2009年广州高中化学竞赛试题 11页

2009年广州市高中化学竞赛试题2009.12.本试卷共8页，22小题，满分为100分。考试时间90分钟。注意事项：1.答卷前，考生务必在答题卡上用黑色字迹的钢笔或签字笔填写自己的姓名和准考证号（9位），用2B铅笔将对应的号码涂黑。准确填写试卷密封线外姓名、准考证号等信息。2.选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案，答案不能答在试卷上。3.非选择题必须用签字笔或圆珠笔作答，答案直接填写在试卷相应空白处。4.考生必须保持答题卡和试卷的整洁，考试结束后，将试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量：H：1C：12N：14O：16S：32K：39Fe：56Zn：65第一部分选择题（共44分）一、单项选择题（本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。）1.下列哪一项符合“绿色化学”的原则?A．排放前对废气、废水、废渣进行无害化处理B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质C．在化工生产中，尽量避免使用任何化学物质D．在化工厂范围多种草种树，努力构建花园式工厂2.某学习小组辨析以下说法：①纳米材料和蛋白质溶液都有丁达尔效应；②天然气和沼气的主要成分都是甲烷；③棉、麻、丝、毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O；④制作航天服的聚酯纤维和用于光缆通信的光导纤维都是新型无机非金属材料；⑤冰水混合物和干冰既是纯净物又是化合物；⑥粗盐和酸雨都是混合物；⑦金属材料都是导体，非金属材料都是绝缘体。正确的是A．①②④B．②⑤⑥C．③⑤⑦D．②⑥⑦3.下列实验方法及操作正确的是A．可用澄清石灰水鉴别Na2CO3溶液和NaHCO3溶液B．使用pH试纸测定未知气体的酸碱性时，不能用蒸馏水润湿试纸C．将20gKNO3完全溶于80mL水中，配制质量分数约为20％的KNO3溶液D．为准确测定盐酸与NaOH溶液反应的中和热，所用酸和碱的物质的量应恰好相等4.下列关于有机物的说法正确的是A．乙醇、乙烷和乙酸都可以与钠反应生成氢气B．乙醇可以被酸性重铬酸钾溶液直接氧化为乙酸高中化学竞赛试题第11页(共8页)\nC．乙烯使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色的反应均属于加成反应D．汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物5.NA表示阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是A．实验室以H2O2和MnO2为原料制取O2，每生成1molO2转移2NA个电子B．标准状况下，0.5NA个H2O分子所占有的体积为11.2LC．1mol硫酸钾中阴离子所带电荷数为NAD．18.0gNH4+中所含的质子数为10NA6.下列实验现象正确、所得结论合理的是Fe稀H2SO4CuAgFeNaBr溶液淀粉KI溶液Cl2AgBrNaCl溶液Na2S溶液稀硫酸Na2CO3Na2SiO3棉球ABCD实验实验现象结论A左烧杯中银表面有气泡，右边烧杯中铜表面有气泡活动性：Fe＞Cu＞AgB左边棉花变为橙色，右边棉花变为蓝色氧化性：Cl2＞Br2＞I2C淡黄色固体先变为白色，后变为黑色溶解性：AgCl＞AgBr＞Ag2SD锥形瓶中有气体产生，烧杯中液体变浑浊非金属性：S＞C＞Si7.温度为T1时，向容积不变的密闭容器中通入2molSO2和1molO2，发生反应：2SO2（g）+O2（g）2SO3（g）ΔH=－197kJ／mol。反应一段时间后，将反应体系的温度瞬间升高至T2，此后开始连续测定体系中SO2的百分含量（SO2％），并作出SO2的百分含量随时间（t）的变化关系图，下列示意图中哪一个不可能与实验结果相符？SO2％SO2％SO2％SO2％t0t0t0t0ABCD8.在化学学习与研究中类推的思维方法有时会产生错误的结论，因此类推的结论最终要经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论中，正确的是高中化学竞赛试题第11页(共8页)\nA．SO2能与碱反应，推测：非金属氧化物都能与碱反应B．金属钠着火不能用CO2扑灭，推测：金属钾着火也不能用CO2扑灭C．Fe3O4可表示为FeO·Fe2O3，推测：Pb3O4也可表示为PbO·Pb2O3D．F、Cl、Br、I的单质熔点依次升高，推测：N、P、As、Sb、Bi的单质熔点也依次升高9.氢化亚铜（CuH）是一难溶物质，用CuSO4溶液和“另一种反应物”在40℃~50℃时反应可生成它。CuH不稳定，易分解；CuH在氯气中能燃烧；CuH跟盐酸反应能产生气体。以下有关推断中不正确的是A．“另一种反应物”在反应中表现还原性B．CuH在化学反应中既可做氧化剂也可做还原剂C．CuH在氯气中燃烧的化学方程式为CuH+Cl2CuCl+HClD．CuH与盐酸反应生成的气体是H2小灯泡102030V[Ba(OH)2]/mLm(BaSO4)/gabcd····小灯泡10.常温下，向0.1mol·L－1的硫酸溶液中逐滴加入物质的量浓度相同的氢氧化钡溶液（装置如图1），生成沉淀的量与加入氢氧化钡溶液的体积关系如图2所示，a、b、c、d分别表示实验的不同阶段，下列有关说法中不正确的是图1图2A．