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2013年北京市高中学生高一高二化学竞赛试卷


2013 年北京市高中学生化学竞赛试卷 (高中一年级) 2013 年 4 月 14 日下午 14:00-16:00 北
题号 满分 得分 评卷人 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总 分 100



16

4

9

7

8

/>
5

7

9

10

13

12

· 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 C 12.01 N 14.01 O 16.00 Na 22.99 Al 26.98 K 39.10 S 32.07 Cl 35.45 Cu 63.55 Ag 107.9

第 1 题 选择题(16 分) (每选 2 分,多选,对一错一不得分,无负分) (1)荧光棒发光的原理是利用 H2O2 氧化草酸酯产生能量,该能量传递给荧光物质而发光。 草酸酯是一种粘稠度较高的有机化合物。下列说法不正确的是( ) ... A.荧光棒发光,凑近可燃性气体,会导致气体燃烧 B.当荧光棒亮度减弱时,敲打荧光棒亮度可能增强 C.荧光棒放入冷冻室亮度可能减弱甚至消失 D.荧光棒发光是化学能转化为热能,热能转化为光能 (2)碘可能呈金属性,下列事实能说明这一事实的是( A.已经制得 I(NO3)3、I(ClO4)3?2H2O 等含 I3+ 的化合物 B.已经制得 IBr、ICl 等卤素互化物 - C.碘易溶于 KI 溶液形成 I3 D.I4O9 可以看成是碘酸盐 (3)能正确表示下列反应的离子方程式为( ) A.向碳酸氢镁溶液中滴加少量石灰水: - - Mg2+ +2HCO3 +2Ca2+ +4OH =Mg(OH)2↓+2CaCO3↓+ H2O B.在强碱溶液中,次氯酸钠与氢氧化铁反应生成 Na2FeO4 : - - - 3ClO + 2Fe(OH)3 = 2FeO42 +3Cl + H2O + 4H+ C.向 NaAIO2 溶液中通入过量的 CO2 制取 AI(OH)3 - - AIO2 + CO2 + 2H2O = AI(OH)3↓+ HCO3 D.漂白粉[主要成分 Ca(ClO)2,Ca(OH)2]在空气中失效: - - ClO + CO2 + H2O = HClO + HCO3 )

(4)主族元素 M 和 N,M 位于短周期,且 M2 和 N+ 的电子数之差为 8,则下列说法正确 的是( ) A.M 和 N 的原子序数之差为 11 B.M 和 N 的原子序数之和为 11 C.M 和 N 的最外层电子数之和为 8 D.M 和 N 的最外层电子数之差为 8 (5)将 Cl2 通入熔融的硫磺制得 S2Cl2,S2Cl2 是黄红色油状发烟液体,遇水分解出无色有刺 激性气味的气体,且溶液变浑浊;S2Cl2 与 NaOH 溶液反应得到澄清溶液。S2Cl2 在合成橡胶, 硬水软化等方面有着重要应用。有关 S2Cl2 的叙述正确的有( ) A.S2Cl2 的结构简式: Cl-S-S-Cl B.S2Cl2 和水反应中,氧化剂还原剂物质的量之比为 1:1 C.S2Cl2 和 NaOH 水溶液反应,氧化与还原产物物质的量之比为 1:1 D.13.5g S2Cl2 和 NaOH 反应电子转移数为 0.1NA (6)海水中主要含有 Na+ 、K+、 Mg2+、Ca2+、Cl 、Br 、SO42 、HCO3 、 CO32 等离子, 火力发电时排放的烟气可用海水脱硫,其工艺流程如下图所示:
海水 含 S O 2的 烟气 氧气 海水
- - - - -



吸收塔

氧化

稀释

排放

脱硫后的烟气

下列说法错误的是( ) ... - - A.海水 pH 约为 8 的原因主要是天然海水含 CO32 、HCO3 - - - B.氧化主要是氧气将 HSO3 ,SO32 ,H2SO3 氧化为 SO42 C.“反应、稀释”的目的是中和、稀释后再排放 - D.经稀释“排放”出的废水中 SO42 浓度与海水相同 第 2 题( 4 分) + - 作为溶剂 NH3 和 H2O 相似,能发生电离 NH3 + NH3 NH4 + NH2 + - (H2O + H2O H3O + OH )请写出在液 NH3 中发生中和反应的离 子方程式。

