2009年北京市高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽試卷（高中二年級(jí)）

1、 -8-2009年北京市高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽試卷（高中二年級(jí)）2009年4月19日下午 14：00-16：00 北 京題號(hào)12345678910總分滿分10888862212108100得分評(píng)卷人 競(jìng)賽時(shí)間2小時(shí)。遲到超過30分鐘者不得進(jìn)場(chǎng)。開賽后1小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷紙（背面向上）放在桌面上，立即離場(chǎng)。競(jìng)賽答案全部寫在試卷指定位置上，使用黑色或藍(lán)色圓珠筆、簽字筆、鋼筆答題，使用紅色或鉛筆答題者，試卷作廢無效。姓名、準(zhǔn)考證號(hào)和所屬區(qū)、縣、學(xué)校必須填寫在答題紙指定位置，寫在其他處者按廢卷處理。允許使用非編程計(jì)算器及直尺等文具。試卷按密封線封裝。 題中可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量為：HCNONaS

2、ClCoCuAgBa1.00812.0114.0116.0022.9932.0735.4558.6963.55107.9137.3第1題 單選擇題（10分）1某無色溶液中可能含有Na、Ba2、Cl、Br、SO32、SO42離子中的若干種，依順序進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)，且每步所加試劑均過量，觀察到的現(xiàn)象如下：步驟操作現(xiàn)象1用pH試紙檢驗(yàn)溶液的pH大于72向溶液中滴加氯水，再加入CCl4振蕩，靜置CCl4層呈橙色3向所得水溶液中加入Ba(NO3)2溶液和稀HNO3有白色沉淀產(chǎn)生4過濾，向?yàn)V液中加入AgNO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生下列結(jié)論正確的是 （ A ）。A肯定含有的離子是B肯定沒有的離子是C不能確定的離子是

3、D不能確定的離子是2向2mL 0.5mol/L的FeCl3溶液中加入3mL 3mol/L KF溶液，F(xiàn)eCl3溶液褪成無色，再加入KI溶液和CCl4振蕩后靜置，CCl4層不顯色，則下列說法正確的是( B )AFe3不與I發(fā)生反應(yīng)BFe3與F結(jié)合成不與I反應(yīng)的物質(zhì)CF使I的還原性減弱DFe3被F還原為Fe2，使溶液中不再存在Fe33下列四種情況分別表示過程的焓變、熵變，則逆過程不能自發(fā)的是( C )AH0 S0BH0 S0CH0 S0DH0 S0 425時(shí)濃度都是1 molL1的四種正鹽溶液：AX、BX、AY、BY；AX的溶液pH=7且溶液中c(X)=1 molL1，BX的溶液pH=4，BY的溶

4、液pH=6。下列說法正確的是( A )A電離平衡常數(shù)KBOH小于KHYBAY溶液的pH小于BY的pHC稀釋相同倍數(shù)，溶液pH變化BX小于BYDAY溶液的pH小于75次磷酸是強(qiáng)還原劑，加入到CuSO4溶液中，加熱到4050，析出紅棕色的固體M，經(jīng)鑒定反應(yīng)后的溶液是磷酸和硫酸混合物。M的主要性質(zhì)如下：60以上分解成Cu和一種氣體，可以在Cl2中燃燒，與鹽酸反應(yīng)放出氣體，則M的化學(xué)式是( D )ACu2SBCu2OCCu3P2DCuH 第2題（8分）SO3和NaCl作用生成Cl2被認(rèn)為是由以下幾個(gè)反應(yīng)構(gòu)成，請(qǐng)分別寫出反應(yīng)方程式（1）40C 100C，SO3和NaCl生成氯磺酸鈉 SO3 + NaCl

5、 = NaSO3Cl（2）氯磺酸鈉230C分解生成Na2S2O7、NaCl、SO2、Cl2 3 NaSO3Cl = Na2S2O7 + NaCl + SO2 + Cl2（3）400C Na2S2O7和NaCl反應(yīng)生成 Na2SO4、SO2、Cl2 2 Na2S2O7 + 2 NaCl = 3Na2SO4 + SO2 + Cl2（4）總反應(yīng)式2 NaCl + 2 SO3 = Na2SO4 + SO2 + Cl2第3題（8分）稱取2.379 g金屬化合物（化學(xué)式為MaXbcH2O），用過量SOCl2（bp 78C）脫去其結(jié)晶水，得到MaXb，逸出氣體（過量SOCl2已冷凍除去）溶于HCl和H2O2

