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1、2013年北京市高中學(xué)生化學(xué)競賽試卷(高中二年級) 題中可能用到的相對原子質(zhì)量為: H C N O S Na Fe Cu Pb 1.008 12.01 14.01 16.00 32.07 22.99 55.85 63.55 207.2 第1題 選擇題(12分)(單選或多選，每選 2分，錯一對一不得分) (1) Na2SO3 7H20晶體加熱脫水后，強(qiáng)熱過程中質(zhì)量不變。待固體冷卻后溶于水，溶液的堿性比 Na2SO3溶液強(qiáng)，所得固體成分可能是( ) A. Na2s Na2O Na2SO3 C. Na2O Na2s Na2SO4 B. N

2、a2SO4 Na2O D. Na2s Na2SO3 Na2SO4 Na2SO3 Na2s2和NaBr3。放電后變?yōu)?Na2s4 電源 (2)右圖是一種蓄電池的示意圖，被膜隔開的電解質(zhì)分別為 和NaBr下面對該裝置工作過程中敘述正確的是( ) A.放電過程，甲電極電極反應(yīng)： 2s2= Ne—= S42 B.放電過程，電池反應(yīng)： 2s2"+ Br3 = S42 + 3Br- C.充電過程，陽極室流出 NaBr3溶液 D.充電后向陽極室補(bǔ)充 Na2s4溶液 (3)已知 Ksp(Fes)=6.3 10 18, Ksp(Cus)=6.3 10 36, K1 K2 (H

3、2s)=1.3 10 20。向 0.10mol L 1 Fe2+ 和0.10mol L 1 Cu2+的混合溶液中通入 H 2s氣體至飽和(c(H 2S) 0.10mol L 1)°請推斷沉淀生成 情況是下列哪一種( ) A.先生成CuS沉淀，后生成 FeS沉淀 B.先生成FeS沉淀，后生成 CuS沉淀 C.先生成CuS沉淀，不生成 FeS沉淀 D.先生成CuS沉淀，反應(yīng)一段時間 FeS和CuS同時沉淀 (4)下面是有關(guān)氫硫酸(H2s水溶液)： ①蒸儲水中通入 H 2s至飽和，敞口存放兩天，明顯失效，但無沉淀；若密閉保存一個月，既 不渾濁，也不失效。 ②自來水中通入 H2S,出現(xiàn)渾

4、濁現(xiàn)象，因此不能做為 H2s飽和溶液使用。 根據(jù)以上事實，判斷以下說法正確的是( A.氫硫酸失效的原因是易被 O2氧化 B.氫硫酸失效的原因是 H 2s易揮發(fā) C.氫硫酸這種試劑一定要現(xiàn)用現(xiàn)制 D.自來水中存在著較強(qiáng)的氧化性物質(zhì) (5) PbO2是褐色固體，受熱分解為 Pb的+4和+2價的混合氧化物，+4價的Pb能氧化濃鹽酸生 成C%;現(xiàn)將1mol PbO2加熱分解得到 。2,向剩余固體中加入足量的濃鹽酸得到 C%。反應(yīng)中生 成白O。2和C12的物質(zhì)的量之比為 3:2,分解釋放。2后固體的組成及物質(zhì)的量比是( ) A. 1:1 混合的 Pb3O4, PbO B. 1:2 混合

5、的 Pb02, Pb3O4 C. 2:1:4 混合的 PbO2, Pb3O4, PbO D.1:2:4 混合的 PbO2, Pb3O4, PbO 第2題(6分) (1)常壓下，27°C混合100mL NO 和100mL含NO2和N2O4的氣體，反應(yīng)生成 6mL N 2O3,氣 體體積仍為200mL。問反應(yīng)過程中有多少 mL N2O4轉(zhuǎn)化為NO2? (2)僅由上述實驗數(shù)據(jù)，不能知道原 100 mL氣體中NO 2、N2O4各多少mL,需什么信息就能 知道NO 2、N2O4具體體積？ 第3題（7分） 氟酸HOCN和雷酸HONC ,都能發(fā)生水解反應(yīng)（不是氧化還原反應(yīng)） ，請根據(jù)它們水解

