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第五届全国中学生数理化学科能力展示活动答案(高二)


第五届全国中学生数理化学科能力展示活动
高二化学参考答案及评分标准
一 、 选 择 题 (本 题包 括 10 个 小 题 , 每题 5 分 ,共 50 分 。 每 小 题有 1 或 2 个 选 项 符 合 题 意 ,少 选 得 2 分 ,多 选 或 错选 不 得分 )

题 号 答 案

1 B

2

B

3 C

4 B

5 A

6 CD

7 B

8 C

9 BC

10 AC

二、填空及实验(本题包括 4 小题,共计 20 分) 11. 63.19 (3 分) 12.(1)HCl ; (2)浓盐酸,浓硫酸 ; (3)减缓流速。 (每空 1 分) 13. 125 ; 98 ; 27 ; 很活泼 ;吸收。 (每空 1 分) 14. 92%(8 分) 三、解答及证明(本题包括 4 小题,共计 40 分) 15.(1)5mol· -1(2 分) L (2)n(Na2S2O3· 2O):n(Na2SO3):n(Na2SO4)=4:1:1(2 分) 5H (3)①0<a≤0.05 b=112a ②a≥0.05 b=5.6 (此空和图共 4 分)

16. 钠在有限的空气中燃烧可能有 Na2O、Na2O2、Na3N 等产物。 据题意知: n(Na)=0.500 mol ;n(O2)=0.0100 mol 由方程式 2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑可计算出 n(Na2O2)=0.0200mol, (2 分) 由钠守恒知 c (NaOH) =0.500mo1· -1, mL 溶液中 n L 25 (NaOH) =1.25× -2mol 10 -2 n(HCl)=1.35× 10 mol>n(NaOH) ,说明溶液中还有氨水。 原 1L 溶液中 n(NH3· 2O)=40× H 0.100× -2 mo1=4.00× -2mol 10 10 由方程式 Na3N+4H2O=3NaOH+NH3· 2O 可计算出 n H (Na3N) =0.0400mo1 (2 分) 则钠在空气中燃烧产物的成分及物质的量为: n(Na3N)=0.0400mo1

n(Na2O2)=0.0200mol n(Na2O)=(0.500 mo1-0.0400 mo1× 3-0.020 mo1× 2)/2=0.170 mo1(2 分) 17.(1)这些地区的机动车辆过多(1 分) (2)酸雨、臭氧层空洞、光化学烟雾(2 分) (3)除尘器由金属 A 和悬在管中的金属丝 B 组成,A 接高压电源正极,B 接在高压电源负极。A、B 之间有很强的电场,空气分子被强电场电离为电 子和正离子。 正离子跑到 B 上得到电子又变成空气分子, 电子在奔向 A 的过 程中,遇到烟气中的悬浮颗粒,使悬浮颗粒带负电,吸附到 A 上,排出的气 体就较为清洁了。 分) (3 (4)2KIO3+5SO2+4H2O→I2+3H2SO4+2KHSO4(2 分) (5) 由关系式 MnO4-~5Fe2+及题意计算, SO2 反应的 MnO4-的物质的量: 与 0.0200× 25.00-0.1000× 22.48/5=0.0504mmol 又由关系式 5SO2~2MnO4-得, n(SO2)=2.5× 0.0504=0.1260mmol=8.07mg 则空气中 SO2 的含量为 1.61mg/m3(4 分) 18.证明: (1)假设:有机相的体积为 V 0 (L) ;水相的体积为 V a (L) ;萃取前 溶质的质量为 m ; (g)一次萃取后溶质在有机相中的质量为 m (g) 浓度为 c (g/L) ; 0 0 一次萃取后溶质在水相中的质量为 m a (g) ;浓度为 c a (g/L) ;分配常数为 K 根据分配定律:K = K=
m0 / V0 ma / Va C0 Ca

=

(m ? ma ) / V0 ma / Va
1 V0 Va

(3 分)

∴ m a = m·

1? k

根据题意 V 0 = V a ∴ m a = m · 1

1? K 1 1? K

即一次萃取后溶质在水相中的残留量 m a 为原质量(m)的 (2)由上述可知,一次萃取后溶质在水相中的质量为: m a (1) = m ·
1 V0 Va
1 10

(4 分)

