2005北京高一化学竞赛

2005年北京市高中化学竞赛（选拔赛）试题及参考答案

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，在食品中野猛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
①Na②Mg③As④Cd⑤Ca⑥Zn⑦Hg⑧Pb⑨Cu⑩K
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棚原子组成的正二十面体，其中，每个面均为正伏脊蠢三角形，每个棚原子均与另外五个棚原子相连。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
A 对NH3与O2的反应来说，化学反应速率关系是3v（NH3）＝2v（H2O）
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，达到新的化学缺陪平衡时，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发失反应：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＝Cd(OH)2+2Ni(OH)2
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 B a3＜a2＜a1＜a4
C a2＜a3＜a1＜a4 D a2＜a3＜a4＜a1
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＝H2SeO3+H2O+Cl2
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
A H2SeO4的氧化性比Cl2弱 B SO2的还原性比SeO2弱
C H2SeO4的氧化性比H2SeO3强 D 浓H2SeO4的氧化性比浓H2SO4弱
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Pe(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
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：
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 B②③ C②④ D③④
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与碱石灰混合并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。欲除去溶派中的杂质离子，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 向溶液中迈入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．已知氮的氧化物踉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 L B L C L D L
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？
①Cl2+2I-＝2Cl-+I2，②2C1O3-+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（96 g）、NH4N03（50 g）、(NH4)2SO4 （40 g）、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醒（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_______，冷凝水的进口是____________。（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已很小时。必要的操作是：
③若n＝3，则(C2H4O)n的结构简式是_________________：
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：

2．（13分）已知
①卤代烃（或 ）可以和金属反应生成烃基金属有机化合物。后者又能与含羰基化合物反应生成醇：

②有机酸和PCl3反应可以得到羧酸的衍生物酰卤：

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与硫酸并热可得到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：

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0.3000 g）蛋壳样品，置于雄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（l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？

2005年北京市高中化学竞赛（选拔赛）参考答案
一选择题1．C 2．B 3．C 4．C 5．B
6．D 7．C 8．A 9．D 10．C
11．B、C 12．A 13．C 14．A、C 15．B
16．D 17．B 18．D 19．A 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＝3S+3H2O出现白或黄色固态物
2Al+3I2＝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．实验题参考答案
（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）；
③ （2分）
四．有机化学试题答案
1．（7分）
H． （ ）（3分）
A． （2分）
B． （2分）
2．（13分）
A． （2分）B． （2分）
C． （2分）D． （2分）
合成 2CH3CH2MgBr（1分）；4CH3CHO（1分）；
6 （1分）；8 （1分）；9 （1分）
五．计算题参考答案
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）

所以，天然碱的化学式为：2Na2CO3•NaHCO3•2H2O。（1分）
2．（8分）
（1）①

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++H2O+CO2↑
Ca2++C2O42-=CaC2O4↓
CaC2O4+2H+=Ca2++H2C2O4
2MnO4+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
即1 mol CaCO3～1 mol Ca2+～1 mol H2C2O4～2/5 mol KMnO4

②Ca2C2O4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）