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IChOLand08-04答案


第 22 届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题 及答案和评分标准
题 号 满 分 得 分
1 2 3 4 5 6 7
总分

8 10

20

20

17

11

14

100

>? ? ? ?
H

竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时 间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿 纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

1.008

He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.0930.97 32.0735.45 39.95 22.9924.31 Ge As Se K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Br Kr 39.1040.0844.9647.8850.94 52.0054.9455.8558.9358.6963.55 65.3969.72 72.6174.9278.9679.9083.80 In Sn Sb T e I Xe Rb Sr Y Zr Nb Mo T c Ru Rh P d Ag Cd 85.4787.62 88.9191.22 92.9195.9498.91101.1 102.9106.4 107.9112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf T a W Re P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba Os Ir [210] 132.9137.3La Lu 178.5180.9 183.9186.2190.2 192.2195.1197.0200.6 204.4207.2209.0 [210][210] [222] Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs M t

相对原子质量

第一题(8 分) 在一次化学兴趣小组的活动中, 某小组进行了如下的实验: 在小烧杯中加入了一定量的某物 质的水溶液 A,滴加了几滴盐酸溶液,再在小烧杯上盖上一张滤纸,在滤纸上滴加了一些碘 酸钾-淀粉溶液,几秒钟后,烧杯壁上有黄色的固体析出,滤纸变成蓝色,又过了一段时间 后,滤纸的蓝色退去。 1、 请说明 A 是什么溶液。 (2 Na2 S2O3或K 2 S2O3 , 分)凡合适的硫代硫酸盐均正确。 2、 请写出所有有关的离子反应方程式。

2H ? ? S2O32? ?? S ? ? SO2 ? ? H 2O ?
2 5SO2 ? 2 IO3? ? 4 H 2O ?? 5SO4 ? ? I 2 ? ?8H ? ?

SO2 ? I 2 ? 2 H 2O ?? SO4 ? ? 2 I ? ? 4 H ? (每个 2 分) ? 2

第二题(10 分) 金属化合物不仅在晶体结构上不同于分组金属,而且性质上也不同。通常熔点更高、硬度和 脆度也更大, 但仍能导电 (有些可用作半导体材料, 如锑化铟 InSb) 导热 、 (比分组金属低) , 具有金属的性质,所以叫做金属化合物,以区别于一般化合物。已知一种金属化合物中含有 Na 和 Tl 两种元素, 每个原子处于一个由四个同种原子和四个不同种原子构成的正方体中心, 每个原子又参与构成这样的正方体。 1、 请还原一个该化合物的晶胞。

(4 分) 2、 请计算该化合物中的 Na 与 Tl 的原子数之比。 1:1(2 分) 3、 该化合物的晶胞中 Na 与 Tl 各有几种化学环境 晶胞中 Na 有_____2(2 分)__种化学环境;晶胞中 Tl 有___2(2 分)___种化学环境。 第三题(20 分) 在 1995 年 Merk 公司发表的原始性专利中, 诺菲呋酮的合成已经简化至三步, 且使用了 MMPP (市场上可购买的安全绿色原料) 。下面又是另一种合理的诺菲呋酮的合成路线。 已知下面反应:

1、 请填写流程图中的空白。

2、请为两个起始物命名。 1、溴乙酸乙酯(2 分) ;2、苯基乙酸(2 分) 3、诺菲呋酮分子有无手性,有无手性碳原子。 分子内无手性碳原子(2 分)但分子有手性,因为邻位两个取代苯基相互排斥,使得分子 成螺旋形(2 分) 参考图形:

4、猜想 Tf2O 所属的物质类别。

酸酐(2 分)

第四题(20 分) 硼氢化钠水解可得高纯度氢气,为燃料电池提供高纯度燃料。硼氢化钠储氢方式不但 具有金属氢化物储氢的优点,而且质量储氢密度大幅度提高,具有溶液无可燃性,储 运和使用安全、制得的氢气纯度高、不需要纯化过程、氢气的生成速度容易控制、氢 的储存效率高、催化剂可循环使用、常温甚至 0℃下也可生成氢气、过程无污染等特 点。这使得硼氢化钠制氢技术的开发研究具有十分重要的意义,成为后续能源的研究 内容之一。应用范围 可作为高纯氢气来源,用于固体燃料电池,质子交换膜燃料电 池,车载燃料电池或其他高纯氢需求场合。 1、 请写出硼氢化钠水解制氢的化学反应方程式。

NaBH 4 ? 2 H 2O ? NaBO2 ? 4 H 2 ?

(2 分)

2、 利用硼氢化钠的碱液来制氢必须有足够的反应速率,在试验过程中常常通过使用催化 剂,添加酸或升高体系的温度来提高反应速率,日本丰田研究中心的 Kojimat 等人使用 TiO2 负载的 Ni,Fe,Ru 等作为催化剂发现可以大大提高反应速率,Brown 等人在研究中 发现加入氯铂酸使硼氢化钠的水解速率明显加快。 1) 请用方程式说明加入氯铂酸后反应速率加快的原因。 2) 请预测在元素周期表的哪些位置还可以找到合适的组成催化剂的元素。 1) BH 4 ? 2 PtCl6 ? 8OH ? 2 Pt ? 12Cl ? BO2 ? 6 H 2O
? 2? ? ? ?