金属在液 NH3 中的活动顺序,大体上和金属在水中活动序相似,请写出在液 NH3 中发生下列 化学反应的原因。 + - Mg + 2Na + 2I = 2Na + MgI2 + - Al + 3Na + 3NH2 = Al(NH2) 3 + 3Na

第 3 题( 9 分) 向 5.0mL 0.20mol/L CuSO4 溶液中滴加 0.20mol/L 的 NaOH 溶液, 当加入 7.5mL NaOH 溶液 2+ 时,溶液中 Cu 几乎全部沉淀,请给出沉淀物的化学式。

第 4 题( 7 分) (1)用 NaOH(aq)、KOH(aq)吸收 CO2。有关数据见下表: NaOH 溶解度 g/100gH2O,20℃ 109 选用哪种试剂(aq)更有效?主要理由是: KOH 112 NaHCO3 9.6 KHCO3 33.2

(2)用饱和 Ca(OH)2、Ba(OH)2 溶液检验 CO2: M(OH)2 + CO2 = MCO3 + H2O 有关数据见下表: Ca(OH)2 溶解度 g/100gH2O,25℃ 0.165 选用哪种饱和液?主要理由是: Ba(OH)2 3.89 CaCO3 0.0002 BaCO3 0.00022

第 5 题( 8 分) 活泼金属 K、Na、Mg 都能和 CO2 反应,但产物不同。请写出下列两个反应方程式并标明 得失电子数。 (1) Na 和 CO2 生成 Na2CO3。

(2) K 和 CO2 生成 K2C2O4。

第 6 题( 5 分) 已知:
H C O O H (甲 酸 )
浓 H 2S O 4

C O + H 2O
200 C

C O + N aO H
(6 10)
5

H C O O N a (甲 酸 钠 )
10 Pa

前者是酸转化为氧化物(CO) ,后者是氧化物(CO)转化为盐,为什么 CO 不是 HCOOH 的 酸酐?

第 7 题( 7 分) 19 世纪前半叶,测得水中 H、O 元素的质量比是 1:8,因当时不知道水分子中 H、O 的原子 数,所以无法得到统一的原子量。 Cannizzaro 根据 Avogadro 的观点:“同温度、同压强下,同体积气体中含有相同数的分子”。 解决了测定原子量的难题。 已知 A、B、C、D 四种化合物中均含有 X 元素,300℃时它们都是气体,请根据表中与气体 N2 相比得到的数据计算 X 的原子量(分子中元素原子数只能是整数) 。 N2 气体质量(g/L) X 的质量分数(%) 0.652 A 0.849 97.3 B 6.321 26.2 C 2.731 90.8 D 3.632 91.0

第 8 题( 9 分) N2O 分子的结构可能有如下三种形式:其中(C)是稳定的
O (A ) N N (B ) N N O (C ) N N O

以此类推,请推测下列分子可能的结构。 (1) N2O3 ,写出两种; (2)NO3F ,写出一种

第 9 题( 10 分) 有一组化合物,As4,C6H6,C8H8 他们的特征是分子中的每个 As,或 C 原子都分别同其 他的三个 As,或三个 C 原子形成化学键,这些原子称骨架原子。 (1) 请分别给出以上分子构型的示意图。 可不画) (H

(2)请分别指出这一组骨架上原子各自的价电子总数。

(3)请指明骨架上价电子数 N 与骨架原子个数 n 的关系。

(4)请给出一例符合(3)要求的可能的物质,并指明骨价原子是什么。

第 10 题( 13 分) 过氧化氢是一种常见绿色氧化剂。 (1)液态过氧化氢可微弱电离,得到两种等电子微粒。请写出电离方程式

(2)两个盛有等量过氧化氢溶液的容器 A 和 B,向 A 中加入少量 MnO2;向 B 中加入 H2SO4 和足量 MnO2。充分反应后。B 中放出气体的量是 A 中放出气体的 2 倍,写出 B 的反应方程 式并解释原因?

