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2002 年湖北省化学竞赛初赛试题年湖北省化学竞赛初赛试题 1 008 Zr NbMo Tc RuRhPd AgCdInSnSbTe I Hf TaW Re Os IrPt AuHgTl PbBiPoAt Ac Lr H LiBeBCN OF Na MgAlSiP ClS KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBr Rb Cs Fr Sr Ba Ra Y La Lu 6 941 9 012 22 99 24 31 39 1040 08 85 47 87 62 132 9 137 3 223 226 44 96 47 88 50 94 52 00 54 94 55 85 58 9363 5558 6965 39 10 81 26 98 69 72 12 01 28 09 72 61 114 8 204 4 118 7 207 2 112 4 200 6 107 9 197 0 106 4 195 1 102 9 192 2 101 1 190 2 98 91 186 2 95 94 183 9 92 91 180 9 91 22 178 5 88 91 14 01 16 00 19 00 30 97 74 92 121 8 209 0 32 07 78 96 127 6 210 210 210 126 9 79 90 35 45 4 003 20 18 39 95 83 80 131 3 222 He Ne Ar Kr Xe Rn 一 选择题一 选择题 本题共 10 个小题 每小题有 1 2 个答案 每小题 3 分 共 30 分 多选或漏选均 计为 0 分 1 2002 年 6 7 月间 我国大部分地区发生洪涝灾害 洪涝地区的灾民欲将江河水转化为可饮用 水 下列处理过程较合理的是 化学沉降 用明矾 消毒杀菌 用漂白粉 自然沉降 加热煮沸 A B C D 2 硝酸盐热分解很有规律 例如硝酸铜热分解可得氧化铜 二氧化氮和氧气 当把硝酸铜热分 解后产生的气体收集在一个大试管中 用带火星的木条检验 可以观察到的现象是 A 带火星的木条复燃 B 带火星的木条与在空气中时现象一样 C 带火星的木条马上熄灭 D 无法判断 3 下列离子方程式或化学方程式正确的是 A 使 SO2气体缓慢的通入 Na2O2粉末中 2Na2O2 2SO2 2Na2SO3 O2 B 向 Fe OH 3中加入氢碘酸 Fe OH 3 3H Fe3 3H2O C 向 Fe NO3 2溶液中加入盐酸 3Fe2 4H NO3 3Fe3 NO 2H2O D 向 Mg HCO3 2溶液中加入过量的苛性钠溶液 Mg2 2HCO3 2OH MgCO3 CO32 2H2O 4 有 m1 g KCl 饱和溶液 其溶质的质量分数为 c1 采取某种措施后析出 m3 g KCl 晶体 母液 质量为 m2 g 其溶质的质量分数为 c2 则下列关系正确的是 A c1一定大于 c2 B m1 m3 m2 C m1c1 m2c2 100m3 D 原条件下 KCl 的溶解度小于 c1 g 5 乙炔在一定条件下与水的加成反应 其过程如下 CH CH H OH CH2CHOH CH3CHO 式中 H C2 CHOH不稳定 在常温 下为液体 很容易转化成稳定的 CH3CHO 然而 2002 年的美国 科学 杂志报道 外太空的某一 个星球的大气层含有大量的H C2 CHOH 请从化学平衡的角度预测一下该星球的温度是 A 较低温度 B 较高温度 C 无法判断温度的高低 D 上述说法都不正确 6 2001 年闹得沸沸扬扬的 毒粉丝事件 是粉丝中掺入了雕白粉 雕白粉 Sodiulnformaldelwe suifoxyfate 是一种常见的漂白剂 其化学式为 NaHSO2 CH2O 2H2O 可用 Na2S2O4 连二亚硫 酸钠 由 Zn 还原 Na2SO3生成 NaOH CH2O 反应生成 则下列说法正确的是 A 从化学反应看 漂白 是雕白粉在反应中起还原剂作用 B 