2012年北京市高中化学竞赛高一组竞赛试题

2Na2NH3===2NaNH2H2CaO2NH4Cl===CaCl22NH3H2O3Mg(NH2)2===Mg3N24NH3NH4ClNaNH2===NaCl2NH3（l）2012年北京市高中学生化学竞赛试卷（高中一年级）2012年4月8日上午8：00-10：00北京·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:HCNONaSClKNiCd1.0112.0114.0116.0022.9932.0735.4539.1058.70112..4第1题选择题（30分）（单选或多选，每选5分。）（1）下列说法正确的是：（）A．相同质量的热水比冷水含有更多的热量B．化学反应限度大，该反应的速率也大C．在相同条件下，分子破裂为原子所吸收的能量与相应原子结合成分子所放出的能量数值相同D．化石燃料的开采与使用，有利于节能减排与保护环境（2）秤取160gCuSO4（160g/mol）250gCuSO4·5H2O(250g/mol)分别溶于水时，前者释热66kJ/mol，后者吸热11kJ/mol。则CuSO4(s)+5H2O(l)=CuSO4·5H2O(s)的热效应是（）A．释热77kJ/molB．释热55kJ/molC．吸热77kJ/molD．吸热55kJ/mol（3）从某些性质看，NH3和H2O，NH4＋和H3O＋，OH－和NH2－，N3－和O2－两两相当，据此判断下列反应方程式正确的是（）①②③④A．仅①正确B．②④正确C．全部正确D．正确①②④（4）NaH是离子化合物，与H2O反应，有气体生成，现有NaH与Al粉的混合物mg投入足量水中，全部溶解，生成ngH2。则原混合物中Al粉的最大质量为：（）A．（36n–2m)gB．g524nmC．（2n–m)gD．（24m–5n)g（5）以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池如图所示。关于该电池的叙述正确的是：（）A．该电池能够在高温下工作B．电池的负极反应为：C6H12O6＋6H2O–24e－＝6CO2↑＋24H＋C．放电过程中，将生成的CO2和水随时排出，保持电解质浓度恒定D．在电池反应中，每消耗1mol氧气，理论上能生成标准状况下CO222.4/6L第2题（12分）把NaOH稀溶液加到20.00mL0.0215mol/LCd(NO3)2溶液，当加入1.10mLNaOH时pH为8.,10，此时生成Cd(OH)2沉淀。请计算Cd(OH)2饱和溶液中[Cd2+]·[OH－]2之值—即Ksp。（2）为降低水中Cd2+的浓度，可加NaOH、Na2CO3使之沉淀为Cd(OH)2、CdCO3（已知[Cd2+]·[CO32－]=2.510－14），欲使河水中[Cd2+]达到国家规定标准≤0.005mg/L，计算所需[OH－]、[CO32－]各是多少？评价计算结果。第3题（7分）气体A密度（相对于H2）为16.02，1体积A受热分解得2体积气体（同温、同压）（1）求A的分子式：（2）1体积A和足量H2O反应得4体积气体（同温、同压），请写出反应方程式。第4题（6分）气体中有下列平衡：N2O4(g)2NO2(g)。在27°C，105Pa条件下气体混合物的平均分子量为76.7。求用电器CO2C6H12O6H2OO2质子交换膜微生物电极电极Na2CO3溶液冷水a气体N2O4分解率。第5题（9分）甲烷（CH4）与氯气（Cl2）光照下反应生成CH3Cl,CH2Cl2,CHCl3等。请回答下列问题。（1）写出CH3Cl分子的电子式。（2）请指出CH2Cl2分子中各原子的氧化值(即化合价)。（3）请指出CHCl3分子所有的对称元素。第7题（14分）某课外小组模拟工业流程设计了如下实验装置制备硝酸（所有橡胶制品均已被保护）。（1）分别写出工业上用氨气制取NO及实验室用浓硝酸制取NO2的化学方程式：（2）连接好该装置后，首先进行的操作是：（3）通入a气体的目的是：（4）盛有Na2CO3溶液的烧杯为尾气处理装置，该装置中反应的化学方程式是：NO2+Na2CO3+H2O==NaNO2++；已知：NO2可被NaOH溶液完全吸收，而NO不能被吸收，但当NO2与NO按一定的比例混合时，可被NaOH溶液完全吸收，则此时NO2与NO的物质的量比例关系是：（5）用N2O4代替NO2与水和a气体反应可生成硝酸，此反应的化学方程式是：第8题（15分）某化工厂以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和MnO2。