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2007年湖北省高中化学竞赛初赛试题及答案


2007 年湖北省高中化学竞赛初赛试题
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 44.96 47.88 50.94 52.00 Y Zr Nb Mo 88.91 91.22 92.91 95.94 Hf Ta W La-Lu 178.5 180.9 183.8 Ac-La

Mn 54.94 Tc [98] Re 186.2

Fe 55.85 Ru 101.1 Os 190.2

Co 58.93 Rh 102.9 Ir 192.2

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]

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 卷题 表中) 1、 我国已成功研发出铯 133 原子喷泉钟, 使我国时间频率基准的精度从 30 万年不差 1 秒提 高到 600 万年不差 1 秒,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。下列关于铯 的说法正确的是 A、133Cs 铯原子质量与 12C 原子质量之比为 133:6 B、133Cs 原子核内中子数为 78,核外电子数为 55 C、将一小块铯投入水中,铯浮在水面上四处游动,发出嘶嘶的响声 D、铯可以与很多非金属反应,形成离子化合物 2、若原子核外电子排布的基本规律为最外层电子数不超过 5 个,次外层电子数不超过 10 个,倒数第三层电子数不超过 15 个,而且各电子层容纳电子最多为 2n2 个,则元素周期 表中第三、四、五周期含有的元素分别有 A、5 种、10 种、15 种 B、8 种、18 种、18 种 C、8 种、10 种、15 种 D、9 种、10 种、15 种 3、下列离子方程式书写正确的是
? ? A、向饱和 NaHCO3 溶液中通入少量 SO2:SO2+HCO 3 =CO2↑+HSO 3

B、漂白粉溶液中通入二氧化硫:Ca2++2ClO +H2O+SO2=CaSO3↓+2HClO - - C、等物质的量的 Cl2 通入 FeBr2 溶液中:2Cl2+2Fe2++2Br =Br2+2Fe3++4Cl D、向 Ba(OH)2 溶液中加入过量 NaHSO4 溶液: - Ba2++2OH +2H++SO42+=BaSO4↓+2H2O - 4、阿伏加德罗常数约为 6.02×1023mol 1。下列叙述中正确的是 A、在标准状况下,2.24L SO3 中所具有的氧原子数约为 1.806×1023 B、7.8gNa2O2 与足量的水反应转移的电子数为 6.02×1022 C、具有 6.02×1023 个中子的 D2O 的质量为 2.0g D、1 升 0.2 摩/升硫酸钠溶液中含有钠离子和硫酸根离子总数为 2.408×1023 5、已知反应 BeCl2+Na2BeO2+2H2O=2NaCl+2Be(OH)2↓能进行彻底, 以下推断中正确的是


A、BeCl2 溶液的 pH<7,将其蒸干,灼烧后可得残留物 Be(OH)2 B、Na2BeO2 溶液的 pH>7,将其蒸干,灼烧后可得残留物 BeO C、Be(OH)2 既能溶于盐酸,又能溶于 NaOH 溶液 D、BeCl2 水溶液导电性强,因此 BeCl2 应该是离子化合物 6、Cul 是一种白色难溶于水的固体,以石墨为阴极,铜为阳极组成电解池,含有酚酞和淀 粉 KI 的溶液作电解液,电解开始一段时间,阴极区溶液变红,阳极区仍为无色,电解 相当长时间后,阳极区才呈深蓝色,则电解开始阶段的电极反应是 - - A、阳极:Cu-2e =Cu2+ 阴极:Cu2++2e =Cu ― - - B、阳极:2Cu+2I ―2e =2CuI 阴极:2H++2e =H2↑ ― - - C、阳极:2I ―2e =I2 阴极:2H++2e =H2↑ - - - D、阳极:4OH -4e =2H2O+O2↑ 阴极:4H++4e =2H2↑ 7、一定条件下,碘单质与砹单质以等物质的量进行反应,可得 AtI。它与 Zn、NH3 都能发 生反应,化学方程式分别如下: 2AtI+2Zn==ZnI2+ZnAt2 AtI+2NH3(1)===NH4I+NH2At 下列关于 AtI 性质的叙述正确的是 A、ZnI2 既是氧化产物,又是还原产物 B、ZnAt2 既是氧化产物,又是还原产物 C、AtI 与液氨反应,AtI 既是氧化剂,又是还原剂 D、AtI 与液氨反应,是自身氧化还原反应 8、在 pH=1 的无色溶液中能大量共存的离子组是 - - - A、Na+、AlO2 、SO42 、NH4+ B、NH4+、Al3+、K+、Cl - - - - C、MnO4 、K+、NO3 、Mg2+ D、Fe2+、NO3 、Na+、SO42 9、短周期的 X、Y 两种元素,X 原子半径小于 Y 原子半径,两种元素可形成 X 是正价的 AB2 型化合物,下列关于两元素的叙述正确的是 A、X、Y 可能属于同一周期 B、X 是 Y 的前一周期元素 C、X 只能是金属元素 D、X 可能是第二周期 IIA 族或 IVA 族元素 10、反应:2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g)已达到平衡,若增大压强,平衡移动,但 混合气体的平均相对分子质量不变。下列说法正确的是 A、原混合气体的平均相对分子质量为 30 B、原混合气体的平均相对分子质量为 28 C、起始时,NH3 与 CO2 的体积比为 13:14 D、起始时,NH3 与 CO2 的体积比为 14:15 11、化合物 HIn 在水溶液中因存在以下电离平衡,故可作酸碱指示剂 - HIn(aq) H+(aq)+In (aq) (红色) (黄色) 现把下列物质溶于水配制成 0.02mol/L 的水溶液,其中能使指示剂显黄色的是 ①HCl ②SO2 ③NaCl ④NaHSO4 ⑤氨气 ⑥Na2O2 ⑦Na2CO3 A、①②④ B、①④ C、⑤⑥⑦ D、⑤⑦ 12、对于某些离子的检验及结论一定正确的是 - - A、加入稀盐酸产生无色并能使澄清石灰水变浑浊的气体,一定有 CO32 或 SO32 - B、加入 BaCl2 溶液有白色沉淀产生,再加盐酸,沉淀不消失,一定有 SO42 C、某气体能使湿润红色石蕊试纸变蓝,该气体的水溶液一定显碱性 D、加入碳酸钠溶液产生白色沉淀,再加盐酸白色沉淀消失,一定有 Ba2+ 13、聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入“合成金属”和塑料电子学时代,当聚乙炔 分子带上药物、氨基酸、糖基等分子片后,就具有一定的生物活性。以下是我国化学家