从化学反应看 漂白 是雕白粉在反应中起氧化剂作用 C 雕白粉有毒 是因为组成中含有甲醛 能使人体蛋白质变性 D 雕白粉有毒 是因为组成中含有甲醛 能使人体蛋白质凝聚 但不会变性 7 据 2001 年 12 月的 参考消息 报道 有科学家提出硅是 21 世纪的能源 未来的石油 的观点 假如硅作为一种普遍使用的新型能源被开发利用 关于其有利因素的下列说法中 你认为不 妥当的是 A 硅便于运输 贮存 从安全角度考虑 硅是最佳的燃料 B 硅的来源丰富 易于开采 且可再生 1 C 硅燃烧放出的热量大 且燃烧产物对环境污染程度低 容易有效控制 D 寻找高效催化剂 使 SiO2分解产生硅的同时释放能量 是硅能源大规模开利用的一项关键技 术 8 氨是最重要的氮肥 是产量最大的化工厂产品之一 目前 世界上采用 的合成氨技术是德国人哈伯在 1905 年发明的 他因此获得了 1918 年度诺贝尔 化学奖 哈伯法合成氨需要 20 50MPa 的高压和 500 的高温下 并用铁催化 剂 且氨转化率仅 10 15 然而 2001 年有两位希腊化学家在美国 科学 杂志上发表文章 在常压下把氢气和用氦稀释的氮气分别通入一个加热到 570 的电解池 如图 氢气和氮气在电极上合成了氨 而且转化率可高达 78 图 中涂黑处表示新法合成氨中所用的电解质 它能传导 H H2N2NH3H2 下列说法不正确 的是 A 新法合成氨的电解池中可以用水溶液作电解质 B 新法合成氨的电解池中不能用水溶液作电解质 C 新法合成氨的阳极反应为 3H2 6e 6H D 新法合成氨的电解反应为 N2 3H2 2NH3 9 若某共价化合物分子只含有 C H N O 四种元素 且以 n C 和 n N 和 n O 分别表示 C N 和 O 的原子数目 则 H 原子数目最多等于 A 2n C n N 2 B 2n C n N C n C n N 2 D n C n N 10 2000 年美国 科学 杂志报道 意大利科学家合成了一种新型氧分子 它由 4 个氧原子构 成的 O4分子 专家认为它液化后的能量密度比普通氧分子高得多 下列关于该分子的叙述正确的是 A O4分子是平面型分子 B O4分子为四面体构型 C O4分子比 O2分子稳定 D O4分子比 O2分子氧化性更强 二 填空题二 填空题 11 1774 年 英国科学家 Franklin 在皇家学会上宣读论文时提到 把 4 9cm3油脂放到水面上 立即使水面平静下来 并令人吃惊的蔓延开去 使 2 0 103m2水面看起来象玻璃那样光滑 1 已知油脂在水面上为单分子层 假设油脂的摩尔质量为 M 每个油脂分子的横截面积为 A cm2 取该油脂 m g 配成体积为 Vm mL 的苯溶液 将该溶液滴加到表面积为 S cm2的水中 若每滴 溶液的体积为 Vd mL 当滴入第 d 滴油脂苯溶液时 油脂的苯溶液恰好在水面上不再扩散 则阿伏加 德罗常数 NA 的表达式为 NA 2 水面上铺一层油 常用十六醇 十八醇 只有单分子厚 在缺水地区的实际意义是 12 化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程 白磷 P4 是正四面体构型的分子 当与氧气 作用形成 P4O10时 每两个磷原子之间插入一个氧原子 此外 每个磷原子又以双键结合一个氧原子 1 已知白磷燃烧的热化学方程式为 4P白磷 s 5O2 g 2P2O5 s Q1 红磷燃烧的热化学 方程式为 4P红磷 s 5O2 g 2P2O5 s Q2 则 Q1 Q2 填 或 白磷转化为红磷的 热化学方程式为 填 白磷 或 红磷 更稳定 2 P4O10易与水化合 反应过程可表示为如下形式 P O P H2O 2P OH 若每个 P4O10分子与四个水分子发生化合反应 则该反应的化学方程式为 13 磁流体是电子材料的新秀 它既具有固体的磁性 又具有液体的流动性 它在化工 机械 环保 医疗等领域具有广泛的应用 据 2002 年的 化学世界 杂志报道 制备磁流体的方法是 将 FeSO4与 Fe2 SO4 3等物质的量混合 再加入稍过量 NaOH 溶液 随后加入油酸钠溶液 