2008全国初中生化学竞赛(天原杯)复赛试题及详解

2008年全国初中学生化学素质和实验能力竞赛（第十八届天原杯）复赛试题及详解1．2007年10月24日，我国使用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥1号”送上月球轨道，其任务之一是探测月球上氦–3（质子数为2，中子数为1的原子）资源。下列氦–3原子的原子结构示意图中正确的是（）。解析：原子结构示意图中，圆圈代表原子核，中间的数字表示核内质子数，而外面的数字表示核外电子数，整个示意图与中子数无关，因此，同位素（质子数相同而中子数不同，像C-12和C-13）的原子结构示意图是相同的。针对这道题，氦–3原子的核内质子数和核外电子数都为2，和氦-2的示意图相同。选D2．第29届奥林匹克运动会将于2008年8月8日在北京举行。下列措施不符合绿色奥运理念的是（）。A．奥运场馆周围的路灯采用太阳能光伏发电技术B．在奥运场地使用电动汽车和新型清洁燃料汽车C．场馆附近的绿化采用微灌或滴灌智能控制技术D．将奥运村的生活垃圾全部集中深埋3．1991年碳纳米管被发现。碳纳米管是由石墨中的碳原子层卷曲而成的管状的材料，管的直径一般为几纳米到几十纳米，管的厚度仅为几纳米。碳纳米管由于其独有的结构和奇特的物理、化学特性以及潜在的应用前景而受到人们的关注。下列有关碳纳米管的说法中正确的是（）。A．碳纳米管是一种新型的高分子化合物B．碳纳米管的化学性质常温时很稳定C．碳纳米管导电属于化学变化D．碳纳米管的结构和性质与金刚石均相同解析：碳纳米管中只含有一种元素，所以碳纳米管是一种单质，排除A；碳纳米管的导电没有生成新的化学物质，是物理变化，排除C；结构与金刚石不同，碳纳米管是管状结构，而金刚石为正四面体结构，排除D。选B4．闪电时空气中有臭氧（O3）生成。下列说法中正确的是（）。A．O3和O2混合得到的是纯净物B．O2比O3稳定C．等质量的O3和O2含有的氧原子数之比是2︰3D．O3与O2的相互转化是物理变化解析：A中氧气和臭氧是两种不同的物质，是混合物；B中氧气在空气中大量存在，而臭氧含量极低，说明氧气比臭氧要稳定；C中等质量的O3和O2，物质的量之比是2：3，而1molO3中有3mol氧原子，1molO2中有2mol氧原子，因此含有的氧原子数之比是1：1；D中的转化关系，生产了新的物质，是化学变化。选B5．“三效催化转换器”可将汽车尾气中的有毒气体处理为无污染的气体，下图为该反应的微观示意图(未配平)，其中不同符号的球代表不同种原子。下列说法不正确的是（）。A．乙和丙中所含元素种类相同B．甲和丁中同种元素化合价不相等C．该反应中共有三种元素D．化学方程式中乙、丁的化学计量数均为1解析：乙和丙均由黑蓝两种元素组成，因此A正确；甲和丁中的同种元素为黄，甲为化合物，黄化合价不为零，而丁为单质，化合价为零，B正确；反应中共有黄蓝黑三种元素，C正确；将方程式配平，上述反应方程式为：2NO2＋4CON2＋4CO2，（蓝代表O，黄代表N，黑代表C），所以只有D是错误的。6．常温常压下，10mL某气态物质含有2.68×10个分子，而在这些分子里又含有8.04×10个原子，则判断该物质是一种（）。A．单质B．化合物C．混合物D．以上都有可能解析：题中给出的数据说明一个分子中含有三个原子，可能为单质（O3），可能为化合物（CO2），可能为混合物（50%的H2和50%的SO3）。选D7．对于反应：X+2NaOH==2Y+Cu(OH)2↓，下列分析中正确的是（）。A．Y中一定含有钠元素B．X和Y的相对分子质量之差为18C．X可能是CuCl2或Cu(NO3)2D．Y可能是Na2SO4解析：根据元素守衡定律，得出Y中一定含有Na元素，X中肯定含有Cu元素。只有AC是正确的。根据质量守恒定律，X和2Y的相对分子质量才是相差18；而Y不可能是Na2SO4，否则Na就不平衡了，因此排除B和D。8．法国化学家肖万、美国化学家格拉布斯和施罗克在有机化学领域研究中作出了重要贡献，其研究成果可以简单描述为如下的反应（R1~R8为H–、CH3–、C2H5–……等）。上述反应类似于无机反应中的（）。