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高一组 2013年重庆市高中学生化学竞赛试题


2013 年重庆市高中学生化学竞赛(重庆赛区预赛)试题 (高一组)
(2013 年 5 月 19 日 9:00-11:00)

题号 满分 得分 评卷人 考生须知:
? ? ? ? ? ?

1 20

2 6

3 8

4 6

5 10

6 8

7 10

8 10

9 11

10 11

总分 100

竞赛时间 2 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。考试时 间结束时,把试卷(背面朝上)放在桌子上,立即起立撤离考场。 试卷装订成册,不得拆散。 不准使用任何改正液或改正纸, 不得使用红笔或铅笔作答。 1 题答案填写在第 1 题号下 第 面的表格内,其它所有解答必须写在制定的方框内。 姓名、所属学校必须写在首页左侧规定位置,写在其它地方者按废卷论处。 允许使用无贮存信息功能的非编程计算器以及直尺等文具。 考生不得携带任何通讯工具进入考场。 相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5 Fe-56 Sn-119

第 1 题(20 分)选择题(单选) 题号 答案 1-1.化学与生产、生活、环境等密切相关。下列叙述错误的是( ) 。 .. A.用纯碱制玻璃会产生温室气体 B.高纯硅晶体是制备光导纤维的主要材料 C.ClO2 具有强氧化性可用于自来水的杀菌消毒 D.酱油、醋等食品中塑化剂含量超标会对人体健康造成危害 1-2.2013 年 3 月我国科学家将含有石墨烯和碳纳米管两种纳米材料的水溶液在低温环境下冻 干,去除水分、保留骨架,成功研制出了一种超轻材料,这种被称为―全碳气凝胶‖的固体材料 的密度仅为 0.16 mg/cm3,是空气密度的六分之一,也是迄今为止世界上最轻的材料。下列相 关说法正确的是( ) 。 A.石墨烯、碳纳米管和―全碳气凝胶‖的固体材料都是胶体 B.―全碳气凝胶‖的固体材料是一种新化合物 C.―全碳气凝胶‖的固体材料内部空隙大
1

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

1-6

1-7

1-8

1-9

1-10

D.石墨烯与乙烯属于同系物 1-3.实验室进行下列实验,叙述正确的是( ) 。 A.在 100 mL 带刻度的烧杯中配制 0.1000 mol/L NaCl 溶液 B.SO2 使酸性 KMnO4 溶液褪色,加热后,溶液颜色又恢复 C.铜片与足量冷的浓硝酸反应可制得 NO2 气体 D.将 Na2O2 固体加入到滴有少量酚酞试液的水中,溶液最终变为红色 1-4.PbO2 是一种非常重要的氧化剂,它与 MnSO4 在酸性条件下的离子反应方程式为 Mn2 + + - + PbO2 + H — MnO4 + Pb2 + H2O(未配平) 。下列有关说法正确的是( ) 。 + A.H 表现氧化性 B.该反应可加盐酸酸化 C.氧化剂与还原剂的物质的量比为 2∶5 + D.2 mol H 参加反应时,转移电子的物质的量为 5 mol 1-5.将 Na2O2 加入到下列各溶液中,所含各离子不会减少的是( ) 。 + + - + - - 2- 2- A.Na 、K 、AlO2 、SO4 B.K 、SO3 、OH 、NO3 + - - - + + - - C.NH4 、S2 、I 、CO32 D.Na 、Fe2 、Cl 、CH3COO 1-6.能正确表示下列化学反应的离子方程式的是( ) 。 - - A.Al 与足量 NaOH 溶液反应:2Al + 2OH =2AlO2 + H2↑ + - B.NH4HSO3 溶液与足量 NaOH 溶液反应:NH4 + OH =NH3↑+ H2O - - - - C.向 Na2SO3 溶液中加入少量 NaClO:SO32 + ClO =SO42 + Cl D.20 mL 0.2 mol/L FeBr2 溶液与 0.002 mol 的 Cl2 反应: + - + - 2Fe2 + 2Br + 2Cl2 =2Fe3 + 4Cl + Br2 1-7.关于题 1-7 图原电池中的盐桥为装有 KCl 饱和溶液和琼脂制成的胶冻,下列有关说法正 确的是( ) 。 A.若 X 为 Fe,Y 为 NaCl,则该电池负极反应为: + - + 2Fe2 -2e =2Fe3 B.若X为Cu,Y为CuCl2,则X为正极,该电极反应为: - + Cu-2e =Cu2 + C.若X为Fe,Y为FeCl2,盐桥中K 向Y溶液迁移 D.若 X 为石墨,Y 为 KI,则该电池总反应为:2Fe3++ - + 2I =2Fe2 + I2 1-8.已知 W、X、Y、Z 为短周期元素,W、Z 同主族,X、Y、Z 同周期,W 的气态氢化物 比 Z 的气态氢化物的热稳定性强,X、Y 为金属元素,Y 的最高价氧化物的水化物呈两性。下 列说法正确的是( ) 。 A.X 、Y 、Z 的原子半径依次减小 B.W 与 X 形成的化合物中一定只含离子键 C.W 的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点 D.工业冶炼 X 和 Y 两种单质,通常是电解其熔融的氯化物 1-9. 高温下, H2 还原 WO3 可制得金属钨, 用 其总反应为: 3(s) + 3H2(g) WO W(s) + 3H2O(g)。 在密闭容器中,加入足量 WO3 固体和一定量 H2(g)发生该反应。下列说法正确的是( ) 。
2


