: 3.与 Cr(OH) 3 沉淀同时生成的沉淀还有____________。 4.电解过程中这些沉淀是怎样产生的? 5.若 pH 过大,会有什么现象?

第 iv题(6 分) PCl3 和 NH3 在 CHCl3 中于 195K 时生成 A 物质,A 不稳定在稍高温度下即分解为一种不 溶于液氨、氯仿等溶剂中的黄色无定形物质 B,B 中含磷 68.89%。写出生成 A 的化学反应方 程式和 A 分解为 B 的反应方程式,画出 B 的路易斯结构式。

第 v题(10 分) 完成下列各步反应的化学反应式 1.由 AgCl 制备 AgNO 3 :将 gCl 溶解在氨水中,电解,所得产物溶于硝酸; 2.由 Hg 2 Cl 2 得到 Hg:浓硝酸氧化,加热至干,溶于热水后电解; ,金属铝还原。 3.由 Pb 5 (VO 4 ) 3 Cl 得到 V:盐酸加热溶解(无气体产生)

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第 vi题(10 分) 装置如右图:D 是允许通过离子的盐桥,E 是 48V 稳压 电源,R 是可变电阻,K 是开关,G 是灵敏电流计,C 1 、C 2 是碳棒,A、B 是烧杯。 1.已知 AsO 4 3 +2I +2H
- - +

AsO 3 3 +I 2 +H 2 O 是


B 中盛 Na 3 AsO 4 和 Na 3 AO 3 可逆反应。 若 A 中盛 KI-I 2 溶液, 溶液,则当 K 接 1,并向 B 中滴加浓盐酸时发现 G 中的指 针发生偏转;改向 B 中滴加 40%的 NaOH 溶液时,G 中的 指针则向反方向偏转。 (1)两次操作过程中指针偏转的原因是 (2)指针偏转方向相反的原因是 (3)加盐酸时 C 1 上发生的反应是 (4)加 NaOH 溶液时 C 1 上发生的反应是 2. 当 A 中盛适量的 1mol/L Na 2 SO 4 溶液, B 中盛 40mL 适量浓度的 KI-KHCO 3 溶液, 且 K 接 2 时,可用该装置来测定砷的含量。其操作如下:称取 5.00g 含砷样品,溶解后加入 还原剂,使砷全部转化为 HAsO 3 2 ,除去过量的还原剂后再转移到 250mL 容量瓶中配成


250mL 溶液, 用移液管从中取出 10mL 加入 B 中, 边搅拌边电解, 电解生成的 I 2 可将 HAsO 3 2


快速、定量地氧化为 HAsO 4 2 ,以 2mA 的电流电解 241s 便可使反应进行完全。


(1)反应到达终点时宜用

来指示;

(2)假设电能没有损失,试求样品中 As 2 O 5 的质量分数。

第 vii题(6 分) 金属 M 的晶格是面心立方,密度为 8.90g/cm3,计算: 1.Ni 晶体中最邻近的原子之间的距离。 2.能放入 Ni 晶体空隙中的最大原子半径是多少?

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第 viii题(16 分) 多硫化物 S x (2~6)在碱性溶液中被 BrO 3 氧化为 SO 4 ;多硫化物在酸性溶液中析 出多硫化氢,多硫化氢是一种极不稳定的黄色液体,能迅速分解。 1.写出碱性溶液中 BrO 3 -氧化 S x 2-的离子反应方程式; 2.如果上述反应中 BrO 3 -和 OH-的物质的量的比为 2︰3,则 S x 2-中,x= ;如 - mol; 果生成 0.1mol Br ,则转移的电子的物质的量为 3.Na 2 S x 溶液中滴入稀硫酸,可观察到什么现象?写出总反应方程式; 4.过量 S 和 NaOH 溶液共煮,产物之一是 Na 2 S x ,写出总反应方程式; 上述溶液中通入 SO 2 ,可以除去 Na 2 S x ,得到无色溶液,写出总反应方程式 5.多硫化钙在空气中与二氧化碳等酸性物质接触易析出多硫化氢,说明多硫化钙具有 杀虫作用的原因。


