2008北京化学竞赛试题及答案(高二)

KOH溶液abAB2008年北京市高中学生化学竞赛试卷（高中二年级）2008年4月20日下午2：00—4：30北京题号123456789101112总分满分1068688121251069100得分评卷人·竞赛时间2.5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。HLiCNONaAlSiSFeCu1.0086.94112.0114.0116.0022.9926.9828.0932.0755.8563.55第一题单选题（共10分）（每一个答案得2分）A．1.下列有关实验现象叙述正确的是A。B．Cu跟浓HNO3反应后溶液呈绿色C．Cu溶于热、浓H2SO4后溶液呈蓝色D．Na2SO4溶液可使苯酚的乳浊液变得澄清E．Mg跟盐酸反应放出H2的速率持续减慢2.常温下，在溶液中可发生以下反应：①16H++10Z－+2XO4－==2X2++5Z2+8H2O，②2M2++R2==2M3++2R－，③2R－+Z2==R2+2Z－，由此判断下列说法错误的是C。A．常温下反应2M2++Z2==2M3++2Z－可以自发进行B．Z元素在反应①中被氧化，在③中被还原C．氧化性强弱顺序为：XO4－＜Z2＜R2＜M3+D．还原性强弱顺序为：X2+＜Z－＜R－＜M2+3．以多孔铂为电极，在右图装置中分别在两极区通入CH3OH和O2，发生反应产生电流，经测定，电流方向由b到a，下列叙述中正确的是C。A．A处通入O2B．溶液中的阳离子向a极运动C．负极的电极反应为：2CH3OH+16OH－12e－==2CO32－+12H2OD．总反应的化学方程式为：2CH3OH+3O2==2CO2+4H2O4.某二元酸（H2A）在水中的电离式为：H2A==H++HA－，HA－H++A2－，则下列说法正确的是B。A．在0.1mol/L的Na2A溶液中，c(A2－)+c(HA－)+c(H2A)=0.1mol/LB．若0.1mol/L的NaHA溶液pH=2.0，则0.1mol/L的H2A溶液中，c(H+)＜0.11mol/LC．分别将同浓度（0.1mol/L）的NaHA和Na2A溶液稀释10倍，前者pH变化比后者大D．0.1mol/L的NaHA溶液中离子浓度为：c(Na+)＜c(HA－)＜c(H+)＜c(A2－)＜c(OH－)5.某溶液中含有：①HCO3－、②SO32－、③CO32－、④NO3－等四种阴离子，向其中加入足量Na2O2固体后，假设溶液体积无变化，溶液中离子浓度基本保持不变的是D。A．②B．②、③C．①、④D．④第二题（共6分）等电子体指的是含有相同电子数的分子或离子。按下列要求写出几个与N2分子互为等电子体的物质的化学式。（1）一种AB型分子，它是一种很有用的还原剂CO（2）AB－型离子，它是一种重要的配位体CN－（3）A2B2型分子HCCH（C2H2）第三题（共8分）已知Na2O2和H2O反应时放热，在碱性介质中H2O2会发生自氧化还原反应。现称取两份3.0gNa2O2试样，一份直接和50mL的H2O反应；另一份先和6mLH2O反应，经10min后，再加入44mL的H2O，不考虑溶液和空气中CO2的反应。两份溶液中哪种物质浓度基本相同，哪种物质不同，简述原因。Na2O2和H2O的反应式为：Na2O2+2H2O=2NaOH+H2O2因试样的量和H2O量相同，所以两份溶液中NaOH浓度基本相同。（3分）在碱性介质中H2O2发生自氧化还原反应：2H2O2=2H2O+O2Na2O2和6mL、50mLH2O反应释热量相同，和6mLH2O反应体系温度高、碱性大，有利于H2O2分解。又，在碱性介质中H2O2只是发生分解但不完全，所以溶液（1）中H2O2浓度高于溶液（2）。