6、產(chǎn)物給 出兩種酸中相鄰兩原子間的化學(xué)鍵（單、雙、叁鍵分別以 一、=、瞽示）并給出 C、N原子 的氧化態(tài)： （1） HOCN 水解產(chǎn)物為 NH3、CO2、H2O （2） HONC水解產(chǎn)物為 NH 2OH （羥氨）、HCOOH 第4題（8分） 往10mL 0.020mol/L Cu（NH 3） nSO4溶液中滴加 0.020 mol/L硫酸，最終得 Cu2+（aq）。當(dāng)加入溶 液體積為10mL、20mL時先后發(fā)生兩個完全的反應(yīng)， 請寫出兩個反應(yīng)方程式并計算 Cu（NH 3） n2+ 的n值。 第5題（9分） HN3疊氮酸中N的化合價（氧化態(tài)）為多少？ （1）請寫出，酸性條彳^

7、下，N2H5+和HNO 2制備HN 3反應(yīng)的方程式并標(biāo)示出反應(yīng)中 N化合價（氧 化態(tài)）的改變；堿性介質(zhì)中， N2H 5OH和NC13生成N3一反應(yīng)的方程式。 （2）請寫出HC1O和HN3生成N2反應(yīng)的方程式。并寫出HNO2和HN3反應(yīng)（物質(zhì)的量比為1:1）, 生成三種產(chǎn)物，其中一種是 H2O的反應(yīng)方程式。 第6題(6分) 請畫出下列圖形并解釋其含意。 (1) 1s態(tài)的界面示意圖。 (2) 3dxy電子的幾率密度的示意圖。 (3) 3dz2軌道示意圖 第7題(14分) 有一銅的氧化物屬立方晶系，一類原子處于體心格子，另一類原子，若將立方格子分成八個 等同的小立方體，它們處在

8、 1/2個小立方體中心。 (1)寫出該氧化物的化學(xué)式 (2)在下列立方的透視圖中，標(biāo)出 Cu、O原子并給出原子坐標(biāo) (3)若晶胞長a = 426pm,試計算體密度 D (4)計算Cu-O間距離L,并解釋晶體銅的配位數(shù)及其和鄰近氧間所形成的幾何圖像 (5)畫出沿C軸的垂直投影圖，標(biāo)明 110晶面，計算其面間距 do (6)若用 入(Cu K a) = 154.18pm的X光測量110的面間距，計算其二級的衍射角 。大小。 第8題(13分) 人們經(jīng)常用電化學(xué)的基本理論和測定方法求算一些熱力學(xué)函數(shù)變化值，或用已知的熱力學(xué)函 數(shù)值來求得電化學(xué)反應(yīng)的物理量，這些理論和方法的應(yīng)用

9、給解決實際問題帶來極大方便。 現(xiàn)設(shè)計以下電池(298K, p°) ㈠(Pt) CI2 (g, P°) I HCl(1mol/dm 3)| AgCl(s)小g(s) (+) 其中Cl 1 | AgCl(s)小g(s)電極稱為銀-氯化銀電極，是微溶鹽電極，其電極反應(yīng)為： AgCl(s) + eT Ag(s) + Cl (1mol/dm 3),是對 Cl 的可逆電極。 已知有關(guān)物質(zhì)的熱力學(xué)數(shù)據(jù)如下： 物質(zhì) A 0 1 AfH m /kJ?mol 1_ 1 S m/J?mol1 ?< AgCl (s) T27.0 96.11 Ag (s) 0 42.70 Cl2 (g

