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2011北京化学竞赛试题及答案(高一)


BJSDFZ 化学竞赛选修 资料

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姓名__________班级________

2011 年北京市高中学生化学竞赛试卷 (高中一年级)
2011 年 4 月 10 日上午 8:00-10:00
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。开赛后 1 小时

内不得离场。时间 到,把试卷(背面向上)放在桌面上,立即离场。 · 竞赛答案全部写在试卷指定位置上,使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔、钢笔答题, 使用红色笔或铅笔答题者,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指定位置,写在其他处者按 废卷处理。 · 允许使用非编程计算器及直尺等文具。 · 试卷按密封线封装。 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 S 32.07 Cl 35.45 K 39.10 Ni 58.70


8 8 9 12


总分 100

1 30

2 12

3 10

4 8

5 6

6 7

7 7

第 1 题 选择题( 30 分) (单选或多选,每选 3 分。 ) (1)―轻轨电车‖是一种交通工具。当电车启动时,电车电刷跟导线的接触点上,由 于摩擦会产生高温,因此接触点上的材料应该具有耐高温、能导电的性质。你认为 该接触点上材料的选用较为合适的是 ( ) A.金刚石 B.铝 C.石墨 D.铁 (2)下列离子组能大量共存的是 - - - + A.含大量 H+的溶液中:I 、Cl 、NO3 、Na - + - - B.含 AlO2 的溶液中:Na 、K+、NO3 、HCO3 + + + - - C.含大量 Al3 的溶液中:K 、Na 、NO3 、ClO - - - - + D.含大量 OH 的溶液中:CO32 、Cl 、F 、K ( )

(3)P4S3 的结构研究表明,该分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均达到了 8 电子结构。在该分子中含有的共价键个数是 ( ) A.7 个 B.8 个 C.9 个 D.10 个 (4)在元素周期表的主族元素中,甲元素与乙、丙、丁三种元素上下、左右相邻, 丙元素的原子序数等于甲、乙两种元素的原子序数之和,四种元素原子的最外层电
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子数之和为 20。下列说法正确的 ( ) A.甲、乙、丙、丁四种元素均为短周期元素 B.甲的气态氢化物的稳定性强于乙的气态氢化物 C.甲的含氧酸的酸性弱于丙的含氧酸 D.元素丁形成的化合物比元素乙形成的化合物多 (5)水解是物质与水发生反应形成新物质的反应。下列说法不正确 的是( ... A.CaO2 的水解产物是 Ca(OH)2 和 H2O2 B.Mg3N2 的水解产物是两种碱 C.PCl3 的水解产物是 HClO 和 PH3 D.CaC2 的水解产物之一是 C2H2 )

(6)高氯酸是很强的酸,沸点是 130℃。质量分数为 60%的溶液加热不分解, 浓度增高就不稳定,受热易分解,热、浓的高氯酸溶液遇有机物爆炸。为使市售 的 70% 高 氯 酸 进 一 步 浓 缩 , 所 采 取 的 措 施 正 确 的 是 ( ) A.加入浓硫酸后常压蒸馏 B.各仪器连接处的橡胶塞应塞紧防止漏气 C.加入浓硫酸减压蒸馏 D.各仪器连接处必须用磨口玻璃

(7)向 300mL KOH 溶液中缓慢通入 2.24L(标准状况下)CO2 气体,充分反应后, 在 减 压 蒸 干 溶 液 , 得 到 11.9g 白 色 固 体 。 则 下 列 说 法 中 正 确 的 是 ( ) A.此白色固体为 KOH 和 K2CO3 的混合物 B.此白色固体中含有 K2CO3 6.90g - C.原 KOH 溶液中的物质的量浓度是 0.500 mol· L 1 D.此白色固体 KHCO3
第 2 题(12 分) X、Y、Z、W 为常见含有相同 电子数的离子或分子,其中 X 有 5 个原子核,这些微粒与一氧化 氮间有如下转化关系(图中部 分反应物、产物及反应条件已略去) 。 (1)Z →NO 反应的化学方程式是:

X

Z

NO

Y

W

。 液态 Z 与水的电离相似,其中存在的电子数相同的两种微粒 是 。 (2)实验室中检验 Z 的化学试剂及现象是: 化学试剂 方法一
2

现象

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方法二 (3)由构成 X、Y 的三种元素所组成的一种离子化合物,且三种元素原子数之比 为 2:4:3,该离子化合物是 为 (填写化学式) ,其 0.1 mol/L 的该 。 溶 液 显 酸 性 , 则 该 溶 液 中 离 子 浓 度 由 大 到 小 的 顺 序