A.当 n(H2)∶n(H2O)=1∶1 时,表示反应已达平衡状态 B.维持温度和容积不变,加入一定量 W(s),平衡逆向移动 C.维持温度和容积不变,又充入一定量 H2,达新平衡时,H2 转化率减小 D.某温度下反应达平衡时,水蒸气与 H2 的体积比为 3∶2,则 H2 的平衡转化率为 60% 1-10.在 1 L 溶液中含有 Fe(NO3)3 和 H2SO4 两种溶质,其浓度分别为 0.2 mol/L 和 1.5 mol/L, 现向该溶液中加入 39.2 g 铁粉使其充分反应。下列有关说法正确的是( ) 2+ A.反应后溶液中 Fe 物质的量为 0.9 mol + + B.反应后溶液中 Fe2 和 Fe3 物质的量之和为 0.9 mol C.反应后产生 13.44 L H2(标准状况) - D.NO3 未参与反应 第 2 题(6 分)用化学反应方程式表示: 2-1 用浓氨水检查氯气管道的漏气。 - 2-2 在 KOH 溶液中,用次氯酸钾氧化三氯化铁制备新一代水处理剂高铁酸盐(FeO42 ) 。 2-3 据报道,有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿(CuFeS2)氧 化成硫酸盐,反应在硫酸溶液中发生。 2-1 2-2 2-3

第 3 题(8 分)某有机化合物 X,根据元素分析,其质量百分数分别为:碳 68.2%,氢 13.6%, 氧 18.2%。应用核磁共振氢谱方法研究化合物 X 表明,在它的分子里含有两种不同化学环境 的氢原子。 3-1 写出X的结构简式。 3-2 写出符合(1) 属于醇类;(2) 能氧化生成醛的X的同分异构体。 3-3 有机物A和X互为类别异构, 在铜的催化下不能发生氧化反应。 写出A与乙酸发生酯化反应 的化学方程式。 3-1

3-2

3-3

3

第 4 题(6 分)明矾石的主要成分是 K2SO4· 2(SO4)3· 2O3· 2O,此外还含有少量 Fe2O3 杂 Al 2Al 6H 质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下:
硫磺 氢氧化钠溶液 硫酸

明矾石

脱水

焙烧

熟料 炉气

溶解

溶液 废渣

调节pH

氢氧化铝 母液

4-1 写出―溶解‖时反应的离子方程式。 4-2 ―调节 pH‖后过滤、洗涤 Al(OH)3 沉淀,证明已洗涤干净的实验操作和现象。 4-3 写出―母液‖中可回收的物质。 4-1 4-2

