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中学综合学科网第1页共24页中学化学竞赛试题资源库——氢和氧A组1．据报道，最近科学家在实验室得到了O4分子，则O4和O2属于A同位素B同素异形体C同一物质D以上都不是2．水资源非常重要，联合国确定2003年为国际淡水年。下列关于水的说法中错误的是A蒸馏法是海水淡化的方法之一B0℃以上，温度越高，水的密度越小C融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少D淡水的密度小于海水的密度3．水的状态除了气、液和固态外，还有玻璃态。它是由液态水急速冷却到165K时形成的，玻璃态的水无固定形状，不存在晶体结构，且密度与普通液态水的密度相同，有关玻璃态水的叙述正确的是A水由液态变为玻璃态，体积缩小B水由液态变为玻璃态，体积膨胀C玻璃态是水的一种特殊状态D玻璃态水是分子晶体4．下列各组物理量中，都不随取水量的变化而变化的是A水的沸点；蒸发水所需热量B水的密度；水中通入足量CO2后溶液的pHC水的体积；电解水所消耗的电量D水的物质的量；水的摩尔质量5．2002年6～7月间，我国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①化学沉降（用明矾）②消毒杀菌（用漂白粉）③自然沉降④加热煮沸A①②③④B③①②④C③①④②D①③④②6．20世纪70年代末，由于高压技术的发展，一些实验室使红在－268.8℃、1.013×107万帕下，变成能导电的固态“金属氢”，关于氢的下列说法中错误的是A氢是宇宙物质中含量最多的元素B氢是名副其实的碱金属元素C氢是无污染的新型能源D气态氢不能导电，故能导电的固态氢气化的过程属于化学变化7．为了探索月球上是否存在生命的痕迹，首先要分析月球岩中是否包藏有碳氢化合物。科学家用氘盐酸即DCl的D2O溶液处理岩石样品，收集放出的气体加以分析，结果只发现有一些气态碳氘化合物。试推断该碳氘化合物是A岩石中的碳酸盐与氘盐酸反应的产物B岩石中的碳酸氢盐与氘盐酸反应的产物C岩石中的碳化物（如碳化钙等）与氘盐酸反应的产物D岩石中的碳氢化合物与氘盐酸反应的产物8．过氧化氢与用硫酸酸化的KMnO4溶液（过量）反应，生成硫酸钾、硫酸锰、水、氧气，如果过氧化氢中的氧原子是用带放射性的示踪原子（18O），则反应完毕后，18O将中学综合学科网第2页共24页．喷气式飞机在对流层中飞行时排放的尾气NO，能进行下列反应：O3→O2＋O；NO＋O3→NO2＋O2，NO2＋O→NO＋O2，则NO在这些反应中的作用是A催化剂B还原剂C氧化剂D中间产物10．氢气在空气中的爆炸极限为4%～74.2%，当空气中氢气和氧气恰好完全反应时，爆炸力最强，这时氢气在空气中所占的体积分数是A29.6%B4%C66.7%D74.2%11．在标准状况下，有750mL含臭氧的氧气，其中央氧完全分解后体积变为780mL，若将此含臭氧的氧气比通入碘化钾溶液中，发生如下反应：2KI＋O3＋H2O＝2KOH＋I2＋O2，则生成的碘的质量是A0.91gB9.81gC0.71gD0.61g12．由钾和氧组成的某种离子晶体中含钾的质量分数为78/126，其阴离子只有过氧离子（O22－）和超氧离子（O2－）两种。在此晶体中，过氧离子和超氧离子的物质的量之比为A2︰1B1︰1C1︰2D1︰313．水是一种重要的自然资源，与人类和生物生存、工农业生产等息息相关。下列有关水的认识或观点，你认为正确的是A水分子可通过高倍光学显微镜观察到。B天然降水洁净清澈，提倡直接作为饮用水。C水的比热比沙石、泥土大得多，这是沿海地区温度日夜差比内陆地区小的主要原因。D水能灭火，可是把少量水洒到烧旺的煤炉中火焰反而更猛烈，此时水起催化作用。E在淡水资源缺乏的海岛上，可考虑用蒸馏法从海水中提取淡水。F水是植物光合作用的原料，白天植物吸收大量的水主要用来满足光合作用的需要。