(3) 向盛有一定浓度过氧化氢溶液的试管中, 逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液。 滴加过程中的现象是: ①浅绿色溶液变成深棕黄色; ②有少量气泡(O2)出现,片刻后反应变剧烈,并放出较多热量; ③静置一段时间, 试管底部出现红褐色沉淀。 请用化学方程式或离子方程式以及对上述带有 下划线的现象进行解释。

第 11 题( 12 分) 已知:甲、乙为气态非金属单质, 甲 甲 一定 丙、丁为化合物,其中丙为有刺 O2 条件 丙 激性气味的气体,丁在通常状况 点燃 下为液体,它们之间的相互转化 O2 乙 丁 关系如右图: 点燃 请回答: (1)请写出丙的化学式或电子式;并写出丙和氧的反应方程式:

(2) 通过如下装置中的可验证 丙的还原性。 ① 请写出反应一段时间后,I 和 II 装置中可观察到的实验现象和 I 中所发生反应的化学方程式。 ② 上图实验装置由环保角度是否 可以改进,请简述理由。

C uO



无水硫酸铜

I

II

(3)气体丙与 NaClO 在溶液中按物质的量比为 2:1 发生氧化还原反应生成三种化合物。该 反应的化学方程式是:

2013 年北京市高中化学竞赛(高一试题) 参考答案 (2013-03-14)
第 1 题( 16 分 )每选 2 分,多选,对一错一不得分,无负分 (1)A (2)A & D (3)C (4)B (5)A & C (6)D 第 2 题( 4 分 ) + - NH4 + NH2 (2 分) (2 分)

2NH3

MgI2 和 Al(NH2) 3 为难溶物

第 3 题( 9 分 ) + - c (Cu2 )和 c (OH )的浓度(mol/L )相同,完全沉淀时 + - V(Cu2 ) : V (OH ) = 5.0:7.5 = 1.0:1.5, (4 分) 即沉淀中物质的量比为 1.0:1.5,为 Cu (OH)1.5,表明沉淀中必有 SO42 且 - - 为(SO42 )0.25, 即 Cu(OH)1.5(SO42 )0.25 或 4Cu(OH)6 SO4 或 3Cu(OH)2· CuSO4 (5 分) 第 4 题( 7 分 ) (1) 选用 KOH(aq);
主 要 理 由 是 : MOH CO2 M 2C O 3 CO2 M HCO3

KHCO3 溶解度大,不易发生堵塞。 (若写成 KOH 溶解度大要扣分, 因为 112/56<109/40) (4 分) (2) 应选用 Ba(OH)2; (2 分) CaCO3,BaCO3 均难溶,Ba(OH)2 溶解度大 (1 分) (楷体部分不答不影响得分) 第 5 题( 8 分 ) (1)
-

2e

2 N a + C O 2 + C O 2 = N a2C O 3 + C O
2e -

(4 分)
CO
2e -

(2)

若 写 成 2 C O 2并 标 示 2 C O 2 2e

不扣分

(4 分)

2 K + 2 C O 2 = = = K 2C 2O 4

用单线桥不扣分

第 6 题( 5 分 ) 2e 含氧酸脱去—OH 的水的产物是酸酐,HCOOH 脱去 H2O 部分源于

—OH,部分源于—H,

H C O OH

,所以 CO 不是甲酸的酸酐。

(5 分) 第 7 题( 7 分 ) 根据 A、B、C、D 在同温度、同压强下和 N2 的相对密度得分子量,再有 X 在化合物中的质量分数求得 X 的质量 A:MA = 28.0 × 0.849 /0.652 = 36.5 mx = 36.5 × 0.973 = 35.5 B:MB = 28.0 × 6.321 /0.652 = 271.5 mx = 271.5 × 0.262 = 71.1 C:MC = 28.0 × 2.731 /0.652 = 117.3 mx = 117.3 × 0.908 = 106.5 D:MD = 28.0 × 3.632 /0.652 = 156.0 mx = 156.0 × 0.910 = 142.0 X 原子数在 A、B、C、D 化合物中为整数,在 A 化合物中 X 质量最小, 所以 X 的原子量为 35.5. (7 分) 第 8 题( 9 分 )

O OOOON O NO N (OO NNO OO O N 1N N ) N N O O (N( ( ( ( A 23 B C D E ) ) ) ) ) O O ( O FN 2FN O O )O (F O( A3 ) B ) N O

以键线式或电子式画出(1)中任意两种, (2)中任一种即可,每式 2 分

第 9 题(10 分) (1)

(3 分)
A s4 C 6H 6 C 8H 8

(2) (3) (4)

(20;30;40) (3 分) (N = 5n) (2 分) P4,P; N3P3,N P; B8(CO)8,B; C8(NO2)8,C (2 分) (本题答案较多,只要符合(3)的要求即可。 ) H3O2++ HO2


第 10 题(13 分) (1) 2H2O2



(2 分)

