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12011年北京市高二学生化学竞赛试卷2011年4月10日上午8:00-10:00北京题号123456789101112总分满分99458610589225100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:HCNONiFe1.00812.0114.0116.0058.7055.85第1题选择题(9分)(单选或多选,每选1.5分)(1)化学在生产和生活中有着广泛的应用。下列说法错误的是()A.用聚乙烯塑料作食品包装袋B.SiO2是制备光纤导线的主要材料C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土吸收水果产生的乙烯以延长货架期D.民间用明矾作净水剂除去水中的悬浮物(2)下列离子方程式正确的是()A.向NH4HSO4溶液中滴加少量的Ba(OH)2溶液Ba2++2OH-+NH4++H+==BaSO4↓+NH3·H2O+H2OB.向漂白粉溶液中通入过量的SO2气体ClO-+SO2+H2O==HSO3-+HClOC.向偏铝酸钠溶液中通入CO2气体AlO2-+CO2+2H2O==Al(OH)3↓+HCO3-D.海水中的Fe2+在铁细菌的催化下被氧化成Fe2O34Fe2++8OH-+CO2==2Fe2O3+HCHO+3H2O(3)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ·mol-1,在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:容器实验1实验2实验3反应物投入量始态1molN2、3molH22molNH34molNH3NH3的平衡浓度/mol·L-1clc2c3反应的能量变化放出akJ吸收bkJ吸收ckJ体系压强(Pa)p1p2p3反应物转化率α1α2α3下列说法正确的是()2A.2clc3B.a+b=92.4C.2p2p3D.(α1+α3)1(4)下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()A.室温下,向0.01mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)B.25℃时,pH=4.75、浓度均为0.1mol·L-1的CH3COOH、CH3COONa的混合液:c(CH3COO-)+c(OH-)<c(CH3COOH)+c(H+)C.25℃时,pH=2的HCOOH与pH=12的NaOH等体积混合:c(CHCOO-)+c(H+)<c(Na+)+c(OH-)D.0.1mol/LNa2CO3溶液与0.1mol/LNaHCO3溶液等体积混合:3(CO32-)+3(HCO3-)+3(H2CO3)=2(Na+)(5)现有3.5t质量分数为70%的硫酸和2.5t含杂质20%的烧碱(杂质不参加反应),足量的铝屑。用上述原料最多生产Al(OH)3的质量是()A.1.3tB.2.6tC.5.2tD.6.5t第2题(9分)如图,A为用惰性电极电解饱和食盐水(含少量Ca2+、Mg2+)的装置。(1)电解时,电极a附近溶液出现浑浊,请用离子方程式表示原因(2)一段时间后,C中溶液可出现浑浊,写出浑浊的原因,用离子方程式表示:(3)随反应的进行,D中溶液红色褪去。请简述D中溶液红色褪去现象的可能的两种主要原因请根据你的推论,设计简单实验证明红色褪去的主要原因,简述主要..操作、现象和结论第3题(4分)6°C时,苯甲酸在H2O(I)、C6H6(II)中浓度(mol/L)及分配比见表:电源CuO饱和食盐水Na2S溶液NaOH溶液酚酞ABCDEba碱石灰3c(I)c(II)c(I)/c(II)c(I)/c0.5(II)0.003290.01560.2110.02130.005970.04950.1170.0211请说明c(I)/c0.5(II)为定值的原因。第4题(5分)1000°C时,FeO+H2Fe+H2O,K=0.52,欲使容器中1.0molFeO被还原,至少需多少物质的量的H2第5题(8分)1834年Faraday作电解H2SO4(稀)水溶液实验时,发现阳极形成的O2量少于理论量;经电解后,溶液的氧化性显著强于H2SO4溶液。他怀疑阳极形成了H2O2,但实验结果是否定的。如果你遇到以上实验过程,用什么实验可以证实电解后溶液的氧化性增强,且没有H2O2生成(限制条件:每个实验只能选用一种试剂),写出相应的反应方程式。1891年Marshall把MnSO4溶液加到电解后的H2SO4溶液中,有MnO4-生成,分析得知溶液中的阴离子只有SO42-及极少量的OH-。请写出两个反应的方程式及阳极产物的化学名称。第6题(6分)无色浓HNO3和金属反应后不久,溶液呈现蓝色时,速率增快。目前认为,这是浓HNO3被还原形成HNO2之故,HNO2的氧化性、氧化反应速率均强于HNO3。现作以下两个实验并请解释现象。(1)取50mL浓NH3·H2O两份,一份加10mLH2O,另一份加10mL3%H2O2,再同时加入Cu。发现加H2O2溶液的反应快.写出原因和反应方程式。4(2)取50mL浓HNO3两份,一份加10mLH2O,另一份加10mL3%H2O2,再同时加入Cu。发现加H2O2溶液的反应慢.写出原因和反应方程式。第7题(10分)光催化是新发展的一个催化技术,TiO2是目前研究成功的应用广泛的光催化剂,它是由金红石矿(主要成分为TiO2)先制备为TiCl4,再转化为纯TiO2。物种TiO2(s)TiCl4(g)Cl2(g)O2(g)C(s)CO(g)ΔrΗΘm/kJ∙molˉ1–944.7–763.2000–110.5SΘm/J∙molˉ1∙Kˉ155.02354.9223.1205.15.74197.7请根据表中数据(1)计算反应:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,该反应能否正向进行?