G自来水中滴入硝酸银溶液有白色沉淀产生，热水瓶底常沉积一层水垢，这些都说明自来水不是纯净物。H“水能载舟”，是由于水有浮力，物体浸没在水中越深，受到的浮力越大。I用化学方法能使水变成燃油（有机物）。“水变燃油”为人类提供了获得能源的新途径。14．为了区别硫酸溶液和水两种液体，某班学生想出了下列方法，其中不合理的是A用量筒量取相同体积的两种液体，分别置于两只相同的烧杯中，再放在天平两边，比较质量，质量较大者是硫酸溶液。B分别取两种液体加入一定量的碳酸钠粉末会冒气泡的是硫酸溶液。C分别取两种液体，加入无色酚酞，能使无色酚酞试液变色的是硫酸溶液。D试验这两种液体导电性，能导电的是硫酸。E取两种液体，分别滴入少量氯化钠溶液，能产生白色沉淀的是硫酸。F取相同质量的两种液体于两只烧杯中，用压强计测出液体产生压强，压强大者是硫酸。G在两种液体中，分别加入少量铁粉，能产生气泡者是硫酸。中学综合学科网第3页共24页取两块完全相同的木块，分别置于两种液体中，露出体积大者是硫酸。15．“益生”牌矿泉水标签上印有主要成分如下：（单位mg/L）Ca：20.0；K：39.1；Mg：3.2；Zn：0.06；F：0.02；重碳酸（HCO3－）：7；偏硅酸（SiO32－）：4，并且特意注明“绝不含CO2”等字样。（1）这里的Ca，K，Mg，Zn，F是指A单质B元素C离子D分子（2）这里的重碳酸是指化学上的A碳酸氢根（HCO3－）B碳酸C两者都是D两者都不是（3）这里的偏硅酸是指化学上的A硅酸钠（Na2SiO3）B硅酸根（SiO32－）C硅酸（H2SiO3）D原硅酸（H4SiO4）（4）“绝不含CO2”是什么意思？16．1995年诺贝尔化学奖授予致力于研究臭氧被破坏问题的三位科学家，他们研究发现氟氯烃破坏臭氧的机理是按链反应进行的。CF2Cl2可在紫外光作用下产生Cl原子，对臭氧会产生长久的破坏作用。据统计，一个氟氯烃分子可以破坏数万个臭氧分子，这个循环包括下列三个化学方程式。请补充化学方程式2。①CF2Cl2＋hν＝Cl＋CF2Cl②③O＋ClO＝Cl＋O2写出以上②、③反应的净结果上述反应过程中，Cl是A反应物B生成物C中间产物D催化剂17．城市饮用水的消毒剂有多种：液氯、漂白粉、二氧化氯等，臭氧作为一种理想的消毒剂，杀菌能力强且不会影响水质，这是利用了臭氧的。臭氧是一种有点腥气味的淡蓝色气体，它具有比氧气更强的氧化性。已知臭氧能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝，反应中有氧气生成，则反应的化学方程式是；反应中氧化产物是，还原产物是。18．将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，红色消失。甲学生认为这是由于H2O2是二元弱酸，消耗了OH－，而使红色褪去；乙学生认为，H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位学生的解释中哪种正确？19．钾有多种氧化物：K2O、K2O2、KO2和KO3等，它们都能与水反应。除K2O外，其余都生成O2和KOH，请写出它们与水反应的化学方程式，并指出1mol氧化物释放出多少摩尔氧气。20．右列框图中的A～H是中学化学中常见的八种物质，所有物质均由短周期元素组成，其中B、C、G都含有同一种元素。B、E、F为单质。常温、常压下D为液体，E、F为气体C的晶体熔点高、硬度大，闪烁着晶莹的光泽。A～H有可能发生如下转化，其反应关系如右框图所示。请填写下列空白：（1）写出E＋F→D的化学反应方程式；（2）B的化学式，A的电子式；中学综合学科网第4页共24页（3）如图所示A与C两种固体混合后，加入液体D，可能发生反应的化学方程式为_________________________________。21．