即可生成黑 色的磁性物质 最后调节溶液的 pH 值 过滤 水洗 干燥可得磁流体 制备磁流体的离子方程式为 14 纳米碳管是近年来世界各国大力研究的高科技产品 1999 年 我国沈阳金属研 究所材料科学家 Hui Ming Cheng 等在美国 科学 杂志上发表了一篇引起轰动的文章 称 在室温 100 个大气压下 他们在纳米碳管里储存了达 4 2 质量 的氢气 碳氢原 80 的氢便释放出来 子比为 2 1 在室温下将压力降低到常压 再稍微加热 其余的氢 也放了出来 2000 年 1 月 6 日 我国 525 名两院院士投票评选出 1999 年中国十大科技 2 进展 其中第二条是 储氢纳米碳管研究获重大进展 电弧法合成的纳米碳管 伴有大量杂质 碳纳米颗粒 由于杂质存在 纳米碳管较难提纯 现 在的 是一 做石棉矿青石棉 其分子式为 Na2Fe5Si8O22 OH 2 写成氧化物的形式为 强度 化学惰性和热稳定 性 云母可看作叶腊石中 1 4 的 SiIV被 AlIII所取代 再由 KI平衡其电荷后形成的 而叶腊石可以看 作 S III很容易取代 SiIV 取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化 从 立体 2002 年 3 月 5 日的 环球时报 报道 意大利警方一举摧毁了四名摩洛哥人针对美国驻 意大利大使馆的恐怖事件 N 6 会发生分解 除生成剧毒盐 KCN 外 还生成三种稳定的单 质 害很大 处理该污水时 可在 提纯方法是 将纳米碳管的粗品放入圆底烧瓶中 依次加入 K2Cr2O7和 1 2 的硫酸 装好回流冷 凝和搅拌装置 在 1500C 回流 2h 溶液由橙色 Cr2O72 转变为墨绿色 Cr3 将所有的墨绿色溶 液过滤 滤纸上存在的黑色物质即为纯纳米碳管 则提纯纳米碳管的化学方程式为 15 9 11 事件发生后 美国世贸大厦轰然倒下 在清理废墟中 人们发现有很多石棉 石棉 种具有压伸强度大 柔韧性强 耐热 耐火焰 耐酸 碱的腐蚀 而且价格低廉的硅酸盐 石棉 有毒 能使人患肺癌 1 有一种石棉叫 分子中铁的氧化数为 我们可以看作 其物 质的量分数为 铁用氧化物的形式表示 2 云母是一种重要的硅酸盐 它具有韧度 弹性 透明度 高解电 白 iO2中有 1 3 的 SiIV被 AlIII取代 再由 HI平衡其电荷形成的 则白云母写成氧化物的形式为 3 研究表明 在硅酸盐中 Al 几何的知识看 AlIII与 SiIV最直接的关系是 三三 16 据 警方从摩洛哥人的住宅中搜出了 5kg 爆竹 2 5kg 蜡烛和 2kg K4 Fe CN 6 据审讯 四名恐怖分子准备将爆竹作炸药 蜡烛作引爆剂 K4 Fe CN 6 在爆炸中可分解成一种剧毒盐 KCN 试根据要求回答下列问题 1 已知爆竹爆炸后 K4 Fe C 试写出化学反应方程式 2 恐怖分子打算将产生的剧毒盐 KCN 用来污染水源 含 CN 的污水危 催化剂 TiO2作用下用 NaCIO 将 CN 氧化成 CNO CNO 在酸性条件下继续被 NaCIO 氧化生成 N2与 CO2 某环保部门用下图装置进行实验 以证明该处理方法的有效性并测定 CN 被处理的百分率 将浓缩后含 CN 的废水与过量 NaCIO 溶液的混合液 其中 CN 浓度为 0 05ol L 1 200mL 倒 入甲 的离子方程式为 有 HCI 及副反应生成的 Cl2等 上述实验是通过测定 CO2 填标号 CN 被处理的百分率 m 中 塞上橡皮塞 一段时间后 打开活塞 使溶液全部放入乙中 关闭活塞 甲中反应的离子方程式为 乙中反应 乙中生成的气体除 CO2 N2外还 的量来确定 CN 的处理效果 丙中加入的除杂试剂是 A 饱和食盐 B 饱和 NaHCO3溶液 C 浓 NaOH 溶液 D 浓硫酸 丁在实验中的作用是 戊中盛有足量的石灰水 若实验后戊中共生成 0 8 g 沉淀 则该实验中 80 填 或 3 四四 学家于 1978 年制得一物质 A A 可看作是烃 B 的所有氢原子被烃 C 的一价基 即失去一 的热分解 H2O 17 科 个氢原子后剩余的部分 取代而得 A 遇 Br2的 