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2009年湖北省高中化学竞赛初赛试题


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]

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) 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、0.3gNaAlO2 固体(忽 略溶液体积变化),则溶液中 CO32-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、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 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 ( ) 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( )
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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 X 法正确的是( ) Y Z R 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 W 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、 Fe2(SO4)3 和 AlCl3 的混合溶液中, 在 先加入过量的 KI 溶液, 再加入足量的 Na2S 溶 液 , 得 沉 淀 是 所 ( ) 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

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( ) + + A.NaHCO3 溶液中: c ( H ) + c ( Na ) = c ( OH ? ) + c (CO 32 ? ) + c ( HCO 3? ) 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
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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 ρ水 (g·L-1)空气的平均相对分子质量 29.0, , -1 ),回答下面 ρ 密度(g·L 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? 。 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锥形瓶内空气的质量( m空气 )是
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(列出算式)。

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

(列出算式)。 (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)
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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。

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
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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 。(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。

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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 )

ρ水

× ρ 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、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
B r

BP+6HBr

(2 分)

(2 分) 三角锥形 (2 分) 2 V (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)
B r

B

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)

B

r

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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/cm 3 × 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 < 24 g

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/cm 3 ? 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 15.3g x 248g/mol 18.9g -

解之 x=23.2g (1 分)

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