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2007年北京市高一化学竞赛试卷及答案


2007 年北京市高中学生化学竞赛试卷(高中一年级) 第 1 页

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2007 年北京市高中学生化学竞赛试卷 (高中一年级)
2007 年 4 月 14 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。 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 P 31 S 32.07 Fe 55.85 Cu 63.55 1 24 2 8 3 12 4 8 5 10 6 6 7 6 8 6


9 12


10 8 总分 100

第一题 单选题(共 24 分,选对一个答案得 3 分,错误得 0 分) 1.科学家正拟合成一种“二重构造”的球形分子,即把足球型的 C60 分子熔 进 Si80 的分子中, 外围的硅原子与里面的碳原子以共价键结合。 关于这种分子 的下列说法正确的是( ) 。 A.它是两种单质组成的混合物 C.它是一种新型化合物 B.它是一种硅酸盐 D.它是一种高聚物 2.下列说法中正确的是( ) 。 (NA 为阿伏加德罗常数) A.1 mol Na2O2 晶体中阴离子的个数为 2NA B.1 mol Na2O2 与足量水反应,转移的电子数为 2NA C.常温常压下,1mol 任何气体单质都含有 2NA 个原子 D.31 g 白磷含有 1.5 NA 的共用电子对

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3.氯化碘(ICl)的化学性质跟氯气相似,预计它跟水反应的初步生成物是 ( ) 。 A.HI 和 HClO C.HClO3 和 HIO B.HCl 和 HIO D.HClO 和 HIO 4. 下列离子方程式书写正确的是( ) 。 + - - A.Cl 2 溶于水:Cl 2 + H 2O == 2H + Cl + ClO B.向 Na2CO3 溶液中通入少量的 SO2 气体: - - - 2CO32 + H 2O + SO2 == 2HCO3 + SO32 + - C.用氨水吸收少量的 SO2:NH3·H 2O + SO2 == NH4 + HSO3 D.向 NaHSO4 溶液中滴加 Ba(OH)2 溶液至恰好为中性: + - + - Ba2 + OH + H + SO 42 == BaSO4↓+ H 2O 5. Cu2S 与一定浓度的 HNO3 反应, 生成 Cu(NO3)2、 CuSO4、 NO2、 NO 和 H 2O, 当 NO2 和 NO 的物质的量之比为 1:1 时,实际参加反应的 Cu2S 与 HNO3 的物 质的量之比为( ) 。 A.1:7 C.1:5 B.1:9 D.2:9 6.有一种混合气体,它可能由 CO、CO2、SO2、HCl 中的一种或多种气体组 成。该混合气体依次通过下列物质的现象如下:先通入澄清石灰水无白色沉 淀析出;通过品红溶液,溶液红色褪去;再通过炽热的氧化铜,固体变成红 色;最后通过澄清石灰水,出现白色沉淀。该混合气体组成的各种说法中正 确的是( ) 。 A.肯定不含有 CO2 B.只含有 SO2 和 CO C.含有 SO2、CO、和 CO2,可能含 HCl D.含有 HCl、SO2 和 CO,可能含 CO2
2 7. 已知 1~18 号元素的离子 aW2 、 bX 、 cY 、 dZ 都具有相同的电子层结构, 下列关系正确的是( ) 。 A.质子数 c > b C.氢化物的稳定性 H 2Y < HZ - 2- B.离子的还原性 Y > Z D.原子半径 X < W
+ + - -

8.使 5.6 L CO2 气体迅速通过 Na2O2 固体后得到 4.48 L(标准状况下)气体, 这 4.48 L 气体的质量为( ) 。 A.8.8 g C.8.2 g B.6.4 g D.6.2 g

