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2009年湖北高中化学竞赛初赛试题及答案


2009 年湖北省高中化学竞赛初赛试题
考试限时:150 分钟 试卷满分:150 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 63.39 Cd 112.4 Hg 200.6

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

考试要求: (1)允许使用非编程计算器及直尺等文具。迟到半小时不得进场,开始考试后 1 小时内不 得离场。 (2)考号、姓名、年级和所属学校等必须写在首页左侧指定的位置,否则作废卷论处。 (3)时间到,把试卷对折整齐,背面朝上放在桌面上,立即离开考场。

第 I、Ⅱ卷计分表
题号 满分 得分 阅卷人 一 70 二 22 三 22 四 26 五 10 总分 150

第 I 卷(选择题,共 70 分)
一、(本题包括 14 小题,每小题 5 分,共 70 分。每小题可能有 1 或 2 个选项符合题意,若 有 2 个正确选项,只选 1 个且正确给 2 分,多选、错选都给 0 分。请将答案填写在第 I 卷答 题表中) 第Ⅰ卷答题表 题号 答案 1、2008 年诺贝尔化学奖授予了钱永键等三位科学家,以 表彰他们在发现和研究绿色荧光蛋白质(简称 GFP)方面 做出的卓越贡献。生色团是 GFP 发出荧光的物质基础,也 是 GFP 结构中的一个重要组成部分,多管水母中 GFP 生 色团的化学结构如下图,该生色团中的肽键数为( ) A.2 B.3 C.4 D.5 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

2、 向三份均为 100mL2mol/LNaHCO3 溶液中, 分别加入 0.2g 冰醋酸、 0.1gCa(OH)2、 0.3gNaAlO2 2- 固体(忽略溶液体积变化),则溶液中 CO3 物质的量浓度的变化依次为( )

A.减小、减小、增大 C.增大、减小、减小

B.减小、增大、增大 D.减小、减小、减小
- + + -

3、已知:⑴Al(OH)3 的电离方程式为:AlO2 +H +H2O Al(OH)3 Al3 +3OH ;⑵无水 + - AlCl3 晶体的沸点为 182.9℃,溶于水的电离方程式为:AlCl3=Al3 +3Cl ;⑶PbSO4 难溶于 水 , 易 溶 于 醋 酸 钠 溶 液 , 反 应 的 化 学 方 程 式 为 : PbSO4 + 2CH3COONa = Na2SO4 + (CH3COO)2Pb。下列关于 Al(OH)3、AlCl3 和(CH3COO)2Pb 的说法中正确的是( ) A.均为强电解质 C.均为离子化合物 B.均为弱电解质 D.均为共价化合物 ( )

4、甲、乙、丙、丁都是第三周期元素形成的单质,下列叙述正确的是

A.1mol 单质甲完全燃烧生成的氧化物与热烧碱溶液反应,最多消耗 12molNaOH,甲 的分子结构为正四面体。 B.1mol 单质乙完全燃烧生成的氧化物与烧碱溶液反应,最多消耗 1molNaOH,乙的氧 化物的熔点较低。 C.1mol 单质丙完全燃烧生成的氧化物与烧碱溶液反应,最多消耗 16molNaOH,晶体 丙是分子晶体。 D.1mol 单质丁完全燃烧生成的氧化物与烧碱溶液反应,最多消耗 2molNaOH,丁是良 好的半导体。 5、下列文字表述与反应方程式对应且正确的是 ( )

A.0.5mol/LNaHSO4 与 0.5mol/LBa(OH)2 混合至溶液呈中性: Ba2++OH-+SO42-+H+=BaSO4↓+H2O B.向 2mol/LFe(NO3)2(aq)中滴加少量氢碘酸: 3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O C.向 20mL0.5mol/LFeBr2(aq)中通入 224mLCl2(标准状况): 2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6ClD.向 30mL0.5mol/LNaOH(aq)中通入 224mLCO2(标准状况): 3OH-+2CO2=CO32-+HCO3-+H2O 6、在一定条件下,某容器有可逆反应 A+4B 2C+D;△H <0,达平衡状态时, A、B、C 的物质的量均为 a mol,而 D 的物质的量为 d mol。如果要使在本反应重新建立的 平衡中,D 的物质的量只允许在 d 到 2d 之间取值,则应采取的措施是( ) A.增大反应容器的体积 C.减小反应容器的体积 B.升高反应的温度 D.降低反应的温度