（1）在一定条件下，将这两种矿粉在硫酸溶液中相互作用，配平如下的化学方程式：MnO2+FeS+H2SO4＝MnSO4Fe2(SO4)3+S+H2O（2）将所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按以下的工业流程进行操作处理得溶液(IV)，[Cd2+]=0.0215mol/L=2.0410-2mol/L[Cd2+][OH-]2=2.0410-2(1.2610-6)2=3.210-1420.0020.00+1.10pH=8.10pOH=5.90[OH]=1.26-10-6mol/Lx电解溶液(IV)即得MnO2和Zn。a、操作①中加Zn粉后发生反应的离子方程式为b、操作②中加入适量X的作用是什么；X的首选物的化学式是：c、操作③中所加碳酸盐的化学式是（3）为了从上述流程中产生的Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3，工厂设计了如下的有关流程图。a、AlCl3溶液和NaAlO2溶液反应生成AI(OH)3的离子方程式为若总共得到nmolAl(OH)3，则消耗的NaOH和HCl的理论量（mol）分别为b、若使用下列流程回收处理，请比较两个流程消耗酸碱的用量？2012年北京市高中化学竞赛（高一卷）答案第1题选择题（30分）（单选或多选，每选5分。）（1）C⑵A⑶C⑷B⑸B、C（2）第2题（12分）（1）Fe(OH)3Al(OH)3Al粉适量HCl溶液AlCl3溶液适量NaOH溶液NaAlO2溶液Al(OH)3沉淀Fe(OH)3Al(OH)3Al粉适量HCl溶液AlCl3溶液适量NaOH溶液NaAlO2溶液Al(OH)3沉淀Fe(OH)3Al(OH)3适量NaOH溶液NaAlO2溶液沉淀Al(OH)3适量HCl溶液Fe(OH)3Al(OH)3适量NaOH溶液NaAlO2溶液沉淀Al(OH)3适量HCl溶液适量Zn粉含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液(I)沉淀物酸性溶液(II)适量X酸性溶液(III)用碳酸盐调pH～5.6Fe(OH)3Al(OH)3溶液(Ⅳ)①②③适量Zn粉含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液(I)沉淀物酸性溶液(II)适量X酸性溶液(III)用碳酸盐调pH～5.6Fe(OH)3Al(OH)3溶液(Ⅳ)①②③[OH]==8.5104mol/L4.41083.21014[CO3]==2.510144.41085.7107mol/L2(1x)(1+x)92.0+46.0=76.72x(1+x)HCHHClHCHHCl或（2）0.005mg/L=5×10－6g/L；c(Cd2+)=5×10－6/112=4.4×10－8mol/L[OH－]=8.5×10－4mol/LOH－浓度大，使河水显碱性，不适宜[CO32－]=5.7×10－7mol/L加碳酸钠，天然水中可能达标第3题（7分）（1）A的分子量16.02×2.00=32.04;1体积气体分解得到2体积气体，只可能是H2。所以A中另一元素为Si，A的分子式为SiH4（4分）（2）SiH4(g)+4H2O=4H2(g)+H4SiO4或SiH4(g)+3H2O=4H2(g)+H2SiO3（3分）第4题（6分）N2O4(g)2NO2(g)1—x2x混合气体中总物质的量为1+x则（3分）解得x=0.20（3分）第5题（9分）（1）（2分）（2）原子CHCl氧化值0+1-1（2分）第6题（7分）（1）7（1分）（2）3，7（2分）（3）+3（2分）（4）4（2分）第7题（14分）n(NO2)n(NO)1（1）4NH3+5O2催化剂△4NO+6H2O（2分）Cu+4HNO3=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OCu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O（2分）离子式及化学方程式均可（2）检验装置的气密性（1分）（3）a是O2，可提高NO2的转化率（或2NO+O2=2NO2）（1分）（4）2NO2+2Na2CO3+1H2O==NaNO2+NaNO3+2NaHCO3；（3分）（2分）（5）2N2O4+O2+2H2O=4HNO3（2分）第8题（15分）（1）3MnO2+2FeS+6H2SO4＝3MnSO41Fe2(SO4)3+2S+6H2O（2）a．Zn+Cu2+＝Zn2++Cu；Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+b．将Fe2+氧化成Fe3+；是MnO2c．MnCO3或ZnCO3或MnCO3和ZnCO3（3）a．Al3＋＋3AlO2－＋6H2O＝4Al(OH)3；3n/4、3n/4b．如按下流程，则得到同样nmolAl(OH)3，消耗的NaOH、HCl的理论量分别为nmol，大于前流程的消耗量，相对而言，前流程更符合节约的原则