(4) 一定条件下,Z 与一氧化氮或二氧化氮反应均可生成两种很稳定的产物。若 有二氧化氮与 Z 的混合气体 20 mL 在该条件下反应,实际参加反应的二氧化氮比 Z 少 2 mL,则原混合气两者的体积比是:

第 3 题(10 分) 实验室中用下列装置制 FeCl3,可供选择的试剂有:①MnO2 ②NaOH 溶液 ③饱和 NaCl 溶液 ④浓硫酸 ⑤浓盐酸。

Fe 丝 石棉纤维 维

E B C D A (1)按气体流向由左到右排列,各装置的连接顺序为(填写 A~E 序号) : 接 接 接 接 。 ( 2 )实验开始时先点燃 A 处酒精灯,点燃 B 处酒精灯前必须观察到的现象 是 。 (3)A 装置烧瓶中反应的方程式是

C 中所放试剂是


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(4)停止反应后,还有 Fe 丝剩余。为检验 FeCl3 生成,并最终得到 FeCl3 溶液, 某学生设计以下实验步骤: a. 待 B 装置玻璃管冷却后,将管中物质用水溶解,过滤除去不溶物; b. 取少量滤液,滴加 KSCN 溶液,检验 Fe3+; c. 取少量滤液,滴加硝酸酸化的 AgNO3 溶液,检验 Cl—。 请指出该实验步骤中可能存在的不足,说明理由和改进方法(写出相应的离 子反应方程式) :

第 4 题( 8 分) 写出下列反应的化学方程式并配平: (1)硝酸甘油 C3H5N3O9 爆炸 C3H5N3O9 = N2 + CO2+ (2)NH4ClO4 和 Al 反应释放大量热 NH4ClO4 + Al = + +H2 (3)COS 和过量的 NaOH(aq)

H2O + N2 + +

。 HCl

第 5 题( 6 分) 请提出把气井中 H2S(9-11%,其他气体不和 O2 反应)转化成 S 的两种方案(包括反应方程式) : 1. 2.

第 6 题(7 分) (1) 为什么 Ag 能置换 H2S(aq)中氢, 而不能置换 HCl(aq)中氢? (写出反应方程 式及原因)

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(2) 废气中的 H2S 经 ZnO 可被除去,其反应方程式是:

(3) 表中列出由单质形成化合物时释放的能量(ΔΗΘ 为负值表示释放能) (298K) H2O(g) ΔΗ /kJ/mol
Θ

H2S (g) –20

ZnO(s) –348
Θ

ZnS(s) –189

–242

请根据表中数据,写出两个反应方程式并计算出 ΔΗ

第 7 题( 7 分) 测定某种气体分子式的两个方法是: (1)取 20 mL 该气体,施以电火花使之完全分解为 40 mL 气体(体积是在同温、同 压下测定的。下同) 。通入 20 mL O2,施以电火花,生成的 H2O 被吸收后,气体体 积为 15 mL,又经脱 O2 后,剩余气体体积为 10 mL(N2) 。请给出该气体的分子式

(2)把该气体的水溶液(浓)加到体积为 V 的 Cl2 中,剧烈反应,并冷却原温度后, 把原先盛 Cl2 的容器倒置于水中,水即进入容器,残余气体体积为 1/3 V。请解释原 因并给出必要的反应方程式。

第 8 题( 8 分) 根据下列条件确定元素在周期表中的位置,并填写下列表格。 (1) 基态原子中有 3d7 ; + - (2) M3 型阳离子和 F 阴离子点电子层构型相同; 2+ (3) M 型阳离子的 3d 能级为半充满; 周期数 (1)
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元素符号或原子序

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(2) (3) (4) 每空 0.5 分 第 9 题( 12 分) 氢,氮,氧是日常生活中三种重要元素,了解它和它的一些化合物是有益的, 请回答下列一些简单问题。 (1)氢气与氧气反应生成水,请画出水分子的构型示意图。

