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2008年三水区高一化学竞赛试题


2008 年三水区高一化学竞赛试题
说明:1.本试卷分笫 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分。满分 100 分。 考试时间 120 分钟。 2.请将试题答案填写在答题卷相应位置上。

H 1.008 Li Be

相对原子质量
B C N O F

He 4.003 Ne

r />6.941 9.012 Na Mg

10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Al Si P S Cl Ar

22.99 24.31 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn

26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 Ga Ge As Se Br Kr

39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 63.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe

85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La-Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn

132.9 137.3 Fr Ra

178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222]

[223] [226]

Ac-La

第 I 卷(选择题,共 30 分)
一、 (本题包括 10 小题,每小题 3 分,共 30 分。每小题只有一个选项符合题 意,请将答案填写在答题卷的相应表格中)
1. 2007 年 3 月 21 日,我国公布了 111 号元素 Rg 的中文名称。该元素名称及所在周期是 A. 錀 第七周期 C. 铼 第六周期 层结构,则下列有关说法中,不正确的是 A.NH5中既有离子键又有共价键 B.1molNH5中含有5 mol N-H键 C.NH5的熔沸点高于NH3
1

B. 镭 第七周期 D. 氡 第六周期

2. 固体A的化学式为NH5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子

D.NH5固体投入少量水中,可产生两种气体 3.下列说法或表示法正确的是 A.等量的白磷蒸气和白磷固体分别完全燃烧,后者放出热量多 B.由 C(石墨)→C(金刚石) ;ΔH = +1.19 kJ· mol—1 可知,金刚石比石墨稳定 C.在稀溶液中:H (aq)+OH (aq)= H2O(l) ;ΔH=-57.3 kJ· mol—1,若将
+ -

含 0.5 mol H2SO4 的浓硫酸与含 1 mol NaOH 的溶液混合,放出的热量大于 57.3 kJ D.在 101 kPa 时,2g H2 完全燃烧生成液态水,放出 285.8 kJ 热量,氢气燃烧的热 化学方程式表示为 2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ;ΔH=-285.8 kJ· mol—1 4. 若 NA 表示阿佛加德罗常数,下列说法正确的是 A.1 mol Cl2 作为氧化剂得到的电子数为 NA B.在 0℃ ,101kPa 时,22.4L 氢气中含有 NA 个氢原子 C.NA 个一氧化碳分子和 0.5 mol 甲烷的质量比为 7 :4 D.14g 氮气中含有 7NA 个电子 5. 配合物 Pt(NH3)(Py)ClBr 为平面正方形构型,其中 Py 为吡啶。请从立体几何的角度考 虑,该配合物的几何异构体有 A.5 种 B.4 种 C.3 种
- -

D.2 种

6. 下列反应的离子方程式书写正确的是 A.浓烧碱溶液中加入铝片:Al + 2OH =AlO2 +H2↑ B. 4mol/L 的 NaAlO2 溶液和 7mol/L 的 HCl 等体积互相均匀混合 4AlO2 +7H++H2O


3Al(OH)3↓+Al3+
+ - + - -

C. 稀硝酸中加入过量的铁粉:Fe+6H +3NO3 =Fe3 +3NO2↑+3H2O D.硫酸氢钠溶液与足量氢氧化钡溶液混合:2H++SO42 +Ba2++2OH =BaSO4↓+2H2O 7. 下列各组离子在溶液中能大量共存,加入 Fe2(SO4)3 后仍能大量共存的是 A. Na 、I 、CO32 、ClO
+ - - + + - - -

B. Fe2 、H 、K 、NO3
+ + + + + -

- -

C. Ba2 、Na 、SCN 、Cl 8.

D. Cu2 、Mg2 、Cl 、NO3

9.8 克铁和镁的混合物溶解在一定浓度的稀硝酸中,当金属完全溶解后收集到 0.2molNO 气体,在反应后的溶液中加入足量的烧碱溶液,可生成氢氧化物沉淀的质 量为(在反应过程中不考虑被空气氧化的情况) A . 18 克 B . 20 克 C . 22 克 D.24 克

9. 根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述不正确 的是 ... A .K 层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的 K 层电子数相等 B .L 层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的 L 层电子数相等
2

C .L 层电子为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的 L 层电子数相等 D .M 层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的 M 层电子数相等 10. 已知白磷(P4)与 CuSO4 溶液反应的化学方程式为 11P4+60CuSO4+96H2O == 20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4, 则 1molCuSO4 能氧化白磷 的物质的量是 A.2/5mol B.1/5mol C.11/5mol D.1/20mol

第 II 卷(共 70 分)
二、 (本题包括 3 小题,共 17 分)
11.(5 分)氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反 应式:NO3 +4H +3e
- + -