7、下图为元素周期表前四周期的一部分,且 X、Y、Z、R 和 W 均为主族元素。下列说法 正确的是( ) X Y Z R W

A.五种元素的原子最外层电子数一定大于 2 B.五种元素一定都是非金属元素 C.R 的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸 D.X 的氢化物的沸点一定比 Z 的氢化物的沸点高 8、在 Fe2(SO4)3 和 AlCl3 的混合溶液中,先加入过量的 KI 溶液,再加入足量的 Na2S 溶液, 所得沉淀是( ) A.Al2S3 和 I2 C.Fe2S3 和 I2 B.FeS、Al(OH)3 和 S D.Fe(OH)3 和 Al(OH)3

9、燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外界输 入,同时将电极反应产物不断排出电池。下面有 4 种燃料电池的工作原理示意图,其中 正极的反应产物为水的是( ) A、 固体氧化物燃料电池 B、 碱性燃料电池

C、 质子交换膜燃料电池

D、 熔融盐燃料电池

10、下列溶液中离子浓度关系表示正确的是(



2 ? A.NaHCO3 溶液中: c( H ? ) ? c( Na ? ) ? c(OH ? ) ? c(CO3 ? ) ? c( HCO3 )

B.pH=3 的 CH3COOH 与 pH=11 的 NaOH 溶液等体积混合后的溶液中:c(H+)>c(OH-)
? C.0.1mol/L 的 NH4Cl 溶液中, c(Cl ? ) > c( H ? ) > c( NH 4 ) > c(OH ? )

D.物质的量浓度相等的 CH3COOH 和 CH3COONa 溶液等体积混合后的溶液中:

11、分析化学中常用 X 射线研究晶体结构,有一种晶体可表示为[MxFey(CN)z],研究表明它 + + 的结构特性是 Fe2 和 Fe3 分别占据立方体的顶点,自身互不 - 相邻,而 CN 位于立方体的棱上,其晶体中的阴离子晶胞结 构如图所示,下列说法正确的是( ) A.该晶体属于原子晶体 B.M 的离子位于上述晶胞的面心,呈+2 价 C.M 的离子位于上述晶胞体心,呈+1 价 D.晶体的化学式可表示为 MFe2(CN)6,且 M 为+1 价 12、下列叙述不正确或不够严谨的是( )

A.将两种带相反电荷的胶体混合,能发生聚沉 B.有化学键断裂的变化不一定是化学变化 C.IA 族元素形成的单质的熔点随原子序数的递增而降低 D.无色透明溶液一定不是水 13、最新发布检测报告称,目前市场上销售的强生、妙思乐及帮宝适等婴儿卫浴产品常常标 以“温和”、“纯净”等字眼,但其中一些却含有甲醛及“1,4-二氧杂环乙烷”等有毒物质。乙醇 经消去反应、加成反应、水解反应以及脱水反应可以制得“1,4-二氧杂环乙烷”,据此推测 下列叙述正确的是( ) A.“1,4-二氧杂环乙烷”与丁酸互为同分异构体 B.“1,4-二氧杂环乙烷”与乙醚互为同分异构体 C.“1,4-二氧杂环乙烷”可以与钠反应放出 H2 D.“1,4-二氧杂环乙烷”分子间可以形成氢键 14、 将 51.2gCu 完全溶于适量浓硝酸中,收集到氮的氧化物(含 NO、N2O4、NO2)的混合 物共 0.8mol, 这些气体恰好能被 500mL2mol/LNaOH 溶液完全吸收, 生成的盐溶液中 NaNO3 的物质的量为( ) A.0.2mol B. 0.4mol C.0.6mol D. 0.8mol