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第二题(共 8 分)运用原子和分子结构的知识解释 B、N、P 所形成的下列 化合物的性质: (1) BF3、BCl3 为非极性分子,而 NH3、NCl3、PH3 却都是极性分子。为什 么? (2) 对比 NH3 和 PH3 谁的极性大?对比 NH3 和 NCl3 谁的极性大?理由何 在? 第三题(共 12 分)试确定下题中 B、C、D、E 各为何物质?写出下述①、 ②、③、④各步反应的离子方程式。 硫代硫酸钠( Na2S2O3 ) A 溶于水后,①加入稀盐酸,有刺激性气体 B 产生, 同时有黄色沉淀 C 析出, 反应为: 。 。 ,

②气体 B 能使高锰酸钾溶液褪色,反应为: ③若通足量 Cl2 于 A 的溶液中,Cl2 消失并得到溶液 D 反应为: 不溶于稀硝酸的白色沉淀 E ,反应为;

。④D 与钡盐作用,产生 。

第四题(共 8 分)回答关于卤素 F、Cl、Br、I 的下列问题 (1)单质的活泼性次序为: ;原因是: 。 (2)在常温常压下,它们的物理状态是: 原因是: (3)HX 水溶液的酸强度次序为: 原因是: ; 。 ; 。

第五题(共 10 分)X、Y、Z 属于周期表前面 4 个周期的元素。X、Y、属 于同一主族,Z 属于过渡金属元素。Y 的原子序数是 X 的 2 倍,Z 的原子序 数比 Y 大 13。X 与 Y 可形成 YX2 和 YX3 型化合物;X 与 Z 可形成 Z2X 和 ZX 型化合物。Z 与 Y 形成的 ZY 化合物为不溶于水的黑色固体。 (1) 试写出 X、Y、Z 三种元素的元素符号; (2) 它们的原子基态电子构型(表示各原子的原子轨道占据方式) ; (3) 化合物 YX3、Z2X、ZX、ZY 的化学式。

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第六题(共 6 分)金属钠的晶胞呈 立方体(如右图所示) ,有两个钠 原子,立方体的体对角线上的钠原 子是相切的,设钠原子的半径为 r, 求晶胞的边长 a。

第七题(共 6 分)液态 SO2 是一种非水溶剂,可发生电离:二氧化硫分子 + - SO2 和 SO32 。把带有标记硫原子的 Na2*SO3、*SOCl2 分别加到液态 SO2 中。不久,在加 Na2*SO3 的溶液中发现有带标记硫原子的*SO2,而加*SOCl2 的溶液中没有*SO2,可能原因是什么?(注:元素符号前*表示该原子是使 用放射性同位素标记的)

第八题(共 6 分)区域熔融可把硅的纯度提高 到 99.9999%以上。右为硅的区域加热示意图。 a c b 把要提纯的硅制成条状,实验时可移动加热装 置 C,使局部硅熔融,当它慢速(~0.25cm/min) 右移时,前进方向一端固态硅熔融,而另一端熔态硅转化为固态。除杂质原 理和凝固点下降——稀溶液开始析出固态溶剂的温度低于纯溶剂——相同。 请问, 当加热装置 C 从 a 移动到 b 时, 原先硅中的杂质将主要集中在 a 端还 是 b 端?,简述理由。

第九题(共 12 分)因 (CN)2、CN 、N3 的某些性质分别与 X2、X 相似, 故被称为拟卤素(pseudo halogen) 、拟卤离子。 (1)(CN)2 和 NaOH 溶液的反应方程式为: (2)足量 HN3 和 Na2CO3 溶液的反应方程式为: (3)把 N2O 通入熔融的 NaNH2(190? ~194? C)能制得 NaN3,反应方程式 为(注:NaNH2 能与 N2O 反应) : (4)I2 溶于液态 HN3 中形成具有导电性的红色溶液,反应式为: 第十题(共 8 分)将 m 克铜屑、铁屑的混合物溶解在过量稀硝酸中,得到 NO 气体(标准状况下)的体积 v L;向上述溶液中加入过量的 1 mol/L 的 NaOH 溶液,得到沉淀。请分别写出铜和铁与稀硝酸反应的化学方程式,并 给出得到沉淀的质量(请简述得到沉淀质量的表达式的推导过程) 。







