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2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(15)


2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(15)
(时间:3 小时
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

满分:100 分)
6 6 7 8 8 6 9 8 10 12 11 10 12 14
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

1 7

2 2

3 6

4 11

5 10

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] La 系 B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第一题(7 分) 1.为洗涤盛 KMnO4 溶液后产生的褐色污垢,下列洗涤液最合适的是 A.铬酸洗液 B.草酸和盐酸溶液 C.粗盐酸 D 稀硝酸 2.核磁共振谱是测定有机分子结构最有用的工具之一。在有机物分子中,不同种类的氢原子在质子 核磁共振中给出的峰值(信号)也不同,根据峰值(信号)可以确定有机物分子中氢原子的种类和数目。 下列有机物分子中,在质子核磁共振谱中可能给出六个信号峰的是 A CH3CH=CH2 B CH3CH2COOH C CH3CH=CHCl D CH3COOCH3 3.2002 年诺贝尔化学奖获得者的贡献之一是发明了对有机物分子进行结构分析的质谱法。其方法是 - 让极少量的(10 9g)化合物通过质谱仪的离子化室使样品分子大量离子化,少量分子碎裂成更小的离子。 + + + 如 C2H6 离子化后可得到 C2H6 、 C2H5 、 C2H4 ??, 然后测定其质 + 荷比。设 H 的质荷比为β ,某有机物样品的质荷比 如右图所示 (假设离子均带一个单位正电荷,信号强度与该离子 的多少有关) , 则该有机物可能是 A 甲醇 B 甲烷 C 丙烷 D 乙烯 4.2001 年 12 月 21 日出版的美国《科学》杂志 评出了 2001 年 十大科技成就,名列榜首的是纳米电子学,其中美国的 IBM 公司科学家制造出了第一批纳米碳管晶体等, 发明了利用电子的波性来传递信息的“导线” 。已知纳米材料是指微粒直径在 1~100nm 的材料。下列有关 纳米碳管的说法正确的是 A 纳米碳管是一种新型的高分子化合物 B 纳米碳管的化学性质稳定 C 纳米碳管导电属于化学变化 D 纳米碳管的结构和性质与金刚石相同 5.设计出燃料电池使汽油(设其成分为 C5H12)氧 化直接产生电 流是 21 世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人设计了 一种固体燃料 电池,固体氧化铝——氧化钇为电解质,这种固体电解 质在高温下允 - 许氧离子(O2 )在其间通过。该电池的工作原理如右图 所示,其中多 孔电极 a、b 均不参与电极反应。下列判断不正确的是 A 有 O2 放电的 a 极为电池的负极
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B b 极对应的电极反应式为:C5H12+16O2 -32e =5CO2+6H2O C 该电池的总反应方程式为:C5H12+8O2=5CO2+6H2O D 汽油燃料电池最大的技术障碍是氧化反应不完全,产生炭粒堵塞电极的气体通道,从而使输电效 能减弱
- -

第二题(2 分) 两人分析某试样,称取 4.5g(称准到 0.1g) ,接着按常量滴定(可达四位有效数字) 。分析结果甲报告 65.0 64.9 65.01 64.90 试样中某物质的质量分数为 %、 %,乙报告为 %和 %。请问甲或乙的报告是否合理? 简述原因。

第三题(6 分) 1989 年 Frohn 测定了第一个包含 Xe—C 共价键的化合物的晶体[F5C6XeNCMe]+[(C6F5)2BF2]-的结 构。 1.指出为什么 Frohn 选用 Xe 而不用其他稀有气体来合成此类化合物? 2.为什么 Frohn 用 F5C6 基团而不用 H5C6(Ph-)来合成此类化合物? 3.为什么 Frohn 要选用[(C6F5)2BF2]-离子,而不用简单的 F-、NO3-等合成此类化合物?