6、的混合液，加沉淀劑得到14.004 g沉淀（一種難溶物，其中S的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.74%）。另取1.1906 g原化合物溶于水配制成100.00 mL溶液，吸取20.00 mL和AgNO3反應(yīng)得到0.287 g白色沉淀。根據(jù)計(jì)算給出原化合物的化學(xué)式。脫水反應(yīng)式：SOCl2 + H2O = SO2 + 2 HCl 或 MaXbcH2O + cSOCl2 = MaXb + c SO2 + 2c HClSO2被H2O2氧化成SO42，沉淀劑為BaCl2，得14.004 g BaSO4（S質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.74%）M（）= 32.07/13.74 = 233.4 或用相對(duì)原子量計(jì)算也可14.004 g/2

7、33.0（g/mol）= 0.060 mol 即樣品中含有0.060 mol 的H2O0.060 mol 18.0 g/mol = 1.080 g（H2O）樣品中MaXb質(zhì)量為 2.379 g 1.080 g = 1.299 g由此求得：1.190 g MaXbcH2O中含MaXb 質(zhì)量為1.2991.019/2.379 = 0.650 g20 mL試液中含MaXb為0.650 g 5 = 0.130 g 加AgNO3的白色沉淀為AgCl，其物質(zhì)的量為0.287/143.4 = 2 103 mol 說明MaXb中含Cl 為0.071 gMaXb 中M質(zhì)量為0.1300.071 = 0.059

8、g，Cl為0.071 g，由原子量表可知MaXb 為CoCl2原化合物為CoCl26H2O第4題（8分） 請(qǐng)根據(jù)等電子原理，將相應(yīng)物質(zhì)的化學(xué)式填入下列表格的空格中：CH4C2H6CO32CO2C2O42COCNC22NH4+ N2H62+NO3NO2+N2O4N2N2NO+查得PbI2在水中和在不同濃度（mol/100 g H2O）KI溶液中的溶解度（105 mol/100 g H2O）如下表KI00.0300.0600.1000.1500.2000.2500.3000.350PbI216.416.534.604.014.425.496.758.1710.23請(qǐng)說出PbI2溶解度隨c(KI)

9、增大而改變的原因。PbI2為難溶物，開始隨溶液中c(I)增大溶解量下降，后因PbI2和I反應(yīng)生成可溶物，溶解量增大。第5題（8分）經(jīng)X射線分析鑒定，某一離子晶體屬于立方晶系，其晶胞參數(shù)a = 403.1 pm。晶胞頂點(diǎn)位置為Ti4+ 所占，體心位置為Ba2+ 所占，所有棱心位置為O2所占。請(qǐng)據(jù)下圖回答或計(jì)算：（1） 用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表達(dá)諸離子在晶胞中的位置：（2） 寫出此晶體的化學(xué)組成：BaTiO3（3） 指出晶體的點(diǎn)陣型式、結(jié)構(gòu)基元：簡(jiǎn)單立方；BaTiO3（4） 指出Ti4+ 的氧配位數(shù)與Ba2+ 的氧配位數(shù)及O2的配位情況：Ti4+ 6個(gè)O2；Ba2+ 12個(gè)O2；2個(gè)Ti4+ 和4個(gè)Ba2+（

10、5） 計(jì)算兩種正離子半徑值：（6） Ba2+ 和O2聯(lián)合組成哪種型式堆積：A1 型，ccp 第6題（6分）使用價(jià)電子對(duì)互斥理論，推測(cè)下列分子構(gòu)型，并畫出示意圖。ICl2 ICl4 IF3 IF5第7題（22分）有機(jī)物A、B、C，分子式均為C5H8O2，有關(guān)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示。A的碳鏈無支鏈，且1mol A能與4mol 銀氨溶液完全反應(yīng)。請(qǐng)給出A、B、C、D、E、F、G、H、I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。第8題（12分）已知在K2CrO4的溶液中存在著如下的平衡：2CrO42 + 2H+ Cr2O72 + H2O， 平衡常數(shù) K=1014 （1）淺黃色難溶化合物BaCrO4和過量的硫酸作用后，能產(chǎn)生白色沉淀，

11、則有關(guān)的離子方程式為： 2 BaCrO4 + 2 H+ + 2 SO42 = 2 BaSO4 + Cr2O72+ H2O（2）向K2Cr2O7溶液中加入Pb(NO3)2并充分?jǐn)嚢韬?，溶液的pH明顯降低，其原因是：Cr2O72 和Pb2+、H2O反應(yīng)，生成難溶物PbCrO4，同時(shí)放出H+（3）用0.05mol K2Cr2O7配制成1 L K2CrO4溶液，其中Cr2O72的濃度小于105mol/L。則配制時(shí)除K2Cr2O7、H2O外還用到的試劑是：KOH ，溶液的pH應(yīng)：大于8.5 (填大于、等于或小于多少)。（4）在堿性(c OH = 1 mol/L)介質(zhì)中鉻和過氧化氫分別有如下的元素電勢(shì)圖：

