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2008北京化学竞赛试题及答案(高一)


2008 年北京市高中学生化学竞赛试卷(高中一年级) 第 1 页

(共 8 页)

2008 年北京市高中学生化学竞赛试卷 (高中一年级)
2008 年 4 月 20 日下午 2:00-4:00
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


8 10 9 10


10 6 总分 100

1 24

2 10

3 8

4 6

5 8

6 8

7 10

He
4.003

B
10.81

C
12.01

N
14.01

O
16.00

F
19.00

Na
22.99

S
32.07

Cl
35.45

Cu
63.54

Ag
107.9

第一题 单选题(共 24 分,每个答案得 3 分) 1.二十世纪末期,世界重大科技成果之一是发现了 114 号、116 号、118 号三 种元素,下列关于 118 X 的说法不正确的是 A 。 A.摩尔质量是 293g C.最外层有 8 个电子 B.中子数与电子数之差为 57 D.位于周期表第七周期 2.NH3 是极性分子,CH4 是非极性分子,其原因是 C 。 A.NH3 分子中含极性键,而 CH4 分子中不含极性键 B.NH3 分子是非对称性分子,而 CH4 分子是对称性分子 C.NH3 分子的正负电荷重心不叠合在一起,而 CH4 分子的正负电荷重心叠 合在一起 D.NH3 分子中正负电荷值不相等,而 CH4 分子中正负电荷值相等
293

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3.A、B、C 为三种短周期元素,A、B 同周期,A、C 的最低价离子分别为 A2?、C?,其离子半径 A2?? C?。B2+与 C?具有相同的电子层结构,下属叙述一 定不正确的是 B 。 A.它们的原子序数 A? B? C C.离子半径 A2?? C?? B2+ B.它们的原子半径 C? B? A D. 原子核最外层上电子数 C?A? B 4.下列反应的离子方程式不正确的是 B 。 A.硫酸氢钠溶液中加过量 Ba(OH)2 溶液: Ba2+ + OH? + H+ + SO42? == BaSO4? + H2O B.含 0.1mol FeI2 的溶液中滴加含 0.05mol Cl2 的氯水: 2Fe2+ + 4I? + 3Cl2 == 2Fe3+ + 6Cl? + 2I2 C.氯化铝溶液中滴加过量氨水: Al3+ + 3NH3 ? H2O == Al(OH)3? + 3NH4+ D.用碳酸钠溶液吸收少量二氧化硫: 2CO32? + SO2 + H2O == 2HCO3? + SO32? 5.NA 为阿伏加德罗常数,下列说法中正确的是 C 。 A.7.8g Na2O2 含离子总数为 0.4NA B.9g D2O 含有的中子数为 5NA C.常温常压下,4g 氦气体含有的原子数为 NA D.标准状况下,22.4L SO3 含有的分子数为 NA 6.等体积、等物质的量浓度的硫酸、氢氧化钠溶液分别放在甲、乙两烧杯中, 各加等质量的铝,生成氢气的体积比为 5:6,则甲、乙两烧杯中的反应情况可 能分别是 B 。 A.甲、乙中都是铝过量 C.甲中酸过量,乙中铝过量 B.甲中铝过量,乙中碱过量 D.甲中酸过量,乙中碱过量 7.元素 X 能分别和 B、N、O 形成二元化合物,在这些二元化合物中各元素 的质量分数分别是:B 16.2%;N 19.7%;O 29.7%。它们的相对分子质量分别 为 54、68 和 71(未按顺序) ,则下列说法中正确的是 A 。 A.X 可能是氟元素 B.X 可能是金属元素 C.X 可能是氢元素 D.不能确定 X 为何元素 8. 在热的硫酸溶液中溶解 11.4g FeSO4。 当加入 50mL 0.50mol/L KNO3 溶液后, 2+ 3+ 使其中的 Fe 全部转化为 Fe 。KNO3 溶液也完全反应,并有 NxOy 气体逸出, 此 NxOy 气体为 D 。 A.N2O C.NO2 B.N2O3 D.NO

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第二题(共 10 分)A、B 是元素周期表前三个周期中同一族的两种非金属 元素。B 元素的原子序数是 A 元素的 2 倍。A 与 B 反应可生成两种化合物 BA2 和 BA3, 这两种化合物溶于水可分别生成两种酸, 两种酸的强度不相同。 试以化学式和反应方程式回答下列问题: (1) A 与 B 分别是什么元素?(共 1 分) A是O B是S (共 1 分)

(2) BA2 和 BA3 是什么化合物?(共 1 分) BA2 是 SO2 BA3 是 SO3 (共 1 分)