近年来合成的一些聚乙炔衍生物分子的结构式:(Me 指甲基)

下列关于上述高分子的说法不正确 的是 ... A、A 和 B 均能在一定条件下水解,且水解形成相同的高分子 B、A 中药物小分子羧酸的分子式为 C16H18O4 C、B 中氨基酸为 2-氨基-3-甲基丁酸 D、A 和 B 各 1mol 与热碱液反应,均最多消耗 2n mol NaOH 14、“对氨基苯甲酸丁酯”是防晒霜中能吸收紫外线的防晒剂。下列关于“对氨基苯甲酸丁 酯”的说法正确的是 A、它的分子式是 C11H15NO2 B、从有机物分类看,它可属于“氨基酸类”、“酯类”、“芳香烃类” C、它能与盐酸反应,但不能与苛性钠溶液反应 D、甲酸丁酯基(-COOC4H9)有三种不同结构

第Ⅱ卷(非选择题,共 80 分)
二,(本题包括 2 小题,共 22 分) 15、(11 分)亚硝酸钠易溶于水,有碱味,有氧化性,也有还原性。NaNO2 大量用于染料 工业和有机合成工业中,也可用作水泥施工的抗冻剂。然而由于 NaNO2 有毒性,将含该物 质的废水直接排放会引起水体严重污染, 所以这种废水必须处理后才能排放。 处理方法之一 如下: NaNO2+ KI+ → NO+ I2+ K2SO4+ NaSO4+ (1)请完成该化学方程式并配平。 (2)在上述反应中,若要生成 50.8gI2,则电子转移了 个。 (3)用上述反应来处理 NaNO2 并不是最佳方法,其原因是 。从环 保角度来讲,要处理 NaNO2,所用的物质的 (填“氧化性”或“还原性”)应 该比 KI 更 (填“强”或“弱”)。 (4)简便鉴别亚硝酸钠和氯化钠的化学方法是 。 16、(11 分)某研究性学习小组研究 HNO3 的氧化性,设计了如下实验: 在盛有新配制的 FeSO4 溶液的试管中滴入 2 滴 KSCN 溶液,观察现象,然后再加入浓 HNO3,溶液的颜色变红,但是将红色溶液放置一会儿则发现溶液由红色快速变为蓝色,并 产生红棕色气体, 这一奇特现象激起了同学们的好奇心与求知欲望, 他们对此现象设计了探 究性实验。 (1)甲同学认为是溶液中的 Fe2+的干扰造成的,大家经过理性分析,认为可以排除 Fe2+ 的干扰,理由是 。 (2)乙同学认为红色消失,说明 Fe(SCN)3 被破坏,红棕色 NO2 说明了某些离子与 HNO3 发生了氧化还原反应,推测可能是 KSCN 与 HNO3 作用。根据 C、S、N 的原子结构和共价 键的相关知识推断 SCN-的结构式为 。

