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2015年国庆学大伟业化学竞赛初赛模拟试卷1


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2015 年国庆学大伟业化学竞赛初赛模拟试卷 1
一. (10 分)写出下列化学反应的方程式。

1、 KMnO4 与 Na2SO3 反应因酸度不同产物不同,分别写出在酸性,中性,碱

性条件下反应的方程式及其产物体

系的颜色。
2、 铜氨溶液中加入保险粉蓝色褪去。 3、 固相金刚砂在空气中碱解(高温,碱为氢氧化钠)

二、 (16 分) 1、BF3,BCI3,BBr3,BI3 与吡啶反应的摩尔焓变的大小顺序是什么?(考虑 正负号) 2、利用碘单质与 A 反应可以制备 IN3,问 A 的化学式。 3、血蓝蛋白存在于许多低级软体动物(如章鱼)中,它与血红蛋白类似,起载 氧作用。 (1)血蓝蛋白的中心金属元素是 M,M 是什么? (2)活化的血蓝蛋白呈无色抗磁性,与氧气结合后呈蓝色,请解释原因。 (3) 血蓝蛋白的一个活性部位是两个 M 原子分别与蛋白质的三个组氨酸残基 的咪唑氮连接,可与两个氧气分子结合,指明结合后氧气的配位形式并猜测描述 M 与氧气配位的结构(2 个 M 原子距离较近,配位结构尽量趋于稳定) 4、非水介质滴定有重要作用。在甲基异丁酮中用氢氧化四丁基铵的异丙醇溶液 做滴定剂,可以用电位滴定法滴定混合酸,如高氯酸和硝酸或高氯酸和硫酸。 (1)甲基异丁酮和水相比,谁的酸性弱,并说明理由。 (2)滴定曲线如下,分别标出 1-5 突跃对应的酸。

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三、 (12 分)铬的化合物丰富多彩。在 0℃将 30%H2O2 滴入重铬酸钾溶液中, 结晶分离出来不含结晶水的化合物 A,A 中含铬 27.79%,反应过程中无气体放 出。 1.推断出 A 的化学式,画出 A 的结构式。 2.写出合成 A 的化学方程式。 3.A 在酸碱性溶液中的行为是不同的,请分别写出反应方程式,并解释这种不同 的原因。 四、(13 分)可以用下面方法测定样品溶液中铅和银的含量。 取 2.000g 固体样品(杂质不反应) ,溶样后过滤洗涤定容至 100ml,取 10ml 调节 pH,加入草酸溶液,出现沉淀,加入适量氨水,过滤洗涤,滤液酸化后用 0.01345MNH4SCN 溶液滴定至终点消耗 21.45ml,沉淀溶于浓高氯酸中,稀 释后用 0.01160MKMnO4 溶液滴定至终点,消耗 15.34ml。 1. 写出滴定反应的方程式 2. 为何要加适量氨水? 3. NH4SCN 滴定用什么作指示剂?终点是怎样的? 4. 计算样品中 PbO,Ag2O 的含量。 五.(9 分)工业上苯乙烯的制备用乙苯来脱氢得到。298K 下,乙苯(A)和苯乙 烯(B)的标准摩尔吉布斯生成自由能变分别为 130.6KJ/mol,213.8KJ/mol。
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1.计算 298K 下该反应的标准平衡常数。 2.工业上在常压下,通入 9 倍量的水蒸气(体积比) ,于 700℃下制备苯乙烯, 此时反应标准吉布斯自由能变为-2.3KJ/mol。计算此条件下原料的平衡转化率。 六、 (10 分)氟化银与氟化锌以一定比例反应可制得晶体 M,M 的结构可以 这样描述:M 为立方晶系,一个氟离子坐标为(0,1/2,0) ,其他氟离子坐标可 以推出,A 离子坐标为(0,0,0) ,晶胞参数为 398pm。 1.写出其他氟离子的坐标。 2.B 离子位于晶胞的什么位置?说明理由 3.写出 M 的化学式,并写出合成 M 的方程式。 4.A,B 分别是什么离子? 5.计算 AB 离子的核间距。 6.计算 M 晶体的密度。 七、 (12 分)在研究有机汞化合物的还原反应时,有如下反应,在有氧气的存在 下,还原生成了产物醇 B,而在没有氧气存在下还原生成了一系列有机产物 A, A 是混合物,此反应的中间体已被研究出来,是顺磁性物质 C。将 B 再用溴化汞 处理之后用硼氢化钠-THF-水体系还原可以得到产物 D,画出 A-D 的结构简式。
NaBH4,THF,H2O HgBr NaBH4,O2,THF,H2O B A