(3) 这两种化合物在水中发生什么反应?(共 3 分) SO2 + H2O = H2SO3 SO3 + H2O = H2SO4 (共 1 分)

(4) 两种酸中哪种酸强,哪种酸弱?(共 2 分) H2SO3 为弱酸 H2SO4 为强酸 (共 1 分)

(5) 它们 (A、 与 H2 形成的化合物分别是什么?在性质上有何差别? B) (共 3 分) O2 + 2H2 = 2H2O 一种中性化合物; (1.5 分) S + H 2 = H 2S 它在水中是一种弱酸(1.5 分) 第三题(共 8 分)请设计一个实验方案,将一溶液中含有的 Al3?、Ba2?、Fe3? 离子进行分离。并请写出各步反应的化学方程式。
混合液 H2SO4 BaSO4 Al3+、Fe3+ 过量NaOH Fe(OH)3 _ Al(OH)4

硫酸、过量氢氧化钠各 1 分; 硫酸钡 1 分;氢氧化铁、铝 酸根共 1 分

Ba2? + SO2? = BaSO4? (1 分) ? ? H + OH = H2O (1 分) 3? ? Fe + 3OH = Fe(OH)3? (1 分) 3? ? Al + 3OH = Al(OH)3 Al(OH)3 + OH? = Al(OH)4 ? (1 分) 或写成 Al3? + 4OH? =AlO2? + 2H2O 也可。

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第四题(共 6 分)请写出下列反应的化学方程式: (1) KMnO4 滴加到 NaOH(? 2 mol/L)中,溶液呈绿色(MnO42?) 4MnO4? + 4OH? == 4MnO42? + O2 + 2H2O (2 分) (2) 无 O2 条件下,Fe(OH)2 转化为 Fe3O4 3Fe(OH)2 == Fe3O4 + H2 + 2H2O

(2 分)

(3) 在 MnO2 催化下,KClO3 热分解产物中有少量 Cl2(请写出 KClO3 热分解生成 Cl2 的反应式) 2KClO3 或:4KClO3 或:8KClO3 K 2O + Cl2 + 2.5/2O2 2K 2O + 2Cl2 + 2.5O2 4K 2O + 4Cl2 + 5O2 (2 分)

若把反应方程式分步写,如正确照样给分,不写下面解释也可。 配离子 Ag(NH3) 2+ 在水溶液中存在离解平衡,当加入 HNO3,使 NH3 变成 NH4+,NH4+不是配离子,这样使平衡向右边移动,产生 Ag+。这样便再次 生成 AgCl 沉淀。 第五题(共 8 分)硝酸银的制法是将银(含铜)溶于硝酸,蒸发结晶制得。 这样制得的硝酸银产品含有硝酸铜。查得(甲)硝酸银、硝酸铜的分解温度 分别为 713K、473K。反应式如下: 2AgNO3=======2Ag+2NO2+O2 2Cu(NO3)2======2CuO+4NO2+O2 (乙)AgOH 难溶,Cu(OH)2 更难溶。 (1) 从上述含有硝酸铜的产品中获取纯硝酸银, 还需要哪些必要的操作, 请简述操作过程。 分) (6 (2) 硝酸银和碳酸氢钠混合物 5.08g,在 773K 加热直到不再放出气体为 止,冷却,再加入足量的硝酸,然后把所得溶液蒸干,得到无水盐 5.1g,原混合物的质量是多少克?(2 分) (1)其一法为:将含有硝酸铜的产品加热到 473K 以上(在 713K 以下) , 硝酸铜分解为 CuO,冷却后溶解过滤,蒸发溶液得到硝酸银。其二法为: 将产品溶于水,加入新制的 AgOH(若写 Ag 2O 也给分)和 Cu2?作用转化成 Cu(OH)2 沉淀,过滤,蒸发滤液,得到硝酸银晶体。 (2)3.4g NaHCO3~~~~~NaNO3 △m 84g 83g 1g x (5.1-5.08)g x = 1.68g m(AgNO3) = (5.08-1.6)g = 3.4g