4-3

第 5 题(10 分)现向含 6 mol KI 的硫酸溶液中逐滴加入 KBrO3 溶液,整个过程中含碘物质的 物质的量与所加入 KBrO3 的物质的量的关系如图所示。请回答下列问题:
n( 含碘物质 ) 6 a d

3

b c

0

1

3

5

7

n(KBrO3)

5-1 b 点时,KI 反应完全,写出氧化产物与还原产物的物质的量之比及电子转移数目。 5-2 已知 b→c 过程中,仅有溴元素发生化合价变化,写出并配平该反应的离子方程式。 - - 5-3 已知在 c→d 段发生下列反应:2BrO3 +I2 =2IO3 +Br2。当 n(KBrO3)=3 mol 时,计算①I2 的物质的量;②若此时再向溶液中通入足量乙烯,充分反应后溶液最多增加的质量。 5-1 5-2 物质的量之比为: 电子转移数目为:

5-3

① n(I2)= ② 质量为:

mol g
4

第 6 题(8 分)已知 A~O 分别代表一种物质,它们之间的转化关系如下图所示(反应条件略 去) 。A、B、H 分别是由短周期元素组成的单质。B 与冷水缓慢反应,与沸水迅速反应,放出 氢气。D 是一种离子化合物,其阴、阳离子的个数比为 2︰3,且能与水反应得到两种碱。C 为淡黄色固体化合物,O 能与 G 的水溶液反应生成蓝色沉淀。
H C J K G I F B A D N E J H A H L H M J N Cu O

6-1 6-2 6-3 6-4 6-1 6-2 6-3 6-4

写出化合物 C 中所含有的化学键类型。 写出 J 的沸点比硒化氢(H2Se)的沸点高的原因。 写出 I 与 H 在点燃条件下反应生成 A 和 J 的化学方程式。 写出 D 与足量的 N 反应生成 E 和 F 的化学方程式。

第 7 题(10 分)A、B、C、D 是中学化学常见的四种短周期元素,已知①A 元素原子最外层 电子数是次外层电子数的 2 倍,且 A 与 D 同主族;②B 元素最高正价与负价的代数和为 2; ③C 元素有多种化合价,且常温下 C 元素的气态单质与 NaOH 溶液反应,可得两种含 C 元素 的化合物;④B、C 两种元素质子数之和是 A 元素质子数的 4 倍。 7-1 ① 写出 A、B、C 三种元素最高价氧化物对应水化物的酸(碱)性由强到弱的顺序(用化 学式表示) ; ② D 元素在元素周期表中的位置。 7-2 ① 写出 B 的最高价氧化物的水化物的稀溶液与铜单质反应的离子方程式; ② 现有 19.2 g 铜粉溶解,计算产生标准状况下气体的体积。 7-3 B、D 两元素可形成一种新型无机非金属化合物材料 X。X 可由 C、D 两元素形成的化合 物 Z 与 B 的氢化物在一定条件下制得,写出生成 X 的化学方程式。
5

7-4 由 B、C 两种元素组成的化合物 Y,常温下为易挥发的淡黄色液体,Y 分子为三角锥形分 子,且 B、C 两种原子最外层均达到 8 个电子的稳定结构。Y 遇水蒸气可生成一种常见的漂白 性物质。写出 Y 的电子式和 Y 与水反应产物的化学式。 7-1 ① 强到弱的顺序是: ② 位置是: 7-2 ① 离子方程式: ② 体积是: 7-3 7-4 Y 的电子式为: 化学式为: 第 8 题(10 分)研究 NO2、SO2 等大气污染气体的处理具有重要意义。 8-1 ① NO2 可用水吸收,写出化学反应方程式。 ② 利用反应 6NO2 + 8NH3
催化剂 加热