第四题(11 分) “脑白金”的英文名为 Melatonin,这个词 宁,意译为褪黑素,也叫做松果体素,是松果 体)分泌的一种调节人体睡眠周期的激素,其 1.写出“脑白金”化学式及其所属种类。 2.已知在氯化锌、三聚磷酸或三氯化硼等路易斯酸的催化下,能发生如下反应:

音译为美乐通 体(也叫脑上 结构右图所示:

“脑白金”其合成路线如下:
ZnCl 2 +A ?H ?/? ??
?

2O / H ; NH ( CH 3 )2 ?CH ? ????? ?? B

?

? ? ??

D F E? 脑白金。 ?? ?? ?KCN ? ?? C ?

请写出 A~F 所代表中间产物的结构简式或所加试剂的化学式。
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3.写出脑白金在胃中的酸解反应。你认为产物中何种物质是有效的?为什么不直接使用该物质呢?

第五题(10 分) 约三分之二金属晶体采取密堆积结构。每一个原子尽可能地被邻近的金属原子包围。结构中的所有原 子在结构上是等同的。 1.用圆球画出密堆积的二维模型,此时每个原子的配位数多大? 2.将二维模型改变成三维模型,将出现多少种垛积方式,此时每个原子的配位数多大? 设原子是不可压缩的球,密堆积原子将占据尽可能小的体积,达到 尽可能大的空 间利用率(用原子的体积占空间体积的百分数表示) 。 右图的排列称为面心立方 3.在此图上画出密堆积层。 4.计算堆积效率,并与简单立方堆积对比。 5.画出面心立方密堆积结构中的四面体空隙和八面体空隙。

第六题(6 分) 往浓 CuSO4 溶液中加入过量较浓的 NH3·H2O 直到原先生成的沉淀恰好溶解为止,得到深蓝色溶液。 小心加入约和溶液等体积的 C2H5OH 并使之分成两层,静置。经过一段时间后可观察到在两层“交界处” 下部析出深蓝色 Cu(NH3)4SO4·H2O 晶体,最后晶体析出在容器的底部。请回答: 1.为什么要加 C2H5OH? 2.小心慢加和快速加 C2H5OH(快加不易形成分层) ,请估计实验现象有何不同? 3.如将深蓝色溶液加热,可能得到什么结果?

第七题(8 分) 氰氨化钙(CaCN2)是一种多用途的有效肥料。它很容易用价廉的普通化学品,如 CaCO3,来生产。 CaCO3 热分解产生白色固体 A 和无色气体 B,后者不支持燃烧。用碳还原 A,生成灰色固体 C 和气体 D。 C 和 D 能进一步氧化。C 与氮反应最终生成 CaCN2。 1.如何合成氰氨化钙?写出反应方程式。 2.CaCN2 水解产生什么气体?写出水解反应方程式。 3.在固体化学中,CN22-离子呈现异构化。两种异构离子的氢化物(H2CN2)都是已知的(至少在气 态) 。画出 H2CN2 的结构式。指出平衡倾向于哪一物质。

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第八题(6 分) 用 CCl4 萃取碘水中的碘时,经充分振荡分层后,CCl4 和水中碘的浓度之比为 85。今有含 I2 的水溶液 10mL(其中含 I2 1g) ,用 9mL CCl4 按下述两种方法萃取:①9mL CCl4 一次萃取;②每次用 3mL、9mL Cl4 分 3 次萃取。 1.分别求出水溶液中剩余 I2 的量和萃取率。 2.同量的萃取剂,分几次萃取比一次萃取有什么优点和缺点。

第九题(8 分) 称取一种含铁的试样 0.4328g,使之溶解,加入适当过量的 SnCl2,再加入适量 HgCl2。所得溶液用 0.01720mol/L 的 K2Cr2O7 溶液滴定,操作时不小心超过了终点,为 23.24mL,只能用已知浓度的 FeSO4 溶 液回滴,消耗 1.03mL。已知 1.00mL FeSO4 溶液恰和 0.92mL K2Cr2O7 溶液完全反应。 1.加入 SnCl2、HgCl2 溶液的作用是什么?并写出反应方程式。 2.写出滴定反应方程式,并计算样品中铁的质量分数。