(2)B 中的 MnO2 作氧化剂,可将过氧化氢中的-1 价氧全部氧化为氧气; 而 A 中的过氧化氢发生歧化反应,只有一半-1 价氧被氧化为氧气, 故 B 中放出气体是 A 中 2 倍 MnO2 + H2O2 + H2SO4 = MnSO4 + O2 + 2H2O (5 分) (3)①2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2 H2O,浅绿色 Fe2+被氧化成黄色的 Fe3+(浓度大时颜色变 成棕黄色) ②过氧化氢中分解产生氧气,常温下反应 2H2O2 = O2? + 2H2O 较慢,受热并被逐渐增 多的 Fe3+催化,反应速率加快而剧烈 ③反应①使 c(H+)降低,且反应②放热使水解平衡 Fe3+ + 3 H2O 正向移动,Fe(OH)3 较多时聚集成沉淀。 Fe(OH)3 + 3H+ (6 分)

第 11 题(12 分) (1)丙为 NH3;电子式为

H H N H

(2 分)

(2 分) (2)①黑色粉末变红,试管口部出现无色液滴,无水硫酸铜变蓝
4N H 3 + 3O 2 2 N 2 + 6 H 2O

点燃

(2 分)

(2 分) ②应加装脱氨装置,II 后排出的气体中含少量 NH3,不吸收会造成污染(2 分) (3) 2NH3 + NaClO = N2H4 + NaCl + H2O (2 分)

2N H 3 + 3C uO

3 C u + N 2 + 3 H 2O

2013 年北京市高中学生化学竞赛试卷(高中二年级)
2011 年 4 月 14 日上午 14:00-16:00 北 京

题号 满分 得分 评卷人

1 12

2 6

3 7

4 8

5 9

6 6

7 14

8 13

9 8

10 9

11 8

总分 100

· 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 试卷纸(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。 题中可能用到的相对原子质量为:
H 1.008 C 12.01 N 14.01 O 16.00 S 32.07 Na 22.99 Fe 55.85 Cu 63.55 Pb 207.2

第 1 题 选择题( 12 分) (单选或多选,每选 2 分,错一对一不得分) (1)Na2SO3?7H20 晶体加热脱水后,强热过程中质量不变。待固体冷却后溶于水,溶液的碱 性比 Na2SO3 溶液强,所得固体成分可能是( ) A.Na2S Na2O Na2SO3 B.Na2SO4 Na2O Na2SO3 C.Na2O Na2S Na2SO4 D.Na2S Na2SO4 Na2SO3 (2)右图是一种蓄电池的示意图,被膜隔开 电源 的电解质分别为 Na2S2 和 NaBr3。放电后变为 + Na2S4 和 NaBr 下面对该装置工作过程中叙述 正确的是( ) - - - 电解质 电解质 A.放电过程,甲电极电极反应:2S22 –2e = S42 - 2- 2- B.放电过程,电池反应:2S2 + Br3 = S4 + 3Br 乙 甲 阳离子膜 C.充电过程,阳极室流出 NaBr3 溶液 D.充电后向阳极室补充 Na2S4 溶液 (3)已知 KSP (FeS)=6.3×10 18, KSP(CuS)=6.3×10 36,K1 K2 (H2S)=1.3×10 20。 向 0.10mol?L 1 - - Fe2+ 和 0.10mol?L 1 Cu2+ 的混合溶液中通入 H2S 气体至饱和(c(H2S) 0.10mol?L 1) 。请推断沉 淀生成情况是下列哪一种( ) A.先生成 CuS 沉淀,后生成 FeS 沉淀 B.先生成 FeS 沉淀,后生成 CuS 沉淀 C.先生成 CuS 沉淀,不生成 FeS 沉淀 D.先生成 CuS 沉淀,反应一段时间 FeS 和 CuS 同时沉淀 (4)下面是有关氢硫酸(H2S 水溶液) : ①蒸馏水中通入 H2S 至饱和,敞口存放两天,明显失效,但无沉淀;若密闭保存一个月,既
- - - -

