2014北京市化学竞赛试题

年级： □高一 □高二； 学校：
评卷人
·姓名、准考证号和所属区、县、学校必须填写在答题纸指定位置，写在其他处者按 废卷处理。 ·竞赛时间 2 小时。迟到超过 30 分钟者不得进场。开赛后 1 小时内不得离场。考试 结束后，把试卷（背面向上）放在桌面上，立即离场。 ·竞赛答案全部写在试卷指定位置上，使用黑色或蓝色圆珠笔、签字笔、钢笔答题， 使用红色笔或铅笔答题者，试卷作废无效。 ·允许使用非编程计算器及直尺等文具。 ·试卷按密封线封装。
-1
Cu (s) 0
-920.0
-909.3
-277.4
（1）指出电池的正负极，并写出其电池反应方程式。
（2）通过电解质溶液的循环流动，可以在电池的外部调节电解质溶液， 以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。请说明在电池的外部如 何调节电解质溶液。
（3）利用标准电池电动势求算该电池反应在 298.15K 时的标准吉布斯自 由能的变化。 （已知：ΔrGm = - nFEθ，其中，n 是电池反应转移电子 的物质的量，F = 96500 Cmol 1）
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第 9 题（14 分） 对二甲苯可用于合成聚酯 P，以废弃的 P 为原料可制备特种高分子功 能材料 W。它们的合成路线如下：
化合物 D 苯环上的一氯代物只有一种。写出 A、B、C、D、P、W 的化学 结构式和反应条件 I。
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。
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（2）已知：Fe2+与 K3Fe(CN)6 反应生成蓝色的 KFeFe(CN)6。将 FeCl3 加入 到 H2O2 溶液中，产生大量气泡，把 K3Fe(CN)6 溶液滴加到上述溶液 中呈现蓝色。下列叙述不正确 的是 。 ．．． A．H2O2 既是氧化剂又是还原剂 B．FeCl3 对 H2O2 的分解起催化作用 C．使用 FeCl2 替代 FeCl3，不能起到催化作用 D．反应过程中有 Fe2+生成，2Fe3++ H2O2 ＝ 2Fe2++ O2 + 2H+ （3）某工厂用硫酸处理氨气尾气，得到铵盐（不同批次得到 a，b，c 三 种不同的铵盐） 。称取不同质量的铵盐，加入到固定量的 NaOH 溶液 中并加热，收集氨气，得到如下氨气与铵盐的关系图。
下列叙述不正确的 是 。 ．．．． A．a 对应的是(NH4)2SO4 B．b 对应的是(NH4)2SO4 和 NH4HSO4 的混合铵盐 C．c 对应的是 NH4HSO4 D．当 b 和 c 铵盐的质量相同时，得到相同量的氨气 （4）已知 298.15 K、100 kPa 时，液态丙烯腈(CH2=CH-CN)、石墨和 H2(g) 的燃烧焓分别为-1756.9 kJ· mol 1， -392.9 kJ· mol 1， -285.5 kJ· mol 1。 则 298.15 K 及 100 kPa 时液态丙烯腈的生成焓为 。 A．150.0 kJ· mol 1
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第 10 题（ 6 分） 已知芳香化合物可以发生如下反应：
E H E -H E ( E 为亲电试剂 )
请写出下列反应生成 A 和 B 的反应机理。
H3PO4
+
HO A B
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姓名： ； 准考证号：
（2014 年 4 月 20 日上午 9:00-11:00）
题号 满分 得分 1 30 2 10 3 12 4 8 5 10 6 11 7 8 8 11 9 14 10 6 总分 120
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② 2Fe3+ + Fe ＝ 3Fe2+ ③ 2Fe(OH)2 + I2 + 2OH ＝ 2Fe(OH)3 + 2I 根据以上反应判断下列说法正确的是 A．I 的还原性强于 Fe B．I2 的氧化性强于 Fe3+ C．③易发生的主要原因是 Fe(OH)3 比 Fe(OH)2 更难溶 D．溶液酸碱性对 Fe3+和 Fe2+的氧化性或还原性没有影响
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第 6 题（11 分） 流动电池是一种新型电池。 其特点是 电解质溶液可循环流动。 我国某一科研小 组近年来新开发一种流动电池 （如右图所 示） ，298.15 K 时该电池的标准电动势为 E =1.348V。 已知，298.15 K、100 kPa 时，相关物质的标准摩尔生成焓为： H2O(l) CuSO4(aq) PbSO4(s) H2SO4(aq) PbO2(s) ΔfHmθ(kJmol ) -285.8 -84热反应？通过计算说明。