(2)计算反应2C(s)+O2(g)2CO(g)298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,并判据反应在298K进行的方向。ΔrΗΘm=–221kJ/molΔrSΘm=59/J∙molˉ1∙Kˉ1(3)为得到纯的TiCl4,有人设计如下方案:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)。计算该反应298K的ΔrΗΘm和ΔrSΘm,并判据反应进行的方向。第8题(5分)在三个试管中盛0.020dm3的Fe(OH)3溶胶,分别加入三种电解质溶液(浓度为c,体积为V)使其聚沉,不同浓度所需量如下:溶液NaClNa2SO4Na3PO4c/mo1·dmˉ31.000.00500.0033V/dm30.0210.1257.4×10ˉ3试计算各电解质的聚沉值(一定时间内聚沉所需的电解质最低浓度)、聚沉值之比。有人提出一般聚沉值大致与反离子价(胶粒带相反电性的离子价数)的6次方成反比,根据以上实验请对此规则作出评论。5第9题(8分)NiO晶体为NaCl型结构,将它在氧气中加热,部分Ni将氧化为Ni3+,成为NixO(x1)。今有一批NixO,测得密度为6.47g·cm-3,用波长=154pm的X射线测得立方晶胞衍射指标为111的衍射角=18.71°。(Ni的原子量为58.70)(1)计算NixO的立方晶胞参数a(2)计算x值,并标明Ni的氧化数的化学式(3)Ni晶体中,O2-的堆积方式怎样?Ni在堆积中占据那种空隙?占有率多少?第10题(9分)1985年Kroto和Smaller领导的研究小组发现了以C60为代表的碳的另一个家族,极大地丰富了碳化学。认识C60有利于制备新性质的化合物,请问:(1)C60这个封闭多面体由多少个五元环和六元环的面组成,共有多少条边?(2)C60中每一个碳参加形成2个六元环和一个五元环,形成3个键和离域型键。间的夹角为116°,求离域型键所含单个碳的sp的成分及与键间的夹角。6Cl2500CBBr2CCl4C3H5Br2ClACDEFHIJKCO2/催化剂催化剂/G(C8H8O2)NaOH/H2O聚合CH3OH高聚物H+NaOH/H2O催化剂/(3)由于生成条件的不同C60可堆积成不同的晶体结构。其中有立方最密堆积,晶胞参数为a=1420pm。(a)计算其晶体密度(b)计算C60球体半径R第11题(22分)请你给出化合物A—K的结构简式。其中D的相对分子质量为100。7第12题(5分)完成下列反应式,写出产物的结构简式。HCl1mol(1)HCl1mol(2)HCl2mol(3)HCl2mol(4)ABB’CD2011年北京市高中学生化学竞赛试题答案(高二年级)第1题(9分)每选1.5分(1)A(2)C(3)B&D(4)A(5)C第2题(9分)(1)2H++2e-==H2↑,Mg2++2OH-=Mg(OH)2(2分)(2)Cl2+S2-=2Cl-+S(1分)如写Cl2+H2S=2HCl+S扣0.5分(3)A中逸出Cl2与水反应生成有强氧化性的HClO,有漂白作用使红色褪去,此为氧化为主的原因。另一种原因,可能是H+中和了OH-造成褪色。(3分)向褪色溶液中再滴加酚酞,又显红色,即主要为氧化;向褪色的溶液中加入适量NaOH溶液,若红色出现,则则可能主要为中和。(3分)第3题(4分)和C6H6中的平方根比为定值表明苯甲酸为二聚体(C6H5COOH)2第4题(5分)设需要H2的物质的量为nFeO+H2Fe+H2O8始态n平衡态n–xx今x=1.0(mol)代入n/(n–x)=0.52得x=2.9(mol)至少需加2.9molH2第5题(8分)(氧化性增强:用I-被氧化成I2的溶液颜色来判断无H2O2生成:用滴加KMnO4,不褪色并无O2生成来判断2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2+8H2O(5分)注:用其他方法证明其氧化性增强,且无H2O2生成亦可得满分。阳极反应:2SO42-–2e-=S2O82-,过二硫酸根5S2O82-+2Mn2++8H2O=10SO42-+2MnO4-+16H+(3分)第6题(6分)(1)H2O2氧化Cu,Cu(II)和NH3配位Cu+H2O2+4NH3·H2O=Cu(NH3)42++2OH-+4H2O(3分)(2)形成的HNO2被H2O2还原2HNO2+H2O2=2NO+O2+2H2O(3分)第7题(10分)(1)TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g)ΔrΗΘm–TΔrSΘm=–163.9/J∙molˉ1∙Kˉ1ΔrΗΘm=181.5kJ/molΔrSΘm=58.9/J∙molˉ1∙Kˉ1ΔrΗΘm–TΔrSΘm=163.9/J∙molˉ1∙Kˉ1>>0反应正向不能进行(3分)(2)2C(s)+O2(g)2CO(g)ΔrΗΘm=–221kJ/molΔrSΘm=179/J∙molˉ1∙Kˉ1ΔrΗΘm–TΔrSΘm=–274/J∙molˉ1∙Kˉ1<<0反应正向能进行(3分)(3)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)ΔrΗΘm=–39.5kJ/molΔrSΘm=249.7/J∙molˉ1∙Kˉ1ΔrΗΘm–TΔrSΘm=–113.9/J∙molˉ1∙Kˉ1<<0反应正向能进行.(4分)第8题(5分)c(NaCl)=1.00mo1·dmˉ30.020dmˉ3/(0.020+0.021)dmˉ3=0.51mo1·dmˉ3分母应为溶胶的体积加电解质的体积;如只计电解质体积为错误,下同,扣0.5分同法可得:c(Na2SO4)=4.310ˉ3mo1·dmˉ3(1分)c(Na3PO4)=8.910ˉ4mo1·dmˉ3(1分)Fe(OH)3是正电溶胶,故负离子价高的电解质聚
本文标题:2011-2013年北京市高二化学竞赛试题及答案
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