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2016四川省高中化学竞赛预赛试题


2016 年全国高中学生化学竞赛预赛试题(四川赛区)
第 1 题(10 分)完成并配平下列化学反应方程式: 1-1. 工业上制备硫酸的第一步反应是煅烧硫铁矿 FeS2 制得 SO2; 1-2.TiO2 不溶于水或稀酸,但能溶于氢氟酸和热的浓硫酸中; 1-3.锌是两性金属,能够溶于强碱(如氢氧化钠)溶液中; 1-4.SiO2 作为酸性氧化物能与碱性物质作用,如与熔融的 N

a2CO3 作用,反应速度较快; 1-5.金是不活泼的金属之一,只能溶于王水(浓硝酸和浓盐酸的混合物) 。 第 2 题(8 分) 有 A、B、C、D、E 五种短周期元素,A 是周期表中原子半径最小的元素;B 的 原子最外层电子数是次外层电子数的 3 倍;B 与 C 同主族;C、D、E 同周期;在同周期主族元素 中 E 的原子半径最大,D 的原子半径最小。解答下列问题: 2-1.元素 B、E 形成的最稳定化合物中含有的化学键有 2-2.D 的基态原子的电子排布式为 因是 程式 2-5.25℃时,80 mL 0.25 mol·L 电离出的 OH 离子的浓度为
- -1

。 。 (填化学式) ,原

2-3.B、C 分别与 A 形成的常见化合物为 AnB 和 AnC,其中沸点高的是 。 。

2-4.D 单质与 E 的最高价氧化物的水化物溶液在室温条件下就能快速反应,试写出该化学反应方 E 的最高价氧化物的水化物与 20 mL 0.25 mol·L 。
-1

C 的最高价氧

化物的水化物充分混合,则混合后溶液的 pH

(设混合后的体积为两者之和) 。该溶液中水

第 3 题(9 分)用配合物的杂化轨道理论讨论下列配合物(或配离子)的空间构型,指出中心离 子(或原子)的杂化轨道类型,并推测物质的磁性(顺磁或抗磁) 。 1.FeF63


2.ZnCl42



3.[Ni(CN)4]2



4.Co(NH3)62



5.Fe(CO)5

6.Co(NH3)63



第 4 题(5 分)判断下列分子(或离子)中有无离域 π 键(大 π 键) ,若有,则指出其所属类型, 用 πm n 表示;若无,则简述理由。 1.NO3


2.CH2=CHCH2CH=CH2 3.

4.Cu(CN)42



5.

1

第 5 题(9 分)有一可逆反应:4HCl(g) + O2(g)
ο

2Cl2(g) + 2H2O(g),在 400℃,1 个标准大气

压( p )下达平衡,若开始反应时 HCl 及 O2 的物质的量分别为 1.00 mol 及 0.50 mol,而平衡时 有 0.39 mol 的 Cl2(g)生成,求该反应的 Kp 及 Kc。

第 6 题(11 分)自然界中萤石的主要成分是 CaF2,CaF2 属立方晶系,其晶胞的一种常见取法如 下图(A 型) :顶点和面心的位置为 Ca2 离子占据,F 离子均在立方体内。
+ -

CaF2 晶胞(A 型) 6-1.若将晶胞中 8 个顶点处安放为 F 离子,试画出此时 CaF2 晶胞的示意图(B 型) 。 (可配以简 洁的文字描述,说明 Ca2 离子和 F 离子在晶胞中的位置。 ) 注:以下各题(6-2 至 6-7)均按 CaF2 晶胞(B 型)讨论。 6-2.CaF2(B 型)的晶格型式为何?晶胞(B 型)中 Ca2 离子的空间构型为何? 6-3.分别写出晶胞中所有 Ca2 离子和 F 离子的坐标。 6-4.该晶体中,Ca2 和 F 的配位数各为多少? 6-5.Ca2 离子的堆积方式为何? 6-6.F 离子填入什么空隙?F 离子填充空隙的百分率是多少? 6-7.已知 Ca2 离子、F 离子的离子半径分别为 1.05 ? 和 1.33 ?(1 ? =10 的密度(g/cm ) 。 (NA=6.02×10 )
3 23
+ - -8 - - + + - + - + + - -

cm) ,试计算该晶体

第 7 题(8 分)矿物中铀的含量可以通过间接的氧化还原反应来确定。先把矿石溶解在 H2SO4 中,再用 Walden 还原剂还原,使 UO22 变为 U4 ,向溶液中加入过量的 Fe3 ,形成 Fe2 和 U6 , 然后用 K2Cr2O7 标准溶液滴定 Fe2 。在一次分析中,0.3152 g 矿石试样通过上述 Walden 还原和 Fe3 氧化过程,用 0.009785 mol·L g/mol) 8-1.写出上述过程的有关反应方程式。 8-2.试计算试样中铀的百分含量。
+ -1 + + + + + +