第Ⅱ卷(非选择题,共 80 分)
二 (本题包括 2 小题,共 22 分) 15、(8 分)(1)SO2 是大气污染物之一。某学生课外小组 拟用下列仪器(可重复使用)测定周围环境中 SO2 的含量。连 接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接口的英文字母表 示)

_______________________________________。 (2)为了测定人体新陈代谢呼出气体中 CO2 的体积分数,该课外小组设计了如下图的实验 装置(实验时只用嘴吸气和呼气)。 实验过程中应该测定的物理量有(可不填满): ①________________________________________; ②_______________________________________; ③__________________________________________; ④__________________________________________; ⑤_________________________________________; ⑥________________________________________。 16、(14 分)为了测定某烷烃样品(丁烷,并含少量丙烷等气态烃)的平均相对分子质量, 设计了下面的实验: ①取一个配有合适胶塞的洁净、干燥的锥形瓶,准确称量,得到质量 m1; ②往锥形瓶中通入干燥的该烷烃样品,塞好胶塞,准确称量;重复操作,直到前后两次 称量结果基本相同,得到质量 m2; ③往锥形瓶内加满水,塞好胶塞,称量得到质量 m3;

已知实验时的温度 T(K),压强 P(Kpa),水的密度 (g·L ),空气的平均 ? 空气 (g·L-1),回答下面问题: 相对分子质量 29.0,密度 ⑴本实验的原理是(具体说明) 。 ⑵步骤②中为什么要重复操作,直到前后两次称量结果基本相同? 。 ⑶具体说明本实验中怎样做到每次测量都是在相同体积下进行的? 。 ⑷本实验中收集气体样品的操作,可选用的方法是(填图中标号) 。

?水

-1

⑸锥形瓶内空气的质量( m空气 )是 ⑹瓶中样品的质量( m 样品 )是 ⑺由实验测得该烷烃的平均相对分子质量是 式)。 三、(本题包括 2 小题,共 22 分) 17、(10 分) 回答下列问题 (1)写出过氧化钙与纯碱溶液反应的化学方程式:

(列出算式)。

(列出算式)。 (列出算

_________________________________________________________________; (2)据报道,在全国各地发生了多起将 84 消毒液与洁厕灵混合使用,导致氯气中毒的 事件,写出该反应的离子反应方程式: _____________________________________________________________________; (3)汞与次氯酸等物质的量发生反应,生成水和另一含汞产物,含汞产物的名称为 _______________。 (4)过二硫酸钾(K2S2O8)具有强氧化性,可将 I 氧化为 I2:S2O82 +2I =2SO42 + - - I2。已知 Fe3+氧化性比 S2O82 氧化性弱,Fe2+的还原性比 I 还原性弱,实验却表明 Fe3+、Fe2+ 可催化上述反应。简述 Fe3+能加快该反应速率起催化作用的原因:_________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________。 (5)有机分子中,四价的碳原子以一个、二个、三个或四个单键分别连接一个、二个、 三个或四个其它碳原子时,被分别称为伯、 仲、叔或季碳原子(也可以分别称为第一、第二、 第三或第四碳原子),例如 2,2,4-三甲基戊烷中有 5 个伯碳原子,仲、叔、季碳原子各 1 个。 由 6 个叔碳原子和 6 个伯碳原子(其余为氢原子)构成的饱和烃有 种(不考虑顺反异 构和光学异构)。 18、(12 分) X、Y、Z、R、Q5 种非金属元素的原子序数依次增大,Y、Z、R、Q4 种元素 位于不同周期且均没有放射性,Y、Z、R 形成的单质在通常状况下状态各不相同;XY3 为 非极性分子,ZR3 为极性分子;由 Q 原子能直接形成熔沸点很低的单质晶体。 (1)甲(化学式为 XZ)是一种受到高度关注的耐磨涂料,可用作金属的表面保护层。甲 可 由 XR3 和 ZR3 在 氢 气 中 高 温 反 应 合 成 , 合 成 甲 的 化 学 反 应 方 程 式 为 : ______________________________________________________________;画出 XR3 分子的 结构______________________,指出 ZR3 分子的空间构型____________________。 (2)用水处理 QY2 和 QY4 的混合物,得到气体乙和溶液丙,乙的体积为 56.7 mL(标准状 况,下同),其中含 O2 22.7 mL,余为 Q。丙中的 QO3 能氧化 30.0mL 浓度为 0.100mol/L 的 (NH4)2Fe(SO4)2。计算混合物中 QY2 和 QY4 的物质的量之和为多少?
- - - -

