北京市高中学生高一高二化学竞赛试卷及答案

1、2013年北京市高中学生化学竞赛试卷（高中一年级）2013年4月14日下午14：00-16：00 北 京题号1234567891011总分满分164978579101312100得分评卷人 竞赛时间2小时。迟到超过30分钟者不得进场。开赛后1小时内不得离场。时间到，把试卷（背面向上）放在桌面上，立即离场。竞赛答案全部写在试卷指定位置上，使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔、钢笔答题，使用红色或铅笔答题者，试卷作废无效。姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸指定位置，写在其他处者按废卷处理。允许使用非编程计算器及直尺等文具。试卷按密封线封装。 题中可能用到的元素相对原子质量如下:HCNONaA

2、lKSClCuAg1.00812.0114.0116.0022.9926.9839.1032.0735.4563.55107.9第1题 选择题（16分）（每选2分，多选，对一错一不得分，无负分）（1）荧光棒发光的原理是利用H2O2氧化草酸酯产生能量，该能量传递给荧光物质而发光。草酸酯是一种粘稠度较高的有机化合物。下列说法不正确的是（ ）A荧光棒发光，凑近可燃性气体，会导致气体燃烧B当荧光棒亮度减弱时，敲打荧光棒亮度可能增强C荧光棒放入冷冻室亮度可能减弱甚至消失D荧光棒发光是化学能转化为热能，热能转化为光能（2）碘可能呈金属性，下列事实能说明这一事实的是（ ）A已经制得I(NO3)3、I(ClO

3、4)32H2O等含I3+ 的化合物B已经制得IBr、ICl 等卤素互化物C碘易溶于KI溶液形成I3DI4O9 可以看成是碘酸盐（3）能正确表示下列反应的离子方程式为（ ）A向碳酸氢镁溶液中滴加少量石灰水：Mg2+ +2HCO3+2Ca2+ +4OH=Mg(OH)2+2CaCO3+ H2OB在强碱溶液中，次氯酸钠与氢氧化铁反应生成Na2FeO4 : 3ClO + 2Fe(OH)3 = 2FeO42 +3Cl + H2O + 4H+C向NaAIO2溶液中通入过量的CO2制取AI(OH)3AIO2 + CO2 + 2H2O = AI(OH)3+ HCO3D漂白粉主要成分Ca(ClO)2，Ca(OH)

4、2在空气中失效： ClO + CO2 + H2O = HClO + HCO3（4）主族元素M和N，M位于短周期，且M2 和N+ 的电子数之差为8，则下列说法正确的是（ ）AM和N的原子序数之差为11 BM和N的原子序数之和为11CM和N的最外层电子数之和为8 DM和N的最外层电子数之差为8（5）将Cl2通入熔融的硫磺制得S2Cl2，S2Cl2是黄红色油状发烟液体，遇水分解出无色有刺激性气味的气体，且溶液变浑浊；S2Cl2与NaOH 溶液反应得到澄清溶液。S2Cl2在合成橡胶，硬水软化等方面有着重要应用。有关S2Cl2的叙述正确的有（ ）AS2Cl2的结构简式： Cl-S-S-ClBS2Cl2和

5、水反应中，氧化剂还原剂物质的量之比为1:1CS2Cl2和NaOH水溶液反应，氧化与还原产物物质的量之比为1:1D13.5g S2Cl2和NaOH反应电子转移数为0.1NA（6）海水中主要含有Na+ 、K+、 Mg2+、Ca2+、Cl、Br、SO42、HCO3、 CO32等离子，火力发电时排放的烟气可用海水脱硫，其工艺流程如下图所示：下列说法错误的是（ ）A海水pH约为8的原因主要是天然海水含CO32、HCO3B氧化主要是氧气将HSO3 ，SO32，H2SO3氧化为SO42C“反应、稀释”的目的是中和、稀释后再排放D经稀释“排放”出的废水中SO42浓度与海水相同第2题（ 4 分）作为溶剂NH3和

6、H2O相似，能发生电离 NH3 + NH3 NH4 + NH2（H2O + H2O H3O + OH）请写出在液NH3中发生中和反应的离子方程式。 金属在液NH3中的活动顺序，大体上和金属在水中活动序相似，请写出在液NH3中发生下列化学反应的原因。Mg + 2Na + 2I = 2Na + MgI2Al + 3Na + 3NH2 = Al(NH2) 3 + 3Na第3题（ 9 分）向5.0mL 0.20mol/L CuSO4溶液中滴加0.20mol/L的NaOH溶液，当加入7.5mL NaOH溶液时，溶液中Cu2几乎全部沉淀，请给出沉淀物的化学式。 第4题（ 7 分）（1）用NaOH(aq)、