八. (8 分)

该反应还生成了少量副产物 E,F。 画出 A-F 的结构式并说明造成产率不同的原因。
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九、(十分)氧化吡啶常作为氧化剂,由于它兼具亲核性和离去性,具有独特的结 构性质,故而呈现出丰富多彩的反应。 1.如下是氧化吡啶的一种常见的氧化方式,画出 M,N,O 的结构简式。

2.氧化吡啶还可以用来做如下反应, 表现了它的两个结构性质, 其中 A 为有机制 备中常见的一种盐,C 为反应的一个中间体,D 为反应的所有产物,含有一个双 环化合物,画出 A,C,D 的结构简式。

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2015 年国庆学大伟业化学竞赛初赛模拟试卷 1 参考答案
一、写出下列化学反应的方程式。 (10 分)
4、 KMnO4 与 Na2SO3 反应因酸度不同产物不同,分别写出在酸性,中性,碱

性条件下反应的方程式及其产物体系的颜色。
5、 铜氨溶液中加入保险粉蓝色褪去。 6、 固相金刚砂在空气中碱解(高温,碱为氢氧化钠)

分别为浅粉红色,棕黑色,绿色。

二、 (16 分) 1、BF3,BCI3,BBr3,BI3 与吡啶反应的摩尔焓变的大小顺序是什么?(考虑 正负号) 2、利用碘单质与 A 反应可以制备 IN3,问 A 的化学式。 3、血蓝蛋白存在于许多低级软体动物(如章鱼)中,它与血红蛋白类似,起载 氧作用。 (1)血蓝蛋白的中心金属元素是 M,M 是什么? (2)活化的血蓝蛋白呈无色抗磁性,与氧气结合后呈蓝色,请解释原因。 (3) 血蓝蛋白的一个活性部位是两个 M 原子分别与蛋白质的三个组氨酸残基 的咪唑氮连接,可与两个氧气分子结合,指明结合后氧气的配位形式并猜测描述
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M 与氧气配位的结构(2 个 M 原子距离较近,配位结构尽量趋于稳定) 4、非水介质滴定有重要作用。在甲基异丁酮中用氢氧化四丁基铵的异丙醇溶液 做滴定剂,可以用电位滴定法滴定混合酸,如高氯酸和硝酸或高氯酸和硫酸。 (1)甲基异丁酮和水相比,谁的酸性弱,并说明理由。 (2)滴定曲线如下,分别标出 1-5 突跃对应的酸。

1. BI3<BBr3<BCI3<BF3 2 分 2. AgN3 2 分 3. (1)铜 1 分 (2)结合前铜为一价,无色抗磁性,结合后铜变为二价。 2 分 (3)氧气以过氧根形式配位。 1 分 氧气与两个铜连接形成环状结构。 1 分 4. (1)水的酸性弱。根据区分效应,这些强酸在水中并不能被区分滴定,在甲 基异丁酮中可以,说明后者酸性更强一些。 2 分 (2)1.HCIO4 2.H2SO4 3.HSO4- 4.HCIO4 5.HNO3 5 分 三、 (12 分)铬的化合物丰富多彩。在 0℃将 30%H2O2 滴入重铬酸钾溶液中, 结晶分离出来不含结晶水的化合物 A,A 中含铬 27.79%,反应过程中无气体放 出。 1.推断出 A 的化学式,画出 A 的结构式。 2.写出合成 A 的化学方程式。 3.A 在酸碱性溶液中的行为是不同的,请分别写出反应方程式,并解释这种不同 的原因。 1.设为 KxCrOy,讨论得,x=1,y=6 符合题意,由于无气体放出,故无氧化还原 反应,铬为正六价,故为 KCrO(O2)2.5,扩大二倍为 K2Cr2O12(过程加结果 3 分)
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(各 2 分) 六价铬在碱性条件下的氧化性大大减弱(1 分) 四、(13 分)可以用下面方法测定样品溶液中铅和银的含量。 取 2.000g 固体样品,溶样后过滤洗涤定容至 100ml,取 10ml 调节 pH,加入 草酸溶液,出现沉淀,加入适量氨水,过滤洗涤,滤液酸化后用 0.01345MNH4SCN 溶液滴定至终点消耗 21.45ml,沉淀溶于浓高氯酸中,稀 释后用 0.01160MKMnO4 溶液滴定至终点,消耗 15.34ml。 5. 写出滴定反应的方程式 6. 为何要加适量氨水? 7. NH4SCN 滴定用什么作指示剂?终点是怎样的? 8. 计算样品中 PbO,Ag2O 的含量。 1.(3 分)

