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05年北京化学竞赛试题(高二)

时间:2010-04-24


2005 年北京市高中学生化学竞赛试卷(高中二年级)第 1 页(共 8 页)

2005 年北京市高中学生化学竞赛试题(高中二年级)
2005 年 4 月 17 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。 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 Li 6.941 Si 28.09 1 24 2 4 3 10 4 12 5 8 6 6 7 6 8 8 9 10

北 京
10 6 11 6 总分 100

第一题 单选或多选题(共 24 分) (选对一个答案得 2 分,多选一个错误答案扣 1 分) 1.体积、物质的量的浓度均相等的 NaCl 和 NaF 两份溶液中阴离子总数关系正确的 是 。 A) 前者多 B) 后者多 C) 相等 D) 无法判断

2.大量生产次氯酸钠(漂白液)的主要方法是 。 A)电解 NaCl 水溶液制取 Cl2 气后通入 NaOH 水溶液 B)电解 NaCl 水溶液直接得到 NaClO 水溶液 C)浓盐酸和 MnO2 反应制取氯气后通入 NaOH 水溶液 D)浓盐酸和 KMnO4 反应制取氯气后通入 NaOH 水溶液

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3.导电仪测得液态 BrF3 具有微弱的导电性,表示 BrF3 液体中有阴、阳离子 X 和 Y。X 和 Y 也存在于 BrF2SbF6 、KBrF4 、(BrF2)2SnF6 等化合物中,则下列的电离式正确的 是 。 A) BrF3 B) BrF3 Br3+ + 3F? BrF2+ + F C) 2BrF3 D) 2BrF3 BrF2+ + BrF4? BrF4? + Br3+ + 2F?

4.美国 Gokel 教授研制了氧化还原型电控分子开关——蒽醌套索醚电控开关。它是
O O O O O O

[a]
O O

O O O

O O

O O O

[b]

使冠醚“胳膊”阴离子化,从而加强对流动阳离子的束缚力,达到“关”的作用。下列 说法正确的是 。 C)A 为“关闭”状态 D)A 的分子式为 C25H30O8

A

B

A)[a]过程是氧化反应 B)通过[b]过程达到“开启”状态

5.a mol 铁粉和硫粉 b mol 混合均匀(a ? b),隔绝空气加热充分反应。然后向反应物中加 入足量稀硫酸,将产生的气体完全燃烧,消耗氧气物质的量是 A) 1.5 a B) a + 2b
OH



C) a + 2.5b

D) 0.5a + b

6. 乙醛,丙醛,环己醇( 物的平均摩尔质量应为 A) 46.1 。

)的混合液中,氢元素的质量分数为 10%,则此混合

B) 52.2

C) 53.3

D) 62.4 x C (g),达

7.在一恒定的容器中充入 2 mol A 和 1 mol B 发生反应:2 A (g) + B (g)

到平衡后,C 的体积分数为ω%,若维持容器的容积和温度不变,按起始物质的量 A:0.6 mol,B:0.3 mol,C:1.4 mol 充入容器,达到平衡后,C 的体积分数仍为ω%, 则x值 应 B) 只能为 3 述信息判断下列推论正确的是 。 C) 可能是 1,也可能是 3 D) 可能是 2,也可能是 3 A) 只能为 1

8. 已知 0.1 mol/L Na2CO3 溶液的 pH = 10,0.1mol/L 的 NaAlO2 溶液的 pH = 12,根据上 。
2-

A) 通入适量 CO2 于 AlO2?溶液中,有 CO3 生成 B) 等物质的量浓度的 NaHCO3 和 Na AlO2 溶液前者 pH 大于后者 pH C) HCO3?只能跟 Al 反应,而不能跟 AlO2?反应
3+

