2005年北京市高中化学竞赛（选拔赛）试题

2005年北京市高中化学竞赛(选拔赛)试题

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

①Na；②Mg；③As；④Cd；⑤Ca；⑥Zn；⑦Hg；⑧Pb；⑨Cu；⑩K；

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硼原子组成的正二十面体，其中，每个面均为正三角形，每个硼原子均与另外五个硼原子相连。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发生反应：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)+2H₂OCd(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+H₂SeO₄H₂SeO₃+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Fe(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　　 　 B．②③　　　　 C．②④　　　　 D．③④

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与碱石灰混合加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。欲除去溶液中的杂质离子，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．向溶液中通入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．已知氮的氧化物跟NaOH溶液发生的化学反应如下：

3NO₂＋2NaOH2NaNO₃＋NO↑＋H₂O；NO₂＋NO＋2NaOH2NaNO₂＋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？

① Cl₂+2I^－2Cl^－+I₂，② 2C1O₃^－+I₂Cl₂+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(96g)、NH₄NO₃(50g)、(NH₄)₂SO₄ (40g)、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醛(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几小时。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与硫酸加热可得到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0.3000g)蛋壳样品，置于锥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 (1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？

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+SO₂3S+3H₂O出现白或黄色固态物

2Al+3I₂2AlI₃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。

(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。

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。

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)

根据反应：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑

样品中：2NaHCO₃Na₂CO₃+H₂O↑+CO₂↑

n(H₂O)=0.5×0.01mol×18g/mol=0.09g　 (2分)

则样品中：n(NaHCO₃)=－0.01mol=0.02mol　 (2分)

结晶水：n(H₂O)=

所以，天然碱的化学式为：2Na₂CO₃·NaHCO₃·2H₂O。(1分)

2．(8分)

(1) ①

(2分)

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⁺+C₂O₄^2-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

　 (2分)

② Ca₂C₂O₄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)