2-

2-

第 ix题(8 分) 在液态 SO 2 中用叠氮酸铯与氰气反应定量生成铯的离子化合物。其阴离子中含氮量为 74.47%。 1.试画出该离子化合物中阴离子的结构式; 2.说明每个原子的杂化类型和化学键型。

第 x题(21 分) 1.水是地球上数量最多的分子型化合物。据估算,地球上水的总量达 1.4×1021kg。若 地球表面平滑而没有起伏,地球表面将形成平均水深达 2713m 无边无际的汪洋。下图是水 分子在不同条件下发生的一系列变化:

试回答下列问题: 1.在气相中 H 2 O 易与 HF、HCl、HCN 及 NH 3 通过氢键以加合物形式存在,写出下列加 合物的结构式。 H 2 O·HCN:
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NH 3 ·H 2 O:
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2.在水溶液中,水以多种微粒的形式与其他化合物形成水合物。试画出如下微粒的结 构图式。 H5O2 :


H9O4 :



3.右图为冰的一种骨架形式,依此为单位向空间延伸. (1)该冰中的每个水分子有 个氢键; (2)如果不考虑晶体和键的类型,哪一物质的空间连接方式 与这种冰的连接类似。 (3)已知 O-H…O 距离为 295pm,计算此种冰晶体的密度。

(4) 气体水合物是一类通过 O-H…O 氢键将 H 2 O 分子结合成三维骨架型的主体结构, 在其中有多面体孔穴, 孔穴中包含作为客体的气体小分子, 形成笼形水合包合物晶体。现有一种正十二面体骨架,应 由_____个水分子组成的,其中氢键数是 。

(5)甲烷水合物的晶体骨架可看作由正十二面体和 十四面体〔24 个水分子〕共面连接堆积形成。在右图所 示立方晶胞中,十二面体的中心处在顶角和体心位置;十 四面体中心位置在面上,共计 6 个(每个面上 2 个) 。则 1 个晶胞应由_____(列式: 子组成的,其中氢键数是 。 )个水分

4.当用高能射线照射液态水时,水分子便按一种新的方式如图反应③电离,生成的微 、 ·OH(羟基自由 粒在水中迅速发生如图④⑤的一系列变化,最终生成 e(H 2 O) n(水合电子) 基)等微粒。 (1)请写出水分子在高能射线照射下的电离方程式。 (2)水电离的阳离子通过反应④生成羟基自由基。写出该步反应的离子方程式。 (3)写出高能射线照射水的净反应的离子方程式。 (4)请指出经高能射线照射的水的最主要化学性质。

5.写出一个以水或水气为催化剂的反应方程式及相应的实验现象。

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2015 年寒假高中化学竞赛提高班 课前水平自我评估测试答案
第i题 5分 1.5KClO 3 +6P=3P 2 O 5 +5KCl(1.5 分) 2.强氧化剂和还原剂反应,反应剧烈,有暴鸣声(1 分) ;所得产物 P 2 O 5 、KCl 为白色固体, 会产生白烟(1 分) 。 3.不能(0.5 分) 白磷易自燃,引发爆炸。 (1 分)

第 ii 题 8 分 (1)218 kJ?mol-1;330 kJ?mol-1 (2)-229 (2 分) (3)PtF 6 ;-77.6 (各 2 分)

(各 1 分)

