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2001年北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题及参考答案


2001 年北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题及参考答案
一、选择题(共 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 ①Na②Mg③As④Cd⑤Ca⑥Zn⑦Hg⑧Pb⑨Cu⑩K A ⑥⑦⑧⑨ B ②④⑥⑧ C ③④⑦⑧ D ②④⑥⑦⑧

4.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 A D2A B C2B C C2A D D2B

5.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 A 60、12 B 12、30 C 30、12 D 10、30

6.对反应 4NH3(g)+5O2(g)

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 x mol NO 的同时,消耗 x mol NH3,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 2 mol 的 A 和 1 mol 的 B 发失反应:2A(s)+B(g)

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 0.6 mol 的 A、0.3 mol 的 B、1.4 mol 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 2 B 只能为 3 C 可能为 2 或 3 D 无法确定

8.镍镉充电电池,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)2 2NiO(OH)+2H2O+2e =2Ni(OH)2+2OH 下列说法不正确的是 A 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)2 C 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 9.在 25 ℃时,纯水的电离度为 a1,pH=11 的氨水中水的电离度为 a2,pH=3 的盐酸中水的电离度为
-

a3。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 a4,则下列关系式正确的是
A a1<a2<a3<a4 C a2<a3<a1<a4 B a3<a2<a1<a4 D a2<a3<a4<a1

10.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 NaNO3 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: 2HCl+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 A H2SeO4 的氧化性比 Cl2 弱 C H2SeO4 的氧化性比 H2SeO3 强 B SO2 的还原性比 SeO2 弱 D 浓 H2SeO4 的氧化性比浓 H2SO4 弱

11.用铁酸钠(Na2FeO4)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 Na2FeO4 用于 饮用水消毒处理的分析正确的是 A Na2FeO4 在溶液中显强酸性,能消毒杀菌 B 在 Na2FeO4 中 Fe 为+6 价,具有强氧化性,能消毒杀菌 C Na2FeO4 的还原产物 Fe 水解为 Fe(OH)3 胶体,可使水中悬浮物凝聚沉降 D Na2FeO4 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
2+ 3+

12.将 SO2 通入 BaCl2 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 A CO2 B NH3 C NO2 D H2S

13.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:

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 NaOH 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 A ①② B②③ C②④ D③④

14.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 CH2O2 B 相对分子质量最小的化合物的分子式为 CH2O C 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 A CH3COONa·3H2O 与碱石灰混合并热可以很快制得大量的 CH4 B 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 170 ℃,则可制得乙烯 D 将甲烷气体与溴蒸气混合光照后,可制得纯净的二溴甲烷 16.已知在 pH 为 4~5 的环境中,Cu 、Fe 几乎不水解,而 Fe 几乎完全水解。工业 上制 CuCl2 是将浓盐酸用蒸气加热到 80℃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 加入纯 Cu 将 Fe 还原为 Fe B 向溶液中通入 H2S 使 Fe 沉淀 C 向溶液中迈入 Cl2,再通入 NH3,调节 pH 为 4~5 D 向溶液中通入 Cl2,再加入纯净的 CuO 粉末调节 pH 为 4~5
2+ 2+ 2+ 2+ 3+

17.t ℃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 t ℃,已知三份溶液分别蒸发水的质量为 10 g、20 g、30 g,析出 A 晶体的质量 依次为 a g、b g、c g,则 a、b、c 三者的关系为 A c=a+b B c=2b-c C c=a+2b D c=2a-b

18.已知氮的氧化物踉 NaOH 溶液发生的化学反应如下: 3NO2+2NaOH=2NaNO3+NO↑+H2O NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

现有 m mol NO2 和 n mol NO 组成的混合气体,要用 NaOH 溶液使其完全吸收无气体剩余, 现有浓度为 a mol/L 的 NaOH 溶液,则需此 NaOH 溶液的体积为

A

L

B

L

C

L

D

L

19.取 100 mL 18.3 mol/L 的 H2SO4 与 Zn 反应,当 Zn 完全溶解时,生成的气体在标准 状况下占有的体积为 22.4 L。将所得的溶液稀释成 1 L,测得溶液中 H 的物质的量浓度为 1 mol/L,则所生成的气体中 SO2 和 H2 的体积比约为 A 1:2 B 2:1 C 1:4 D 4:1
+

20.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 (0.10 mol/L)滴定,以酚酞或甲基橙为指示剂,达到终点时消耗盐酸的体积分别为 V1 和 V2,且 V2 >V1。则 NaCl 溶液中混有的杂质可能为 A NaOH 参考答案 1.C 6.D 2.B 7.C 3.C 8.A 4.C 9.D 13.C 18.D 5.B 10.C 14.A、C 19.A 20.C 15.B B Na2CO3 C Na2CO3、NaHCO3 D NaOH、Na2CO3