L

7N2 + 12H2O 也可处理 NO2。当转移 1.2 mol 电子时,

计算消耗的 NO2 在标准状况下的体积。 8-2 已知反应 NO2(g) + SO2(g) SO3(g) + NO(g)的 ΔH = – 41.8 kJ/mol。一定条件下,将 NO2 与 SO2 以体积比 1∶2 置于恒容密闭容器中发生上述反应。 ① 下列能说明反应达到平衡状态的是( ) 。 A.体系压强保持不变 B.混合气体颜色保持不变 C.SO3 和 NO 的体积比保持不变 D.每消耗 1 mol SO3 的同时生成 1 mol NO2 ② 测得上述反应平衡时 NO2 与 SO2 体积比为 1∶6,计算该反应的平衡常数 K。 8-3 美国科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。 它既有液氢燃料电 池的优点,又克服了液氢不易保存的不足。其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一 个电极通入空气,另一电极通入氨气。其电池反应为4NH3 + 3O2=2N2 + 6H2O。写出负极的电 极反应式。 8-1 ① 化学反应方程式:

② 体积是:

L

8-2 ① 达到平衡状态的是:

② 平衡常数 K=

6

8-3

第 9 题(11 分)四氯化锡是无色液体,熔点–33℃,沸点 114℃。氯气与金属锡在加热时反应 可以用来制备 SnCl4,SnCl4 极易水解,在潮湿的空气中发烟。实验室可以通过题 9 图装置制 备少量 SnCl4(夹持装置略) 。

题9图 9-1 写出仪器 C 的名称。 9-2 写出固体 B 和溶液 A 的化学式。 9-3 写出 C 中发生反应的化学方程式。 9-4 若取消装置Ⅱ和Ⅲ,装置连接顺序为Ⅰ–Ⅳ–Ⅴ–Ⅵ–Ⅶ,在Ⅳ中除生成 SnCl4 外,写出还会 生成的含锡的化合物的化学式。 9-5 Ⅳ中加热的作用之一是促进氯气与锡粉反应,写出加热的另一作用。 9-6 若Ⅳ中用去锡粉 11.9 g,反应后,Ⅵ中锥形瓶里收集到 23.5 g SnCl4,计算 SnCl4 的产率。 9-1 9-2:固体 B: 溶液 A : 9-3

9-4 9-5 9-6 产率为:

7

第 10 题(11 分)金属铁和铬的单质以及化合物在工业生产和日常生活中都有广泛的应用。 10-1 工业上用焦炭在高温条件下还原铬铁矿(FeCr2O4)可制得铬铁合金,同时还产生有毒气 体,写出该反应的化学方程式。 10-2 铬系催化剂常用于甲醇的催化氧化。一定条件下,在容积为 2 L 的密闭容器中发生反应: 2CH3OH(g) + O2(g) 2HCHO(g) + 2H2O(g)。 起始时, 只充入 2.00 mol CH3OH 和 1.00 mol O2, 反应 5 min 时达平衡,测得 HCHO 和 H2O 的物质的量之和为 3.40 mol。 (1) 用 CH3OH 表示该反应在 5 min 内的平均反应速率; (2) 下列有关该反应的叙述中正确的是( ) (填字母) ; A.当 CH3OH 的消耗速率等于 H2O 的消耗速率时,则该反应达到化学平衡 B.当 HCHO 和 H2O 的体积分数相等时,则该反应达到化学平衡 C.升高温度,该反应平衡常数 K 增大 D.维持温度和容积不变,又充入适量 O2,能提高 CH3OH 的转化率 10-3 利用铁和铬不同价态的离子对的氧化还原反应可实现化学能转化为电能,其原理如题 - + 10-3 图所示(已知:氧化性 Cr2O72 >Fe3 ) 。

A

B
溶液中c( H+ ) = 2.0 mol/L _ 阴离子为 SO42

题 10-3 图 (1) 写出装置中惰性电极 B 的电极反应式; (2) 放电过程中左槽溶液 pH( ) (填―增大‖、―减小‖或―不变‖) ; + 3+ (3) 若放电后右槽溶液中 H 减少 2.8 mol,计算左槽溶液中生成 Fe 的物质的量。 10-1 10-2 (1) 速率为: (2) 10-3 (1) (2) pH: (3) 物质的量为: mol mol/( L· min)

8


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