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05年北京化学竞赛(高一)试题及答案


2005 年北京市高中学生化学竞赛试卷(高中一年级) 第 1 页

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2005 年北京市高中学生化学竞赛试卷 (高中一年级)
2005 年 4 月 16 日上午 8:30-10:30
题 号 满 分 得 分 评 卷 人 ·竞赛时间 2 小时。迟到超过 30 分钟者不得进场。1 小时内不得离场。时间 到,把

答题纸及试题纸(背面向上)放在桌面上,立即离场。 ·竞赛答案全部写在答题纸上,使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔或钢笔答题, 使用红色或铅笔答题者,试卷作废无效。 ·姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸上方指定位置,写 在他处者按废卷处理。 ·允许使用非编程计算器及直尺等文具。 ·答题纸按密封线封装。 题中可能用到的元素相对原子质量如下: H 1.008 C 12.01 N 14.01 O 16.00 Na 22.99 Al 26.98 S 32.07 Fe 55.85 Cu 63.55 Zn 65.39 Ag 107.9 1 30 2 7 3 18 4 11 5 4 6 4 7 5 8 5


9 6


10 10 总分 100

第一题 单选或多选题(共 30 分) 1.以下哪一信息是 真 的 B : A)配制饮料的柠檬酸是从柑橘类水果里提取的 B)乙醇可用粮食作物发酵制取 C)催化剂可使水变成油 D)波尔多液是硫磺和石灰混合制取的

C ― ― ― ― 2. 在一定条件下, RO3n 与 R2 发生如下反应: RO3n + 2R2 + 6H+ = 3R + 3H2O 下列元素 R 的叙述中正确的是 D 。 A) R 原子的最外层上有 4 个电子

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B) C) D)

RO3n 中的 R 只能被还原 H2RO3 一定为强酸 R 的单质既具有氧化性又具有还原性


3.以下哪个信息是 假 的?

D 。

A)以木材为燃料不会增加大气的 CO2 含量。 B)植物能用太阳光通过光合作用合成烃类。 C)煤经水洗可除去硫。 D) “无氟冰箱”使用的制冷剂不含氟。 4. Al 粉和下列氮的气态氧化物混合后, 加热至高温, 均可生成氮气和氧化铝。 若反应后气体的压强是反应前压强的 1/2(恒温、恒容条件下测得) ,则氮 的氧化物为 A & C 。 A) NO B) N2O3 C) NO2 D) N2O5

5.NA 表示阿伏加德罗常数,以下说法错误的是 D 。 A) 25℃,1.01?105Pa 时,4g 氦气所含的原子个数为 NA B) 0.1 mol 的 OH 中所含电子个数为 NA


C) 120g 由 NaHSO4 和 KHSO3 组成的混合物中含有的硫原子数为 NA D) 7.8g 的过氧化钠中含有的离子个数为 0.4NA 6.在溶液中不能大量共存的离子组是 B & C 。 A) S2 、SO32 、K 、Na
― ― + + + ― + ―

C) Na 、 H2PO4 、 HPO42 、 PO43
+ ― ― + ― ―

― ―

B) K 、Na 、AlO2 、HSO3

D) NH4 、Cl 、NO3 、CHCOO

7.下列反应的离子方程式书写正确的是 B & C 。 A) 向氢氧化钠溶液中通入少量的 SO2 B) 向漂白粉溶液中通入过量的 CO2 C) 常温下将锂粉投入到硫酸铜溶液中 Ca2 + 2ClO
+ ―

SO2 + OH




= HSO3
+

― ―

ClO +H2O+CO2 = HClO + HCO3 2Li + Cu2 = Cu + 2Li
― +

D) 将等体积等物质的量的浓度的次氯酸钙与亚硫酸钠溶液等体积混合。 + SO32


= CaSO3↓ + 2ClO

8.将质量分数分别为 a%与 b%的氨水(a ≠ b)等质量混合,所得氨水的物质 的量的浓度为 C1, 上述两种氨水等体积混合, 所得氨水的物质的量的浓度

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为 C2,则 C1 与 C2 的关系正确的是 A) C1 = C2 B) C1 < C2

C 。 C) C1 > C2 D)无法确定 C&D 。

9.由一种阳离子和两种酸根离子组成的盐称混盐。混盐 CaOCl2 在酸性条件 下可以产生 Cl2,下列有关混盐 CaOCl2 的判断错误的是 A) 该混盐的氯元素化合价为 +1 和 –1 B) 该混盐具有强氧化性 C) 该混盐与稀硫酸反应产生 1 mol 氯气时电子转移数为 2NA 个电子 D) 该混盐的电子式为 [ Cl ] Ca2+ [ O Cl ] 10.标准状况下,H2 和 Cl2 的混合气体 a L/mol 经光照后反应,所得气体能使 b mol NaOH 完全反应转化为正盐,a 与 b 的关系不可能的是 D 。 A) b > a/22.4 B) b < a/22.4 C) b ≈ a/22.4 D) b > a/11.2