(3)根据乙同学的,观点,设计了实验方案 1,往浓 HNO3 中逐滴加入 KSCN 溶液,实验 开始时无明显现象,一段时间后溶液慢慢变红色至深红色,突然剧烈反应产生大量气泡,放 出红棕色气体,而溶液红色消失变为浅绿色,溶液温度升高;继续滴入 KSCN 溶液变为浅 蓝色,最后变为无色。将产生的气体通入过量的 Ba(OH)2 溶液,产生浑浊,并剩余一种非极 性气体;向反应后的溶液中加入 BaCl2 溶液产生白色沉淀。(此过程中溶液颜色变化不必细 究) 写出向浓 HNO3 中滴入 KSCN 离子的方程式: 。 (4)丙同学认为 SCN 的性质 还可进一步探究,设计了方案 2,向 Fe(SCN)3 中分别滴加 过量的氯水、 溴水, 溶液的红色均消失变为黄色, 而加入过量的碘水时溶液的颜色基本不变。 丙同学的设计意图是 。 2+ (5)通过本次探究,可知用 SCN 间接检验 Fe 时应注意 。 三、(本题包括 2 小题,共 22 分) 17、(10 分)水是我们熟悉的物质,正如同学们所知道的,水能“分裂”出一个质子而离解, 此处打引号是由于分裂出来的质子不是以游离状态存在于真实的化学体系中, 而是立即与另 一水分子结合: H2O+ H2O H3O++OH- K1=c(H3O+)·c(OH-)/c(H2O) 氢氧根离子可进一步离解:OH-+ H2O H3O++O2 K2=c(H3O+)·c(O2-)/c(OH-) (1)计算 25 ?c 时 K1 的值。

(2)已知 25 ?c 时 K2=10-36,计算在多少体积的水里含有一个氧负离子?

(3)哪一种水(轻水 1H2O 或重水 D2O)将具有较大离解度,为什么? 18、(12 分)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。磷化硼可 由三溴化硼和三溴化磷于高温下在氢气中反应合成。 (1)分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。

(2)磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积,硼原子填入四面 体空隙中,其晶胞如右图所示。已知晶胞边长 a=478pm (1pm=10-12m),计算磷化硼晶体的密度(g/cm3)。

(3)磷化硼晶胞沿着对角线方向的投影如右图 ( 图中虚线圆圈表 P 原子的投影),用实线圆圈画出 B 原子的投影位置。(注意:B 子体积比 P 原子要小)

示 原

四、(本题包括 2 小题,共 26 分)

19、(14 分)下图是一些常见物质间的转化关系图,图中所有物质含有的元素中只有一种不是 短周期元素,所有反应物、生成物及溶液中的水均未标出,反应②中还有 3 种产物未标出, C 为单质,X 是室内装潢材料中产生的主要有害气体之一,G 是由四种元素组成的强碱。

回答下列问题: (1)写出下列物质的化学式:B G (2)X 在浓 NaOH 溶液中能发生自身氧化还原反应,写出此反应的化学方程式 。 (3)写出反应②的离子方程式: 。 (4)用惰性电极电解 A 溶液,电流为 2A,在 14.50 分钟内析出气体在标准状况下的体积是 升。 (5)G 溶液久置常分解析出黑色沉淀(此过程中无电子转移),写出这一反应的化学方程式, 并说明“久置”为什么会析出沉淀?

20、 (12 分)光学活性吡氟氯禾灵是选择性强、 药效稳定、 对人畜安全的多禾本科杂草除草剂。 它的合成路线如下:(已知 RCN RCOOH)

(1)请写出 A、B、C 的结构简式:A (2)化合物 B 的系统命名为: (3)含有三氟甲基和苯环的

B

C

; ;

的所有同分异构体数目为



五、(本题 10 分) 21、(10 分)在少量水存在下,使 9.79g 的固体物质 A 和 3.6 l g 的固体物质 B 反应,生成 了 4.46L 气态产物(STP),该气体的密度为 0.77 lg/L,将同样多的物质 A 同过量 2 倍的氧 化鈣一起加热,产生 1.70g 气体,向 3.61g 物质 B 中逐滴加入氢溴酸直至反应终止,生成等 量的气体。若已知在三种情况下, 均生成了同一气态和固态产物,由此通过计算推知 A 和 B 分别是什么?写出 A 和 B 反应、B 和氢溴酸反应的化学方程式。