不浑浊,也不失效。 ②自来水中通入 H2S,出现浑浊现象,因此不能做为 H2S 饱和溶液使用。 根据以上事实,判断以下说法正确的是( ) A.氢硫酸失效的原因是易被 O2 氧化 B.氢硫酸失效的原因是 H2S 易挥发 C.氢硫酸这种试剂一定要现用现制 D.自来水中存在着较强的氧化性物质 (5)PbO2 是褐色固体,受热分解为 Pb 的+4 和+2 价的混合氧化物,+4 价的 Pb 能氧化浓盐 酸生成 Cl2;现将 1mol PbO2 加热分解得到 O2,向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到 Cl2。反 应中生成的 O2 和 Cl2 的物质的量之比为 3:2,分解释放 O2 后固体的组成及物质的量比是 ( ) A. 1:1 混合的 Pb3O4, PbO B. 1:2 混合的 PbO2, Pb3O4 C. 2:1:4 混合的 PbO2, Pb3O4, PbO D. 1:2:4 混合的 PbO2, Pb3O4, PbO 第 2 题( 6 分) (1)常压下,27°C 混合 100mL NO 和 100mL 含 NO2 和 N2O4 的气体,反应生成 6mL N2O3, 气体体积仍为 200mL。问反应过程中有多少 mL N2O4 转化为 NO2?

(2)仅由上述实验数据,不能知道原 100 mL 气体中 NO2、N2O4 各多少 mL,需什么信息 就能知道 NO2、N2O4 具体体积?

第 3 题( 7 分) 氰酸 HOCN 和雷酸 HONC,都能发生水解反应(不是氧化还原反应) ,请根据它们水解 产物给出两种酸中相邻两原子间的化学键(单、双、叁键分别以—、=、≡表示)并 给出 C、N 原子的氧化态: (1) HOCN 水解产物为 NH3、CO2、H2O

(2)HONC 水解产物为 NH2OH(羟氨) 、HCOOH

第 4 题( 8 分) 往 10mL 0.020mol/L Cu(NH3) nSO4 溶液中滴加 0.020 mol/L 硫酸,最终得 Cu2+(aq)。 当加入溶液体积为 10mL、20mL 时先后发生两个完全的反应,请写出两个反应方程式 并计算 Cu(NH3) n2+ 的 n 值。

第 5 题( 9 分) HN3 叠氮酸中 N 的化合价(氧化态)为多少? (1)请写出,酸性条件下,N2H5+ 和 HNO2 制备 HN3 反应的方程式并标示出反应中 N 化 - 合价(氧化态)的改变;碱性介质中,N2H5OH 和 NCl3 生成 N3 反应的方程式。

(2)请写出 HClO 和 HN3 生成 N2 反应的方程式。并写出 HNO2 和 HN3 反应(物质的量比 为 1:1) ,生成三种产物,其中一种是 H2O 的反应方程式。

第 6 题( 6 分) 请画出下列图形并解释其含意。 (1)1s 态的界面示意图。

(2)3dxy 电子的几率密度的示意图。

(3)3dz2 轨道示意图

第 7 题( 14 分) 有一铜的氧化物属立方晶系,一类原子处于体心格子,另一类原子,若将立方格子分成 八个等同的小立方体,它们处在 1/2 个小立方体中心。 (1)写出该氧化物的化学式

(2)在下列立方的透视图中,标出 Cu、O 原子并给出原子坐标
Cu O

(3)若晶胞长 a = 426pm,试计算体密度 D

(4)计算 Cu—O 间距离 L,并解释晶体铜的配位数及其和邻近氧间所形成的几何图像

(5)画出沿 C 轴的垂直投影图,标明 110 晶面,计算其面间距 d。

(6)若用 λ (Cu K α) = 154.18pm 的 X 光测量 110 的面间距,计算其二级的衍射角 θ 大小。

第 8 题( 13 分) 人们经常用电化学的基本理论和测定方法求算一些热力学函数变化值,或用已知的热力 学函数值来求得电化学反应的物理量, 这些理论和方法的应用给解决实际问题带来极大方 便。 现设计以下电池(298K,pΘ) (–)(Pt)Cl2(g,pΘ)︱HCl(1mol/dm3)︱AgCl(s) –Ag(s) (+) 其中 Clˉ1︱AgCl(s) –Ag(s)电极称为银-氯化银电极, 是微溶盐电极, 其电极反应为: AgCl(s) - - - 3 + e ? Ag(s) + Cl (1mol/dm ),是对 Cl 的可逆电极。 已知有关物质的热力学数据如下: ΔfΗΘm /kJ?molˉ1 SΘm/J?molˉ1?Kˉ1 物质 AgCl (s) Ag (s) Cl2 (g) –127.0 0 0 96.11 42.70 223.0