,产生的 Pt 可以催化 (2 分) ,

反应。 分) (1 2)在周期表的第 VIII 族可能可以找到构成催化剂元素。 (2’)

3、 目前世界上制取硼氢化钠的方法主要有两种:1)硼酸三甲酯——氢化钠法(Schlesinger 法) ,2)硼砂——金属氢化还原法(Bayer 法,在该方法中另需加入一种非金属氧化物) 。 1)请指出在 Bayer 方法中另需添加什么氧化物。 2)请写出 Schlesinger 方法与 Bayer 方法的化学反应方程式。 1)SiO2
(2 分)

2) 4 NaH ? B(OCH 3 )3 ? NaBH 4 ? 3CH 3ONa

(2 分) (2 分)

Na2 B4O7 ? 16 Na ? 8H 2 ? 7SiO2 ? 4 NaBH 4 ? 7 Na2 SiO3

4、 虽然硼氢化钠制氢法在试验室已研究成功,但迟迟不能再工业上大规模的推广,请分析 其中的原因。 1) 无论用哪种方法制硼氢化钠都要耗费大量的昂贵金属钠或昂贵的氢化钠,成本太高。 2) 在水解制氢的过程中还要耗费大量的贵金属催化剂,成本太高。 (共 2 分)

5、 由于上述的成本问题,以上各个研究小组正在研究副产物的在利用问题,从而希望能够 通过资源循环降低成本,Kucel-Merit 小组已通过使用类似 MgH2 这样的金属氢化物将水 解反应中的副产物转化成 NaBH4,请写出方程式。

2 MgH 2 ? NaBO2 ? NaBH 4 ? 2MgO
(2 分) 6、 该研究组还发现了用硼砂与 MgH2 通过磨球制得 NaBH4 , 并且在反应中加入 Na, 2O2, Na Na2CO3 等可以大大提高反应的产率,其中以 Na2CO3 最好,请写出方程式,并解释加入 Na2CO3 从而优化反应的化学原理。
Na2 B4O7 ? 8MgH 2 ? Na2CO3 ? 4 NaBH 4 ? 8MgO ? CO2

熵增大原理。 分) (1 (2 分) ,

第五题(17 分) 慢性的骨白血病很稀少, 但是却是与骨髓有关的威胁生命的癌症, 治疗过程除了有骨髓移植 以外还有化学治疗, 下面的药物依马提尼就是其中的一种化学治疗的药物。 它的合成路线如 下:

1、请填写上框中空缺的结构。

(A,B,C 的结构 3 分,其它两个产物 2 分) 2、请推测生成 B 的 1 反应得到的产物中,除了所需要的产物是否含有其它产物,所需要的 产物是否为主产物? 由于氨基是更强的第一类取代基,所以氨基的邻对位取代产物更多(2 分) ,故所需要的 产物不是主要产物。 分) (2

第六题(11 分) 一般情况下, 根据物质的宏观状态来区分物质的状态。把具有固定形状和体积的物态叫固 态; 把虽具有一定体积,但外形随容器而变, 且易于流动的状态叫液态;没有固定形状和体 积, 能自发充满任何容器的状态称为气态。这就是人们常说的物质"三态"。 如图是从某国外网站上摘录的描述有关物 态的图片 1、 请解释图中带有红色方块的单词的中文 含义 2、 请 用 200 字 左 右 的 小 短 文 说 明 图 中 “Plasma”表示的物态(包含名称,存 在条件,特征等) 3、 请说出一种日常生活中呈现 Plasma 态的 物质 1、 Molecules: 分子; Lattice: 晶体; Plasma: 等离子体;Ionized Gas:电离的气体; Ions:离子;Electrons:电子(6 分) 2、 将气体加热, 当其原子达到几千甚至上 万摄氏度时(1 分) ,电子就被"甩"掉, 原子变成只带正电荷的离子(1 分) 。 此时,电子和离子带的电荷相反,但数 量相等,这种状态称做等离子态(1 分) 。没有确定形状和体积,具有流动 性(1 分) 3、 火,流星等等(1 分) 第七题(14 分) 血栓的过程涉及血小板的凝聚,在血液中产生预凝结状态,并最终在血管中形成血块,下面 的药物噻氯吡啶能够抑制腺苷二磷酸 ADP 诱导的血小板凝聚作用。

(噻氯吡啶) 1、 请写出上图中 A~E 的结构(A 是一种活泼的中间体正离子) 。

2、 说明 B+C 反应的类型。 是 SN2 亲核取代反应。 分) (2 3、分析 E 的水溶性。 E 是离子化合物,有较好的水溶性(乙腈不会中和生成的 HCl 故生成离子化合物请与 B+C 反应中有碳酸钾中和 HCl 比较。(2 分) )


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