A．置换反应B．分解反应C．复分解反应D．化合反应解析：反应物中的R4和R8基团调换了位置，跟无机反应中的复分解反应相似。选C9．产生下列现象，只和空气中的水蒸气有关的是（）。A．固体烧碱要密封存放B．浓硫酸露置于空气中会增重、变稀C．夏季空调冷气吹到的地方可看到有“冷气雾”D．铜制品长期放在空气中会产生“铜锈”[又称“铜绿”，化学式为Cu2(OH)2CO3]解析：固体烧碱能吸收空气中的水蒸气而潮解，也能与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钠；浓硫酸吸收空气中的水分导致浓度变稀；空气中的水蒸气遇冷液化产生冷气雾；铜制品能与空气中的二氧化碳和水反应生成铜绿。因此选BC10．如图，将两支燃着的蜡烛罩上茶杯，一会儿后高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭，同时还观察到茶杯内壁变黑。由此我们可以得到启发：从着火燃烧的高层房间中逃离，下列方法中正确的是（）。A．用湿毛巾捂住鼻子B．成站立姿势跑出C．沿墙角伏低身子迅速爬向门外D．打开窗户跳出解析：高的蜡烛先熄灭，低的蜡烛后熄灭，说明在密闭空间中燃烧时，先消耗高处的氧气；观察到茶杯内壁变黑，说明氧气不充足的情况下燃烧会产生大量的烟尘。所以从火灾逃离要用湿毛巾捂住嘴和鼻子，防止烟尘进入口鼻；伏低身子迅速爬离现场。选AC11．右图是两组物质之间在一定的条件下相互转化的过程。下列绿色植物通过光合作用说法不正确的是（）。A．X是O2B．C6H12O6是有机物C．绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能D．C6H12O6与X反应生成CO2和H2O属于置换反应解析：绿色植物在光照的情况下，能把二氧化碳和水转化成葡萄糖和氧气，储存能量。呼吸作用能把葡萄糖和氧气转化成二氧化碳和水，释放能量。只有D错误，置换反应产物中必然有单质。12．某工厂废液中含有少量硫酸，拟选用下列物质中和后再排放：物质CaCO3Ca(OH)2NH3NaOH市场参考价（元/kg）1.82.06.511.5如果要求花最少的钱来中和相同量的废硫酸，则应选择（）。A．CaCO3B．Ca(OH)2C．NH3D．NaOH解析：硫酸和碳酸钙反应会在碳酸钙表面生成一种微溶于水的硫酸钙二影响反应的进一步进行。选用氢氧化钙可以配成水溶液，能去除硫酸，生成微溶于水的硫酸钙，且氢氧化钙和碳酸钙的价格相差不多。选B。NH3和NaOH均能除硫酸，但相对较贵13．烧杯中盛满一定浓度的醋酸溶液（溶液密度约为1g/cm3），全部倾倒后烧杯内仍残留0.5mL溶液，用每次20mL蒸馏水冲洗了2次，此时烧杯中残留的醋酸溶液的浓度约为原先的（）。A．1/81B．1/820C．1/1681D．无法确定解析：设原溶液的浓度为x，则经过两次冲洗后的浓度为：(0.5x/20.5)*0.5/20.5=x/1681，选C。14．今有一混合物的水溶液，只可能含有以下离子中的若干种：Na+、NH4+、Ba2+、Cl-、CO32-、SO42-。现取两份200mL溶液进行如下实验：①第一份加足量NaOH溶液，加热，收集到气体0.68g；②第二份加足量BaCl2溶液后，得干燥沉淀6.27g，经足量盐酸洗涤、干燥后，沉淀质量为2.33g。根据上述实验，以下推测正确的是（）。A．一定不存在Ba2+，NH4+可能存在B．CO32-一定存在C．Na+一定存在D．一定不存在Cl-解析：第一份溶液中加入氢氧化钠，加热后才有气体产生，说明有稳定的铵盐存在。第二份中加入氯化钡溶液，得到的沉淀部分能被盐酸溶解，说明必定有硫酸根和碳酸根的存在；混合液中一定没有钡离子的存在；溶液中一定有Na+的存在，若无，溶液中只有NH4+一种阳离子，第一份溶液中加入氢氧化钠产生氨气的质量必然大于0.68克。无法判断Cl-是否存在，所以选BC15．下图为某固体溶解度随温度变化的曲线。该固体从溶液中析出时不带结晶水。M、N两点分别表示该固体形成的两份溶液在不同温度时的浓度。当条件改变时，溶液新的状态在图中对应的点的位置可能也随之变化，其中判断不正确的是（）。