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第六题(共 8 分)在 Al2O3、Ni 催化下气态甲酸发生下列反应: (1)甲酸(g) ==== CO (g)+ H2O (g) (2)甲酸(g) ==== CO2 (g)+ H2(g) 甲酸的化学式为: HCOOH(2 分) 。 在适当温度和催化剂作用下,发生下列反应: (3)CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) 反应的 ΔΗ Θ(3)为何值? ΔΗ Θ(3)=ΔΗ Θ(1) ?ΔΗ Θ(2) CO2(g) + H2(g) = CO(g) + H2O(g) ΔΗ Θ(3)=41.0kJ/mol (3 分) 查得气态甲酸的生成焓为?386.5kJ/mol,由此可知 CO2 的生成焓为: ?393.5kJ/mol (3 分) 分) 。 (3 第七题(共 10 分)含 Na2SO3 和 H2SO4 的 B C 溶液,从 A 处以 10.00 mL/s 流速进入反应 器。B 处加入氯水(0.080 mol/L) ,流速 D A 反应器 为 1.50 mL/s 时,四价硫全被氧化。C 处 加入 0.100 mol/L NaOH,流速为 7.10 mL/s 时,D 处流出液呈中性,求原溶 液中 Na2SO3、H2SO4 的浓度。 氯水和 H2SO3 的反应方程式为: Cl2 + H2SO3 + H2O == H2SO4 + 2HCl (2 分) 设:Na2SO3(或 H2SO3)浓度为 x 10.00 x = 0.080 ? 1.50 x = 0.012 mol/L (4 分) Cl2 氧化 H2SO3,生成 2 倍(于 H2SO3)的 H+, 设:H2SO4 浓度为y (0.100 ? 7.10)-(10.00 ? 0.012 ? 2)=10.00 y ? 2 y=0.024 mol/L (4 分) 原溶液中 Na2SO3 为 0.012 mol/L,H2SO4 为 0.024 mol/L。 第八题(共 10 分)Ag+ 和 Cl? 反应,每次反应生成的 AgCl 均有 10%见光 分解成单质 Ag 和 Cl2。Cl2 又可在水溶液中歧化生成 HClO3 和 HCl。形成的 Cl?与剩余的 Ag+ 作用生成 AgCl,??。这样循环往复直到反应完全。 (1) 请写出上述各步反应的化学方程式; 分) (5
Ag+ + Cl- == AgCl 2AgCl ==== 2Ag + Cl2 3Cl2 + 3H2O == 5HCl + HClO3


ΔΗ Θ(1)=34.0 kJ/mol(吸热) ΔΗ Θ(2)= ?7.0 kJ/mol(放热)

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(2) 现有含 1.1mol/L 的 NaCl 溶液,加入足量的 AgNO3 溶液,最后反应 可生成多少克 Ag 和 AgCl 的混合物,若溶液为 1L,则 H+ 浓度为多 少?(5 分) 60AgNO3 + 55NaCl + 3H2O = 6Ag + 54AgCl + HClO3 + 55NaNO3+ 5HNO3 难溶物的质量为 167.9g + c(H )==0.12 mol/L 第九题(共 10 分)A、B、C、X 均为常见的纯净物,它们之间有如下转化 关系(副产品已略去) 。 A +X, 一定条件 反应① B +X, 一定条件 反应② C

试回答: (1)若 X 是强氧化性单质,则 A 不可能是 d、e (2 分) 。 a. S b. N2 c. Na d. Mg e. Al (2)若 X 是金属单质,向 C 的水溶液中滴入 AgNO3 溶液,产生不溶于稀 HNO3 的白色沉淀,则 B 的化学式为 FeCl3 (1 分) 溶液在贮存时应加 ;C 入少量 X,理由是(用必要的文字和离子方程式表示) : 2Fe3+ + Fe === 3Fe2+ 保证溶液中 Fe2+为主(1 分) 检验此 C 溶液中金属元素价态的操作方法是: 向溶液中滴加少量 KSCN 溶 液,无明显现象,通入少量 Cl2 溶液呈血红色(2 分) (3)若 A、B、C 为含某金属元素的无机化合物,X 为强电解质,A 溶液与 C 溶液反应生成 B,则 B 的化学式为 Al(OH)3 (1 分) 的化学式可能为 ,X (写出不同类物质) HCl (1 分)或 NaOH (1 分) , 反应①的离子方程式为 AlO2 + H+ + H2O == Al(OH)3 (1 分) 。 或 Al3++3OH === Al(OH)3 得分
- -

,或 Al(OH)4 + H+ == Al(OH)3 + H2O 也可


第十题(共 6 分)现有 A、B、C、D、E 为第二、三周期中的五个元素, (五 个元素均不是稀有气体) 它们的原子序数逐一增大; 元素最外层电子数是 A 内层电子数的二倍;C、D 有相同的最外层电子数,且核电荷数之和为 24; B、C、E 最外层电子逐一增加,请问 A、B、C、D、E 各为什么元素,B、 C、D、E 各有多少未配对电子。 A:6 C 0 B:7 N 未配对电子 3 C:8 O 2 D:16 S 2 E:17 Cl 1 (共 3 分) (共 3 分)

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