（5分）第四题（共6分）某同学检查一种水溶液中是否含有Cl－离子，他（1）加入AgNO3溶液，析出白色沉淀；（2）接着他将此沉淀加入过量的氨水中，发现该沉淀溶解了；（3）往此沉淀溶解的溶液中加入一定量的硝酸，发现溶液中重新析出白色沉淀。这样他肯定原溶液中含有Cl－离子，试用反应方程式解释上述（1）、（2）、（3）的实验现象。（1）Ag++Cl－==AgCl（2）AgCl+2NH3H2O==Ag(NH3)2++Cl－+2H2O（3）Ag(NH3)2++Cl－+2H+==2NH4++AgCl若把反应方程式分步写，如正确照样给分，不写下面解释也可。配离子Ag(NH3)2+在水溶液中存在离解平衡，当加入HNO3，使NH3变成NH4+，NH4+不是配离子，这样使平衡向右边移动，产生Ag+。这样便再次生成AgCl沉淀。第五题（共8分）请回答下列问题（1）Al（27.0g/mol）、Cu（63.5g/mol）的密度分别为2.70g/cm3、8.93g/cm3，Al和Cu都是面心立方结构，请求Al和Cu晶胞体积之比。63.5/8.93：27.0/2.70=7.11：10.0=0.71：1.0铜晶胞体积为铝晶胞体积的0.71倍。（3分）（2）已知硝基苯的极性大于苯酚，请比较两者在水中的溶解性，并说明理由。苯酚能形成氢键，溶解度大。（2分）（3）NH3为什么能和BF3反应，写出反应方程式。BF3为缺电子化合物，NH3能提供电子对，两者以配位键结合：NH3+BF3==F3BNH3（3分）KMnO4H+ABCDCH3OOCCOOCH3OOOOOCO2CCCH3OOCCOOCH3CO2CH3CO2CH3CH2CCH2A:丙二烯（1分）B:1，2，4—三亚甲基环己烷（4分）C:（4分）D:2，4，6，9，11—四羰基十二碳二酸二甲酯或2，4，6，9，11—四氧代十二碳二酸二甲酯（3分）第六题（共8分）电解含D2O（重水）的H2O，恒定电流为1.00A（安培），经100h，两极共生成34.5g气体，请计算产物中D和H原子数之比。（一个摩尔电子的总电量为9.65104C，即法拉第常数F，H、D相对原子质量为1.0、2.0）1.001006060/9.65104C=3.73F（2分）生成O2：3.7332.0/4=29.8g（2分）氢量：34.5g29.8g=4.7g（1分）设：D的物质的量为x，则H的物质的量为（3.73x）2.0x+1.0（3.73x）=4.7gx=0.973.730.97=2.76D/H（原子）：0.97/2.76=0.351（3分）第七题（共12分）不稳定的化合物A分子式C3H4，经三分子聚合得到B。B与丁炔二酸二甲酯共热得化合物C，后者经酸性高锰酸钾处理生成D并放出二氧化碳1mol。请给出A、B、C的结构简式并为A、B、D命名。注：原题中出现错误：请给出A、B、D的结构简式并为A、B、C命名。应为“请给出A、B、C的结构简式并为A、B、D命名”。如学生写出了C的结构简式，给4分；若重写了D的结构简式也给分；命名时若为C正确命名，给分；若为D正确命名，也给分。但总分数不能超出本题总分数。C的正确命名为：8亚甲基-双环[4，4，0]1，3十二碳二烯-3，4二酸。lgpH2O=AT+BpH2OlgpH2O的对数对温度的倒数T1lg(p/kPa)H2O1T+++++(K-1)lgp=T+BH2O1lgp=11.102T2265（a）=[NH4+][CN][NH3][HCN]=[H+][CN][HCN][NH4+][OH][NH3][H2O][H+][OH][H2O]第八题（共12分）化合物A分子式C5H8，经臭氧化中性水解得到B；而经酸性高锰酸钾处理得到C，B和C分子中至少有一个相同的官能团。