11.B、C 16.D

12.A 17.B

二、无机化学试题(共 15 分) 1.(1)(3 分)将明矾放入河水、井水中搅拌,生成 Al(OH)3 载带悬浮物沉降使水澄 清。若用蒸馏水代替河水,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) 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。 (2 “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. 分)一种化学冰袋中含有 Na2SO4·10H2O(96 g)、NH4N03(50 g)、(NH4)2SO4 (40 (6 g)、NaHSO4(40 g)。需要时用手操合。致冷,并能维持 2 h~3 h,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) 参考答案 1.(共 9 分) (1)河水、井水中有 HCO3 和 Al 反应生成 Al(OH)3, Al +3HCO3 =Al(OH)3+3CO2↑(2 分) 蒸馏水中没有适量能和 Al3+反应的 HCO3 ,且明矾水解微弱,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 得电子倾向强于 IO3 (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) (4)可能答案(2 分):2H2S+SO2=3S+3H2O 出现白或黄色固态物 2Al+3I2=2AlI3 剧烈反应,有紫色烟出现 2.(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)。 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 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: 。
3+ 3+

(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)提取乙醛的装置如下图;烧瓶中放的是(C2H4O)n 和 6mol/L H2SO4 的混合 液,锥形瓶中放蒸馏水。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? 当观察到导管中的气流已很小时。必要的操作是: ③若 n=3,则(C2H4O)n 的结构简式是_________________: 参考答案 (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)。 (3)CH3CHO+H2SO4(浓)→2C↓+SO2↑+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);b ②易溶于水(1 分),及时撤除导管,防止发生倒吸现象(1 分); ③

(2 分) 四、有机化学试题(共 20 分) 1.(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,经酸性高锰 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 C2H4O2 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锰酸钾氧化得到。 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羰基氧化断裂:

2.(13 分)已知 ①卤代烃(或 基化合物反应生成醇: )可以和金属反应生成烃基金属有机化合物。后者又能与含羰

②有机酸和 PCl3 反应可以得到羧酸的衍生物酰卤:

③苯在 AlCl3 催化下能与卤代烃作用生成烃基苯:

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 能从羰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。 合成 B 的路线:

参考答案 1.(7 分)

H.



)(3 分)

A.

(2 分)

B. 2.(13 分)

(2 分)

A.

(2 分)B.

(2 分)

C.

(2 分)D.

(2 分)

合成 2CH3CH2MgBr(1 分);4CH3CHO(1 分);

6

(1 分);8

(1 分);9

(1 分)

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 3.32 g 天然碱样品,加入 30 mL 过量稀盐酸,产生 672 mLCO2 气体(标准状 况)。 (2)另称取 3.32 g 天然碱样品,在 300 ℃下加热至分解完全,产生 CO2 112 mL(标 准状况)和 0.45 g 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 5 min,置于蒸发皿中用小火烤干,研细。

(1)称取 0.3 g(设为 0.3000 g)蛋壳样品,置于雄形瓶中逐滴加入已知浓度 c(HCl) 的盐酸 40.00 mL, 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(l 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 0.3 g(设为 0.3000 g)蛋壳样品,用适量强酸溶解,然后加(NH4)2C2O4 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 Mn 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 1.(7 分) 已知 CO2 和 NaOH 反应的产物可能有 Na2CO3、NaHCO3 或二者的混合物。题中两次实验产 生 CO2 的体积关系,可以推知天然碱中含有 Na2CO3 和 NaHCO3 成分。(1 分)
2+

所以,天然碱的化学式为:2Na2CO3·NaHCO3·2H2O。(1 分) 2.(8 分) (1)①

②应是 Ca、Mg 的总量(1 分) ③不是,因洗涤、煮沸时除去了少量蛋白质,而算式中全按 Ca ,即 40.00 g/mol 计 算(1 分) (2)①CaCO3+2H =Ca +H2O+CO2↑
+ 2+ 2+

Ca +C2O4 =CaC2O4↓ CaC2O4+2H =Ca +H2C2O4 2MnO4+5H2C2O4+6H =2Mn +10CO2↑+8H2O 即 1 mol CaCO3~1 mol Ca ~1 mol H2C2O4~2/5 mol KMnO4
2+ + 2+ + 2+

2+

2-

②Ca2C2O4 为难溶物,能从溶液中完全沉淀,又能完全溶于过量稀硫酸。实验结果钙含 量低,可能是 MgC2O4 溶解度不很小之故(附:18 ℃时 MgC2O4·10H2O 溶解度为 0.03 g),用 硫酸溶解时,H2C2O4 量减少之故。(2 分)


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