7、KOH(aq)吸收CO2。有关数据见下表：NaOHKOHNaHCO3KHCO3溶解度 g/100gH2O，201091129.633.2选用哪种试剂(aq)更有效？主要理由是： （2）用饱和Ca(OH)2、Ba(OH)2溶液检验CO2：M(OH)2 + CO2 = MCO3 + H2O有关数据见下表：Ca(OH)2Ba(OH)2CaCO3BaCO3溶解度 g/100gH2O，250.1653.890.00020.00022选用哪种饱和液？主要理由是：第5题（ 8 分）活泼金属K、Na、Mg都能和CO2反应，但产物不同。请写出下列两个反应方程式并标明得失电子数。（1） Na和CO2生成Na2CO

8、3。 （2） K和CO2生成K2C2O4。 第6题（ 5 分）已知：前者是酸转化为氧化物（CO），后者是氧化物（CO）转化为盐，为什么CO不是HCOOH的酸酐？第7题（ 7 分）19世纪前半叶，测得水中H、O元素的质量比是1:8，因当时不知道水分子中H、O的原子数，所以无法得到统一的原子量。Cannizzaro根据Avogadro的观点：“同温度、同压强下，同体积气体中含有相同数的分子”。解决了测定原子量的难题。已知A、B、C、D四种化合物中均含有X元素，300时它们都是气体，请根据表中与气体N2相比得到的数据计算X的原子量（分子中元素原子数只能是整数）。N2ABCD气体质量（g/L）0.65

9、20.8496.3212.7313.632X的质量分数（%）97.326.290.891.0第8题（ 9 分）N2O分子的结构可能有如下三种形式：其中（C）是稳定的以此类推，请推测下列分子可能的结构。（1） N2O3 ，写出两种； （2）NO3F ，写出一种 第9题（ 10 分）有一组化合物，As4，C6H6，C8H8他们的特征是分子中的每个As，或C原子都分别同其他的三个As，或三个C原子形成化学键，这些原子称骨架原子。（1） 请分别给出以上分子构型的示意图。（H可不画）（2）请分别指出这一组骨架上原子各自的价电子总数。（3）请指明骨架上价电子数N与骨架原子个数n的关系。（4）请给出一例符合

10、(3)要求的可能的物质，并指明骨价原子是什么。 第10题（ 13 分）过氧化氢是一种常见绿色氧化剂。（1）液态过氧化氢可微弱电离，得到两种等电子微粒。请写出电离方程式（2）两个盛有等量过氧化氢溶液的容器A和B，向A中加入少量MnO2；向B中加入H2SO4和足量MnO2。充分反应后。B中放出气体的量是A中放出气体的2倍，写出B的反应方程式并解释原因？ （3）向盛有一定浓度过氧化氢溶液的试管中，逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液。滴加过程中的现象是：浅绿色溶液变成深棕黄色；有少量气泡（O2）出现，片刻后反应变剧烈，并放出较多热量；静置一段时间，试管底部出现红褐色沉淀。请用化学方程式或离子方程式

11、以及对上述带有下划线的现象进行解释。 第11题（ 12 分）已知：甲、乙为气态非金属单质，丙、丁为化合物，其中丙为有刺激性气味的气体，丁在通常状况下为液体，它们之间的相互转化关系如右图：请回答：（1）请写出丙的化学式或电子式；并写出丙和氧的反应方程式：（2） 通过如下装置中的可验证丙的还原性。 请写出反应一段时间后，I和II装置中可观察到的实验现象和I中所发生反应的化学方程式。 上图实验装置由环保角度是否可以改进，请简述理由。（3）气体丙与NaClO在溶液中按物质的量比为2:1发生氧化还原反应生成三种化合物。该反应的化学方程式是： 2013年北京市高中化学竞赛（高一试题）参考答案 （2013-

12、03-14）第1题（ 16分 ）每选2分，多选，对一错一不得分，无负分（1）A（2）A & D（3）C（4）B （5）A & C（6）D第2题（ 4分 ） NH4 + NH2 2NH3 （2分） MgI2和Al(NH2) 3为难溶物 （2分）第3题（ 9分 ）c (Cu2)和c (OH)的浓度(mol/L )相同，完全沉淀时V(Cu2) : V (OH) = 5.0:7.5 = 1.0:1.5， （4分）即沉淀中物质的量比为1.0:1.5，为Cu (OH)1.5，表明沉淀中必有SO42且为(SO42)0.25， 即Cu(OH)1.5(SO42)0.25 或4Cu(OH)6 SO4 或3Cu(O

