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2009年湖北省高中化学竞赛初赛试题(A3) 2


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 Na K Rb Cs Fr Be Mg Ca Sr Ba Ra Sc Y La- Lu Ac- La Ti Zr Hf V Nb Ta Cr Mo W Mn Tc Re Fe Ru Os Co Rh Ir Ni Pd Pt Cu Ag Au Zn Cd

Hg 6.941 9.012 22.99 24.31

相对原子质量
B Al Ga In Tl C Si Ge Sn Pb N P As Sb Bi O S Se Te Po F Cl Br I At

He 4.003 Ne Ar Kr Xe Rn 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95

39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 63.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 132.9 137.3 [223] [226] 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Rf Db Sg Bh Hs Mt

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

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 B.升高反应的温度 C.减小反应容器的体积 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 X 是( ) Y Z R A.五种元素的原子最外层电子数一定大于 2 W 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 B.FeS、Al(OH)3 和 S C.Fe2S3 和 I2 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

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 2、 向三份均为 100mL2mol/LNaHCO3 溶液中, 分别加入 0.2g 冰醋酸、 0.1gCa(OH)2、 2- 0.3gNaAlO2 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 B.减小、增大、增大 C.增大、减小、减小 D.减小、减小、减小 - + - 3+ 3、 已知: ⑴Al(OH)3 的电离方程式为: AlO2 +H +H2O Al(OH)3 Al +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 B.均为弱电解质 C.均为离子化合物 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 ( ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 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



。 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) 。 。

⑸锥形瓶 (列出算式)。 ⑹瓶中样品的质量( m样品 )是

内 空 气 的 质 量 ( m空气 ) 是

(列出算式)。

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; -1 已知实验时的温度 T(K),压强 P(Kpa),水的密度 ? 水 (g·L ),空气的平均相对分子质量 29.0,密度 L-1) (g· , 回答下面问题: ?空气 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?

⑺由实验测得该烷烃的平均相对分子质量是 (列出算式)。 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: _________________________________________________________________; (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 ,F 的化学式为 。 (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)代替蔗糖推出了无糖可乐“零度”。 APM

的结构简式为: 内酐法合成 APM 的途径为:

,可通过内酐法或内酯法来合成。

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 。 (填写选项的字母,可以多选,但选错要倒扣。) A.会降低反应速率 B.需要提高反应温度 C.将增大反应体系的 pH 值 D.会减少产量 ⑵反应 1h 后过滤,其目的是 。 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。

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

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 (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
3 x ? 30mL ? 1.17g/cm ?

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 )

212g ? 24g (1 分) 212g? 100g

而按题意,完全反应得到的 Na2S2O3 的质量为:
? ? 空气

?水

(2 分)

15.1g ?

158g/mol ? 18.9g 126g/mol

18.9g ? 24g

⑹ m2-m1+m 空气

(2 分)

⑺ 29.0×

m 样品 m 空气

(2 分)

所以溶液尚未达到饱和。 (2 分) ⑸ B(1 分)
3 ⑹溶液中水的质量 ? 30.0mL ?1.14g/cm ?18.9g ? 15.3g (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、S2O82-+2Fe2+=2SO42-+2Fe3+容易发生,故 Fe3+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

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 -

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) - - - n(XeF2)+n(XeF4)=1.52×10 3mol+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)


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