第十题(12 分) A 与 SO2 属于等电子体,常温下是一种无色的气体,当冷却到 77K 时,变成橙红色液体。A 的一种制 备方法是:在真空中,将 CuO 和硫一起混合加热,可生成 A,同时生成一种黑色固体 B。 1.试确定 A 和 B,画出 A 的结构式。写出上述制备 A 的化学反应方程式。 2.若将 S2Cl2 与 CuO 在 100~400℃加热时也能生成 A。试写出该化学反应方程式。 3.A 在碱性条件下能发生歧化反应:A+OH-→S2-+S2O42-+SO32-+H2O (1)上述反应实际上包含了两个独立的歧化反应。试写出这两个歧化反应方程式。 (2)若上述两个独立的歧化反应是等物质的量发生的。试写出 A 在碱性介质中发生歧化反应的离子 方程式。 (3)用待定系数配平该总歧化反应方程式; (设系数 a、b 为互质的自然数) 4.A 也能在水中发生歧化反应,生成两种常见的酸(但酸性都不强) 。试写出化学反应方程式。 5.A 可以被酸性 KMnO4 溶液氧化,写出配平的反应方程式。

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第十一题(10 分) 化合物 A(C10H16O)可使溴水褪色,有银镜反应性质。A 与足量 H2 反应可得到 C10H22O。A 与酸性 A 在稀硫酸中放置 4 小时后 的 KMnO4 反应后生成丙酮和 4-氧代戊酸各 1mol, 并在 157℃时有气体放出。 转化为 B,B 与 Cl2 反应,当用铁粉催化时可得到一元取代产物 2 种,而在光照下进行却得到一元取代产 物 3 种(虽然产率上有很大差异) 。 1.请给出 A、B 的结构式 2.写出 A→B 的反应过程。

第十二题(14 分) M 在现代电子技术中 主族元素化学研究中继合成环铝氮烷后又一激动人心的进展是合成了半导体 M。 有着广泛的应用,M 可由下法制得: 将 GaCl3 与 LiC5(CH3)5 以适当的比例混合后发生反应,生成 A 与 LiCl。A 结构对称,且由 4mo1 LiC5(CH3)5 生成 1mol A;将[(CH3)3Si]3As 与 LiCH3 以物质的量比 1︰1 溶于四氢呋喃 中发生反应生

成 B 与 Si(CH3)4。B 中 As 以四配体存在。再将 A、B 混合,反应后有 C、LiCl 及一液态物质生成。C 中 Ga、As 各自的部分键不变,最后在 C 的戊烷溶液中加入叔丁醇分离出 M,将其在 500℃中加热两天便可 得到半导体 M。 1.写出 A、B、C 的结构式。 2.写出 M 的化学式,最后一步反应中加叔丁醇的作用何在?为何要加热才能制得半导体? 3.写出各步的化学反应方程式。

参考答案
第一题(7 分) 1.B 2.C 3.B(各 1 分) 4.B 5.A(各 2 分) 第二题(2 分) 乙报告不合理,因样品只有三位有效数字。
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第三题(6 分) 1.由于 Xe 的原子半径较大,Xe 失去电子的能力较其他稀有元素强,因此一般化学家选用 Xe 加以研 究。 (2 分) 2.由于 F 原子是强吸电子基团,吸电子使 Xe 易于显电正性,而 H 原子是推电子基团,Xe 难显电正 性。 (2 分) 3.由于[F5C6XeNCMe]+基团体积较大,而[(C6F5)2BF2]-体积也较大,这样阴阳离子大小相匹配, 形成的离子化合物晶格能较大;而 F-、NO3-等基团较小,阴阳离子大小不相匹配,晶格能小,不稳定。 (2 分) 第四题(11 分) 1.C13N2H16O2(1 分) ;酰胺(1 分) 。 2.A:CH3CHO;B: ;C: ;

D:LiAlH4;E:

;F:(CH3CO)2O。 (各 1 分)

3.