(2)氢气与氮气在 773K,30MPa 和铁催化下反应生成氨,请画出氨分子的构型 示意图。

(3)氨在氧气燃烧可能生成 HNO 中间体。请指出氢氮氧在 HNO 分子中的化合 价及氧化值。

(4)氨易溶于水,呈碱性;氨的溶解度随温度升高而降低。请用结构图表示出 一些物质的氮氢氧间键的变化。

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2011 年北京市高中学生化学竞赛试题答案 (高一年级)
第 1 题( 30 分 ) (1)C(2)D(3)C(4)A&D(5)C(6)C&D(7)B&C 第 2 题( 12 分 ) 催化剂 (1) 4NH3 + 5O2 ===== 4NO + 6H2O NH2— 、NH4+ (2) 化学试剂 方法一 方法二 用湿润的红色石蕊试纸检验 蘸有浓盐酸的玻璃棒检验


现象 试纸变为蓝色 有白烟生成


(3)NH4NO3 ;c(NO3 ) > c(NH4+) > c(H+) > c(OH ) (4)8NH3 +6NO2 = 7N2 + 12H2O 8 x 6 x-2 x = 8 V(NH3)﹕V(NO2) = 8﹕(20-8)= 2﹕3

或: V(NH3)﹕V(NO2) = (8+6)﹕6= 7﹕3
注:学生只要答出 2:3,不写计算过程也可得分,但计算时必须为 8:6mL

第 3 题( 10 分 ) (1) A 接 E 接 C (2)黄绿色气体充满玻璃管 (3)MnO2 + 4HCl




B



D



(2 分)错一个全扣 (1 分) (1 分)

Mn Cl2 + Cl2↑+ 2H2O(2 分) ; 浓硫酸

(4) 溶解物质时, 发生反应 2Fe3+ + Fe = 3Fe2+, 溶质可能为 FeCl2 或 FeCl2 与 FeCl3 的混合物。 (3 分) - 在检验 Cl—后, 应该向滤液中通入 Cl2, 2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3++2Cl 。 (3 分) 第 4 题( 8 分 ) (1) 4 C3H5N3O9 = 6 N2 + 12 CO2+ Al2O3 +1 10 H2O + 1 N2 + 2 O2 H2O (2 分) + 2 HCl +H2 (2 分) (2 分)
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(2) 2 NH4ClO4 + 4 Al = 2

(3)COS+ 4 NaOH = Na2CO3 + Na2S + 2 H2O

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或:COS+ 4 OH



= CO32

+ S2



+ 2 H2O

(2 分) (2 分) (4 分)l

第 5 题( 6 分 ) 1.在不足量空气(O2)条件下燃烧 H2S + 1/2 O2 = H2O + S 2.使 1/3 体积气体和足量 O2 反应 H2S + 3/2 O2 = H2O + SO2 产物再和 2/3 体积气体反应 SO2 + 2 H2S = 3S + 2 H2O 第 6 题( 7 分 ) (1)Ag 置换 H2S 的反应式为:2Ag + H2S = Ag2S + H2 表明 Ag2S 的溶解度比 AgCl 小了许多 (2)ZnO + H2S = ZnS + H2O (3)H2S(g) + 1/2 O2(g) = H2O(g) + S(s) ZnS(s) + 1/2 O2(g) = ZnO(s) + S(s) (4)周期数4,V11B,錳,Mn 第 7 题(分) (1)NH3。 (2)氢气:H2(? ) ,氮气:N2(? ? ?
2 2 2 2 2 3

(2 分)
Θ

ΔΗ = –242 kJ/mol ΔΗΘ = –161 kJ/mol

(1 分) (2 分) (2 分)

(1 分) ) ,氧气:O2(? ? ? )
3

(3)剩余 1/3 V N2 表明该气体(水溶液)中有 N,能和 V Cl2 反应生成 1/3 V N2, 且产物易溶于水的是 NH3。 (4 分) 2 NH3 + 6 Cl2 = N2 + 6 HCl 第 8 题( 8 分 ) 周期数 (1) (2) (3) (4) 4 4 3 4 族 Ⅷ ⅠB ⅢA ⅦB 元素符号或原子序 Co 或 27 Cu 或 29 Al 或 13 Mn 或 25 (2 分)

每空 0.5 分 第 9 题( 12 分 ) (1) O

(2) (3 分) N 3 O 2

H H
(3)原子 化合价 H 1

N H HH

(3 分)

氧化值 +1 +1 -2 (4)H3N…H—OH ? H3N—H …OH; H3N—H …OH ?H3N…H—OH ? H3N?+ H2O

(3 分) (3 分)
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