实验过程中小灯泡由亮逐渐变暗直至熄灭，后又逐渐变亮B．实验中反应发生的条件是有难溶物质和难电离物质生成C．溶液的pH值：ab=d>c二、双项选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分。每小题均有两个选项符合题意。只选一个且正确的得2分；错选、多选时，该小题得0分)11.下列各组离子或分子，在溶液中不能大量共存的是高中化学竞赛试题第11页(共8页)\nA．NH4＋、NO3－、HSO3－、NH3·H2OB．K+、Al3+、SO42－、AlO2－C．Na+、Fe3＋、NO3－、MnO4－D．Na+、CH3COO－、CO32－、HCO3－12.将V1mL1.0mol/L盐酸和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度，实验结果如图所示（实验中始终保持V1＋V2＝50mL）。下列叙述正确的是温度/℃V1/mLA．由图可知进行该实验时环境温度约为20℃B．该实验表明1molH＋（aq）和1molOH－（aq）的能量总和大于1molH2O（l）的能量C．V1=30mL时对应的中和热大于V1=10mL时对应的中和热D．V1=10mL时，混合后溶液的pH约为1413.下列离子方程式书写不正确的是A．二氧化硫通入NaOH溶液至过量：SO2＋OH－＝HSO3－B．氯化铵溶液溶解少量氢氧化镁固体：2NH4＋＋Mg(OH)2＝Mg2＋＋2NH3·H2OC．硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液反应：SO42－＋Ba2＋＋2H＋＋2OH－＝BaSO4↓＋2H2OD．铁粉溶于足量稀硝酸：3Fe＋2NO3－＋8H+＝3Fe2+＋2NO↑＋4H2O14.元素X、Y和Z可结合形成常见化合物XYZ3；X、Y和Z的原子序数之和为26；Y和Z在同一周期。下列有关推测合理的是A．XYZ3是一种含氧酸，且X与Y可形成共价化合物XYB．XYZ3是一种含氧酸，且Y与Z可形成共价化合物YZ2C．XYZ3是一种微溶于水的盐，且X与Z可形成离子化合物XZD．XYZ3是一种易溶于水的盐，且Y与Z可形成共价化合物YZ15.N2O5是一种新型绿色硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。已知一定条件下会发生反应：2N2O5（g）4NO2（g）+O2(g)ΔH＞0，平衡常数为K。下列叙述正确的是A．上述反应的平衡常数随温度升高而增大B．上述反应达到平衡后，只增大氧气浓度，因为K值变大了，所以平衡将向左移动C．N2O5与苯发生硝化反应除了生成硝基苯（－NO2），还有氧气生成D．以N2O4等为原料采用电化学方法可以合成N2O5，该合成应避免碱性环境16.某温度下向20mL0.1mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol·L－1NaOH溶液，混合液的pH随NaOH溶液的体积V的变化关系如图（忽略温度变化）。下列说法中正确的是pHa·370V/mLV1A．该温度下醋酸的电离平衡常数约为1×10－5mol·L－1B．图中V1>20mL，且a点对应的溶液中：c(Na+）+c(H+)＝c(OH－）+c(CH3COO－)C．图中V1<20mL，且a点对应的溶液中：c(CH3COOH)+c(CH3COO－)>c(Na+）高中化学竞赛试题第11页(共8页)\nD．当加入NaOH溶液的体积为20mL时，溶液中：c(CH3COOH)+c(H+)>c(OH－）第二部分　非选择题（共56分）题号171819202122总分分数三、（本题包括6小题，共56分）XYZW17.（8分）短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示，其中Z所处的主族序数与周期序数相等，请回答下列问题：（1）用符号表示X的一种核素：_______________。（2）Y的原子结构示意图为___________________。（3）W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，写出该反应的化学方程式并表示出电子转移的方向和数目：_____________________________________。（4）298K、101kPa时，X、Z的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量akJ和bkJ。已知Z的单质能将X从它的最高价氧化物中置换出来，请写出298K、101kPa时该置换反应的热化学方程式：____________________________________________________。18.（9分）课外化学兴趣小组欲测定铜锌合金粉末中锌的质量分数。⑨①②③④⑤⑥⑦⑧水无水硫酸铜Ⅰ.除托盘天平必用外，供选择的实验装置如下：ABCDEFGHⅡ.实验中可测得的数据及其代号如下：样品的质量m1；充分反应生成的气体体积V（标准状况）；反应前仪器和药品的总质量m2；充分反应后仪器和药品的总质量m3；充分反应后剩余固体的质量m4。（1）实验时必须用到的化学试剂为_________________。（2）甲同学实验中使用了A、E、F三种装置，组装时接口编号的连接顺序为：高中化学竞赛试题第11页(共8页)\n___________________。样品中锌的质量分数的计算式为__________________。