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2015北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题


2015 北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题
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 ①Na;②Mg;③As;④Cd;⑤Ca;⑥Zn;⑦Hg;⑧Pb;⑨Cu;⑩K; 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硼原子组成的正二十面体,其中,每个面均为正三角形,每个 硼原子均与另外五个硼原子相连。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 2v(H2O)

A.对 NH3 与 O2 的反应来说,化学反应速率关系是:3v(NH3)

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 发生反应: 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 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 Cd(OH)2+2Ni(OH)2

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 A.H2SeO4 的氧化性比 Cl2 弱 C.H2SeO4 的氧化性比 H2SeO3 强 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 Fe3+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 Fe2+水解为 Fe(OH)2 胶体,可使水中悬浮物凝聚沉降 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 H2SeO3+H2O+Cl2 B.SO2 的还原性比 SeO2 弱 D.浓 H2SeO4 的氧化性比浓 H2SO4 弱 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

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

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:

COOCH2

CH

CHO 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

CH2OH
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 B.②③ C.②④ D.③④

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 与碱石灰混合加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,Cu2+、Fe2+几乎不水解,而 Fe3+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。欲除去溶液中的杂质离子,下述方法中可行的是 A.加入纯 Cu 将 Fe2+还原为 Fe B.向溶液中通入 H2S 使 Fe2+沉淀 C.向溶液中通入 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 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.已知氮的氧化物跟 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.

m L a

B.

2m L 3a

C.

2(m ? n) L 3a

D.

m?n L a

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 B.Na2CO3 C.Na2CO3、NaHCO3 D.NaOH、Na2CO3

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? ① Cl2+2I


2Cl +I2,② 2C1O3 +I2





Cl2+2IO3



(3) (2 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。“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 . (6 分 ) 一种化学冰袋中含有 Na2SO4· 10H2O(96g) 、 NH4NO3(50g)、 (NH4)2SO4 (40g)、 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) 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醛(仍得到溶液), 可利用如下反应原理: (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 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几小时。必要的操作是: ③ 若 n=3,则(C2H4O)n 的结构简式是 : ,冷凝水的进口 。

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:

R

, R + HIO4 + H2O O O , RCOOH + R COOH + HIO3

2.(13 分)已知: ① 卤代烃(或 羰基化合物反应生成醇:
C2H5 )2 O H2O / H 2O RBr ? Mg ?(? ? ?? RMgBr?CH ? ? ? RCH2OMgBr ?? ? ?? RCH2OH
?

Br )可以和金属反应生成烃基金属有机化合物。后者又能与含

② 有机酸和 PCl3 反应可以得到羧酸的衍生物酰卤:
O R C OH PCl3 O R C Cl
RCl AlCl3 R

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 与硫酸加热可得到 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:

HBr CH2 CH2 c

1 3

b d

2 4 e 5 PCl3 6

6

7

PCl3

8

2

9

H2O H
+

B

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 0.3000g)蛋壳样品,置于锥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 (1 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 Mn2+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?


一、选择题。 1.C 6.D 11.B、C 16.D 2.B 7.C 12.A 17.B 3.C 8.A 13.C 18.D







4.C 9.D 14.A、C 19.A

5.B 10.C 15.B 20.C

二.无机化学试题。 1.(共 9 分) (1) 河水、井水中有 HCO3-和 Al3+反应生成 Al(OH)3,Al3++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 2Al+3I2 3S+3H2O 出现白或黄色固态物

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。 (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);

CH3 CH O
③ CH3 CH O 四、有机化学。 1.(7 分)

O CH CH3 (2 分)

H.

(

)

(3 分)

A.

(2 分)

COOH
B.

COOH COOH

( COOH

) (2 分)

2.(13 分)

OH
A. (2 分)B.

OH
(2 分)

C.

(2 分)D.

(2 分)

合成 2CH3CH2MgBr(1 分);4CH3CHO(1 分);

O
6

CH3 C

O Cl
(1 分);8 (1 分);9

OMgBr

(1 分)

五、计算题。 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) 根据反应:2NaHCO3 样品中:2NaHCO3 Na2CO3+H2O↑+CO2↑ Na2CO3+H2O↑+CO2↑ (2 分) (2 分)

n(H2O)=0.5× 0.01mol× 18g/mol=0.09g 则样品中:n(NaHCO3)= 结晶水:n(H2O)=

672 mL -0.01mol=0.02mol 22400 mL / mol

0.45g ? 0.09g ? 0.02m ol 18g / m ol

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

2.(8 分) (1) ①
? 40.00g / mol ? / 0.3000g ? ?100% (2 分) ??c( HCl)mol/ L ? 0.0400L ? c( NaOH)mol/ L ? V ( NaOH) L?? 2 ? ?

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 Ca2+,即 40.00 g/mol 计算(1 分) (2) ①CaCO3+2H+ Ca2++C2O42CaC2O4+2H
+

Ca2++H2O+CO2↑ Ca2++H2C2O4 2Mn2++10CO2↑+8H2O

CaC2O4↓

2MnO4+5H2C2O4+6H+

即 1 mol CaCO3~1 mol Ca2+~1 mol H2C2O4~2/5 mol KMnO4

2 40.00g / m ol ? ? c( MnO4 )m ol/ L ? V ( MnO4 )L ? ? 100% 5 0.3000g

(2 分)

② Ca2C2O4 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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