10、) 0 223.0 法拉第常數(shù) F = 9.65 104C?mol1 ,理想氣體常數(shù) R = 8.314 J?mol% (1)根據(jù)該電池正、負(fù)極的電極反應(yīng)，寫出該電池的電池反應(yīng)式 (2)求該反應(yīng)的 ArH?m 和 AS?m 和 4G °m, ( 298K , p°) (3)求該電池反應(yīng)的電動勢 E及標(biāo)準(zhǔn)電池電動勢 E?。已知4G°m = nFE°； ArG = nFE ,其中n為電極反應(yīng)得失電子的物質(zhì)的量。 (4)求該電池在可逆放電時的熱效應(yīng) Qr。Qr等于該反應(yīng)的 &H?m嗎？為什么? (5)已知恒壓下 4S°m = nF(AE/AT), (AE/AT)為電池電動勢的溫

11、度系數(shù)，試求之? (6)求該電池反應(yīng)的平衡常數(shù) K°o (7)根據(jù)題(3)中求得的E2和E的數(shù)值，能否判斷所設(shè)計的電池是自發(fā)電池還是非自發(fā)電 池？若想改變方向，如何進(jìn)行操作? 化合物A與鹽酸反應(yīng)生成 B, B經(jīng)氫氧化鈉的醇溶液加熱生成 C（2,3,4-三甲基-2-戊烯）；當(dāng)對A 進(jìn)行催化加氫時得到 D,當(dāng)D在光照下與氯反應(yīng)時， 主要產(chǎn)物為E（2,3,3-三甲基-2-氯-戊烷）。請 給出A、B、C、D、E的結(jié)構(gòu)簡式并對 A、B、D命名。 第10題（9分） 化合物A與imol鹽酸反應(yīng)生成 B（2,4,5,6-四甲基-4-氯-2-庚烯）；與酸性高鎰酸鉀反應(yīng)生成丙酮 和C各imol,完成

12、下列反應(yīng)式，請給出 A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式并對 A、C命名。 第11題（8分） 完成下述反應(yīng)式，逐步寫出這個反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理。 （8分） HBr CHOH I CH3 2013年北京市高中化學(xué)競賽(高二試題) 參考答案(2013-03-14) 第1題(12分)(單選或多選，每選 2分，錯一對一不得分) (1) D ⑵ B (3) C (4) B & D (5) A 第2題(6分) (1) 生成6mL N2O3,必消耗6mL NO和6mL NO2,因反應(yīng)前后，氣體體積未變，表明6mL NO 必是6mL N 2O4分解得到的。 (

13、3分) (2) 需要信息：常壓下，27°C NO 2和N2O4氣體的平均分子量 常壓下，27 °C N2O4 = 2NO2氣體的平衡常數(shù) (3分) 其他答案符合題意也可。 第3題(7分) (3分) (4分) (1)產(chǎn)物中N的氧化態(tài)為-3, C的氧化態(tài)為+4,所以 +4 - 3 H — O一 C 三 N (2)產(chǎn)物中的N的氧化態(tài)為-1, C的氧化態(tài)為+2,所以 -1 +2 H-O-N=C 第4題(8分) 兩個反應(yīng)的反應(yīng)方程式是：生成 Cu(OH) 2及Cu(OH) 2轉(zhuǎn)化為Cu2+(aq) Cu(NH 3) n2+ + (n-2) H+ + 2H 2O = Cu(OH)

14、 2 + n NH 4+ Cu(NH 3) n2+ 為 0.020 mol/L >0.010 L = 2.0 10 4 mol H2SO4 中 H+為 0.020 mol/L >2 >0.010 L = 4.0 10r4 mol 反應(yīng)中 Cu(NH 3) n2+: H + = 1:2 即 n - 2 = 2,所以 n = 4 為 Cu(NH 3)產(chǎn) (5 分) Cu(OH) 2 + 2 H + = Cu2+ + 2H2O Cu(OH) 2 為 2.0 >10 4 mol H2SO4 中 H+為 0.020 mol/L >2 >0.010 L = 4.0 1位 4 mol (3 分

