2011年北京市化学竞赛高一组试题及答案.pdf

2011 年北京市高中学生化学竞赛试卷 （高中一年级） 2011 年 4 月 10 日上午 8：00- 10：00 北京 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 总分 满分30 12 10 8 6 7 7 8 12 100 得分 评卷人 ·竞赛时间2 小时。迟到超过30 分钟者不得进场。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。 题中可能用到的元素相对原子质量如下: H C N O Na S Cl K Ni 1.008 12.01 14.01 16.00 22.99 32.07 35.45 39.10 58.70 第 1 题 选择题（30 分） （单选或多选，每选3 分。 ） （1） “轻轨电车”是一种交通工具。当电车启动时，电车电刷跟导线的接触点上，由于摩擦 会产生高温，因此接触点上的材料应该具有耐高温、能导电的性质。你认为该接触点上材料 的选用 较为合适的 是( ) A金刚石B铝C石墨D铁 （2）下列离子组 能 大量共存的是( ) A含大量H +的溶液中： I、Cl、NO 3 、Na B含 AlO2 的溶液中： Na、K+、NO 3 、HCO 3 C含大量Al 3的溶液中： K、Na、 NO 3 、ClO D含大量OH 的溶液中： CO 3 2、Cl、F 、K （3）P4S3的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均达到了8 电子结构。 在该分子中含有的共价键个数是( ) A7 个B8 个C9 个D10 个 （4）在元素周期表的主族元素中，甲元素与乙、丙、丁三种元素上下、左右相邻，丙元素的 原子序数等于甲、乙两种元素的原子序数之和，四种元素原子的最外层电子数之和为20。下 列说法 正确 的( ) A甲、乙、丙、丁四种元素均为短周期元素 B甲的气态氢化物的稳定性强于乙的气态氢化物 C甲的含氧酸的酸性弱于丙的含氧酸 D元素丁形成的化合物比元素乙形成的化合物多 NOX Y Z W （5）水解是物质与水发生反应形成新物质的反应。下列说法不正确 的是 ( ) ACaO2的水解产物是 Ca(OH)2和 H2O2 BMg3N2的水解产物是两种碱 CPCl3的水解产物是 HClO和 PH3 DCaC2的水解产物之一是 C2H2 （6）高氯酸是很强的酸， 沸点是 130。质量分数为60%的溶液加热不分解，浓度增高就 不稳定，受热易分解，热、浓的高氯酸溶液遇有机物爆炸。为使市售的70%高氯酸进一步 浓缩，所采取的措施正确的是（） A加入浓硫酸后常压蒸馏 B各仪器连接处的橡胶塞应塞紧防止漏气 C加入浓硫酸减压蒸馏 D各仪器连接处必须用磨口玻璃 （7）向 300mL KOH溶液中缓慢通入2.24L（标准状况下）CO2气体，充分反应后，在减压蒸干 溶液，得到11.9g 白色固体。则下列说法中正确 的是( ) A此白色固体为KOH和 K2CO3的混合物 B此白色固体中含有K2CO3 6.90g C原 KOH溶液中的物质的量浓度是0.500 mol ·L 1 D此白色固体KHCO3 第 2 题（ 12 分） X、Y、 Z、W 为常见含有相同 电子数的离子或分子，其中X有 5 个原子核，这些微粒与一氧化 氮间有如下转化关系（图中部 分反应物、产物及反应条件已略去）。 （1） Z NO 反应的化学方程式是： 。 液 态Z与 水 的 电 离 相 似 ， 其 中 存 在 的 电 子 数 相 同 的 两 种 微 粒 是。 （2）实验室中检验Z的化学试剂及现象是： 化学试剂现象 方法一 方法二 （3）由构成 X、Y的三种元素所组成的一种离子化合物，且三种元素原子数之比为2：4：3， 该离子化合物是 （填写化学式） ，其 0.1 mol/L 的该溶液显酸性，则该溶液 中离子浓度由大到小的顺序为。 （4） 一定条件下，Z与一氧化氮或二氧化氮反应均可生成两种很稳定的产物。若有二氧化 氮与 Z的混合气体20 mL 在该条件下反应， 实际参加反应的二氧化氮比Z 少 2 mL，则原混合 气两者的体积比是： 石棉纤维 A B C D E Fe丝 第 3 题（ 10 分） 实验室中用下列装置制FeCl3， 可供选择的试剂有： MnO2 NaOH溶液饱和 NaCl溶液 浓硫酸浓盐酸。 （1）按气体流向由左到右排列，各装置的连接顺序为（填写AE序号）： 接接接接。 （ 2 ） 实 验 开 始 时 先 点 燃A 处 酒 精 灯 ， 点 燃B 处 酒 精 灯 前 必 须 观 察 到 的 现 象 是。 （3）A 装置烧瓶中反应的方程式是 C中所放试剂是。 （4）停止反应后，还有Fe丝剩余。为检验FeCl3生成，并最终得到 FeCl 3溶液，某学生设计 以下实验步骤： a.待 B 装置玻璃管冷却后，将管中物质用水溶解，过滤除去不溶物； b.取少量滤液，滴加KSCN溶液，检验Fe 3+； c.取少量滤液，滴加硝酸酸化的AgNO3溶液，检验 Cl 。 请指出该实验步骤中可能存在的不足，说明理由和改进方法（写出相应的离子反应方 程式）： 第 4 题（8 分） 写出下列反应的化学方程式并配平： （1）硝酸甘油C3H5N3O9爆炸 C3H5N3O9 = N2 + CO2+ H2O + 。 （2） NH4ClO4和 Al 反应释放大量热 NH4ClO4 + Al = + N2 + + HCl +2 （3） COS和过量的NaOH（aq） 第 5 题（6 分）请提出把气井中H2S（9-11%，其他气体不和 O2反应）转化成 S的两种方案 （包括反应方程式） ： 1. 2. 第 6 题（ 7 分） （1）为什么 Ag 能置换 H2S（aq）中氢， 而不能置换HCl（aq）中氢？（写出反应方程式及原因） （2）废气中的H2S经 ZnO可被除去，其反应方程式是： （3）表中列出由单质形成化合物时释放的能量（ 为负值表示释放能） （298K） H2O(g) H2S (g) ZnO(s) ZnS(s) /kJ/mol 242 20 348 189 请根据表中数据，写出两个反应方程式并计算出 第 7 题（7 分） 测定某种气体分子式的两个方法是： （1）取 20 mL 该气体，施以电火花使之完全分解为40 mL 气体（体积是在同温、同压下测定 的。下同）。通入 20 mL O2，施以电火花，生成的H2O 被吸收后，气体体积为 15 mL，又经脱 O2后，剩余气体体积为 10 mL（N2） 。请给出该气体的分子式 （2）把该气体的水溶液（浓）加到体积为V 的 Cl2中，剧烈反应，并冷却原温度后，把原先 盛 Cl2的容器倒置于水中，水即进入容器，残余气体体积为1/3 V。请解释原因并给出必要的反 应方程式。 第 8 题（8 分） 根据下列条件确定元素在周期表中的位置，并填写下列表格。 （1）基态原子中有3d 7 ； （2） 3型阳离子和 F 阴离子点电子层构型相同； （3） 型阳离子的3d 能级为半充满； 周期数族元素符号或原子序 （1） （2） （3） （4） 每空 0.5 分 第 9 题（12 分） 氢，氮，氧是日常生活中三种重要元素，了解它和它的一些化合物是有益的，请回答下 列一些简单问题。 （ 1）氢气与氧气反应生成水，请画出水分子的构型示意图。 （ 2）氢气与氮气在773K，30MPa 和铁催化下反应生成氨，请画出氨分子的构型示意图。 （ 3） 氨在氧气燃烧可能生成HNO中间体。请指出氢氮氧在HNO分子中的化合价及氧化值。 （ 4）氨易溶于水，呈碱性；氨的溶解度随温度升高而降低。