当它们分别与酸性重铬酸钾共热时均放出1mol二氧化碳后得到同一化合物D。请给出A、B、C、D、的结构简式。OOCOOHOCH3COOHA：B：C：D：第九题（共5分）已知下列反应的平衡常数：（1）HCNH++CN－，K（1）Θ=4.9×10－10（2）NH3+H2ONH4++OH－，K（2）Θ=1.8×10－5（3）H2OH++OH－，KwΘ=1.0×10－14试计算下面反应的平衡常数NH3+HCNNH4++CN－KΘ=K（1）ΘK（2）Θ/KwΘ=4.910－101.810－5/1.010－14=0.88（写出式子即可得3分，答案正确的满分。）第十题（共10分）纯水的饱和蒸汽压与温度关系如下图所示，该图是根据水的饱和蒸汽压作图得出的直线关系。该直线可用一般代数方程式表示：A为直线斜率，B为截距。实验证明，常数A与H2O的摩尔蒸发焓（ΔvapΗΘm）有关，在温度变化不大时，它可视为常数，即：A=ΔvapΗΘm/2.303R，则上述直线方程可写为：有人通过实验得出水的炮和蒸汽压与温度的关系式为：（1）根据式a，求出H2O(l)H2O(g)的摩尔相变焓ΔvapΗΘm（H2O）（2）请利用下列数据，从理论上求出H2O的ΔvapΗΘm。H2O(l)的ΔfΗΘm=-285.8kJ/mol（ΔvapΗΘm/2.303R）×OOOHHH1s离域2pOOOSH(1)H(2)CH(3)H(1)H(2)PCl(4)C(3)Cl(5)Cl(1)Cl(2)l=ll=l=ll=l=ll=llooSH1SH2CH(1)CH(2)CH(3)PCl(1)PCl(2)PCl(3)PCl(4)PCl(5)PCl(4),PCl(5)平面(92oPCl(1)H2O(g)的ΔfΗΘm=-241.8kJ/mol（3）利用（1）、（2）中求出的数据，计算实验值得相对偏差。（4）根据式a，求①平均海拔为4500m的西藏高原上，大气压力为5.73104Pa时水的沸点为多少?②在高压锅炉内当水蒸气压达到1000kPa时,水的沸点是多少?ΔvapΗΘm/2.303R=2265ΔvapΗΘm=2.3038.3412265=43.4kJ/mol（2分）（1）ΔvapΗΘm=-241.8+285.8=44.0kJ/mol（2分）（2）[（43.4–44.0）/44.0]100%=-1.4%（2分）（3）①lg5.73104=11.1022265/TT=357.04K，t84°C（2分）②lg1000103=11.1022265/TT=443.94K，t171°C（2分）注：原题中最后一问错打成（1），应改为（4）；在该问中：“根据式M”一句应为“根据式a”。第十一题（共6分）实验测得H3、O3分子构型分别为等边三角形和等腰三角形，O3中O—O键夹角为116.8º，H3、O3的偶极矩分别为0和0.53D（德拜），请回答下列问题。（1）说明H3、O3原子间成键情况（2分）两个，一个（2）计算H3、O3中H—H、O—O键的键矩（2分）H—H键矩为零O—O=0.51D（3）判断H3、O3中H—H、O—O键的极性，对于极性键在分子中标明原子所带电荷的正负（2分）H—HO—O非极性共价键极性共价键第十二题（共9分）有H2S、[CH3]+、PCl5三种微粒（1）请分别画出它们的构型，并指明键角间、键长间的关系（4分）S3pH1sSH键CH键C的sp2杂化轨道与H的1s（2）说明各自成键情况（3.5分）P—Cl（1）、P—Cl（2）、P—Cl（3）是P的3s3p2杂化与Cl的3p形成化学键；P—Cl（4）、P—Cl（5）是P的3p与3dz2杂化与Cl的3p结合生成化学键。（3）判断它们各自有无偶极距（1.5分）H2S的0[CH3]+的0PCl5的0草稿纸