法拉第常数 F = 9.65×104 C?molˉ1 ,理想气体常数 R = 8.314 J?molˉ1?Kˉ1 (1) 根据该电池正、负极的电极反应,写出该电池的电池反应式

(2) 求该反应的 ΔrΗΘm 和 ΔrSΘm 和 ΔrGΘm,(298K,pΘ)

(3) 求该电池反应的电动势 E 及标准电池电动势 EΘ。已知 ΔrGΘm = – nFEΘ; ΔrG = – nFE,其中 n 为电极反应得失电子的物质的量。

(4)求该电池在可逆放电时的热效应 QR。QR 等于该反应的 ΔrΗΘm 吗?为什么?

(5)已知恒压下 ΔrSΘm = nF(ΔE/ΔT),(ΔE/ΔT)为电池电动势的温度系数,试求之?

(6)求该电池反应的平衡常数 KΘ。

(7)根据题(3)中求得的 EΘ 和 E 的数值,能否判断所设计的电池是自发电池还是非自 发电池?若想改变方向,如何进行操作?

第 9 题( 8 分) 化合物 A 与盐酸反应生成 B,B 经氢氧化钠的醇溶液加热生成 C(2,3,4-三甲基-2-戊烯);当 对 A 进行催化加氢时得到 D,当 D 在光照下与氯反应时,主要产物为 E(2,3,3-三甲基-2-氯戊烷)。请给出 A、B、C、D、E 的结构简式并对 A、B、D 命名。

第 10 题( 9 分) 化合物 A 与 1mol 盐酸反应生成 B(2,4,5,6-四甲基-4-氯-2-庚烯);与酸性高锰酸钾反应生成 丙酮和 C 各 1mol,完成下列反应式,请给出 A、B、C 的结构简式并对 A、C 命名。

第 11 题( 8 分) 完成下述反应式,逐步写出这个反应的反应机理。 分) (8
HBr CHOH CH3

2013 年北京市高中化学竞赛(高二试题) 参考答案 (2013-03-14)
第 1 题(12 分) (单选或多选,每选 2 分,错一对一不得分) (1)D (2)B (3)C (4)B & D (5)A 第 2 题( 6 分 ) (1) 生成 6mL N2O3,必消耗 6mL NO 和 6mL NO2,因反应前后,气体体积未变,表明 6mL NO2 必是 6mL N2O4 分解得到的。 ( 3 分) (2) 需要信息:常压下,27°C NO2 和 N2O4 气体的平均分子量 常压下,27°C N2O4 = 2NO2 气体的平衡常数 其他答案符合题意也可。 第 3 题( 7 分 ) ( 3 分)

(1)产物中 N 的氧化态为-3,C 的氧化态为+4,所以
+4 3

H

O

C

N

( 3 分)

(2)产物中的 N 的氧化态为-1,C 的氧化态为+2,所以
1 +2

H

O

N

C

( 4 分)

第 4 题( 8 分 ) 两个反应的反应方程式是:生成 Cu(OH) 2 及 Cu(OH) 2 转化为 Cu2+(aq) Cu(NH3) n2+ + (n-2) H+ + 2H 2O = Cu(OH) 2 + n NH4+ Cu(NH3) n2+ 为 0.020 mol/L × 0.010 L = 2.0 × 10 4 mol - H2SO4 中 H+ 为 0.020 mol/L × 2 × 0.010 L = 4.0 × 10 4 mol 反应中 Cu(NH3) n2+ : H+ = 1:2 即 n - 2 = 2,所以 n = 4 为 Cu(NH3) 42+ Cu(OH) 2 + 2 H+ = Cu2+ + 2H2O Cu(OH) 2 为 2.0 × 10 4 mol - H2SO4 中 H+ 为 0.020 mol/L × 2 × 0.010 L = 4.0 × 10 4 mol 第 5 题( 9 分 ) (1)- 1/3;
- -

(5 分)

(3 分)

降低

10 3 1

+3

2

3

H N O 3 + N 2H 5 = = H N 3 + H
10 3


+

+ 2 H 2O

升高

+

N2H5OH + NCl3 + 4OH = N3






+ 3Cl + 5H2O

(5 分) (4 分)

(2)2 HN3 + HClO = 3N2 + Cl + H2O HN3 + HNO2 = N2 + N2O + H2O 第 6 题( 6 分 ) (1)
或 r 1s 态 界 面 图 r