第 iii 题 10 分 + - + - 2H +2e =H 2 ↑(各 1 分) 1.Fe=Fe2 +2e - + + + + 2.Cr 2 O 7 2 +6Fe2 +14H =2Cr3 +6Fe3 +7H 2 O(2 分) 3.Fe(OH) 3 (2 分) + - - H 2 O 不断电离产生大量 OH , OH 与 Fe3 4. 电解过程中阴极附近由于 H 在电极上还原, + + 、Cr3 生成 Fe(OH) 3 和 Cr(OH) 3 沉淀。 (2 分) 5.pH 过大时,会使 Cr(OH) 3 (两性)溶解而使沉淀不完全。 (2 分) 第 iv 题 6 分 生成 A 的化学式:PCl3+6NH3=P(NH2)3+3NH4Cl (2 分) A 分解为 B:P(NH2)3 == PN+2NH3 (2 分) B 的路易斯结构式:∶P≡N∶ (2 分) 第 v 题 10 分 2Ag+4NH 3 +Cl 2 ↑ 1.AgCl+2NH 3 →Ag(NH 3 ) 2 Cl 2Ag(NH 3 ) 2 Cl Ag+2HNO 3 =AgNO 3 +NO 2 +H 2 O(各 1 分) 2.Hg 2 Cl 2 +6HNO 3 =2Hg(NO 3 ) 2 +2HCl↑+2H 2 O↑+2NO 2 ↑(2 分) 2Hg+O 2 ↑+4HNO 3 (1 分) 2Hg(NO 3 ) 2 +2H 2 O 3V 2 O 5 +10PbCl 2 +9H 2 O(2 分) 3.2Pb 5 (VO 4 ) 3 Cl+18HCl 3V 2 O 5 +10Al=5Al 2 O 3 +6V(2 分) (V 2 O 5 由 VCl 5 水解得到) 第 vi 题 10 分 1. (1)化学能转变成了电能,有电流通过; (1 分) (2)加盐酸时平衡右移,加 NaOH 溶液时平衡左移,两种情况下产生的电流的方向 相反; (2 分) - (1 分) (3)2I -2e→I 2 ; 3- 3- + (4)AsO 3 +H 2 O-2e→AsO 4 +2H (1 分) 2. (1)淀粉溶液(1 分) (2)0.144%(4 分)
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第 vii 题 6 分 1.一个晶胞中有 Ni:8×1/8+6×1/2=4(个) 设晶胞边长为 acm 4×58.69/(6.02×1023×a3)=8.90 得 a=352.5(pm) (3 分) 最邻近的 Ni 原子是顶角与面心的两个 N i 原子 d min = 2 a/2=249.3(pm)

2.八面体空隙显然要大于四面体空隙 2r Ni =d min ,2r x +2r Ni =a,所以 rx=51.6(pm) 故最大填隙原子半径为 51.6pm。 (3 分) 第 viii 题 16 分 1.3S x 2-+(3x+1)BrO 3 -+6(x-1)OH-=3xSO 4 2-十(3x+1)Br-+3(x-1)H 2 O(2 分) 2.5(2 分) 0.6(1 分) 3.溶液变浑浊,产生臭鸡蛋气味气体(1 分) S x 2-+2H+=H 2 S↑+(x-1)S↓(1 分) 4.(2x+2)S+6OH-=S 2 O 3 2-+2S x 2-+3H 2 O(2 分) (2x+2)SO 2 +2S x 2-+(4x-2)OH-=(2x+1)S 2 O 3 2-+(2x-1)H 2 O(2 分) 5.CaSx+H 2 O+CO 2 =CaCO 3 十 H 2 S x (2 分) H 2 S x =H 2 S+(x-1)S (2 分) 生成的硫具有杀虫作用(1 分) 第 ix 题 8 分
1. (4 分)

2 C、N 原子分别采取 sp 杂化。键型有 2.环中的 N 原子和 C 原子分别采取 8 sp 杂化,端连的 6 各原子之间的σ键和一个π键、一个π 7 (或者一个π 5 和二个π键) (4 分)

第 x 题 21 分 1. (各 1 分)

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2.

(各 1 分)

3. (1)2(1 分) (2)SiO 2 (1 分) (3)1.51g/cm3(2 分) (4)20 (5)46 30(各 1 分) (20×2+24×6)/4 92(各 1 分)

+ - 4. (1)H 2 O=H 2 O +e (1 分) + + (2)H 2 O +H 2 O=H 3 O +·OH(1 分) + - (3)(n+2)H 2 O=H 3 O +·OH+e(H 2 O) n (2 分) (4)酸性 强还原性(各 1 分) 5.可能答案:①2H 2 S+SO 2 =3S+3H 2 O 出现白或黄色固态物 ②2Al+3I 2 =2AlI 3 剧烈反应,有紫色烟出现(各 1 分)

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