2.加氨水溶解少量草酸银沉淀,防止测定不准确。2 分 3.黄铁矾(或者三价铁)1 分 终点出现红色 1 分 4.如下 1SCN-\1Ag+ W(Ag2O)=10*M1*c1*V1/(2m) *100%=16.72% (3 分) 2MnO4-/1Ag+/5PbO W(PbO)=10*5*M2*C2*V2/(2m) *100%=49.65 (3 分) 五.(9 分)工业上苯乙烯的制备用乙苯来脱氢得到。298K 下,乙苯(A)和苯乙 烯(B)的标准摩尔吉布斯生成自由能变分别为 130.6KJ/mol,213.8KJ/mol。 1.计算 298K 下该反应的标准平衡常数。
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2.工业上在常压下,通入 9 倍量的水蒸气(体积比) ,于 700℃下制备苯乙烯, 此时反应标准吉布斯自由能变为-2.3KJ/mol。计算此条件下原料的平衡转化率。

六、 (10 分)氟化银与氟化锌以一定比例反应可制得晶体 M,M 的结构可以 这样描述:M 为立方晶系,一个氟离子坐标为(0,1/2,0) ,其他氟离子坐标可 以推出,A 离子坐标为(0,0,0) ,晶胞参数为 398pm。 1.写出其他氟离子的坐标。 2.B 离子位于晶胞的什么位置?说明理由 3.写出 M 的化学式,并写出合成 M 的方程式。 4.A,B 分别是什么离子?
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5.计算 AB 离子的核间距。 6.计算 M 晶体的密度。 1.(0,0,1/2) (1/2,0,0) (1 分) 2.晶胞含三个氟离子,一个 A 离子,由电荷可知,含一个 B 离子,要满足立方对 称性(4 个 C3 轴) ,B 只能位于体心 (2 分) 3.AgZnF3 AgF + ZnF2 = AgZnF3 (2 分) 4.A 是锌离子,B 是银离子。 (2 分) 5.d=344.7pm (1 分) 6. ρ=6.1g/cm3 (2 分) 七、 (12 分)在研究有机汞化合物的还原反应时,有如下反应,在有氧气的存在 下,还原生成了产物醇 B,而在没有氧气存在下还原生成了一系列有机产物 A, A 是混合物,此反应的中间体已被研究出来,是顺磁性物质 C。将 B 再用溴化汞 处理之后用硼氢化钠-THF-水体系还原可以得到产物 D,画出 A-D 的结构简式。
NaBH4,THF,H2O HgBr NaBH4,O2,THF,H2O B A

结构式各 2 分 八. (8 分)

该反应还生成了少量副产物 E,F。 画出 A-F 的结构式并说明造成产率不同的原因。

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原因:第二步为 SN2 反应,更倾向于发生在位阻小的碳上,而一级碳比三级碳位阻小,产 率更高。 (结构式各一分,原因 2 分)

九、(十分)氧化吡啶常作为氧化剂,由于它兼具亲核性和离去性,具有独特的结 构性质,故而呈现出丰富多彩的反应。 1.如下是氧化吡啶的一种常见的氧化方式,画出 M,N,O 的结构简式。

2.氧化吡啶还可以用来做如下反应, 表现了它的两个结构性质, 其中 A 为有机制 备中常见的一种盐,C 为反应的一个中间体,D 为反应的所有产物,含有一个双 环化合物,画出 A,C,D 的结构简式。

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N 和 O 可以调换位置,M,N,O,A 各一分,C2 分,D(1+1+2)4 分。

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