11.导电仪测得液态 BrF3 具有微弱的导电性,表示 BrF3(液)中有阴、阳离 子 X 和 Y。X 和 Y 也存在于 BrF2SbF6、KBrF4、(BrF2)2SnF6 等化合物中, 则 X、Y 的化学式分别是 C 。 A) X = F ,Y = Br ― + B) X = F ,Y = BrF2
― 3+

C) X = BrF4 ,Y = BrF2 ― + D) X = BrF4 ,Y = Br3



+

第二题(共 7 分)自从一氧化氮的生物功能被揭示以来,越来越多的科学家 相信,生物体内可能有一种尚未分离的神秘含氮化合物??次硝酸。近年 来,科学家正在想方设法证实这种神秘化合物的存在。按无机酸的命名规 则,次硝酸的化学式为 HON ;次硝酸分子是 弱


V型

(填

V 型或直线型) ;预计次硝酸的酸性应比亚硝酸的 次硝酸释放质子后生成的酸根的化学式为 NO 酸根极易跟一氧化氮结合(1:1) ,产物化学式为 化学式是 H2N2O2

(填弱或强) ; ;次硝酸在

;科学家还预言,次硝 HONNO

生物体液环境中极不稳定,很容易聚合,生成它的双聚体,这一双聚体的 ; 它应是一种 二 元酸。

第三题(共 18 分)今有 A、B、C、D、E、F 六种元素,A、B、C 为同一周 期的活泼金属元素,原子半径大小顺序为 A > B > C。C 既可与酸又可与 碱反应;D、E、F 为非金属元素,D 既可与 A, 也可与 E、F 反应,且均 生成 1:1 化合物,室温下,单质 D 为气体,E 为液体,F 为固体;在周 期表中 D 所在的列号与 E、F 所在的列号差 16。根据上面提供的信息 1. 推断它们在周期表中的位臵(第几周期,第几列) , A:Na,B:Mg,C:Al 均为第 3 周期,分别为第 1、2、13 列;

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D:H,第 1 周期,第 1 列;E:Br,第 4 周期,第 17 列; F:I,第 5 周期,第 17 列 (6 分) 2. 写出它们的元素符号, A:Na, B:Mg, C:Al, D:H, E:Br, F:I 3. 写出 D 与 A,D 与 E,D 与 F,E 与 A,E 与 B,E 与 C 以及 C 与 DE 水溶液,C 与 NaOH 反应的方程式。 H2 + 2Na = 2NaH;H2 + Br2 = 2HBr;H2 + I2 = 2HI;Br2 + 2Na = 2NaBr; Br2 + Mg = MgBr2;3Br2 + 2Al = 2AlBr3;2Al + 6HBr = 2AlBr3+ 3H2?; 2Al + 2NaOH + 2H2O = 3H2? + 2NaAlO2 或 2Al + 2NaOH + 6H2O = 3H2? + 2NaAl(OH)4 (12 分) 第四题(共 11 分)已知硫与氢和氧生成的 3 种化合物溶于水的溶液都是酸。 1. 写出这 3 种化合物的化学式(分子式)和电子结构式(即以点和线标 明各原子的价电子结构) ;分别说明在这 3 种化合物中 S 的化合价; 分子的极性情况。
H2S S
H H

SO2

S
O O

O

SO3
O

S
O

+6价

-2价

+4价

(3 分)

2. 写出水溶液中这 3 种酸的结构式;比较它们的酸强度大小;并说明产 生酸强度差别的原因。
H O O HO OH

S
H HO

S

S
OH

O

H2SO4 ? H2SO3 ? H2S (4 分)

硫的氧化态(化合价)越高,酸性越强。或含非羟基氧越多,酸越强。 3. 氟代磺酸 HSO3F 是一种超强酸, 试写出它的结构式并说明为什么它是 一种超强酸。 HO O 氟代磺酸 与 H2SO4 对比, 这里 F 取代了 H2SO4 中的羟基, S F 的吸电子能力最强,致使 S 显更高的正电性, F O + 故—OH 中 H4 更易游离出来。 (2 分) 4. 硫代硫酸是硫的另一种含氧酸,试写出它的结构式,用反应方程式说 明硫代硫酸钠在照相术上的应用。
S HO S OH O

AgBr + 2S2O3 ? Ag(S2O3) 23



+ Br



(2 分)

