[全国化学竞赛]2012北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题(附答案) 7页

2001北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题(共100分)(2001年9月8日星期六上午9:00-11：00)竞赛时间2小时。迟到超过30分钟者不得进场。1小时内不得离场。时间到，把答题纸及试题纸(背面向上)放在桌面上，立即离场。竞赛答案全部写在答题纸上，使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔或钢笔答题，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上方指定位置，写在他处者按废卷处理。允许使用非编程计算器及直尺等文具。答题纸按密封线封装。选择题供20题，每题2分)1.碳氢化合物是大气污染物之一，下列现象的产生与碳氢化合物有关的是A臭氧空洞B酸雨C温室效应D光化学烟雾2.最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的A对废气、废水、废渣进行严格处理B在化学生产中少用或不用有害物质以及少或不排放有害物质C在化工生产中，不使用任何化学物质D在化工厂种草种树，使其成为花园式工厂3.人体内含有多种元素，其中许多元素都是人体生理发育所需的。但有些元素尚未证实其生理功能，在食品中它们的含量稍高会引起毒性反应。我国食品卫生法对这些元素在食品中的含量的最高标准有极严格的规定，这些元素是①Na②Mg③As④Cd⑤Ca⑥Zn⑦Hg⑧Pb⑨Cu⑩KA⑥⑦⑧⑨B②④⑥⑧C③④⑦⑧D②④⑥⑦⑧4.A、B两元素的原子分别得到2个电子形成稳定结构时，A放出的能量大于B放出的能量；C、D两元素的原子分别失去一个电子形成稳定结构时，D吸收的能量大于C吸收的能量。若A、B、C、D间分别形成化合物时，属于离子化合物可能性最大的是AD2ABC2BCC2ADD2B5.硼晶体的基本结构单元是棚原子组成的正二十面体，其中，每个面均为正三角形，每个棚原子均与另外五个棚原子相连。由此推断在硼晶体的基本结构单元中的顶点数和棱边数分别是A60、12B12、30C30、12D10、306.对反应4NH3(g)+5O2(g)f-4NO(g)+6H2O(g)+Q,下列有关叙述正确的是A对NH3与O2的反应来说，化学反应速率关系是3V(NH3)=2V(H2O)B若单位时间内生成XmolNO的同时，消耗XmolNH3,则反应达到平衡状态C达到化学平衡时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大D若降低温度，达到新的化学平衡时，NO的体积分数将增大7.在一恒定容积的容器中充入2mol的A和1mol的B发失反应：2A(s)+B(gj^==XC(g)。达到化学平衡后，C的体积分数为a。若在恒温恒容下，按0.6mol的A、0.3mol的B、1.4mol的C为起始物质，达到化学平衡后，C的体积分数仍为a,则X为A只能为2B只能为3C可能为2或3D无法确定8.馍镉充电电池，电极材料是Cd和NiO(OH),电解质是KOH,电极反应分别是：Cd+2OH-2e=Cd(OH)22NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH下列说法不正确的是\nA电池放电时，负极周围溶液的pH不断增大B电池的总反应是Cd+2NiO(OH)+2H2O=Cd(OH)2+2Ni(OH)2C电池充电时，镉元素被还原D电池充电时，电池的正极和电源的正极相连接8.在25c时，纯水的电离度为ai,pH=11的氨水中水的电高度为32,pH=3的盐酸中水的电离度为33。若将上述氨水与盐酸等体积混合，所得溶液中水的电离度为34,则下列关系式正确的是A31V32V33V34B33V32V31V34C32V33V31<34D32V33V34V319.硒(Se)是个导体材料，也是补硒保健品中的元素。