2007 年湖北省高中化学竞赛初赛试题参考答案
题号 答案 1 BD 2 C 3 CD 4 BC 5 C 6 B 7 B 8 B 9 BD 10 A 11 D 12 C 13 B 14 A

二、(本题包括 2 小题,共 22 分) 15. (11 分) (1) 2, 2, 2, H2SO4-2, 1, 1, 1, 2, H2O (3 分) 23 (2)2.408×10 (或 0.4NA) (2 分) (3)反应生成了 NO,该物质会造成大气污染;还原性;强(各 1 分,共 3 分) (4)取适量样品于两支试管中,分别加入稀盐酸和碘化钾淀粉溶液,若溶液变蓝,证 明该物质是 NaNO2;若无明显现象,该物质则是 NaCl(其他合理答案也可)(3 分) 16. (11 分)(1)体系中 NO2 逸出说明 HNO3 过量,不可能在溶液中残留有 Fe2+。(2 分) - (2)[S-C≡N] (2 分)
? ? (3)2SCN +22NO 3 +20H+=2SO 2 4 +2CO2↓+22NO2↑+N2↑+10H2O(3 分)
- - - - -

(4)验证 SCN 的还原性强于 Cl 、Br 而弱于 I (2 分) (5)加入的氧化剂不能过量(2 分) 三、(本题包括 2 小题,共 22 分) 17. (10 分)(1)c(H3O+)·c(OH )=Kw=10
- -14

(1 分) K1=1.8×10
-16

c(H2O)=1000g÷18g/mol÷1L=55.6mol/L (2)水中 c(H3O+)=c(OH )
- - -

(2 分)

(1 分)
-36

c(O2 )=K2·c(OH )/c(H3O+)=K2=10

(1 分)

1.7×1012L 水中有一个氧负离子(2 分) (3)轻水具有较大的离解度(2 分) D2O 中 D-O 键比 1H2O 中 H-O 键强或 D2O 中氢键比 1H2O 中氢键强(1 分) 18. (12 分) (1) Br B Br Br Br Br

P Br

平面三角形


三角锥

(各 2 分,共 4 分)
-22

(2)晶胞质量为:4÷6.02×1023mol 1×(30.97+10.81)g/mol=2.776×10 晶体体积为:(478×10 晶胞密度为: 2.776×10 (3) (2 分) 四、(本题包括 2 小题,共 26 分) 19. (14 分)(1)HNO3(2 分) [Ag(NH3)2]OH(2 分)
-12

g(2 分)

m)3=1.092×10

-28

m3=1.092×10

-22

cm3(2 分) (2 分)

-22

g÷1.092×10

-22

cm3=2.542g/cm3

(2)2HCHO+NaOH→HCOONa+CH3OH(2 分) (3)HCHO+4Ag(NH3)2++4OH →CO32 +4Ag↓+2NH4++6NH3+2H2O
- -

或 HCHO+2Ag(NH3)2++2OH →HCOO +2Ag↓+NH4++3NH3+H2O(2 分)
- -

(4)2A×14.50×60s/96500C·mol 1÷4×22.4L·mol 1=0.101L(2 分)
- -

(5)3[Ag(NH3)2]OH=Ag3N↓+5NH3+3H2O 或 3[Ag(NH3)2]OH+2H2O=Ag3N↓+5NH3·H2O(2 分) 由于 NH3 的挥发,久置后上述平衡向右移动,促使 Ag3N 的生成并形成沉淀。(2 分) 20、(10 分) (1)CH3CHCN | OH CH3CHCOOCH3 | OH CH3CHCOOCH3 | OSO2CH3

(2)2-羧基丙酸甲酯或α -羟基丙酸甲酯(2 分) (3)6 (2 分) 五、(本 10 题分) 21、(8 分)A 和 B 反应产物的物质的量为:4.46L÷22.4L/mol≈0.2mol 摩尔质量为:0.771g/L×22.4L/mol=17.3g/mol(1 分)

故该气态产物为氨气。(1 分) 在第二个反应中,A 与 CaO 反应生成了氨,故 A 是铵盐,其固态产物为钙盐。 则在第三个反应中,产物应是氨和溴化钙。因此物质 A 为溴化铵。(2 分) 9.79g 溴化铵的物质的量为 0.1mol,在 3.61gB 中也含有 0.1molN 原子。(1 分) 当 1molB 中含有 2molN 原子时,M(B)=72.2g/mol。(1 分) 此值相当于 Ca(NH2)2 的摩尔质量,故物质 B 为氨基化钙 Ca(NH2)2。(2 分) 2NH4Br+Ca(NH2)2=CaBr2+4NH3↑(1 分) Ca(NH2)2+2HBr=CaBr2+2NH3↑ (1 分)


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