H 2O ?H ?/? ??

?

+CH3COOH(1 分) 是有效的(1 分) 不直接使用的原因:若直接使用,由于人体吸收的速率,大量药物还未被吸收就被排出体外,而酯化 后,由于水解的速率较慢能达到缓释的效果,药物可被充分吸收,提高了药效。 (1 分) 第五题(10 分)

1.

6(各 1 分)

2.12(1 分)

3.

(2 分)

4.面心立方:74%(2 分)

体心立方:52%(1 分)

5.

(各 1 分)

第六题(6 分)
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1.加 C2H5OH,减小“溶剂” (C2H5OH 和 H2O)的极性,降低离子化合物 Cu(NH3)4SO4·H2O 的溶解 度。 (2 分) 2.快加 C2H5OH, “溶剂”极性迅速减小,析出小晶体。 (2 分) 3.加热,NH3 挥发,生成 Cu(OH)2 沉淀(和(NH4)2SO4) 。 第七题(8 分) 1.CaCO3 CaO+CO2 CaO+3C=CaC2+CO CaC2+N2=CaCN2+C(各 1 分)

2.CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3(2 分) 3.HN=C=NH N≡C-NH2(各 1 分) 平衡更倾向于生成结构对称的物质 HN=C=NH(1 分) 第八题(2 分) 1.①m(I2)水=0.013mg 萃取率=98.7% -5 ②m(I2)水=6×10 mg 萃取率=99.99%(各 2 分) 2.同量的萃取剂,分几次萃取比一次萃取的效率高。但这样会增加萃取的工作量和在操作中引起的 误差。 (2 分) 第九题(8 分) 1.SnCl2 将 Fe3+离子还原为 Fe2+离子:2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+(2 分) HgCl2 除去过量的 SnCl2:SnCl2+2HgCl2=SnCl4+Hg2Cl2(2 分) 2.6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O(1 分) w(Fe)=

0.01720 ? (0.02324 ? 0.00095 ) ? 6 ? 55.85 ×100%=29.68%(3 分) 0.4328
;CuO+3S S2O+CuCl2(1 分)


第十题(12 分) 1.A:S2O;B:CuS;A: 2.S2Cl2+CuO
2-

S2O+CuS(各 1 分)

2- 3. (1)5S2O+14OH =4S +3S2O4 +7H2O; (1 分) S2O+4OH-=S2-+SO32-+2H2O; 1 ( 分) 2- 2- 2- - (2)10S2O+34OH =9S +3S2O4 +5SO3 +17H2O; (1 分) 2- 2- 2 - (3)(5a+b)S2O+(14a+4b)OH =(a+b)S +3aS2O4 +bSO3 -+(7a+2b)17H2O;

(1 分) 4.S2O+2H2O=H2S+H2SO3(1 分) 5.S2O+2MnO4 +2H =2SO42 +2Mn2 +H2O(2 分) 第十一题(10 分)
- + - +

1.A:

B:

(各 3 分)

2.

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(4 分)

第十二题(分)

1.A:



B:Li(C4H8O)2As[Si(CH3)3]2;

C:

(各 2 分)

2.GaAs(1 分) ;叔丁醇与硅生成(CH3)3COSi(CH3)3,形成强的 Si-O 键,使反应朝移去一 Si(CH3)3 的方向进行(1 分) ,而与 Ga 相连的 C5(CH3)5 基团可通过与氢反应移去(1 分) ;溶液中析出的 GaAs 为无 定形粉末,加热后才能转化为晶体结构(1 分) 。 3.2GaCl3+4LiC5(CH3)5=A+4LiCl; [(CH3)3Si]3As+LiCH3+2C4H8O=Li(C4H8O)2As[Si(CH3)3]2+(CH3)4Si; A+2B=2C+2LiCl+2C4H8O; C+2(CH3)3COH=GaAs+2C5(CH3)5H+2(CH3)3COSi(CH3)3。 (各 1 分)

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