15、) 第5題（9分） (1) - 1/3； +3 -2 HNO3+ N2H5 == HN3 + H+ + 2H2O (5分) N2H5OH + NCl 3 + 4OH = N3 + 3Cl + 5H 2O (2) 2 HN3 + HClO = 3N 2 + Cl + H2O (4分) HN3 + HNO 2 = N2 + N2O + H2O 第6題（6分） （2）運動在3dxy軌道上的 y 以r為半徑的球內(nèi)1s電子出現(xiàn)的 (2) 1s態(tài)界面圖 幾率為90% (2分) 電子出現(xiàn)的幾率密度 z (3) 一 + x 十

16、 [3dxy] 2 (2分) 描述單個電子處在 狀態(tài)函數(shù)的圖像。 第7題（1 (1/2 1/2 1/2) 一 Cu O O (1) Cu 2O 3dz2運動時 (2分) (1分) O: (0 0 0), Cu： (1/4 1/4 1/4) , (1/4 3/4 3/4), (3/4 1/4 3/4) (3/4 3/4 1/4) 或(3/4 1/4 1/4), (1/4 3/4 1/4) , (1/4 1/4 3/4), (3/4 3/4 3/4) (5分) (1分) (3) D = [4 )63.5+2M6]/[6 W23x(4.

17、26)3 >0-24] = 6.0 (g/cm3) (4) L = 3 1/2a/4 = 4.26 1.733/4 = 183Pm。 21/2/2 = 301.18pm 0= 30.79 (2分) (3分) (2分) 第8題(13分) (1) 電極反應(yīng) 一極 C「(1mol/dm3) —e ―? 4Cl2(g，pflr) (+)極 AgCl(s) + e *■ Ag(s) + C「(1mol/dm 3) 電池反應(yīng) AgCl(s)——*■ Ag(s) + -1Cl2(g, P) (3 分)

18、 1 (2) ArH m=AfH m (Ag, s) + 1/2 AfH m (Cl2, g)-陽 m(AgCl, s) = 127.0(kJ?mol ) _ O __ O _ _ O _ O _ _ 1 _ 1 ArS m = 1/2 S m(Cl2, g) + S m(Ag, s) S m(AgCl, s) = 58.09( J?mol "K 一) AG0m = & H°m -T AS0m = 127.0 103 — 298 58.09 = 109.7 (kJ?mol 1] (3 分) (3)根據(jù)題給條件：E = E° =乙G'/nF = T09.7 103 / 9.65

19、 104 = T.137V (1 分) (4)根據(jù)熱二律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 AS>Q/T,可逆條件下 與=Qr/T . _ ___ ___ _ _ 1 Qr = TAS = TArS m = 298 58.09 = 17311 J?mol 該反應(yīng)中Qr w rH°m, &H?m為T,p2,非體積功 W' = 0的反應(yīng)熱；而 Qr為T, p°, W' w幻色功)可逆放電時的熱效應(yīng)。 (2分) (5)溫度系數(shù)(AE/AT) = ArS°m /nF = 58.09/ 9.65 104 = 6.02 1(X4 V/K (1 分) (6) K2= exp (nFE °/RT) = exp [

20、1 9.65 104X(1137)/8.314 298] = 5.84 10 及 (1 分) (7)因E = E° = -1.137V, E < 0說明該電池是非自發(fā)電池。欲使其變?yōu)樽园l(fā)電池， 只要把正、負(fù)極交換位置即可。此時電池反應(yīng)為 Ag(s) + 1/2C1 2T AgCl (s)反應(yīng)(2分) 第9題(8分) 1,2-二甲基-1-異丙基-環(huán)丙烷 2,3,4-三甲基-3-氯-戊烷 每個結(jié)構(gòu)式1分，每個命名1分 HOOC 回 A： 1-甲基-2-異丙基-1-異丁烯基-環(huán)丙烷 C 1-甲基-2-異丙基-環(huán)丙基甲酸 B 1分，其他每個2分 第11題（8分） CH-OH > I CH3 —H2O 除起始物外每個結(jié)構(gòu) 1分，每個箭頭1分，箭頭起落位置應(yīng)正確, 方向應(yīng)正確。只寫一步澳取代不得分