13、H)2CuSO4 （5分）第4题（ 7分 ）（1） 选用KOH(aq)；KHCO3溶解度大，不易发生堵塞。（若写成KOH溶解度大要扣分，因为112/56109/40) （4分）（2） 应选用Ba(OH)2； （2分）CaCO3，BaCO3均难溶，Ba(OH)2溶解度大 （1分） （楷体部分不答不影响得分）第5题（ 8分 ）（1） （4分）（2） （4分）用单线桥不扣分第6题（ 5分 ）含氧酸脱去OH的水的产物是酸酐，HCOOH脱去H2O部分源于OH，部分源于H， ，所以CO不是甲酸的酸酐。 （5分）第7题（ 7分 ）根据A、B、C、D在同温度、同压强下和N2的相对密度得分子量，再有X在化合物中

14、的质量分数求得X的质量A：MA = 28.0 0.849 /0.652 = 36.5 mx = 36.5 0.973 = 35.5B：MB = 28.0 6.321 /0.652 = 271.5 mx = 271.5 0.262 = 71.1C：MC = 28.0 2.731 /0.652 = 117.3 mx = 117.3 0.908 = 106.5D：MD = 28.0 3.632 /0.652 = 156.0 mx = 156.0 0.910 = 142.0X原子数在A、B、C、D化合物中为整数，在A化合物中X质量最小，所以X的原子量为35.5. （7分）第8题（ 9分 ） 以键线式或

15、电子式画出（1）中任意两种，（2）中任一种即可，每式2分第9题（10分）（1） （3分）（2） （20；30；40） （3分）（3） （N = 5n） （2分）（4） P4，P； N3P3，N P； B8(CO)8，B； C8(NO2)8，C （2分）（本题答案较多，只要符合（3）的要求即可。）第10题（13分）（1） 2H2O2 H3O2+ HO2 ； （2分）（2）B中的MnO2作氧化剂，可将过氧化氢中的-1价氧全部氧化为氧气；而A中的过氧化氢发生歧化反应，只有一半-1价氧被氧化为氧气，故B中放出气体是A中2倍MnO2 + H2O2 + H2SO4 = MnSO4 + O2 + 2H2O

16、（5分）（3）2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2 H2O，浅绿色Fe2+被氧化成黄色的Fe3+（浓度大时颜色变成棕黄色）过氧化氢中分解产生氧气，常温下反应2H2O2 = O2 + 2H2O较慢，受热并被逐渐增多的Fe3+催化，反应速率加快而剧烈反应使c（H+）降低，且反应放热使水解平衡Fe3+ + 3 H2O Fe(OH)3 + 3H+ 正向移动，Fe(OH)3较多时聚集成沉淀。 （6分）第11题（12分）（1）丙为NH3；电子式为 （2分） （2分）（2）黑色粉末变红，试管口部出现无色液滴，无水硫酸铜变蓝 （2分） （2分）应加装脱氨装置，II后排出的气体中含少量N

17、H3，不吸收会造成污染（2分）（3） 2NH3 + NaClO = N2H4 + NaCl + H2O （2分）2013年北京市高中学生化学竞赛试卷（高中二年级）2011年4月14日上午 14：00-16：00 北 京题号1234567891011总分满分12678961413898100得分评卷人 竞赛时间2小时。迟到超过30分钟者不得进场。开赛后1小时内不得离场。时间到，把试卷纸（背面向上）放在桌面上，立即离场。竞赛答案全部写在试卷指定位置上，使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔、钢笔答题，使用红色笔或铅笔答题者，试卷作废无效。姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸指定位置，写在其他处者

18、按废卷处理。允许使用非编程计算器及直尺等文具。试卷按密封线封装。 题中可能用到的相对原子质量为：HCNOSNaFeCuPb1.00812.0114.0116.0032.0722.9955.8563.55207.2第1题 选择题（ 12 分）（单选或多选，每选2分，错一对一不得分）（1）Na2SO37H20晶体加热脱水后，强热过程中质量不变。待固体冷却后溶于水，溶液的碱性比Na2SO3 溶液强，所得固体成分可能是（ ）ANa2S Na2O Na2SO3 BNa2SO4 Na2O Na2SO3CNa2O Na2S Na2SO4 DNa2S Na2SO4 Na2SO3（2）右图是一种蓄电池的示意图，