工业上提取硒的方法之一是用H2SO4和N3NO3处理合Se的工业废料，而得到亚硒酸(H2SeO4)和少量硒酸(H2SeO4),并使之富集，再将它们与盐酸共热，H2SeO4转化为H2SeO3,主要反应为：2HC1+H2SeO4=H2SeO3+H2O+Cl2然后向溶液中通入SO2使硒元素还原为单质硒沉淀，据此正确的判断为AH2SeO4的氧化性比Cl2弱BSO2的还原性比SeO2弱CH2SeO4的氧化性比H2SeO3强C浓H2SeO4的氧化性比浓H2SO4弱10.用铁酸钠(N32FeO4)对未来河湖的淡水消毒是城市饮用水处理的一种新技术，下列对N32FeO4用于饮用水消毒处理的分析正确的是AN32FeO4在溶液中显强酸性，能消毒杀菌B在N32FeO4中Fe为+6价，具有强氧化性，能消毒杀菌CN32FeO4的还原产物Fe3+水解为Fe(OH)3胶体，可使水中悬浮物凝聚沉降DN32FeO4的还原产物Fe/水解为Pe(OH)2胶体，可使水中悬浮物凝聚沉降11.将SO2通入B3CI2溶液至饱和，未见沉淀生成，继续通入另一种气体，仍无沉淀，则通入的气体可能是下列中的ACO2BNH3CNO2DH2s12.在有机物分子中，若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子称为“手性碳原子”，凡是有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。例如，有机化合物：cooch3-ch-cho士比OH有光学活性，分别发生下列反应①与甲酸发生酯化反应，②与N3OH水溶液共热，③与银氨溶液作用，④在催化剂存在下与H2作用后，生成的有机物无光学活性的是A①②B②③C②④D③④4.只含碳、氢、氧三种元素的有机物完全燃烧时消耗的氧气和生成的二氧化碳的体积比是1:2,这类有机物中A相对分子质量最小的化合物的分子式为CH2O2B相对分子质量最小的化合物的分子式为CH2OC含相同碳原子数的各化合物，其相对分子质量之差是18的整倍数D含相同碳原子数的各化合物，其相对分子质量之差是16的整倍数15.下列化学实验的方法和结果都正确的是ACH3COON3•3H2O与碱石灰混合并热可以很快制得大量的CH4B向碘水形成的x悬浊液中通入H2s气体至反应完全，过滤可得氢碘酸C将稀硫酸和乙醇的混合物加热，迅速升温至1709C,则可制得乙烯\nD将甲烷气体与澳蒸气混合光照后，可制得纯净的二澳甲烷15.已知在pH为4〜5的环境中，Cu2+、Fe2》几乎不水解，而Fe3》几乎完全水解。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到80c左右，再慢慢加入粗氧化铜（含少量杂质FeO）,充分搅拌使之溶解。欲除去溶派中的杂质离子，下述方法中可行的是A力口入纯Cu将Fe2+还原为FeB向溶液中通入H2s使Fe2+沉淀C向溶液中迈入C12,再通入NH3,调节pH值为4〜5D向溶液中通入C12,再加入纯净的CuO粉末调节pH值为4〜516.tC时，将一定量A（不含结晶水）的不饱和溶液均分为三份，分别加热蒸发，然后冷却至tC,已知三份溶液分别蒸发水的质量为10g、20g、30g,析出A晶体的质量依次为ag、bg、cg,则a、b、c三者的关系为Ac=a+bBc=2b—cCc=a+2bDc=2a—b17.已知氮的氧化物踉NaOH溶液发生的化学反应如下：3NO2+2NaOH=2NaNO3+NOT+H2ONO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O现有mmolNO2和nmolNO组成的混合气体，要用余，现有浓度为AmLaamol/L的NaOH溶液，则需此NaOHNaOH溶液使其完全吸收无气体剩溶液的体积为19.取100mL状况下占有的体积为2m2mnLCLD3a3a18.3mol/L的H2SO4与Zn反应，当22.4L。将所得的溶液稀释成1L,mnLaZn完全溶解时，生成的气体在标准测得溶液中H+浓度为1mol/L,则所生成的气体中SO2和H2的体积比约为A1：2B2：1C1：4D4：120.NaCl溶液中可能混有杂质NaOH、NaHCO3、Na2CO3中的一种或二种，为测定溶液中混有的杂质成分，可进行如下实验操作：分别取二份等体积混合液，用盐酸的标准液（0.10mol-L1）滴定，以酚酬:或甲基橙为指示剂，达到终点时消耗盐酸的体积分别为Vi和V2,且V2>V1。