= NO+2H2O ,KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3 四种物质

中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。 (1)写出并配平该氧化还原反应的化学方程式:________________________________。 (2)反应中硝酸体现了 、 性质。 mol。 。 12.( 7 分) 几种短周期元素的原子半径及某些 化合价见下表: .. 元素代号 A B D E G 化合价 原子半径/nm –1 0.071 –2 0.074 +4、–4 0.077 +6、–2 0.102 +5、–3 0.110 H +3 0.143 I +2 0.160 J +1 0.186 (3)反应中若产生 0.2 mol 气体,则转移电子的物质的量是

(4)若 1 mol 甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量会增加,原因是:

分析上表中有关数据,并结合已学过的知识,回答以下问题。涉及上述元素的答案, 请用元素符号 表示。 .... (1)E 元素在周期表中位于 周期, 族。 。 , 用电子式表示其形成过程 。 (4)B 与 H 所形成的化合物与 J 的最高价氧化物的水化物 X 的溶液发生反应的离子方 程式为 (5)写出 H 元素最高价氧化物水化物的电离方程式___________ 来获得次氟酸(HFO)以来,对 HFO 的研究引起了充分重视。
3

(2)A、H、J 对应的离子半径由大到小的顺序是(填写离子符号) (3)A 与 J 所形成化合物的晶体类型是

。 ________。

13. (5 分)长期以来一直认为氟的含氧酸不存在,自 1971 年美国科学家用 F2 通过细冰

(1)次氟酸能与水反应得到溶液 A,A 中含 B、C 两种溶质,B 常用于雕刻玻璃,C 在 加热下分解生成一种能使带火星的木条复燃的气体,次氟酸与水反应的化学方程 式为 (2)写出在加热条件下 F2(g)跟烧碱反应的化学方程式 (3)判断次氟酸中各元素的化合价:H 为 价,F 为 价,O 为 。 。 价。

三、 (本题包括 3 小题,共 20 分)
14. (7 分)已知氨气跟氧化铜反应可以制备氮气,有关化学方程式: 2NH3+3CuO 3Cu+3H2O+N2 ,纯氮气跟镁在高温下反应可得到氮化镁,但氮化 镁遇水即剧烈反应生成氢氧化镁和氨气。 (1)下面是某化学课外小组的同学提出的实验制备氨气的几种方案 A.(NH4)2SO4 固体与消石灰共热 C.在一定条件下,N2 与 H2 化合 B.浓氨水逐滴加到新制的生石灰中 D.加热分解 NH4Cl 固体

你认为其中合理的方案有________________________(填字母) ;其反应的化 学方程式为:________________________________________________________。 (2)该小组同学设计的制备氮化镁的方案有以下两个。分别见实验方案的装置图。实 验前系统内的空气均已排尽。

[方案一]

A

B

C

D

E

F

① 该实验完成后,能否得到纯净的氮化镁_______ ② 装置 C 的作用是______________________________

_____(填―能‖或―不能‖) ;简 ____。

述理由__________________________________________________________。

[方案二] 已知:6NH3+3Mg

3Mg(NH2)2+3H2

4

A

B

C

D

E

F ____________ 。

① 该方案中存在的主要问题是________________________ ② 解决上述问题的方法是_______________

________________________ 。

15. (9 分)某研究性学习小组研究 HNO3 的氧化性,设计了如下实验: 在盛有新制 FeSO4 溶液的试管中滴入 2 滴 KSCN 溶液,观察现象,然后再滴入几滴 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的好奇心与求知欲望,对此现象设计 了探究性实验。 ⑴ 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______________________ __。 ⑵ 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,推测可能是 KSCN 与 HNO3 作用。KSCN 溶液是一种无色液体, 根据 C、S、N 的原子结构和共价键的相关知识推测 SCN-的结构式为____________。 ⑶ 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,最后变成无色。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,写出 向浓 HNO3 中滴入 KSCN 的离子方程式________________
-

______。

⑷ 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,而加入碘水时溶液的颜色基本不变。 丙同学的设计意图是_______________________ ⑸ 通过本次探究,可以得出以下结论: a、用 SCN-间接检验 Fe2+时应注意_____ b、与 SCN 反应使溶液变红的________
5
-

_____。 ______;

____是 Fe 。

3+

16. (4 分)已知碘化物某些性质如下表所列: KI 熔点(℃) 沸点(℃) 681 1330 NaI 661 1304 KIO3 560 >100℃开始分解 NaIO3 分解

市场上出售含碘盐的包装袋上明确写明“菜快炒(煮)熟时再放盐以保持最佳 碘效”及防潮、防热、避光”贮存。请你根据碘元素在自然界的分布、存在形式以 及有关性质对说明书的注意事项加以评论,并设计两种试纸,方便准确地测试含碘 盐中碘以 IO3 还是 I 形式存在?
- -