（3）乙同学实验中测得的数据为m1和m4，他使用的实验装置有__________（填字母）。（4）丙同学实验中只选用了A装置，他要测得的数据有_______________（填代号）。（5）丁同学设计了另一种测定方法，他考虑使用A、C、D三种装置，在C装置中添加足量CuO。除测定m1外，还准备测定C装置反应前后的质量变化。请评价该方法是否可行并说明理由：_______________________________________________________________________________________________________________。18601870188018901900191019201930194019501960197019801990年份20－10－二氧化碳排放量（每年以10亿吨计）19.（8分）维持生命的能量来自太阳，太阳发出的热量一小部分到达地球，地球表面的大气层，就像毯子一样保护着地球，使它不会像真空的世界那样有极端的温差变化。大气层的作用就像温室一样，因此有了“温室效应”一词。温室效应在20世纪越来越显著，报刊杂志上常说，二氧化碳排放量增加，是20世纪气温上升的主要原因。甲同学对地球大气层的平均温度和二氧化碳排放之间的可能关系很感兴趣，他在图书馆找到下面两幅曲线图： 18601870188018901900191019201930194019501960197019801990年份15.4－14.6－地球大气层平均温度/℃15.0－甲同学从图中得出结论：地球大气层平均温度的上升，是由二氧化碳排放增加而引起的。（1）曲线图中支持甲同学结论的证据是__________________________________________________________________________________。（2）乙同学不同意甲的结论，他比较两张图表后认为图线的某些地方并不支持甲的结论。请举出两个不支持的例子：_________________________________________________________________________________________________________________。高中化学竞赛试题第11页(共8页)\n（3）丙同学认为仅从甲收集的数据根本不足以下结论。他认为还有其他因素也会影响大气层温度，如（举两例）______________________________________________________________________。必须满足_______________________________________________________才能肯定二氧化碳排放和大气层温度上升之间有因果关系。兔首鼠首20.（12分）据媒体报道，2009年2月12日我外交部就法国佳士得公司拍卖我圆明园兔首和鼠首两件文物（如图），发表严正声明：中国对其拥有不可置疑的所有权。这两件文物均为青铜器，其表面呈绿色，查阅资料得知，这是铜器长期暴露在空气中生成了铜绿［Cu2(OH)2CO3］，铜绿不稳定，受热易分解。（1）根据铜绿的组成，可以推测铜绿的形成是铜与________________________________（填化学式）作用的结果。（2）除题目中已有的说明，请再写出铜绿的一种物理性质和一种化学性质：物理性质：_______________________，化学性质：____________________________。铜绿澄清石灰水（3）为了探究铜绿的性质，小王同学从其它铜器上刮下适量铜绿，放入右图所示装置中，加热后，可以观察到的现象有________________________________________________________________________________________________________________________。（4）小李同学偶然发现一腐蚀严重的金属片表面呈绿色，但从其硬度和重量估计不是铜片，小李查阅资料后猜测其为一种铝合金（主要含铝、铜以及少量镁）。请你设计一个实验验证该金属片中含铝和铜，写出简要的操作步骤、预期现象及结论。（仪器和试剂不限）操作步骤预期现象及结论高中化学竞赛试题第11页(共8页)\n21.（10分）2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义，其中需要重点回收的是正极材料，其主要成分为钴酸锂（LiCoO2）、导电乙炔黑（一种炭黑）、铝箔以及有机粘接剂。某回收工艺流程如下：废旧锂电池拆解碱浸NaOH溶液过滤滤液滤渣调pH稀硫酸Al(OH)3固体酸浸H2SO4、H2O2过滤滤液萃取法分离CoSO4溶液Li2SO4溶液浓缩加热至95℃饱和Na2CO3溶液Li2CO3固体过滤过滤（1）上述工艺回收到的产物有。（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂，为了安全对拆解环境的要求是_______________________________________________________________________。（3）碱浸时主要反应的离子方程式为___________________________________________。（4）酸浸时反应的化学方程式为_____________________________________________。