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（5）计算说明能否通过调控温度而使该电池停止放电。 （已知热力学关系 θ θ θ θ θ 式：ΔrG = ΔrH - TΔrS ，ΔrH 和 ΔrS 随温度变化不大）
第 7 题（ 8 分） 测量某样品溶液中 Cu2+的含量，按如下步骤进行： I. 取该样品溶液 25.00 mL，调节该溶液的 pH = 5~6。 II. 加入过量的 KI 溶液，产生白色沉淀，溶液变成棕黄色。用 Na2S2O3 标 准溶液滴定（其生成物为 Na2S4O6） ，用淀粉作指示剂。至滴定终点时， 共消耗 20.40 mL 0.1005 molL 1 的 Na2S2O3 标准溶液。 （1）写出第 II 步过程中发生反应的离子方程式。
（2）计算该样品溶液中 Cu2+的浓度。
（3）该方法得到的测定结果会偏低，解释原因。
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第 8 题（11 分） 某含有结晶水的金属 M 的氯化物的晶胞结构如下图所示（已知，参 与晶胞形成的球在不同位置对晶胞的贡献不同。晶胞中位于顶点的球被 8 个晶胞共有，位于棱上的球被 4 个晶胞共有，位于面上的球被 2 个晶胞共 有，位于晶胞内部的球只属于该晶胞。注：Cl-球，四个在晶面上，两个在 晶胞内）
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B．-150.0 kJ· mol 1
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C．299.9 kJ· mol 1 D．-299.9 kJ· mol 1 （5）工业上处理含有Cr2 O2− 7 的酸性工业废水常采用如下方法，向工业废 水中加入适量的 NaCl，以 Fe 为电极电解，鼓入空气，经过一段时 间有 Cr(OH)3 和 Fe(OH)3 沉淀生成，除掉沉淀可使废水中的铬含量 降到可排放的标准。有关上述电解过程的叙述： ① 阳极电解反应式：Fe - 3e ＝ Fe3+ 2② 电解过程中，Fe2+将Cr2 O7 还原为 Cr3+ ③ 加入 NaCl 可增加溶液的导电性；鼓入空气起搅拌作用 ④ 废水处理过程中，pH 不断升高的唯一原因是 H+在阴极放电 ⑤ 用石墨电极代替铁电极，也可达到除去 Cr 的目的 其中正确的是 。 A．②④ B．②③ C．①⑤ D．③⑤
（3）将表面洁净光滑的碳钢完 全浸没在一定浓度的 NaCl 溶液中，右图显示了该碳钢 的腐蚀速率与 NaCl 浓度的 关系。写出碳钢在中性条件 下被腐蚀的电极反应式。并 分析腐蚀速率变化的原因。
（4）加入缓蚀剂可以减缓金属腐蚀。以碳钢腐蚀为例试分析十二烷基苯 磺酸钠（结构如下图所示）作为缓蚀剂能够减缓金属腐蚀的原因。
（1）写出该金属氯化物的化学式，并指出该金属的价态。
（2） 已知， 该晶体结构的晶胞参数为： a = 741 pm， b = 809 pm， c = 375 pm， = = = 90，密度为 2.52 gcm 3。通过计算确认 M 是什么元素。
（3）实际测得该氯化物的密度有时比理论值略低，推测原因是什么？请 根据所学知识提出一种实验方法，来证实你的推测。
（2）写出 KSCN 被 Cl2 氧化成(SCN)2 的离子方程式。
（3）将 KSCN 溶液滴加到 AgNO3 溶液中，先形成沉淀，而后又溶解。请 写出该沉淀的化学式，并说明沉淀溶解的原因。
第 3 题 （12 分） （1）加热 Na2HPO4(s)可得到 Na4P2O7。写出对应的反应方程式。
（2）画出P2 O4− 7 的结构。
可能用到的元素相对原子质量如下:
H 1.0 C 12.0 N 14.0 O 16.0 Na 23.0 Mg 24.3 Cl 35.5 Fe 55.8 Ni 58.7 Cu 63.6 Zn 65.4
第 1 题 选择题（ 30 分） （单选或多选，每题 5 分） （1）已知反应： ① 2Fe3+ + 2I ＝ 2 Fe2+ + I2
第 5 题（ 10 分） 洒融雪剂是道路和机场常用的除雪、防结冰和防滑的有效手段，但是 融雪剂的腐蚀性和生态污染也成为世界性问题。 （1）简要说明融雪剂融雪的原因。
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（2）NaCl 融雪剂虽然腐蚀性强，但因其成本低，目前仍在广泛使用。简 要说明 NaCl 在金属腐蚀过程中起什么作用？
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（6）已知（N2H4）是二元碱，其分子具有极性。25 ℃时，肼与强酸反应， 结合一个 H+的平衡常数 K = 8.7× 107，下列推断正确的是 。 A．肼的碱性比 NH3 强 B．肼分子中最多有 4 个原子共平面 + + C．N2 H5 的酸式电离常数比NH4 的小 D．肼的第一步碱式电离常数 Kb1＝8.7× 10 7 第 2 题 （ 10 分） (CN)2、(SCN)2……等的性质和 X2（卤素）相似，称为拟卤素，请根 据 X2（X-）的性质回答下列问题: （1）写出(CN)2 与 NaOH 反应的方程式。