四、(本题包括 2 小题,共 20 分) 19、(8 分) A、F 均为离子晶体,A 加热到 200℃时分解为物质的量相等的 4 种气体,C、D 的组成元素相同,它们有如下图所示的关系。 回答下列问题: (1)D 的结构式为 式为 。 (2)写出 A 分解的化学方程式 ___________________________________________。 (3)B、D 在一定条件反应生成常见的有机化肥 G,G 的名称 为 。 20、(12 分)2008 年初,可口可乐公司用新型甜味剂阿斯巴甜(APM)代替蔗糖推出了无 ,F 的化学

糖可乐“零度”。 APM 的结构简式为: 内酯法来合成。 内酐法合成 APM 的途径为:

,可通过内酐法或

回答下列问题: (1) 写出反应①的化学方程式:____________________________________。 (2) 反应②还会生成少量β -异构体,写出生成β -异构体的化学方程式: ______________________________________________________________________。 (3) HCOOH 的作用是_____________________________。 内酯法合成 APM 的途径为:

回答下列问题: (4) 第④步反应的类型是_____________,第⑤步可以看成是先加成后酯化,Y 的结构简 式为______________。 (5) 阿斯巴甜味美、甜度高、热量低,适用于糖尿病、高血压及心脑血管患者使用,其 摄入后的消化、吸收和代谢过程与食品中的_________相似。 五、(本题 16 分) 21、(16 分)用 Na2SO3 和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得 Na2S2O3。10℃和 70℃时, Na2S2O3 在 100g 水中的溶解度分别为 60.0g 和 212g。常温下,从溶液中析出的晶体是 Na2S2O3·5H2O。Na2S2O3 在酸性溶液中立即完全分解: Na2S2O3+2HCl=S↓+SO2↑+H2O+2NaCl 现取 15.1gNa2SO3,溶于 80.0mL 水。另取 5.00g 硫粉,用少许乙醇润湿后(以便硫能被 水浸润),加到上述溶液中。用小火加热至微沸,反应约 1h 后过滤。滤液在 100℃经蒸发、 浓缩、冷却至 10℃后析出 Na2S2O3·5H2O 晶体。 ⑴若加入的硫粉不用乙醇润湿,对反应的影响是 以多选,但选错要倒扣。) A.会降低反应速率 C.将增大反应体系的 pH 值 ⑵反应 1h 后过滤,其目的是 B.需要提高反应温度 D.会减少产量 。 。(填写选项的字母,可

⑶ 滤 液 中 除 Na2S2O3 和 可 能 未 反 应 完 全 的 Na2SO3 外 , 最 可 能 存 在 的 无 机 杂 质 是 。 它是由 而产生的。 如果滤液中该杂质 的含量不很低,其检测的方法是: 。 ⑷设 Na2SO3 跟硫粉完全反应, 当将滤液蒸发浓缩后, 冷却至 70℃, 溶液的体积约 30mL, 该溶液是否达到饱和?试通过计算说明。(70℃时,Na2S2O3 饱和溶液的密度为 1.17g/cm3) ⑸若要计算在 100℃下将溶液蒸发至体积为 30.0mL,再冷却至 10℃时所能得到的 Na2SO3·5H2O 的质量,你认为 。(填写一个选项的字母) A.前面提供的数据已经足够。 B.还需要提供 100℃时溶液的密度(1.14g/cm3)。 C.还需要提供结晶后剩余溶液的体积(10.0mL)。 ⑹根据第(5)小题你的选择(如选 A 则直接计算,如选 B 或 C 则可选用其数据), 计算从 10℃、30.0mL 溶液中结晶而出的 Na2S2O3·5H2O 的质量。