D) NH4 、AlO2?、HCO3?不能大量共存于同一溶液中
+

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9.2001 年报道硼和镁形成的化合物刷新了金属化合物 超导温度的最高记录。右图示意的是该化合物的晶体结 构单元:镁原子间形成正六棱柱,且棱柱的上下底面还 各有一个镁原子;6 个硼原子位于棱柱内。则该化合物的化学式可以表示为是 A) MgB B) MgB2 C) Mg2B D) Mg3B2
沉 淀 质 量 /g
镁原子 硼原子



10. 准确称取 6g 铝土矿样品(含 Al2O3、Fe2O3、 SiO2) ,加入 100mL 硫酸溶液,充分反应后向滤液 中加入 10mol?L?1 NaOH 溶液,产生沉淀的质量与 加入溶液体积的关系如图右所示,则所用硫酸溶液 的物质的量的浓度应该为 A) 3.50 mol?L?1 B) 1.7 mol?L?1 。

0

34 45 NaOH 溶液体积 /mL

C) 0.85 mol?L?1 D) 无法计算

第二题(共 4 分)Li2O2 和 Na2O2 都可用于航天飞船制造宇航员赖以生存的氧气。 (A)它们在载人飞船里会自动产生氧气,并去除飞船内不需要的气体,这个过程涉及 的化学方程式是: (B)载人宇航飞船的设计师宁愿用价格较贵的 Li2O2 而不用 Na2O2 获得氧气。其最主要 的原因是 第三题(共 10 分) 铜无论是在化学中还是在工业、国防或日常生活中都是一种非常重 要的金属。铜的化合物的颜色变化也是丰富多彩的。请从化学组成、结构和化学反应的 角度来解释下列与颜色有关的现象: 1. 导线中的铜丝是紫红色,铜钥匙是黄色;青铜塑像是深灰色,为什么(从组成上说 明)?

2. 硫酸铜的水溶液是浅蓝色,受热的蓝色硫酸铜晶体却变成白色粉末;

3. 往硫酸铜水溶液中加入足量氨水后变成蓝紫色(用反应方程式说明发生的变化) ;

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4. 往硫酸铜溶液中加入 KI 会析出白色沉淀,而溶液由蓝色变成棕色;

5. 薄铜片会慢慢溶解在氯化铁(Ⅲ)溶液中,该溶液由棕色逐渐变成蓝绿色。 第四题(12 分)仔细研究 BF3、NF3、IF3 中的化学键,就这 3 种分子分别回答下列问题: 1. 画出它们的电子结构式,即用点或线标明各原子的价电子结构;

2. 推测它们的几何结构,说明在这 3 种分子中,键角的变化情况;

3. 分别说明它们是极性分子,还是非极性分子,并说明理由。

第五题(共 8 分)RX 是第二周期和第三周期两种非金属元素(1 : 1)化合形成的晶体。 它的天然矿物称为莫瓦桑石(Moissanite) ,曾大量合成用作磨料,1997 年,发明了它的 透明单晶的合成法。用合成的莫瓦桑石透明单晶制作的首饰甚至比钻石更美丽(更显光 彩、更透亮)、更轻(对比:金刚石密度 3.5 g/cm3, 莫瓦桑石密度 3.24g/cm3)、更耐火(热 至 1500oC 不分解) 、更显光彩、更透亮,价廉物美,巧夺天工,仅硬度较差,但仍是已 知固体中第三种硬度最高的(对比:金刚石的硬度为 10,莫瓦桑石为 9.25) 。RX 的摩尔 质量 40.1 g/mol,有多种不同的晶体结构,其中最常见的一种的晶胞是六方的,这种晶 胞是一个平行六面体,棱长分别为 a = b = 3.073x10-8cm,c = 15.07x10-8cm,面夹角分别 为 α = β = 90o, γ = 120o。 1.写出莫瓦桑石的化学式 。

2.莫瓦桑石是原子晶体、分子晶体、离子晶体还是金属晶体? 3.莫瓦桑石的上述晶胞里有几个原子?给出计算过程。原子数取整。

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4.如何理解莫瓦桑石的密度比金刚石小? 第六题(共 6 分)脱除石油炼厂气中 H2S 的两种方法是:干法用 ZnO,湿法用 HOCH2CH2NH2(乙醇胺)溶液。两个反应的方程式为:

乙醇胺的沸点 170.8℃,和水完全互溶,碱性略强于 NH3?H2O。为什么工业上用 HOCH2CH2NH2 而不用 NH3?H2O 脱硫(H2S)?