四、 (本题包括 3 小题,共 16 分)
17.(4 分) 把河沙(主要成分是 SiO2)跟镁粉按一定质量比(约大于 15:24)混合均 匀,装入试管中加热大约 1min 后发生剧烈反应,生成一种白色固体化合物和一种硅 化物。待生成的混合物冷却后,将其放入盛有稀硫酸的烧杯中,立即产生气泡并伴 有爆炸声,产生的气体是一种能在空气中自燃的气态氢化物。 (1)写出河沙与镁在加热条件下反应的化学方程式 该反应是 (填―放热‖或―吸热‖) 。 (填化学式) 。 。 (2)生成的混合物放入稀硫酸中产生的气体是 (3)写出产生―爆炸声‖的化学方程式 18. (4 分)化学反应:(NH4)2S2O8 + 2KI = (NH4)2SO4 + K2SO4 + I2------------------(1) (过二硫酸铵) 2Na2S2O3 + I2 = Na2S4O6 + 2NaI--------------------------------------(2) (连四硫酸钠) 反应(1)进行比反应( 2)慢得多。今在小烧杯中依次加入 5mL0.2mol/LKI, 4mL0.01mol/LNa2S2O3,1mL0.4%淀粉溶液及 10mL0.2mol/L(NH4)2S2O8,搅拌混合。 请预测观察到的现象: ;并简要说明理由 。 19. (8 分)现正开始使用一种安全气袋以防止汽车撞车时在驾驶室的人因向前冲撞发
6



生意外。这种气袋内装有一种能在高温下分解出气体的混合物。例如有一种配方为: 61%—68%NaN3(叠氮化钠)、0%—5%NaNO3、0%—5%陶土、23%—28%Fe2O3 粉、 1%—2%SiO2 粉、2%—6%石墨纤维。这些粉末经加压成型后,装在一个大袋子里, 袋子放在驾驶室座位前。撞车时,约在 10 毫秒( 10-3 秒)内引发下列反应: 2NaN3=2Na+3N2(365℃ 分解)反应在约 30 毫秒内完成,袋内充满 N2 气而胀大,阻止 人体前冲。在以后的 100~200 毫秒内气体―消失‖,所以不致使人反弹,同时袋内的 钠变成氧化钠。 (1)你认为完成上述引发分解、生成气体的―消失‖、钠变成氧化钠过程各需上述配方里 哪些物质和起什么作用 。 (2)若气袋内放 300g NaN3,在充满氮气时,袋内气体体积为(1 大气压,300K) L 。若袋内气体压力达到 4 大气压(此时为 350K) ,则袋内气体体积为 L。 (3)配方中 Fe2O3 的量是如何控制的 (4)叠氮离子中有三个氮原子连成直线,N—N 键等长(116pm) 。写出其电子式 。 (5)怎样做到既使混合物在 30 毫秒内迅速分解,但又不燃烧、爆炸 。 。

五、 (本题包括 2 小题,共 17 分)
20. (9 分)请完成下列各题: (1)前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有 料,其晶体结构与单晶硅相似。Ga 原子的电子排布式为 在 GaN 晶体中, 每个 Ga 原子与 原子构成的空间构型为 体。 (3)在极性分子 NCl3 中,N 原子的化合价为-3,Cl 原子的化合价为+1,请推测 NCl3 水解的主要产物是 (4)比较 NO2 和 NO2 键角大小:
+ -

种。 。 晶

(2)第Ⅲ A、Ⅴ A 族元素组成的化合物 GaN、GaP、GaAs 等是人工合成的新型半导体材 个 N 原子相连, 与同一个 Ga 原子相连的 N 。 在四大晶体类型中, GaN 属于

(填化学式) 。 并简述理由 。

21.(8 分)科学家发现 C60 分子由 60 个碳原子构成,它的形状像足球(图 C) ,含有 C=C 键,因此又叫足球烯。1991 年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管,是由六 边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子(图 D) ,图 A、图 B 分别是金
7

刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。

(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体,它们在物理性质上存 在较大的差异,其原因是 比石墨 (填―活泼‖、―一样活泼‖、―更不活泼‖)理由是: 。 (3)由右边石墨的晶体结构俯视图可推算在石墨晶体中,每个正六边 形平均所占有的 C 原子数与 C—C 键数之比为 的环上有___ 。 (4)在金刚石的网状结构中,含有共价键形成的碳原子环、其中最小 个碳原子(填数字),每个碳原子上的任两个 C—C _ (填角度)。 。 键的夹角都是____ 。 (2)相同条件下,足球烯、石墨分别和气体单质 F2 反应时,化学活泼性的比较为足球烯