19、被膜隔开的电解质分别为Na2S2和NaBr3。放电后变为Na2S4和NaBr下面对该装置工作过程中叙述正确的是（ ）A放电过程，甲电极电极反应：2S222e= S42 B放电过程，电池反应：2S22+ Br3= S42+ 3Br-C充电过程，阳极室流出NaBr3溶液D充电后向阳极室补充Na2S4溶液（3）已知KSP (FeS)=6.31018， KSP(CuS)=6.31036，K1 K2 (H2S)=1.31020。 向0.10molL1 Fe2+ 和0.10molL1 Cu2+ 的混合溶液中通入H2S气体至饱和（c(H2S) 0.10molL1）。请推断沉淀生成情况是下列哪一种（ ）A先生

20、成CuS 沉淀，后生成FeS 沉淀B先生成FeS 沉淀，后生成CuS 沉淀C先生成CuS 沉淀，不生成FeS 沉淀D先生成CuS 沉淀，反应一段时间FeS和CuS同时沉淀（4）下面是有关氢硫酸（H2S水溶液）：蒸馏水中通入H2S至饱和，敞口存放两天，明显失效，但无沉淀；若密闭保存一个月，既不浑浊，也不失效。自来水中通入H2S，出现浑浊现象，因此不能做为H2S饱和溶液使用。根据以上事实，判断以下说法正确的是（ ）A氢硫酸失效的原因是易被O2 氧化B氢硫酸失效的原因是H2S易挥发C氢硫酸这种试剂一定要现用现制D自来水中存在着较强的氧化性物质（5）PbO2是褐色固体，受热分解为Pb的+4和+2价的混

21、合氧化物，+4价的Pb能氧化浓盐酸生成Cl2；现将1mol PbO2加热分解得到O2，向剩余固体中加入足量的浓盐酸得到Cl2。反应中生成的O2 和Cl2 的物质的量之比为3:2，分解释放O2后固体的组成及物质的量比是（ ）A. 1:1混合的Pb3O4， PbO B. 1:2混合的PbO2， Pb3O4C. 2:1:4混合的PbO2， Pb3O4， PbO D. 1:2:4混合的PbO2， Pb3O4， PbO第2题（ 6 分）（1）常压下，27C混合100mL NO和100mL含NO2和N2O4的气体，反应生成6mL N2O3，气体体积仍为200mL。问反应过程中有多少mL N2O4转化为NO

22、2？（2）仅由上述实验数据，不能知道原100 mL气体中NO2、N2O4各多少mL，需什么信息就能知道NO2、N2O4具体体积？第3题（ 7 分）氰酸HOCN和雷酸HONC，都能发生水解反应（不是氧化还原反应），请根据它们水解产物给出两种酸中相邻两原子间的化学键（单、双、叁键分别以、表示）并给出C、N原子的氧化态：（1） HOCN水解产物为NH3、CO2、H2O （2）HONC水解产物为NH2OH（羟氨）、HCOOH 第4题（ 8 分） 往10mL 0.020mol/L Cu(NH3) nSO4溶液中滴加 0.020 mol/L 硫酸，最终得Cu2+(aq)。当加入溶液体积为10mL、20mL

23、时先后发生两个完全的反应，请写出两个反应方程式并计算Cu(NH3) n2+ 的n值。 第5题（ 9 分）HN3叠氮酸中N的化合价（氧化态）为多少？ （1）请写出，酸性条件下，N2H5+ 和HNO2制备HN3反应的方程式并标示出反应中N化合价（氧化态）的改变；碱性介质中，N2H5OH和NCl3生成N3反应的方程式。（2）请写出HClO和HN3生成N2反应的方程式。并写出HNO2和HN3反应（物质的量比为1:1），生成三种产物，其中一种是H2O的反应方程式。第6题（ 6 分）请画出下列图形并解释其含意。 （1）1s态的界面示意图。 （2）3dxy电子的几率密度的示意图。 （3）3dz2轨道示意图第

24、7题（ 14分） 有一铜的氧化物属立方晶系，一类原子处于体心格子，另一类原子，若将立方格子分成八个等同的小立方体，它们处在1/2个小立方体中心。 （1）写出该氧化物的化学式 （2）在下列立方的透视图中，标出Cu、O原子并给出原子坐标 （3）若晶胞长a = 426pm,试计算体密度D （4）计算CuO 间距离L，并解释晶体铜的配位数及其和邻近氧间所形成的几何图像 （5）画出沿C轴的垂直投影图，标明110晶面，计算其面间距d。 （6）若用 (Cu K ) = 154.18pm的X光测量110的面间距，计算其二级的衍射角大小。第8题（ 13 分）人们经常用电化学的基本理论和测定方法求算一些热力学函数