CCI4溶液不褪色 A 中氢原子被一个氯原子取代只得 一种物质 一定量的 C 完全燃烧所得的 H2O 和 CO2的物质的量之比为 1 25 1 C 的异构体不超过 3 种 而 C 的二溴代物为 3 种 一定量的 B 完全燃烧生成的 CO2和 H2O 的物质的量之比为 2 1 B 的 相对分子质量大于 26 小于 78 试回答下列问题 1 B 的化学式为 2 写出 C 的三种二溴代物的结构简式 3 A 的化学式为 A 的结构简式为 五五 18 水H2 1 2O2 在 1700K 以上仍十分困难 10 3 然而若在一 个化学循环中通过一系列的化 在 100 7500C 就可使它发生 试提出以下面的化学反应为基 础的上述循环 CaBr2 2H2O 7500C 学反应 Ca OH 2 2HBr 要求满足如下条件 1 在整个过程中只有水被消耗 成循环尚需使用金属汞 已知在 1000C 时 Hg 能与氢溴酸发 生置 的先后顺序 用序号 把后续的化学反应写出来 标准状况下 11 2L NH3气体溶于 100mL 水中 得到密度为 0 868g cm 3的氨水 取上述 氨水 是一种较为常见的物质 试就 HI 的有关内容回答下列问题 现该气体为 H2 该反应能 够发 置附近振动 是 或 不 2 最终产物只有氧气和氢气 3 除上面一个反应的物质外 构 换反应 请按照反应 六六 19 将 30mL 与 70mL 2mol L 1的 AlCl3溶液相混合 生成 a g 沉淀 则 a 数值为 往上 述反应后未过滤的浊液中加入 V mL 5mol L 1的 NaOH 溶液后 沉淀物的质量仍为 a g 则 V 的取 值范围 或某一确定值 为 七七 20 HI 1 将金属银投到 HI 的水溶液中 会观察到有气泡产生 经研究发 生的原因是 2 HI 分子时刻都在运动 氢 碘原子各自在平衡位 小明将结构简单的 HI 分子想象为键两端有两个 离子 如同将两个不同质量的物体在弹簧两端振动的情况一 样 如图所示 并忽略了 I 的运动 请你判断 在此模型中 小明忽略 I 的运动 填 是 合理的 原因是 如果运用小明提出的模型 还需要添加一条假设 试问 该假设是 要求有简洁的计算过程 H m HI m I 3 对于可逆反应 2HI g H2 g I2 g 若将反应体系降温至室温 反应将向 反应 或 逆反应 移动 原因是 4 分子间的碰撞是化学反应的前提 小明试着研究 2HI g H2 g I2 g 的化学反应 填 正 I 浓度之间的关系 他通过思考 根据碰撞理论 提出如下假 设现在有 n 个 HI 分子 n 是一个很大的值 第一个 HI 和其他 速率 与 H 设 HI 分子碰撞 n 1 次 第二个 HI 和 分子碰撞的次数与反应速率成正比 3 5 其余 HI 分子碰撞 n 2 次 依此类推 单位体积内 n 个 HI 分子可用浓度 CHI表示 请你预测 小明推算出的该化学反应速率 v 与 CHI的关系式为 5 按上面得出的关系式计算知 773K 常压下 1 升 HI 分子在 1 秒内互相碰撞的总几率是 1028次 如若每次碰撞都发生反应的话 则 3 5 1028次相当于 5 8 104mol L 1 s 1 反应将 于瞬间完成 然而实际反应速度是 1 2 10 8mol L 1 s 1 两者相差 1012倍 这表明小明的假设需 要改进 小明提出的假设的最大缺陷是 4 八 八 21 科学探索是艰辛而又漫长的 科学家对 H2O2的认识就经历了较为漫长的过程 最初 化学 家对 22 H O 的结构提出了两种观点 O H H O OOHH 式中表示配位键 已 知在化学反应中 O O 键遇到还原剂时易 化学家 Baeyer 和 Villiger 为研究 H2O2的结构 断裂 设计并完成了下列实验 B 呈酸性 且与酸化的 BaC 知该反应中 H2作还原剂 结构式 的电子式为 的电子式为 反应 H2SO4相混和的操作步骤是 原因 该反 假如 H2O2的结构 还需在 c 步实验后 添加一步实验 d 则 d 步实验的方案是 OOH 均为 O 学家通过研究发现 H2O2能与许多盐结合 形成过氧化合物 如 N 请你设