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第五题(共 4 分) 葡萄糖和果糖的分子式相同,它们燃烧时放出的热量分别 为 2833.4 kJ/mol 和 2828.0 kJ/mol。 1. 萄萄糖或果糖的能量哪个更低? 葡萄糖能量更低 (2 分) 2. 1 mol 葡萄糖和 1 mol 果糖能量相差多少? 差 5.4 kJ (或葡萄糖低 5.4 kJ) (2 分) 第六题 (共 4 分) 据说: “人牵狗入某峡谷,不久狗死而人无恙,这是因接 近地面大气中 CO2 浓度大,狗窒息而亡” 。因未找到有关传闻的确切资料, 请问:若传闻属实,可能的原因是: (1)引起狗窒息的 CO2 浓度远低于引起人窒息的 CO2 浓度; (2)不断有 CO2 从“地壳”逸出。 (3)因 CO2 扩散,所以在地表 0~1m(狗的高度)内 CO2 的浓度不可能显著 大于 1~2m(人的高度)内 CO2 的浓度,即使不断有少 CO2 从“地壳”逸出。 第七题(共 5 分) 由陈粮(以[C6H12O6]n 表示)制得的乙醇可作为燃料。和 矿物燃料相比,乙醇作燃料不会增加大气中 CO2 的含量。为什么? 光合作用使大气中的 CO2 和 H2O 反应形成碳水化合物。 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2 粮食发酵得到乙醇:C6H12O6 = 2C2H5OH + 2CO2 乙醇燃烧反应式为:C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O 以生成 1mol 的 C6H12O6 计,光合作用消耗了大气中 6mol CO2,C6H12O6 发酵 及 C2H5OH 燃烧生成(共)6 mol CO2。 第八题 (共 5 分) AgNO3 和 NaOH 反应产物, 经过滤、 洗涤得褐色粉状 Ag2O。 往 Ag2O 上加适量 H2O2(a mol) ,褐色物完全转变为黑色,同时释放 O2 (b mol) 。过滤、洗涤后往黑色物上加 H2O2(a mol)得 O2(b/2 mol) 1. 先后两个加 H2O2 的反应的类型及方程式为: Ag2O + H2O2 = 2Ag + O2↑+ H2O 氧化还原反应 (2 分) (褐色) (黑色)
H 2O 2
Ag

H2O + 1/2 O2

分解或自氧化还原反应

(2 分)

2. a 和 b(在数值上的)关系为: a∶b = 1∶1 (1 分)

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第九题(共 6 分)H2 被誉为理想能源,因有取之不尽的原料(水) ,不增加大 气 CO2 量??。目前已用于实际的两种制 H2 方法是:电解 H2O,CH4 和 H2O 反应。请从能量、环境两个角度评价下列问题: 1. 目前只有冰岛国使用电解法制 H2,因为 冰岛国有价廉和环境友好的电能:水电和地热发电 (2 分) 2. CH4 和 H2O 反应制 H2 的热化学方程式为: CH4 + H2O(g) = CO + 3H2 吸 206 kJ/mol(CH4) CO + H2O(g) = CO2 + H2 释 42 kJ/mol(CO) CH4 转化为 H2 是吸热反应,要进行此转化反应必要输入能量。 CH4 + 2 H2O = CO2 + 4 H2 吸 164 kJ/mol (CH4) 反应所需能量一般是矿物燃料提供的,提供能量的利用率显著低于 100%,能 量间只能转化,不可能“多得” ,因此,从能量的角度看,本反应不经济。燃 料燃烧及 CH4 和 H2O 的反应均排放 CO2,对环境也有不利的影响。 (4 分) 第十题(共 10 分) 15℃、100℃时 CuSO4 的溶解度分别为 19.0g,75.4g。现 对 1 kg 粗 CuSO4?5H2O 进行重结晶,先把它配成 100℃的饱和溶液,而后 冷却到 15℃得较纯的 CuSO4?5H2O。 (设粗品中的少量杂质是可溶的) 1. 重结晶时最少要加多少克水? 把 CuSO4 溶解度换算成 CuSO4?5H2O 的溶解度 15℃
19.0g 250g = 29.7g 160g 250g = 117.8g 160g

CuSO4?5H2O 的溶解度 29.7g / 89.3g(H2O) CuSO4?5H2O 的溶解度 117.8g / 57.6g(H2O) x = 490g H2O (5 分)

100℃ 75.4g

1000g 的 CuSO4?5H2O 需 117.6g : 57.6g = 1000g : x 最少需加 490g 的 H2O。 2. 理论上最多能得到多少克纯的 CuSO4?5H2O?

15℃析出 CuSO4?5H2O 时残留在母液中的 CuSO4?5H2O 为 y 29.7g : 89.3g = y : 490g y = 163g 理论上最多得到 1000g–163g = 837g 的 CuSO4?5H2O。 (5 分)


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