则NaCl溶液中混有的杂质可能为ANaOHBNa2CO3CNa2CO3、NaHCO3DNaOH、Na2CO3二.无机化学试题（共15分）（1）1）（3分）将明矶放入河水、井水中搅拌，生成Al（OH）3载带悬浮物沉降使水澄清。若用蒸储水代替河水，如上操作，未见沉降物。为什么？（2）（2分）下列两个反应都能够用卤素活泼性不同说明吗？①Cl2+2I=2Cl+I2,②2C1O3+I2=Cl2+2IO3（3）（2分）把一个“熟”水果和几个“生”水果一起放在一个塑料袋中，扎紧袋口。“生”水果很快就“熟”了。若在水果贮藏室中，放几块被KMnO4溶液浸透过的“砖块”，（即使有“熟”水果）“生”水果可保存较长的时间。为什么？（4）（2分）写出一个以水或水气为催化剂的反应方程式及相应的实验现象。2.（6分）一种化学冰袋中含有Na2SO410H2O（96g）、NH4N03（50g）、（NH4”SO4（40g）、NaHSO4（40g）。需要时用手操合。致冷，并能维持2〜3h,说出致冷并能维持较长时间的原因。（为保存时间长；可将Na2SO4•10H2O和其他3种盐分盛于2只塑料袋中，用时使它们混合并揉合）三.实验题（共10分）市售乙醛通常为40%左右的乙醛溶液。久置的乙醛溶液会产生分层现象，上层为无色\n油状液体，下层为水溶液。据测定，上层物质为乙醛的加合物作（C2H4O）n,它的沸点比水的沸点高，分子中无醛基。乙醛在溶液中易被氧化。为从变质的乙醛溶液中提取乙醒（仍得到溶液），可利用如下反应原理：（C2H4O）nHnC2H4。。（1）（1.5分）先把混合物分离得到（C2H4O）n；将混合物放入分液漏斗，分层清晰后，分离操作是（2）（1.5分）证明是否已有部分乙醛被氧化的实验操作和现象是（3）（2分）若将少量乙醛溶液滴入浓硫酸中，生成黑色物质。请用化学方程式表示这一过程：（4）（4分）提取乙醛的装置如右图；烧瓶中放的是（C2H4O）n和6mol•L-四.有机化学试题（共20分）。（7分）在某天然产物中得到一种有机物比分子式为H,分子式C10H12,经酸性高镒酸钾氧化后得到有机物A和B。A经高碘酸氧化后得到分子式为C2H4。2的某酸C和CO2。而B可由环戊二烯和乙烯经双烯加成的产物以酸性高镒酸钾氧化得到。请给出化合物A、B和H结构简式（可用键线式表示）附：已知高碘酸可使邻二厥基氧化断裂:+HIO4+H2O-RCOOH+R'COOH+HIO3H2SO4的混合液，锥形瓶中放蒸储水。加热至混合液沸腾，（C2H4O）n缓慢分解，生成的气体导入锥形瓶的水中。①用冷凝管的目的是,冷凝水的进口是。（填"a”或"b”）。②锥形瓶内导管口出现的气泡从下上升到液面的过程中，体积越来越小，直至完全消失，这现象说明乙醇的何种物理性质？③右n=3,则（C2H4O）n的结构简式是:当观察到导管中的气流已很小时。必要的操作是\n合成B的路线:CHt=CHt—―国4团」5❷国回号回旦回普B五.计算题（共15分）1.（7分）某天然碱可以看作是CO2和NaOH反应后的产物组成的一种物质。为了测定该物质的成分，进行如下实验：（1）称取3.32g天然碱样品，加入30mL过量稀盐酸，产生672mLCO2气体（标准状况）。（2）另称取3.32g天然碱样品，在300c下加热至分解完全，产生CO2112mL（标准状况）和0.45g水。试通过计算，确定天然碱的化学式。2.（8分）蛋壳的主要成分是CaCO3,其次是MgCO3、蛋白质、色素等。为测定其中钙的含量，洗净蛋壳，加水煮沸约5min,置于蒸发皿中用小火烤干，研细。（1）称取0.3g（设为0.3000g）蛋壳样品，置于雄形瓶中逐滴加入已知浓度C（HCl）的盐酸40.00mL,而后用小火加热使之溶解，冷却后加2滴甲基橙溶液，用已知浓度C（NaOH）回滴，消耗V（NaOH）L达终点。①（2分）写出计算钙含量的算式。②（1分）计算得到的是钙的含量吗？③（1分）是原蛋壳中钙的含量吗？（2）称取0.3g（设为0.3000g）蛋壳样品，用适量强酸溶解，然后加（NH4”C2O4得沉淀，经过滤、洗涤，沉淀溶于H2SO4溶液，再用已知浓度C（KMnO4滴定（生成Mn2+和CO2）,消耗V（KMnO4）L达到终点。①（2分）写出计算钙含量的算式；②（2分）此法求得的钙含量略低于上法。为什么？参考答案一.