如果用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到溶解的目的，但不利之处是________________________________________________。（5）生成Li2CO3的化学反应方程式为_______________________________________。已知Li2CO3在水中的溶解度随着温度升高而减小，最后一步过滤时应________________。33.3－CO的转化率/％t10t222.（9分）某温度下，向密闭容器中充入2.0molCO和1.0molH2O，发生反应：CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）。CO的转化率随时间变化关系如图，回答下列问题：（1）如果一个可逆反应的平衡常数K值很大，下列说法正确的是（填字母）。A．该反应的反应物混合后很不稳定B．该反应一旦发生将在很短的时间内完成高中化学竞赛试题第11页(共8页)\nC．该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量很小           D．该反应一定是放热反应E．该反应使用催化剂意义不大（2）t1时刻反应达到平衡状态，计算该温度下上述反应的平衡常数，写出计算过程。（3）t2时刻向平衡体系中再通入1.0molH2O（g），请在原坐标图中将改变这一条件后CO的转化率的变化结果表示出来。2009年广州市高中化学竞赛参考答案一、选择题（本题包括10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题意。）题号12345678910答案BBCBADDBCD二、选择题(本题包括6小题，每小题4分，共24分。每小题均有两个选项符合题意。只选一个且正确的得2分；错选、多选时，该小题得0分)题号111213141516答案ABBDCDCDADAC+72517、（8分）（1）12C（或13C、14C）（1分）（2）（1分）4e－（3）S+2H2SO4（浓）3SO2↑+2H2O（3分：方程式2分，电子转移1分）（4）4Al(s)+3CO2(g)＝2Al2O3(s)+3C(s)ΔH＝（3a－4b）kJ／mol（3分）65V22.4m1×100％18、（9分）（1）稀硫酸（1分）（2）①⑨⑧⑦（1分）（2分）（3）AGH（1分）（4）m1、m2、m3（1分）（5）不可行（1分）。因为氢气还原氧化铜时，排除装置中的空气及冷却装置都要消耗氢气，而且部分氢气未反应即排出，所以不可能通过计算得出氢气的产量，也无法计算锌的质量。（2分）19、（8分）（1）近100多年来，二氧化碳的排放量和地球大气层平均温度都升高了。（2分）（2）1900～1910年，CO2排放量在增加但温度在下降。1980年前后，CO2排放量在下降但温度在上升。1950年前后，CO2排放量在增加但温度基本不变。1940～1970年，CO2排放量显著增加但温度变化不大。高中化学竞赛试题第11页(共8页)\n1930年和1910年CO2排放量基本相同，但温度相差较大。（任写两条，2分）（3）太阳辐射的强度；其他有温室效应的气体的排放；汽车的大量使用；火山喷发等（任写两条，合理即可，2分）其它影响因素不变，或者这些因素的影响被证明是可以忽略的（2分）20、（12分）（1）O2、H2O、CO2（1分）（2）难溶于水（1分）可溶于酸（1分）（3）固体由绿色变成黑色，大试管口有水珠凝结，导管口有气泡冒出，澄清石灰水变浑浊。（3分）（4）（6分：证明有铝3分，证明有铜3分）操作步骤预期现象及结论1、剪一小块金属片放入试管A中，加入足量的NaOH溶液，充分反应后过滤，得滤渣1和滤液1。金属片大部分溶解得到无色溶液，有气泡产生，初步证明含铝；2、取少量滤液1于试管B中，逐滴滴加盐酸至过量。先有白色沉淀生成后沉淀又溶解，证明含铝；3、取滤渣1于试管C中，加入足量盐酸，充分反应后过滤，洗涤，得滤渣2和滤液2。固体部分溶解，溶液可能呈蓝色，剩余固体为红色，初步证明含铜；4、取滤渣2于试管D中，加入稀硝酸，再滴加NaOH溶液。固体全部溶解，有无色刺激性气体产生并很快变成红棕色，溶液显蓝色，加NaOH溶液后有蓝色沉淀产生，证明含铜。（另一思路：先酸溶，过滤，滤渣验铜，滤液加入过量碱液，再过滤后加酸验铝。）21、（10分）（1）Al(OH)3、CoSO4、Li2CO3（1分）（2）隔绝空气和水分（2分）（3）2Al+2OH－+2H2O＝2AlO2－+3H2↑（2分）（4）2LiCoO2+H2O2+3H2SO4＝Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O（2分）有氯气生成，污染较大（1分）（5）Li2SO4+Na2CO3＝Na2SO4+Li2CO3↓（1分）趁热（1分）22、（9分）（1）C（2分）（2）CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）起始物质的量/mol：2.01.000变化物质的量/mol：2.0×33.3％＝2/32/32/32/3平衡物质的量/mol：4/31/32/32/3K＝c(CO2)·c(H2)c(CO)·c(H2O)＝(2/3V)2(4/3V)·(1/3V)＝1设容器容积为V，则：（3分）高中化学竞赛试题第11页(共8页)\n（3）（4分：变化趋势2分，标出数值2分）33.3－CO的转化率/％t10t250.0－t3高中化学竞赛试题第11页(共8页)