(5)燃氢汽车之所以尚未大面积推广,除较经济的制氢方法尚未完全解决外,还需解决 H2 的贮存问题,上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是:_____ 结构的图象是 。 (6)下列图象是从 NaCl 或 CsCl 晶体结构图中分割出来的部分结构图,试判断 NaCl 晶体

A

B

C

D

8

2008 年三水区高一化学竞赛试题参考答案及评分标准
1-10 题为选择题,每小题只有一个选项符合题意。每小题 3 分,共 30 分。 题号 答案 1 A 2 B 3 C 4 D 5 C 6 B 7 D 8 B 9 C 10 D

11.(5 分) (1)14HNO3+3Cu2O = 6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O (2) 酸性; 氧化性。 12. (7 分) (1)三 Ⅵ A(关于族的其他表示方式不得分) (2) F–、Na+、Al3+(若有―>‖得分) (3)离子晶体(只写―离子‖不得分) (两个箭号,缺一不得分)
(4) Al2O3 + 2OH


(3) 0.6 mol

(4) 使用了较浓的硝酸,产物中有部分二氧化氮生成。

2AlO + H2O

- 2

(5 ) H++AlO- 2 +H2O

Al(OH)3

Al3++3OH-。 (2 分,其余每空 1 分)

13. (5 分) (1)HFO+H2O=HF+H2O2 (2)2F2+4 NaOH=4 NaF+O2+2H2O (3)+1 -1 0 CaSO4+2NH3↑+2H2O NH3↑+H2O ) 14.(7 分)(1)A、B;(NH4)2SO4+Ca(OH)2

2NH3· H2O+CaO=Ca(OH)2+2NH3↑+H2O(或 NH3· H2O

(2)[方案一]①不能;由于在 F 装置后缺少一干燥装置,部分 Mg3N2 将与空气中的水 蒸气发生水解反应生成氢氧化镁,导致产品不纯。 ②防止 D 中的液体倒吸到 B 中,缓冲气流作用。(或作安全瓶) [方案二]①由于氮气中混有氨气,且氨气也可与镁粉反应,造成产品不纯。 ②可将装置 D 换成一装有浓硫酸的洗气瓶并在装置 C 与装置 D 之间加一 安全瓶。或在装置 C 与装置 D 之间顺序加入安全瓶和装有水的洗气瓶。 15. (9 分) ⑴ 如果是亚铁离子干扰,不可能变红之后,一段时间之后变成蓝色 2 分 ⑵ ⑶ (4)比较硫氰根离子与氯离子、溴离子、碘离子的还原性强弱 2 分
9

2分 2分

(5)a、加入氧化剂如氯气等必须少量 1 分 b、不一定 1 分 16.(4 分) 碘在自然界中主要以 KI(NaI)或 NaIO3(KIO3)形式存在。 KIO3 加热会分解 KIO3 2KI+3O2↑ KI 也易被氧化 KI+1/2 O2+2H2O =2KOH + I2 正如包装说明中所写,加碘盐中无论加入的是 KIO3、KI(或 NaIO3、NaI) ,均 不能长期高温受热,且应尽量避光保存,因此说明书要求菜快炒(煮)熟时再放盐 以保持最佳碘效。 17.(4 分)(1) 4Mg+SiO2 (2)SiH4 (3)SiH4+2O2=SiO2+2H2O 18.(4 分)搅拌混合后观察到的现象是反应经过一段时间以后,溶液会突然变成蓝色。 (2 分)理由是起初反应(1)与(2)同时进行,因此溶液颜色无多大变化,根据加 入反应物的量,Na2S2O3 会消耗完毕,而反应(1)仍然在进行,于是反应(1)生成 的 I2 便与淀粉作用,出现特有的深蓝色。 (2 分) 19. (8 分)(1) (3 分) NaN3 分解供产生 N2 ,陶土、 SiO2 吸附 N2 , Fe2O3 使 Na 变为 Na2O 。 (2)V=6.9× 0.082× 300=169.7(L) V=6.9× 0.082×350/4 =49.5(L) (3) 6Na+Fe2O3=2Fe+3Na2O (4) 或 2MgO+Mg2Si 放热

(5)原料粉碎、混匀、成型,使反应快、扩散快,反应要足够快,使所释放的热―全‖ 用于后续反应,而不使气袋明显升温。 20. (9 分) (1)5 (2 分) (2)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1),4,正四面体,原子。 (各 1 分) (3)HClO;NH3· H2O。 (各 1 分) (4)NO2+>NO2- (1 分) NO2+为 SP 杂化,键角 180? NO2-为 SP2 杂化,键角 120?(2 分) 21.(8 分)(1) 碳原子排列方式不同; (2) 活泼,足球烯含有 C=C 键容易加成; (4)6 109°28′(或 109.5° ) ; (3)2∶ 3 (6)B、C (5)碳纳米管;

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