选择题（共40分，每题2分）1.C2.B3.C4.C5.B6.D7.C8.A9.D10。.C11.B、C12.A13.C14.A、C15.B16.D17.B18.D19.A20.C二.无机化学试题（共15分）1.（共9分）（1）河水、井水中有HCO3—和Al3+反应生成Al（OH）3,Al3++3HCO3=Al（OH）3+3CO2T（2分）蒸储水中没有适量能和Al*反应的HCO3,且明矶水解微弱，所以没有A（OH）3生生成。（1分）（2）可以，①Cl2得电子倾向强手I2,（1分）；②ClO3一得电子倾向强于IO3一（1分）。（3）“熟”水果释出C2H4催熟“生”水果（1分）。“熟”水果释出C2H4被KMnO4氧化（1分）\n（4）可能答案（2分）：2H2S+SO2=3S+3H2O出现白或黄色固态物2Al+3I2=2A1I3剧烈反应，有紫色烟出现1.（共6分）致冷主要原因；NH4NO3等溶解时吸热（2分），Na2SO4-10H2O中H2O在揉合时“溶解"NH4NO3等，Na2SO4•10H2O“脱水”也是吸热过程（2分），Na2SO4-10H2O“脱水”是较慢的过程，所以维持冷的时间较长（2分）。二.实验题（共10分）（1）打开分液漏斗活塞，将下层液体放入烧杯内，把上层液体从分液漏斗上口到出（1.5分）。（2）取少量下层水溶液，滴加石蕊试液，如果溶液呈红色，说明部分乙醛已被氧化（1.5分）。23）CH3CHO+H2SO4（浓）一2CJ+SO2f+3H2O（2分）（4）①使水蒸气冷凝回流，防止硫酸浓度变大，以免乙醛被氧化（1分）；b②易溶于水（1分），及时撤除导管，防止发生倒吸现象（1分）；（2分）四.有机化学试题（共20分）1.（7分）c.ryx（2分））（2分）合成2）CH3CH2MgBr（1分）；4CH3CHO（1分）;CI（1分）；（1分）；（1分）五.计算题（共15分）1.（7分）\n已知C。工和N30H反应的产物可能有Na2c（kNaHC5或二者的混合物.题中两次实验产生C触体积关系，可以推知天然碱中含有Na£5和NaHCOj戒分,。分）根据反应*2NaHC0j「Na2COj+H20f+C02I样品中：n（TJaHCOj）=2n（C02）=2x-^^77^=O.OlmoIJ*224ml/moln（H20）=0,5xO.Oljnolx】3g/mo]=0,09g（2分）则样晶中，n（N^COO=N-0.01mol=0.02mol（2分）22400mmoi结防水：n（HiO）-0+02mol（1分）所以,兴然碱的化学式为*2Na3CO3tNaHCO,2Hq。（1分）2.（8分）⑴®i[c（rICIX00400（L）-C（NaOtIjnwlA.V（NaQH）L]X和学1"一叫卜已分）②应是8、Mg的思量（1分〉③不是,因洗潦、煮沸的除去了少量蛋白质,而算式中全按C式.即40.00MM1计算（1分）⑵①CaCOj+2H*=Ca+CO21+HQC/+GO-=CaJO』ICaCjO<+3H+=C『*+gd2MnO/+5%CQ*+6H*=2Mn1++lOCCh*8HQ即JmolCaCOj~ImolCa14^ImdH：3cq_2/5mo]KMnO^|c（MnO/）mol/LXV（MnO4*）LX号:据巾01X100%UnJ《2分）@C&CQ，为难溶物能从溶液中完全沉淀।又能完全溶于过量稀H志O..实验结果钙含运低，可能是MgCQ*溶解度不根小之故（附：1S℃•1。珏Q溶解度0.03g）.用HjSO^解时，式）,峨减少之故.（2分）2.（13分）已知①卤代煌附（或O—Br）可以和金属反应生成煌基金属有机化合物。后者又能与含玻基化合物反应生成醇:RBr+MgC2H520RMgBrCH2。RCH2OMgBrH2O/HRCH2OH“口pcij,0②有机酸和PCl3反应可以得到竣酸的衍生物酰卤：R—CR—c③苯在AlCl3催化下能与卤代煌作用生成煌基苯：O黑；-C）一区有机物A、B分子式均为C10H14O,与钠反应放出氢气并均可经上述反应合成，但却又不能从谈基化合物直接加氢还原得到。A与硫酸并热可得到C和C',而B得到D和D'。C、D分子中所有碳原子均可共处于同一平面上，而C'和D'却不可。请以最基础的石油产品（乙烯、丙烯、丙烷、苯等）并任选无机试剂为原料依下列路线合成B,并给出A、C'、D的结构简式及下述指定结构简式。