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2007 年北京市化学竞赛高一答案
第一题(共 24 分)每答案 3 分 1. C 2. D 3. B 4. B 5. A 6. D 7. B 8. C

第二题(共 8 分) (1)B 原子的价电子数是 3,它通过 sp2 等性杂化方式形成平面三角形 BF3、 BCl3 非极性分子。N 和 P 原子的价电子数是 5,它通过 sp3 不等性杂化方式形 成四面体形的 4 个杂化轨道,其中一个轨道容纳一对孤对电子,其余 3 个轨 道用于形成 3 个共价键。因此 NH3、PH3、NCl3 都是三角锥体的极性分子。 (只答出平面三角形,四面体形,三角锥体不扣分) (2)NH3 的极性比 PH3 大,因为 N 的电负性比 P 高;NH3 的极性比 NCl3 大, 因为 N-Cl 键的偶极矩方向跟 N-H 键相反,因而造成正负电荷重心距离减 小,故 NCl3 的极性小于 NH3。 (若未答出正负电荷重心距离减小,则理由一问不得分) 第三题(共 12 分) - B:SO2; C:S; D:H2SO4 或 SO42 ; E:BaSO4 各步反应的离子方程式为: - + S2O32 + 2H = SO2↑+ S↓ + H2O - - + + 5SO2 + 2MnO4 + 2H2O = 5SO42 + 2Mn2 + 4H - - - + S2O32 + 4Cl2 + 5H2O = 2 SO42 + 8Cl + 10H - Ba + SO42 = BaSO4↓ 第四题(共 8 分) (1)F2>Cl2>Br2>I2 ;因为卤素的电负性依次减小或非金属性依次减小 。 (不能用电子亲和能解释) (2)氟、氯为气体,溴为液体,碘为固体 ;它们都是非极性分子,随着分 子量增加,分子变形性增大,分子间作用力(色散力)增强 。 (分子变性性 和分子间作用力或色散力有一即可) (3)HF<HCl<HBr<HI ;原子半径由 F→I 依次增大,造成 H—X 键长由 F + →I 依次增长,造成 H 容易解离成 H ,因而酸性 HF→HI 依次增强 。 (若答 出 HF 酸性弱是因为氢键缔合造成可给一半分;若从键能角度解释,只要正确 也可得满分) 。

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第五题(共 10 分) (1) X:O;Y:S;Z:Cu; (2) O:1s2 2s2 2p4(或[He]2s2 2p4) ;S:1s2 2s2 2p6 3s2 3p4(或[Ne]3s2 3p4) ; 2 2 6 2 6 10 1 10 1 Cu:1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s (或[Ar]3d 4s ) (3) SO3、Cu2O、CuO、CuS 第六题(共 6 分) 答案: 4r =

3a ; a = 4 3r 3

第七题(共 6 分) 溶解后,Na2SO3 中 SO32 离子参与 2SO2


SO2+ + SO3

2

平衡,

不久,就有*SO2。 SOCl2 不是离子型化合物, “没有 SO2 ” ,未参与电离平衡。


第八题(共 6 分) 主要集中在 b 端。如把熔态硅中所含杂质看成是溶液, “冷却”时析出固态纯 溶剂硅,杂质(相当于溶质)集中在硅溶液中,最终集中在 b 端。

第九题(共 12 分) (1)(CN)2 + 2NaOH = NaCN + NaOCN + H2O (若写成 NaCNO 不扣分) (2)Na2CO3 + 2HN3 = 2NaN3 + CO2 + H2O (3)2NaNH2 + N2O = NaN3 + NaOH + NH3 + - (4)I2 + HN3(l)= H + I + IN3 + - + - + - (不能把 IN3 写成 I 和 N3 ,这样 I 将和 I 结合成 I2,若把 H 和 I 写成 HI, 不扣分) 第十题(共 8 分) Fe + HNO3 = FeNO3 + NO↑ Cu + HNO3 = CuNO3 + NO↑

M=(m+

51 V ) (g) 22.4 L


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