请用结构图表示出一些物质 的氮氢氧间键的变化。 草稿纸 4NH3 + 5O2 = 4NO + 6H2O 催化剂 2011年北京市高中学生化学竞赛试题答案 （高一年级） 第 1 题（30 分 ） （1）C（ 2）D（3）C（4）A&D（5）C（6）C&D（7）B&C 第 2 题（12 分 ） （1） NH2 、NH4 + （2） 化学试剂现象 方法一用湿润的红色石蕊试纸检验试纸变为蓝色 方法二蘸有浓盐酸的玻璃棒检验有白烟生成 （3） NH4NO3 ；c(NO3 ) c(NH 4 +) c(H+) c(OH) （4） 8NH3 +6NO2 = 7N2 + 12H2O 8 6 xx-2 x = 8 V(NH3)V(NO2) = 8（ 20-8）= 2 3 或: V(NH3)V(NO2) = (8+6)6= 73 注：学生只要答出2:3，不写计算过程也可得分，但计算时必须为8:6mL 第 3 题（10 分 ） （1）A接E接C 接B接D。（2 分） 错一个全扣 （2）黄绿色气体充满玻璃管（1 分） （3）MnO2 + 4HCl Mn Cl2+ Cl2+ 2H2O（ 2 分） ；浓硫酸（ 1 分） （4）溶解物质时， 发生反应2Fe3+ + Fe = 3Fe 2+，溶质可能为 FeCl2或 FeCl2与 FeCl3的混合物。 （3 分） 在检验 Cl 后，应该向滤液中通入 Cl2，2Fe 2+ + Cl 2 = 2Fe 3+2Cl。 （3 分） 第 4 题（8 分 ） （1） 4 C3H5N3O9 = 6 N2 + 12 CO2+ 10 H2O + 1O2（2 分） （2） 2 NH4ClO4 + 4 Al = 2 Al2O3+ 1N2 + 2H2O + 2 HCl +2 （2 分） （3） COS+ 4 NaOH = Na 2CO3 + Na2S + 2 H2O （2 分） 或： COS+ 4 OH = CO3 2 + S 2 + 2 H2O （2 分） 第 5 题（6 分 ） 1.在不足量空气（O2）条件下燃烧 H2S + 1 /2 O2 = H2O + S （2 分） 2.使 1/3 体积气体和足量O2反应 H2S + 3 /2 O2 = H2O + SO2 产物再和2/3 体积气体反应SO2 + 2 H2S = 3S + 2 H 2O （4 分） l 第 6 题（7 分 ） O HH N H HH （1） Ag置换 H2S的反应式为： 2Ag + H2S = Ag2S + H2 表明 Ag2S的溶解度比 AgCl小了许多（2 分） （2） ZnO + H2S = ZnS + H 2O （1 分） （3） H2S(g) + 1 /2 O2(g) = H2O(g) + S(s) = 242 kJ/mol （2 分） ZnS(s) + 1 /2 O2(g) = ZnO(s) + S(s) = 161 kJ/mol （2 分） （4）周期数，B，錳， Mn 第 7 题（分） （1） NH3。（1 分） （2）氢气： H2（ 2 ） ，氮气： N2（ 222 ） ，氧气： O2（ 233） （3）剩余 1/3 V N2 表明该气体（水溶液）中有N，能和 V Cl2反应生成 1/3 V N2， 且产物易溶于水的是NH3。（4 分） 2 NH3 + 6 Cl2 = N2 + 6 HCl （2 分） 第 8 题（8 分 ） 周期数族元素符号或原子序 （1）4 Co 或 27 （2）4 BCu 或 29 （3）3 AAl 或 13 （4）4 BMn 或 25 每空 0.5 分 第 9 题（12 分 ） （1）（2） （3 分）（ 3 分） （3） 原子H N O 化合价1 3 2 氧化值+1 +1 -2 （3 分） （4） H3N HOH H3NH OH； H3NH OH H3N HOH H3N + H2O （ 3 分）