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2007年北京市高中学生化学竞赛试卷


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 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 总分 满分 24 8 12 8 10 6 6 6 12 8 100 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 C N O Na P S Fe Cu 1.008 12.01 14.01 16.00 22.99 31 32.07 55.85 63.55 第一题 单选题(共 24 分,选对一个答案得 3 分,选一个错误答案扣 3 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( c ). A.它是两种单质组成的混合物 B.它是一种硅酸盐 C.它是一种新型化合物 D.它是一种高聚物

).(NA 为阿伏加德罗常数) 2.下列说法中正确的是( D ).(NA 为阿伏加德罗常数) 下列说法中正确的是( 正确的是 A.1 mol Na2O2 晶体中阴离子的个数为 2NA 与足量水反应, B.1 mol Na2O2 与足量水反应,转移的电子数为 2NA 常温常压下, 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 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 ( B). A.HI 和 HClO B.HCl 和 HIO

C.HClO3 和 HIO D.HClO 和 HIO

4. 下列离子方程式书写正确的是( B ). . 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- 溶于水: 2H+ Cl- ClO- 气体: B.向 Na2CO3 溶液中通入少量的 SO2 气体: 2CO32- 2HCO3- SO32- 2CO32-+ H 2O + SO2 == 2HCO3- + SO32- SO2:NH3 NH4+ HSO3- C.用氨水吸收少量的 SO2:NH3H 2O + SO2 == NH4+ + HSO3- 溶液至恰好为中性: D.向 NaHSO4 溶液中滴加 Ba(OH)2 溶液至恰好为中性: Ba2+ OH- 42- BaSO4↓ Ba2+ + OH-+ H+ + SO 42- == BaSO4↓+ H 2O 反应, Cu(NO3)2 CuSO4,NO2, (NO3)2, 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( 的量之比为( A ). A.1:7 B.1:9 C.1:5 D.2:9

CO,CO2,SO2, 中的一种或多种气体组成. 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. 有一种混合气体, 该混合气体依次通过下列物质的现象如下: 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 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; 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 后通过澄清石灰水,出现白色沉淀. ( D ). A.肯定不含有 CO2 B.只含有 SO2 和 CO SO2,CO, CO2, C.含有 SO2,CO,和 CO2,可能含 HCl HCl, CO, D.含有 HCl,SO2 和 CO,可能含 CO2 7.已知 1~18 号元素的离子 aW2+,bX+,cY2-,dZ-都具有相同的电子层 结构,下列关系正确的是( B ). A.质子数 c > b B.离子的还原性 Y2- > Z- C.氢化物的稳定性 H 2Y < HZ D.原子半径 X < W 使 气体, 8. 5.6 L CO2 气体迅速通过 Na2O2 固体后得到 4.48 L 标准状况下) (标准状况下) 气体, 气体的质量为( 这 4.48 L 气体的质量为( C ). A.8.8 g

B.6.4 g C.8.2 g D.6.2 g

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,

2

反应为: 若通足量 Cl2 于 A 的溶液中,Cl2 消失并得到溶液 D 反应为: ④D 与钡盐作用,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀 E

. ③ , . ,

反应为; 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: (2)在常温常压下,它们的物理状态是: 因是:

.

;原因是: . ;原 .

(3)HX 水溶液的酸强度次序为: 因是:

;原 .

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.

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. 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) N2O 通入熔融的 NaNH2 把 (190~194C) 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) 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. 2. 3. 4. C D B B

5. 6. 7. 8.

A D B 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. 和 P 原子的价电子数是 5, N 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, NCl3 的极性小于 NH3. 故 (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) . 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) ;Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1(或[Ar]3d10 4s1 ) (3) SO3,Cu2O,CuO,CuS 第六题(共 6 分) 答案: ;

第七题(共 6 分) 溶解后,Na2SO3 中 SO32-离子参与 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 + 51V/22.4L)

年北京市高中学生化学竞赛试卷(高一) 2008 年北京市高中学生化学竞赛试卷(高一)
题中可能用到的元素相对原子质量如下:
H He B C N O F Na S Cl Cu Ag

1.008

4.003

10.81

12.01

14.01

16.00

19.00

22.99

32.07

35.45

63.54

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 的说法不正确的是

A.摩尔质量是 293g B.中子数与电子数之差为 57 C.最外层有 8 个电子 D.位于周期表第七周期 2.NH 是极性分子,CH4 是非极性分子,其原因是 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, CH4 分子的正负电荷重心叠合在一起 D. 而 NH3 分子中正负电荷值不相等,而 CH4 分子中正负电荷值相等 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 A 它们的原子序数 A> B> C B.它们的原子半径 C> B> A C.离子半径 A2> C>B2+ 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 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+ + 3NH3H2O == 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 A.7.8gNa2O2 含离子总数为 0.4NA

B.9gD2O 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 A.甲,乙中都是铝过量 B.甲中铝过量,乙中碱过量 C.甲中酸过量,乙中铝过量 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.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,使其中的 Fe2+全部转化为 Fe3+.KNO3 溶液也完全反应,并有 NxOy 气体逸出,此 NxOy 气体为 A.N2O B.N2O3 C.NO2 D.NO 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) (2)BA2 和 BA3 是什么化合物?(共 1 分) (3)这两种化合物在水中发生什么反应?(共 3 分) (4)两种酸中哪种酸强,哪种酸弱?(共 2 分) (5)它们(A,B)与 H2 形成的化合物分别是什么?在性质上有何差别?(共 3 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.

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) (2)无 O2 条件下,Fe(OH)2 转化为 Fe3O4

(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) 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: AgNO3=======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. (6 分) (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) 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: ΗΘ(1)=34.0 kJ/mol(吸热) ΗΘ(2)= 7.0 kJ/mol(放热)

(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 ΗΘ(3)为何值? 查得气态甲酸的生成焓为386.5kJ/mol,由此可知 CO2 的生成焓为:(3 分) 第七题(共 10 分)含 Na2SO3 和 H2SO4 的液,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. 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)写出上述各步反应的化学方程式;(5 分)

(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)

第九题(发布上去,略)

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;A 元素最外层电子数是内层电子数的二倍;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.

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