以 r 为半径的球内 1s 电子出现的 几率为 90% (2 分)

(2)运动在 3dxy 轨道上的 电子出现的几率密度

y

x

z [ 3dxy]
2

(2 分)

(3)

z

y

x 3dz
2

描述单个电子处在 3dz2 运动时 状态函数的图像。

(2 分)

第 7 题( 14 分 ) (1) Cu2O (2)

Cu O

(1 分)

O: 0 0)(1/2 1/2 1/2) (0 , Cu:(1/4 1/4 1/4),(1/4 3/4 3/4),(3/4 1/4 3/4),(3/4 3/4 1/4) 或 (3/4 1/4 1/4),(1/4 3/4 1/4),(1/4 1/4 3/4), (3/4 3/4 3/4) (3)D = [4×63.5+2×16]/ [6×1023× (4.26)3 ×10-24] = 6.0 (g/cm3) (4)L = 3 a/4 = 4.26×1.733/4 = 183pm 。 每个铜有两个邻近的氧,他们处在一条直线上。 (5)
b
1/2

(5 分) (1 分) (2 分)

a

d = 426 × 21/2/2 = 301.18pm (3 分) (6)2d sinθ = 2λ; d sinθ = λ;301.18sinθ = 154.18; θ = 30.79° 第 8 题( 13 分 ) (1)
电极反应
1

(2 分)

( ) 极 C l ( 1 m o l/d m ) ( + ) 极 A g C l( s ) + e

3

e A g (s) A g (s) +
1 2

2

C l2 (g , P ) C l ( 1 m o l/d m )
3

电池反应

A g C l( s )

C l2 (g , P )

(3 分)

(2)ΔrΗΘm =ΔfΗΘm (Ag, s) + 1/2ΔfΗΘm (Cl2, g) –ΔfΗΘm(AgCl, s) = 127.0(kJ?molˉ1) ΔrSΘm = 1/2 SΘm(Cl2, g) + SΘm(Ag, s) – SΘm(AgCl, s) = 58.09(J?molˉ1?Kˉ1) ΔrGΘm = ΔrΗΘm – TΔrSΘm = 127.0 × 103 – 298 × 58.09 = 109.7 (kJ?molˉ1) (3 分) (3)根据题给条件: E = EΘ = ΔrGΘm/nF = –109.7×103 / 9.65×104 = –1.137V (1 分)

(4)根据热二律的数学表达式 ΔS ≥ Q/T,可逆条件下 ΔS = QR/T ∴ QR = TΔS = TΔrSΘm = 298 × 58.09 = 17311 J?molˉ1 该反应中 QR ≠ ΔrHΘm, ∵ ΔrHΘm 为 T, pΘ, 非体积功 W' = 0 的反应热;而 QR 为 T, pΘ, W' ≠ 0(有电功)可逆放电时的热效应。 (5)温度系数(ΔE/ΔT) = ΔrSΘm /nF = 58.09/ 9.65×104 = 6.02 ×10ˉ4 V/K (6)K = exp (nFE /RT) = exp [1 ×9.65×10 × (–1.137)/8.314 × 298] = 5.84 ×10ˉ
Θ Θ 4 20

(2 分) (1 分) (1 分)

(7)因 E = EΘ = –1.137V,EΘ < 0 说明该电池是非自发电池。欲使其变为自发电池, 只要把正、负极交换位置即可。此时电池反应为 Ag(s) + 1/2Cl2 ? AgCl (s)反应(2 分) 第 9 题(8 分)
Cl

A 1 ,2 - 二 甲 基 - 1 - 异 丙 基 - 环 丙 烷

B 2 ,3 ,4 - 三 甲 基 - 3 - 氯 - 戊 烷

C

Cl D 2 ,3 ,3 ,- 三 甲 基 - 戊 烷 E

每个结构式 1 分,每个命名 1 分 第 10 题(9 分)

Cl A B

HOOC C

A : 1 -甲 基 - 2 -异 丙 基 -1 -异 丁 烯 基 -环 丙 烷

C : 1 - 甲 基 -2 - 异 丙 基 - 环 丙 基 甲 酸

B 1 分,其他每个 2 分 第 11 题(8 分)
H CH CH3 + Br CH3 CH3 OH
+

CH CH3

+ OH2

H 2O

+ CH

CH3

Br

除起始物外每个结构 1 分,每个箭头 1 分,箭头起落位置应正确, 方向应正确。只写一步溴取代不得分


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