12、 把H2O2寫成HO2的原因是：H2O2顯弱酸性，在強(qiáng)堿介質(zhì)中以HO2為主要存在型體； 向KCr(SO4)2溶液中，加過量的NaOH和過量的H2O2，則HO2參與反應(yīng)的離子方程式為：2 Cr(OH) 4 + 3 HO2 = 2 CrO42 + 5 H2O + OH 或 2 Cr3+ + 3 HO2 + 7 OH = 2 CrO42 + 5 H2O2 HO2 = O2 + 2OH第9題（10分）通常空氣中CO允許濃度是5 106，最高可忍受的水平是50 106。在甲烷燃燒器里常發(fā)生如下反應(yīng)：CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O (g) （A） CH4(g) + 3/2O2(

13、g) CO(g) + 2H2O (g) （B） 當(dāng)燃燒器的調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)有引起CO中毒的危險(xiǎn)?，F(xiàn)已知下列數(shù)據(jù)（298K，P下）：物質(zhì)CH4 (g)O2 (g)CO2(g)CO(g)H2O(g)fm (kJ/mol)-74.90-393.6-110.5-241.8Sm (J/molK)186.2205.0213.6197.6188.7并已知下列有關(guān)公式：rGmrm -Tr Sm； rGm -RTlnK請(qǐng)求算并解答下列問題：（1） 假設(shè)fm、Sm的數(shù)值均不隨溫度發(fā)生變化，試計(jì)算T1500K下反應(yīng)的（A）、（B）的rGm（A）、rGm（B）對(duì)A反應(yīng) rm(A) =fm(CO2,g) + 2rm(H2O,

14、g)fm(CH4,g) = -802.2（kJ/mol） rSm(A) = Sm (CO2,g) + 2 Sm (H2O,g) Sm (CH4,g) 2 Sm (O2,g) = -5.2（J/molK） rGm(A)=rm(A)-Tr Sm(A) = -802.2 1000 1500 (-5.2) = -794500（J/mol）同理對(duì)B反應(yīng) rm (B) = -519.2（kJ/mol） rSm(B) = 81.3（J/molK） rGm(B) = -641150（J/mol）（2） 求反應(yīng)（A）、（B）在1500K下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)KA、KBlnK(A) = -rGm(A)/RT K(A)

15、= 4.62 1027lnK(B) = -rGm(B)/RT K(B) = 2.13 1022（3） 由（2）題得出的信息說明下列問題： 該條件下，（A）、（B）反應(yīng)是否完全？達(dá)平衡時(shí)有人認(rèn)為n(CH4) 0，是否合理？因K(A)和K(B)都很大，可視為反應(yīng)十分完全，達(dá)平衡時(shí)n(CH4) 0合理。 平衡時(shí)，n(CO2)和n(CO)之間的關(guān)系如何？（寫出， K(B) n(CO2) n(CO)（4） 當(dāng)反應(yīng)條件在T=1500K，P時(shí)，進(jìn)入燃燒器的空氣量維持物質(zhì)的量的比例CH4：O2 =1：2，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(CO)為7.6 105；若反應(yīng)前后總物質(zhì)的量可視為不變。請(qǐng)計(jì)算當(dāng)燃燒產(chǎn)

16、生的煙中的水蒸氣從1500K冷卻到室溫后，水蒸汽凝結(jié)，致使氣相中的總物質(zhì)的量由n總 =11變成n總 =9，此時(shí)煙里的CO的濃度x(CO)為多少？（用106表示）有CO中毒的危險(xiǎn)嗎？。因達(dá)平衡時(shí)氣相中x(CO) = 7.06 105，則水蒸汽凝結(jié)后使氣相中的物質(zhì)的量的總數(shù)由n總 =11變成n總 =9。 x(CO) = 7.06 105 11/9 = 86.3 106此值大于50 106有引起中毒的危險(xiǎn)第10題（8分）在298K時(shí)，當(dāng)SO2在1升CHCl3中有1 mol時(shí)，液面上SO2平衡分壓為53.7 kPa；當(dāng)SO2在1升H2O中總量達(dá)1.0 mol時(shí)，液面上SO2分壓為70.9 kPa；此時(shí)SO2在水中有13電離成H和HSO3。 如今將SO2通入一個(gè)放有1升CHCl3和1升H2O的5升容器中。其內(nèi)無空氣，在298K達(dá)平衡時(shí)，已知1升H2O中的SO2總量達(dá)0.200 mol；此時(shí)H2O中的SO2有25電離，試求通入此5升容器中的SO2共為多少摩爾？CHCl3相中 k m = p(SO2) /m = 0.53/1.0 = 0.53 （53.7kPa/101kPa = 0.53，70.9 kPa /101 kPa = 0.70）H2O相中 k m = p(SO2) /m ，而H2O中SO2未電離濃度m = 1.0 （1.000.13）= 0.87 k m = p(SO2)