的 K2Cr2O7 溶液滴定 Fe2 时共消耗 10.52 mL。 (MU=238.03



2

第 8 题(8 分)下图显示了钠、氟、氟化钠之间的某些能量关系。个变化的焓变值均以 kJ/mol 为 单位。

7-1.简要解释“Na (l)+F (l)”和“Na (aq)+F (aq)”的区别。 7-2.用图中数据(单位:kJ/mol)确定以下焓变值: 钠的原子化焓 氟的键能 钠的电离能 氟的汽化焓 氟化钠的生成焓 氟化钠的溶解焓 7-3.确定氟的电子亲和能“X”为 第 9 题(11 分)回答问题: 9-1. (1)聚-甲基丙烯酸乙二(醇)酯是隐形眼镜的镜片材料,写出它的链节式。 (2)给出 D-2-脱氧核糖(DNA 的组成成分)的化学名称(构型 R-,S-) 。 。 。 。 。 。 。 。









9-2.下面的试剂,碱性最强的是______,与氯乙烷进行亲核取代,亲核能力弱的是______。

3

A.

B.

C.

D.

E.

9-3.写出下面酚盐负离子的三个等价共振极限式。

9-4.解释: 与碳酸钠溶液惊醒水解反应,主要产物是______________和___________;



生成产率低,其原因是___________________________。

9-5.在下面的反应中,ABCDE 是带电荷的中间体,写出它们的结构式。

第 10 题(7 分)药物美多心安合成如下:
CH2Cl Mg A B H2O -Mg(OH)Cl CH2CH2OCH3 E NaNO2 HCl N2 H3O -N2 G(C3H5OCl) F OH -Cl H I HCl J OH Cl C a (CH3O)2SO2 -CH3OSO3H CH2CH2OCH3 b D Fe/HCl

CH2CH2OCH3

OCH2CHCH2NH(CH3)2

10-1.试剂 a 的名称是

,b 的化学试剂是



10-2.写出有机物 B、C、E、G、H、I 的结构。

第 11 题(12 分)A 是一类组成上为(CH)n,结构上非平面具高张力的饱和烃。A 所含的每一种烃
4

中的碳原子、氢原子无区别。 11-1.画出 n=4 的烃 X 的结构简式;画出 n = 6 的烃 Y 的结构简式;

11-2.X1 是 X 的同系物,分子式为 C20H36,X1 的核磁共振氢谱中只有一种峰。画出 X1 的结构 简式;

11-3.Y1 是 Y 的同系物,分子式为 C8H10,Y1 具有手性。画出 Y1 的一对对映体的结构简式;

11-4.Z 是 n=8 的立方烷,它的一种合成方法如下:

(1)B 为配位化合物,写出它的结构,简述其稳定性;

(2)写出 C、D、F 的结构;

(3)写出 D 生成 E 的机理(已知:a 和 b 是带电荷的中间体,写机理要用结构式把他们表示出 来) 。

5

2016 年全国高中学生化学竞赛预赛试题(四川赛区)
第 1 题(10 分) 1-1.4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2 或 3FeS2+8O2=Fe3O4+6SO2 1-2.TiO2+6HF=H2[TiF6]+2H2O TiO2+H2SO4(浓)=TiOSO4+H2O 1-3.Zn+2NaOH+2H2O =Na[Zn(OH)4]+H2↑ (2 分) 或 Zn+2NaOH=Na2ZnO2+H2↑ 1-4.SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑ (2 分) 1-5.Au+4HCl(浓)+HNO3(浓)=HAuCl4+NO↑+2H2O (2 分) (反应物、产物写正确 1 分,方程式配平 1 分) 第 2 题(8 分) 2-1.离子键、非极性共价键 2-2.Cl:1s 2s 2p 3s 3p
2 2 6 2 5

(2 分) (4 分)

(2 分) (1 分) (2 分) (1 分) (2 分) sp3d2 sp3 dsp
2
-1

2-3.H2O, 分子间氢键 2-4.Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O 2-5.13 1.FeF63


1.0×10

-13

mol·L

第 3 题(9 分) (每小题 1.5 分) 八面体 四面体
2-

顺磁 抗磁 抗磁 顺磁 抗磁 抗磁

2.ZnCl4

2-

3.[Ni(CN)4] 4.Co(NH3)6 5.Fe(CO)5 6.Co(NH3)6 1.NO3


平面正方形 八面体 三角双锥 八面体 有 π6 4

2+

sp3d2 dsp
3

3+

d2sp3

第 4 题(5 分) 2.CH2=CHCH2CH=CH2 3. 4.Cu(CN)42 5. 第 5 题(9 分) 4HCl(g) + O2(g) 2Cl2(g) + 2H2O(g)


无,中间 C 原子采取 sp3 杂化,无单纯 p 轨道去侧面重叠。 有 有 有 π12 10 π9 9 π6 4

6

n 初(mol) n 平(mol)

1.00 1-0.390×2 =0.220

0.500 0.5-0.390×(1/2) =0.305

0 0.390 (1 分)

0 0.390

n 平,总(mol)= 0.220+0.305+0.390+0.390=1.305(mol)

pCl2 ? p ο ?