第七题(共 6 分)以石墨为电极,通电电解含酚酞的 KI 溶液(无色) 1. 阴、阳极的电极反应和阴、阳极区溶液呈现的现象是: 阳极电极反应式 阳极区现象 阳极电极反应式 阳极区现象

2. 观察到以上现象时停止通电,摇匀电解液,恢复成(几乎)无色,为什么?

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第八题(共 8 分)为了利用天然气矿中的甲烷,有人设计了如下两个化学反应: 2CH4(g) + H2O(l) = C2H5OH(l) + 2H2(g) ① CH4(g) + 1/2 O 2 (g) = CH3OH(l) ② Θ Θ 已知:298K,P 下 物质 Δ fΗ m(kJ/mol)

Δ fGΘm(kJ/mol)

H2O(l) —285.84 —237.19 CH4(g) —74.85 —50.79 CH3OH(l) —238.57 —166.23 C2H5OH(l) —277.63 —174.77 CO2(g) —393.51 —394.38 Θ 1. 请用计算结果判断,反应①和②在常温常压下(298K,P )实现的可能性如何?

2. 对于常温常压下不可能实现的反应,当选用“高效催化剂”之后,能否变为常温常 压下可实现的反应?为什么?

3. 对于可能实现的反应, 请利用ΔrGΘm = –RTlnKΘ从理论上求出 298K, 下其平衡常数 P Θ K 。 若该反应为可逆的话, 讨论温度、 压力等外界条件对化学平衡的影响。 = 8.314 (R
Θ

J/mol?K)

4. 若将 CH4 与 O 2(或空气)制造燃料电池 (1) 这个电池放电时发生的化学反应方程式为:

(2) 电池中电极发生反应 负极发生的反应是 正极发生的反应是 向外电路释放电子的电极是

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(3) 请根据ΔrGΘm = –nFEΘ的关系式求出该电池的电动势 EΘ(F 为法拉第常数,F = 96500 库仑) 。

第九题(共 10 分)化合物 A、B 分子式均为 C8H15Cl3,经乙醇的氢氧化钠溶液处理,A 得到 C 和 D,而 B 得到 C 和 E。在热的酸性高锰酸钾处理后,C 得到 1 mol 丁二酸同时 放出气泡,D 得到乙酸和丙二酸各 1 mol 并放出气泡,而 E 得到 2 mol 乙酸和气泡。请 给出 A、B、C、D、E 的结构简式。

第十题(共 6 分)化合物 A(C8H8O2) ,在铁粉催化下与氯反应,一元取代物有两个异 构体。经热的酸性高锰酸钾处理后,A 转变为 B,B 在铁粉催化下与氯反应只得到一种 一元取代物,B 可与 NaHCO3 放出气泡。B 在催化剂存在下与乙二醇反应,可得一高分 子化合物 C。请写出 A、B、C 的结构简式。

第十一题(共 6 分)含 I2 的水溶液 100 mL,其中含 I2 10.00 mg,用 90 mL CCl4 按下述 两种方式进行萃取: (1)用 90 mL,一次萃取; (2)每次用 30 mL,分三次萃取。试计 算并比较两种方式的萃取效率 E。 K= cI2 (
CCl 4

/ cI2 2 =85 ,K 为被萃取物在各相中浓度之
H O

比;萃取效率为被萃取物质在萃取相中的总量与被萃取物质的总量之比。 )

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