A．都升温10℃后，M、N点均向右平移B．加水稀释（假设温度都不变）时，M、N点均不动C．都降温10℃后，M点沿曲线向左下移，N点向左平移D．蒸发溶剂（假设温度都不变）时，先是M点不动，N点左平移至曲线；继续蒸发溶剂，M、N点都不动解析：溶液升温后，由于物质的溶解度随着温度的上升而增大，所以浓度不发生变化，A正确；温度不变时，物质的溶解度不变，加水稀释会导致浓度的降低，M、N应均下移，B不对；降温后，M开始有固体析出，浓度随着曲线下降。而N没有固体析出，浓度不变，C正确；温度不变，溶质的溶解度不变，蒸发溶剂，M有固体析出，但是一直处在饱和状态，浓度不变。N随着溶剂的蒸发，浓度会垂直上升，当上升到与曲线相交后，溶剂再蒸发会有固体析出，溶液一直保持饱和状态，浓度不变，D不对，N点不应向左平移，而是向上。选BD。16．（2分）用于2008年奥运会的国家游泳中心（水立方）的建筑采用了膜材料ETFE，它是乙烯-四氟乙烯的共聚物，具有许多优异的性能：①具有特有的表面抗粘着的性能；②使用寿命至少为25～35年，是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料；③达到B1、DIN4102防火等级标准，且不会自燃；④质量很轻，只有同等大小的玻璃质量的1%；⑤韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂，延展性大于400%；⑥能有效地利用自然光，透光率可高达95%，同时起到保温隔热的性能，节省能源。（1）②说明ETFE的化学性质在自然条件下较__________（填“稳定”或“活泼”）；（2）上述特点中，属于ETFE的物理性质的有________。_________参考答案：（1）稳定；（2）①④⑤⑥解析：②说明该膜材料使用寿命长，不易发生化学反应而变质。③也说明了该膜材料的化学性质稳定；②③也是该膜材料的化学性质；①④⑤⑥是该膜材料的物理性质。17．（3分）请按CH4、NH3、H2O、HF、HCl排列顺序，列出五种物质之间存在的规律：_________________________________、。这五种物质中除____（填化学式）外，各分子所含核外电子总数均为____个。解析：五种物质的相对分子质量依次增加，除氢元素以外的元素质子数依次增加；CH4、NH3、H2O、HF分子的核外电子总数均为10个，只有HCl分子的核外电子数为18。18．（3分）2007年诺贝尔化学奖授予德国化学家格哈德·埃特尔，以表彰他在“固体表面的化学过程”研究中取得的杰出成就。不同物质接触面的过渡区称为界面，若其中一物质为气态时，这种界面通常称为表面；在其表面上所发生的一切物理、化学现象统称为表面现象，而研究各种表面现象实质的科学称为表面化学。（1）界面的类型形式上可以根据物质的三态来划分，如液-固界面等。表面现象主要研究的是、界面上发生的各种物理化学现象。（2）下列哪些研究属于表面化学研究的范畴（填字母编号）。a．钢铁的生锈.b．以金属为催化剂，用氮、氢合成氨c．以铂、铑等为催化剂，将汽车尾气中的NOx、CO等转化为无污染物质参考答案：（1）气液，气固（2）a，b，c解析：题目中说，若一物质为气态，则称为表面。因此，表面现象必然有气态，因此为气液和气固。钢铁生锈发生在气固表面，氨合成发生在金属催化剂表面，尾气处理也是发生在催化剂表面19．（4分）二氧化碳是导致温室效应的主要气体，同时，它也是一种宝贵的碳氧资源，在地球上它的含量比天然气、石油和煤的总和还多数倍。（1）以CO2和NH3合成尿素CO(NH2)2是固定和利用CO2的成功范例，写出经以上途径合成尿素的化学方程式。若按上述方法生产1000万吨尿素，可固定的CO2将达万吨。（2）英国Nature，2005，437：681报道，目前海洋表层海水中溶解的CaCO3[20℃S(CaCO3)=0.0013g/100gH2O]处于饱和状态，海洋吸收大气中的CO2可以减弱温室效应，但却使海水中碳酸钙浓度降低，该变化的化学方程式为：CaCO3+H2O+CO2==Ca(HCO3)2。海