1? k

据题意: V0= m a (1) = m ·

Va 代入上式得: = m· 10 (2 分)
10 ? K

1 V / 10 1 ? K ·a Va

同理,二级萃取时,溶质在水相中的质量为:

m a (2) = m a (1)

10 10 ? K

=m(

10 )2(1 10 ? K

分)

三级萃取时,溶质在水相中的质量为: m a (3)= m a (2)
10 10 ? K

=m(

10 )3(1 10 ? K

分)

n 级萃取时,溶质在水相中的质量为: m a (n)= m a (n-1)
10 10 ? K

=m(

10 )n(1 10 ? K

分)

∴当 n = 10 时,则溶质在水相中的残留质量为: m a (10)= m (
10 )10(2 10 ? K

分)

第二部分
1.(1) (2) (3)

选做题

选做题 1 《有机化学基础》试题 -CH2-C≡CH (3 分) ; -CH2-CBr2-CHBr2(3 分) (4 分) (4 分)

(4)消去 (2 分) (5)加成(2 分) 2.(1) .β (2 分) 共找到 7 个 C-O-C 键(3 分) (2) .对二甲苯 (2 分) “瘦长”对二甲苯可“钻入”环糊精的腔内,而由于 腔的内直径不是很大,无法容纳间二甲苯和邻二甲苯。 分) (4 (3) H2N- .a. - -NH2(3 分) 3 b. 1.868nm (6 分) c. 1.364(6)g/cm3(6 分) 选做题 2 《化学反应原理》试题

1. 得到银的化学过程:Zn+2Ag+→Zn2++2Ag 与银在银片上的电化学沉积(同 时有锌溶解)平行地进行。 若对于每 1mol 参加反应的锌,有 x mol 的锌在电化学过程中溶解,则同时 有 2x mol 的银在银电极上沉积。于是在化学过程中被溶解的锌为(l-x)mol, 同时在锌电极上被沉积的银则为 2(l-x)mol。根据题给条件,两个电极上的增 量相等: 108× 2(l-x)-65x-65(1-x)=108× 2x 由此可得:x=0.35mol 即有 0.35mol 的锌参与电化学过程,原电池的有效功率为 35%。 2. (1)H3PO4 H++H2PO4—(1 分)
电离都是很弱,则近似处理,c(H+)=c(H2PO4—) c(H3PO4)≈

1.00 g ? mL?1 ? 1000 mL / L ? 0.05% =0.0051mol/L(2 分) 98 g ? mol ?1

K1a=

? c( H ? ) ? c( HPO4 ) c 2 ( H ? ) ≈ ≈10-2.12(1 分) c( H 3 PO4 ) c ( H 3 PO4 )

c( H ? ) ? K a1c( H 3 PO4 )
= 10
? 2.12

1.00 g ? mL?1 ? 1000 mL / L ? 0.05 % ? (1 分) 98 g ? mol ?1


=6.22x10 3 mol/L pH=2.21(1 分)

(2)苯甲酸钠作为防腐剂。pH=2.21 说明可乐酸性较强,在如此的酸性条 件下使饮料腐败的细菌很难存活!而其它碳酸饮料酸性较弱。 分) (4 2+ (3)人体存在[骨钙]和[血钙]的生理化学平衡:Ca (血钙)≒Ca2+(骨钙) , 当摄入可乐,磷酸根离子会和血钙离子反应生成难溶的磷酸钙沉淀。从而血 钙浓度降低,由勒夏特列原理,平衡向左移动,骨钙来不断补充血钙,最终 骨钙浓度大大减小,造成人体骨质疏松。 分) (4 (4)对于含 n 个 P 原子的多聚磷酸,其 K1、K2……Kn 相近,而 Kn Kn+1, 所以当用 NaOH 液滴定它们时,可“同时”滴定第 1、2……共 n 个质子,最后 再中和第 n+1、n+2 个质子。尽管多聚磷酸的链可长、可短(即 n 不同) , 但最后滴定的是首末端 P 原子上的 OH,只有 2 个是不会变的。按题意,滴 定最后 2 个 OH 耗(50.0-42.0=8.0ml )NaOH 液,即每个和 P 原子相连的 P-OH 耗 4.0mL 碱液,则 n 为 42.0/4.0=10.5(个磷原子) 分) (8


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