2009年北京市高中學生化學競賽試卷（高中二年級）

1、 -8-2009年北京市高中學生化學競賽試卷（高中二年級）2009年4月19日下午 14：00-16：00 北 京題號12345678910總分滿分10888862212108100得分評卷人 競賽時間2小時。遲到超過30分鐘者不得進場。開賽后1小時內不得離場。時間到，把試卷紙（背面向上）放在桌面上，立即離場。競賽答案全部寫在試卷指定位置上，使用黑色或藍色圓珠筆、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、準考證號和所屬區(qū)、縣、學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原子質量為：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，依順序進行下列實驗，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，向濾液中加入AgNO3溶液有白色沉淀產(chǎn)生下列結論正確的是 （ 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BFe3與F結合成不與I反應的物質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)鑒定反應后的溶液是磷酸和硫酸混合物。M的主要性質如下：60以上分解成Cu和一種氣體，可以在Cl2中燃燒，與鹽酸反應放出氣體，則M的化學式是( D )ACu2SBCu2OCCu3P2DCuH 第2題（8分）SO3和NaCl作用生成Cl2被認為是由以下幾個反應構成，請分別寫出反應方程式（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反應生成 Na2SO4、SO2、Cl2 2 Na2S2O7 + 2 NaCl = 3Na2SO4 + SO2 + Cl2（4）總反應式2 NaCl + 2 SO3 = Na2SO4 + SO2 + Cl2第3題（8分）稱取2.379 g金屬化合物（化學式為MaXbcH2O），用過量SOCl2（bp 78C）脫去其結晶水，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的質量分數(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反應得到0.287 g白色沉淀。根據(jù)計算給出原化合物的化學式。脫水反應式：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質量分數(shù)為13.74%）M（）= 32.07/13.74 = 233.4 或用相對原子量計算也可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質量為 2.379 g 1.080 g = 1.299 g由此求得：1.190 g MaXbcH2O中含MaXb 質量為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，其物質的量為0.287/143.4 = 2 103 mol 說明MaXb中含Cl 為0.071 gMaXb 中M質量為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） 請根據(jù)等電子原理，將相應物質的化學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。請據(jù)下圖回答或計算：（1） 用分數(shù)坐標表達諸離子在晶胞中的位置：（2） 寫出此晶體的化學組成：BaTiO3（3） 指出晶體的點陣型式、結構基元：簡單立方；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O2；Ba2+ 12個O2；2個Ti4+ 和4個Ba2+（

10、5） 計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）使用價電子對互斥理論，推測下列分子構型，并畫出示意圖。ICl2 ICl4 IF3 IF5第7題（22分）有機物A、B、C，分子式均為C5H8O2，有關的轉化關系如下圖所示。A的碳鏈無支鏈，且1mol A能與4mol 銀氨溶液完全反應。請給出A、B、C、D、E、F、G、H、I的結構簡式。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并充分攪拌后，溶液的pH明顯降低，其原因是：Cr2O72 和Pb2+、H2O反應，生成難溶物PbCrO4，同時放出H+（3）用0.05mol K2Cr2O7配制成1 L K2CrO4溶液，其中Cr2O72的濃度小于105mol/L。則配制時除K2Cr2O7、H2O外還用到的試劑是：KOH ，溶液的pH應：大于8.5 (填大于、等于或小于多少)。（4）在堿性(c OH = 1 mol/L)介質中鉻和過氧化氫分別有如下的元素電勢圖：

12、 把H2O2寫成HO2的原因是：H2O2顯弱酸性，在強堿介質中以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?？諝庵蠧O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：CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O (g) （A） CH4(g) + 3/2O2(

13、g) CO(g) + 2H2O (g) （B） 當燃燒器的調節(jié)不當時有引起CO中毒的危險。現(xiàn)已知下列數(shù)據(jù)（298K，P下）：物質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并已知下列有關公式：rGmrm -Tr Sm； rGm -RTlnK請求算并解答下列問題：（1） 假設fm、Sm的數(shù)值均不隨溫度發(fā)生變化，試計算T1500K下反應的（A）、（B）的rGm（A）、rGm（B）對A反應 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B反應 rm (B) = -519.2（kJ/mol） rSm(B) = 81.3（J/molK） rGm(B) = -641150（J/mol）（2） 求反應（A）、（B）在1500K下的標準平衡常數(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）反應是否完全？達平衡時有人認為n(CH4) 0，是否合理？因K(A)和K(B)都很大，可視為反應十分完全，達平衡時n(CH4) 0合理。 平衡時，n(CO2)和n(CO)之間的關系如何？（寫出， K(B) n(CO2) n(CO)（4） 當反應條件在T=1500K，P時，進入燃燒器的空氣量維持物質的量的比例CH4：O2 =1：2，當達到平衡時，CO的物質的量分數(shù)x(CO)為7.6 105；若反應前后總物質的量可視為不變。請計算當燃燒產(chǎn)

16、生的煙中的水蒸氣從1500K冷卻到室溫后，水蒸汽凝結，致使氣相中的總物質的量由n總 =11變成n總 =9，此時煙里的CO的濃度x(CO)為多少？（用106表示）有CO中毒的危險嗎？。因達平衡時氣相中x(CO) = 7.06 105，則水蒸汽凝結后使氣相中的物質的量的總數(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有引起中毒的危險第10題（8分）在298K時，當SO2在1升CHCl3中有1 mol時，液面上SO2平衡分壓為53.7 kPa；當SO2在1升H2O中總量達1.0 mol時，液面上SO2分壓為70.9 kPa；此時SO2在水中有13電離成H和HSO3。 如今將SO2通入一個放有1升CHCl3和1升H2O的5升容器中。其內無空氣，在298K達平衡時，已知1升H2O中的SO2總量達0.200 mol；此時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)