（1）据报道，意大利科学家使用普通氧分子和带正电的氧离子作用，制成了新型的氧分子O4，它的结构很复杂，可能具有与S4相似的正方形结构，下列有关O4的说法不正确的是：AO4与O3、O2都是氧的同素异形体B合成O4的反应可看作核聚变反应，即不属于化学变化CO4分子内存在极性键DO4的能量比普通氧分子高，将来可用作更强力的火箭推进的氧化剂（2）制备O2—、O22—、O2+的化合物是可能的，它们通常是在氧分子进行下列反应时生成的。在这些反应中，相当于氧分子的氧化，相当于氧分子的还原。（3）写出含有O22—的一种物质的化学式：22．已知：经测定，H2O2为二元弱酸，其酸性比碳酸弱，它不稳定，易分解生成H2O和O2。若向Na2O2中通入干燥的CO2气体，Na2O2与CO2不反应。（1）写出H2O2在其水溶液中的电离方程式。（2）用化学方程式表示Na2O2和潮湿的CO2气体反应的过程。（3）对于CO中毒、心肌梗塞、冠心病或小儿肺炎等危重患者都要采用吸氧治疗。普通医务室中没有氧气瓶，但一般都有消毒用的30%的H2O2溶液。同时还有可选用的试剂为：KMnO4、HCl、K2SO4、Mg、CuSO4、NaCl和葡萄糖。请利用上述试剂写出一种使H2O2中的氧完全释放出来的理想反应的离子方程式。23．臭氧的化学式是O3，在通常情况下是淡蓝色，有鱼腥臭味的气体。臭氧不稳定，一旦受热极易转化成O2，并放出大量热，O3的氧化能力比O2强得多。若将O2通过臭氧发生器，在无声放电条件下，从臭氧发生器出来的O2中含有约3%的O3。臭氧在地面附近的大气层中含量极少，在离地面约25公里处有一个厚度极薄的臭氧层，超音速飞机排出废气中的CO、CO2、NO等气体、家用电冰箱中使用的致冷剂“氟里昂”等对臭氧层有很大的破坏作用，会使臭氧层形成空洞，从而使更多的紫外线照射到地球表面，导致皮肤癌的发病率大大增加。如不采取措施，后果不堪设想。（1）O2和O3性质不同的原因是___________________________。（2）将带火星的木条伸入到盛有臭氧的集气瓶中，可以看到__________现象。（3）写出在臭氧发生器中O2转变成O3的化学方程式______________________。（4）应采用什么方法保护臭氧层______________________________________。（5）SO2遇O3微热即被迅速氧化成SO3，SO3跟水反应生成硫酸，这是除去废气中SO2的理想方法。写出SO2与O3反应的化学方程式___________________________。24．根据水源的情况来确定处理水的化学试剂，下列试剂中：（1）只能使水消毒的是；（2）只能使水净化的是；（3）既能使水消毒，又能使水净化的是。①Cl2；②NaClO；③Ca(ClO)2；④Ca(OH)2；⑤O3；⑥明矾溶液；⑦Fe(OH)xCl(3－x)；中学综合学科网第5页共24页⑧Cl2和FeSO425．我国规定饮用水质量标准必须符合下列要求：pH值在6.5～8.5之间，Ca2＋、Mg2+总浓度＜0.0045mol/L，细菌总数＜100个/mL。以下是原水处理成自来水的工艺流程示意图：原水曝气池加入石灰一级沉降池2CO加入凝聚剂，通入二级沉降池通入气体过滤池自来水（1）原水中含Ca2+、Mg2+、HCO3－、Cl－等，加入石灰后生成Ca(OH)2，进而发生若干复分解反应，写出其中一个离子方程式。（2）凝聚剂除去悬浮固体颗粒的过程A只是物理过程B只是化学过程C是物理和化学过程FeSO4·7H2O是常用的凝聚剂，它在水中最终生成沉淀。（3）通入CO2的目的是和。（4）气体A的作用是。这种作用是基于气体A和水反应的产物具有。（5）下列物质中，可以作为气体A的代用品是ACa(ClO)2B液NH3CK2FeO4DSO226．某同学为了测定空气中O2的体积分数，设计了如图所示的实验装置，并进行实验。燃烧匙中放入足量的木炭，在酒精灯上加热到全部红热时，迅速伸入玻管中并塞紧橡皮塞，当木炭熄灭时，该同学观察到管中的液面非但没有上升，反而有所下降，放置约10min后，水面比初始位置略有上升，但远远小于1/5。该同学考虑到某些原因，将水槽中的水换成N