0.390 ? 0.299 p ο 1.305 0.390 ? 0.299 p ο 1.305 0.220 ? 0.169 p ο 1.305
(2 分)

pH 2 O ? p ο ? pHCl ? p ο ? pO2 ? p ο ?
? Kp ?

0.305 ? 0.234 p ο 1.305
?

( pCl2 ) 2 ( pH2 O ) 2 ( pHCl ) 4 ( pO2 )

(0.299 p ο ) 2 (0.299 p ο ) 2 1 ? 41.9( p ο ) ?1 ? 41.9 ? ? 4.14 ?10 ?4 Pa ?1 ο 4 ο (0.169 p ) (0.234 p ) 101.3 ?103 Pa

(3 分) 又: K p ? Kc ( RT ) ?n

? Kc ? K p ( RT ) ??n ? 4.14 ? 10 ?4 Pa ?1 ? (8.314 ? 673) ? 2.32(m3 / mol) (3 分)
第 6 题(11 分) 6-1.CaF2 晶胞(B 型)

注:立方体面心、体心、棱心、顶点处被 F 占据。每间隔一个小立方体的体心处被 Ca2 占 据。 6-2.面心立方;四面体 6-3.F : (0,0,0) (1/2,1/2,1/2) Ca :(1/4,1/4,1/4) 6-4.8;4 6-5.立方最密堆积 (或 A1 型)
2+






(2 分) (1 分) (1/2,1/2,0) (0,0,1/2) (3/4,3/4,1/4) (0,1/2,1/2) (1/2,0,0) (1/4,3/4,3/4) (1/2,0,1/2) (0,1/2,0) (3/4,1/4,3/4) (1 分) (1 分) (2 分)

7

6-6.四面体,100%(或 1) 6-7. 3a ? ( 4 r? ? r- ) ? 4 ? (1.05 ? 1.33) ? 10 ?8 ? 9.52 ? 10?8 (cm)

(2 分)

9.52 ? 10?8 ?a ? ? 5.50 ?10?8 (cm) 1.73 ZM ZM ? DV ? D ? NA N AV ?D ? 4(40.08 ? 19.00 ? 2) ? 3.12(g / cm3 ) 23 ?8 3 6.02 ? 10 ? (5.50 ?10 )
+ + + +

(2 分)

第 7 题(8 分) 8-1.U4 + 2Fe3 =2Fe2 + U6 6Fe 82+

(1 分)
3+

+ Cr2O7

2-

+ 14H =6Fe



+ 2Cr

3+

+ 7H2O (2 分)

1 1 ? 6 ? cCr O2?VCr O 2? M U ? 6 ? 0.009785 ? 10.52 ? 10 ?3 ? 238.03 2 7 2 7 2 2 0 ? 100 0 = ? 100 0 0 =23.31 0 0 2 . ?U = ms 0.3152
(5分) 第 8 题(8 分) 7-1.前者为熔融状态,后者为水溶液状态。 7-2.+109,+160,+502,+10,-574,+10 7-3.-345 第 9 题(11 分) (1 分) (各 1 分) (1 分)

9-1. (1) (2)3S,4R-3,4,5-三羟基戊醛 9-2.A , C (1 分)

(1 分) (构型,命名各 0.5 分,共 1 分)

9-3. 9-4. 和 (各 1 分)

(1.5 分)

后者无共轭体系(0.5 分)

8

9-5. ( A、D、E 各 1 分,B、C 各 0.5 分) 第 10 题(7 分)药物美多心安合成如下: 10-1.硫酸二甲酯 10-2. HNO3-H2SO4 (1 分)

(6 分) 第 11 题(12 分)

11-1.X:

四面体烷

Y:

棱晶烷

(2 分)

11-2.X1:
CH3

(1 分)
H3C

11-3.Y1:

H3C

CH3 (1 分)

11-4. (1) 三个一氧化碳和环丁二烯提供电子配位,使铁原子外围成为 18 电子体系而稳定,同时,环 丁二烯有二正离子结构,具芳香性而稳定。 (2 分)

9

( 2)

(3 分)

( 3 ) 分)

( 3

10


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