2009 年湖北省高中化学竞赛初赛试题参考答案和评分标准
题号 答案 1 B 2 B 3 D 4 AC 5 D 6 D 7 A 8 B 9 C 10 BD 11 D 12 AC 13 A 14 A

15、(8 分)(1)d(或 c)接 ab(或 ba)接 cd(或 dc)接 e (3 分) (2)吸气呼气前瓶 1 及溶液的质量 (1 分) 吸气呼气后瓶 1 及溶液的质量(1 分) 吸气呼气后剩余气体的体积 (1 分) 实验时的温度 (1 分) 实验时的压强 (1 分) 16、(14 分)⑴根据阿伏加德罗定律,同温、同压下,两种同体积的不同气体的质量之比 等于它们的相对分子质量之比。(2 分) ⑵为了保证瓶内的空气已完全被排出,并充满了样品气。 (2 分) ⑶第一次称量前,锥形瓶塞紧胶塞后,在瓶口处的胶塞上做一记号,以后每次测量,胶 塞塞入瓶口的位置都以此为准。 (2 分) ⑷ D (2 分) ⑸
(m 3 ? m1 )

?水

? ? 空气

(2 分)

⑹ m2-m1+m 空气

(2 分)

⑺ 29.0×

m 样品 m 空气

(2 分)

17、(10 分)(1)2CaO2+2Na2CO3 十 2H2O=2CaCO3+4NaOH+O2↑(2 分) (2)ClO +Cl +2H+=Cl2+H2O。(2 分) (3) 氯氧化汞(或碱式氯化汞)(2 分) (4)阴离子与阴离子间相互排斥,反应 S2O82 +2I =2SO42 +I2 不易发生;阴离子与 阳离子间相互吸引, 反应 2Fe3++2I-=2Fe2++I2、 2O82-+2Fe2+=2SO42-+2Fe3+容易发生, Fe3+ S 故 能加快该反应的速率而起催化作用。(2 分) (5)9(2 分) 18、(12 分)(1)BBr3+PBr3+3H2
Br Br B Br
- - - - —

BP+6HBr

(2 分)

(2 分)

三角锥形

(2 分)

(2)V(Xe)=56.7mL-22.7mL=34.0mL(1 分) - n(Xe)=34.0mL/2.24×104mL/mol=1.52×10 3mol(1 分) + + + XeO3+6Fe2 +6H =Xe+6Fe3 +3H2O(1 分) 1 6 x 0.100mol/L×0.0300mL - x=5.0×10 4mol (2 分) -3 - - n(XeF2)+n(XeF4)=1.52×10 mol+5.0×10 4mol=2.02×10 3mol(1 分) 19.(8 分)(1)O=C=O (2 分) NH4HCO3(2 分) (2)NH4HC2O4 NH3↑+CO2↑+CO↑+H2O↑(2 分)

(3)尿素或碳二酰胺(2 分) 20.(12 分,每空 2 分)

(1) (2)

(3)保护氨基

(4)取代反应

HCHO

(5)蛋白质

21、(16 分)⑴ A、D(各 1 分,共 2 分) ⑵除去过量的硫粉 (1 分) ⑶Na2SO4 (1 分) 由 Na2SO3 被空气氧化(1 分) 取出少许溶液,加稀盐酸至酸性后,过滤除去 S,再加 BaCl2 溶液 (2 分) ⑷解:若该溶液是饱和溶液,其所含的 Na2S2O3 的质量为 x,则
x ? 30mL?1.17g/cm3 ? 212g ? 24g (1 分) 212g? 100g

而按题意,完全反应得到的 Na2S2O3 的质量为:
15.1g ? 158g/mol ? 18.9g 126g/mol 18.9g? 24g

所以溶液尚未达到饱和。 (2 分) ⑸ B(1 分) ⑹溶液中水的质量 ? 30.0mL?1.14g/cm3 ? 18.9g ? 15.3g (2 分) 设析出的 Na2S2O3·5H2O 的质量为 x,
60.0g ? 则有 100g 158g/mol x 248g/mol (列式 2 分) 90.0g/mol 15.3gx 248g/mol 18.9g -


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