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化学竞赛试卷


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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 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总 分 满分 得分 评卷人 16 4 9 7 8 5 7 9 10 13 12 100 北 京<

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·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 1.00 8 C 12.0 1 N 14.0 1 O 16.0 0 Na 22.9 9 Al 26.9 8 K 39.1 0 S 32.0 7 Cl 35.4 5 Cu 63.5 5 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
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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:


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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SO2的 烟气 吸收塔 脱硫后的烟气 氧气 氧化 海水 稀释 排放

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
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B.氧化主要是氧气将 HSO3
- -

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,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 (H2O + H2O 子方程式。 H3O
+ - -

NH4



+ NH2



+ OH )请写出在液 NH3 中发生中和反应的离

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 Al + 3Na
+ +

+ 2I



= 2Na + MgI2


+ 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 溶液时, 溶液中 Cu
+ 2

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 KOH 112 NaHCO3 9.6 KHCO3 33.2

选用哪种试剂(aq)更有效?主要理由是:

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(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 Ba(OH)2 3.89 CaCO3 0.0002 BaCO3 0.00022

选用哪种饱和液?主要理由是:

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:

HCOOH(甲酸) CO + NaOH
(6

浓H2SO4

CO + H2O
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200 C
5

HCOONa(甲酸钠)

10) 10 Pa

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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

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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。(H 可不画)

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(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。

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第 11 题( 12 分) 已知:甲、乙为气态非金属单质, 丙、丁为化合物,其中丙为有刺 激性气味的气体,丁在通常状况 下为液体,它们之间的相互转化 关系如右图: 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:
乙 甲
一定 条件

甲 丙 O2
点燃

O2
点燃



(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。

CuO



无水硫酸铜 I II

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(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:



稿 纸

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



2NH3

(2 分) (2 分)

MgI2 和 Al(NH2) 3 为难溶物 第 3 题( 9 分 ) c (Cu )和 c (OH )的浓度(mol/L )相同,完全沉淀时 V(Cu ) : V (OH ) = 5.0:7.5 = 1.0:1.5,
2+ - 2+ -

(4 分)
2

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 SO4 且
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2- 2-

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为(SO4 )0.25, 即 Cu(OH)1.5(SO4 )0.25 或 4Cu(OH)6 SO4 或 3Cu(OH)2·CuSO4 第 4 题( 7 分 ) (1) 选用 KOH(aq); 主要理由是: MOH
CO2 M2CO3 CO2 MHCO3

(5 分)

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) (2) 应选用 Ba(OH)2; CaCO3,BaCO3 均难溶,Ba(OH)2 溶解度大 (楷体部分不答不影响得分) 第 5 题( 8 分 ) (1)
2e

(4 分) (2 分) (1 分)

2Na + CO2 + CO2 = Na2CO3 + CO
2e

若写成2CO2并标示 2CO2
2e -

CO

不扣分
(4 分)

(2)
2e -

2K + 2CO2 === K2C2O4
2e -

(4 分)用单线桥不扣分

第 6 题( 5 分 ) 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 OH O

,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
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A:MA = 28.0 × 0.849 /0.652 = 36.5 B:MB = 28.0 × 6.321 /0.652 = 271.5 C:MC = 28.0 × 2.731 /0.652 = 117.3 D:MD = 28.0 × 3.632 /0.652 = 156.0

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mx = 36.5 × 0.973 = 35.5 mx = 271.5 × 0.262 = 71.1 mx = 117.3 × 0.908 = 106.5 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. 第 8 题( 9 分 ) (7 分)

O O O O N N ( 1 ) N N O O O N N N N N N O O OO O O O O ( A ) ( B ) ( C ) ( D ) ( E ) N O 2 3 O O F N ( 2 ) F N O O O ( A ) ( B ) O N O F 3

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)

As4

C6H6

C8H8

(3 分)

(2) (3) (4)

(20;30;40) (N = 5n) (2 分)

(3 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。)

第 10 题(13 分)
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(1) 2H2O2 H3O2++ HO2


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(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 Fe(OH)3 + 3H+ 正向移动,Fe(OH)3 较多时聚集成沉淀。 (6 分) 第 11 题(12 分) (1)丙为 NH3;电子式为
H H N H

(2 分)

4NH3 + 3O2

点燃

2N2 + 6H2O

(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
2NH3 + 3CuO 3Cu + N2 + 3H2O

(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)

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