25、变化值，或用已知的热力学函数值来求得电化学反应的物理量，这些理论和方法的应用给解决实际问题带来极大方便。现设计以下电池（298K，p）()（Pt）Cl2（g，p）HCl(1mol/dm3)AgCl(s) Ag(s) (+)其中Cl1AgCl(s) Ag(s)电极称为银-氯化银电极，是微溶盐电极，其电极反应为：AgCl(s) + e Ag(s) + Cl(1mol/dm3),是对Cl的可逆电极。已知有关物质的热力学数据如下：物质fm /kJmol1Sm/Jmol1K1AgCl (s)127.096.11Ag (s)042.70Cl2 (g)0223.0法拉第常数 F = 9.65104 Cmol

26、1 ，理想气体常数R = 8.314 Jmol1K1（1） 根据该电池正、负极的电极反应，写出该电池的电池反应式（2） 求该反应的rm和rSm和rGm,（298K，p）（3） 求该电池反应的电动势E及标准电池电动势E。已知rGm = nFE；rG = nFE，其中n为电极反应得失电子的物质的量。（4）求该电池在可逆放电时的热效应QR。QR等于该反应的 rm吗？为什么？（5）已知恒压下rSm = nF(E/T)，(E/T)为电池电动势的温度系数，试求之？（6）求该电池反应的平衡常数K。（7）根据题（3）中求得的E和E的数值，能否判断所设计的电池是自发电池还是非自发电池？若想改变方向，如何进行操作

27、？第9题（ 8分）化合物A与盐酸反应生成B，B经氢氧化钠的醇溶液加热生成C(2,3,4-三甲基-2-戊烯)；当对A进行催化加氢时得到D，当D在光照下与氯反应时，主要产物为E(2,3,3-三甲基-2-氯-戊烷)。请给出A、B、C、D、E的结构简式并对A、B、D命名。第10题（ 9分）化合物A与1mol盐酸反应生成B(2,4,5,6-四甲基-4-氯-2-庚烯)；与酸性高锰酸钾反应生成丙酮和C各1mol，完成下列反应式，请给出A、B、C的结构简式并对A、C命名。第11题（ 8分）完成下述反应式，逐步写出这个反应的反应机理。（8分）2013年北京市高中化学竞赛（高二试题）参考答案 (2013-03-1

28、4)第1题（12分）（单选或多选，每选2分，错一对一不得分）（1）D（2）B（3）C（4）B & D（5）A第2题（ 6分 ）（1） 生成6mL N2O3，必消耗6mL NO和6mL NO2，因反应前后，气体体积未变，表明6mL NO2必是6mL N2O4分解得到的。 （ 3分）（2） 需要信息：常压下，27C NO2和N2O4气体的平均分子量 常压下，27C N2O4 = 2NO2气体的平衡常数 （ 3分） 其他答案符合题意也可。第3题（ 7分 ）（1）产物中N的氧化态为-3，C的氧化态为+4，所以 （ 3分）（2）产物中的N的氧化态为-1，C的氧化态为+2，所以 （ 4分）第4题（ 8分

29、）两个反应的反应方程式是：生成Cu(OH) 2及Cu(OH) 2转化为Cu2+(aq)Cu(NH3) n2+ + (n-2) H+ + 2H 2O = Cu(OH) 2 + n NH4+Cu(NH3) n2+ 为0.020 mol/L 0.010 L = 2.0 104 molH2SO4中H+ 为 0.020 mol/L 2 0.010 L = 4.0 104 mol反应中 Cu(NH3) n2+ : H+ = 1:2即 n - 2 = 2，所以 n = 4 为Cu(NH3) 42+ （5分）Cu(OH) 2 + 2 H+ = Cu2+ + 2H2OCu(OH) 2为 2.0 104 molH

30、2SO4中H+ 为 0.020 mol/L 2 0.010 L = 4.0 104 mol （3分）第5题（ 9分 ）（1）- 1/3；N2H5OH + NCl3 + 4OH = N3 + 3Cl+ 5H2O （5分）（2）2 HN3 + HClO = 3N2 + Cl+ H2OHN3 + HNO2 = N2 + N2O + H2O （4分）第6题（ 6分 ） （1） 以r为半径的球内1s电子出现的 几率为90% （2分）（2）运动在3dxy轨道上的电子出现的几率密度 （2分）（3） 描述单个电子处在3dz2运动时 状态函数的图像。 （2分）第7题（ 14分 ）（1） Cu2O （1分）（2）O：（0 0 0），（1/2 1/2 1/2）Cu：(1/4 1/4 1/4)，(1/4 3/4 3/4)，(3/4 1/4 3/4)，(3