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2014年化学竞赛模拟试题1


2014 高中化学竞赛初赛模拟试卷一 (时间:3 小时 满分:100 分) H 1.00 8 Li 6.94 1 Na 22.9 9 K 39.1 0 Rb 85.4 7 Cs 132. 9 Fr [223 ] 相对原子质量 Be 9.01 2 Mg 24.3 1 Ca 40.0 8 Sr 87.6 2 Ba 137. 3 Ra [226 ] B 10.8 1 Al 26.9 8

Ga 69.7 2 In 114. 8 Tl 204. 4 C 12.0 1 Si 28.0 9 Ge 72.6 1 Sn 118. 7 Pb 207. 2 N 14.0 1 P 30.9 7 As 74.9 2 Sb 121. 8 Bi 209. 0 O 16.0 0 S 32.0 7 Se 78.9 6 Te 127. 6 Po [210 ] F 19.0 0 Cl 35.4 5 Br 79.9 0 I 126. 9 At [210 ] He 4.00 3 Ne 20.1 8 Ar 39.9 5 Kr 83.8 0 Xe 131. 3 Rn [222 ]

Sc Ti V Cr Mn 44.9 47.8 50.9 52.0 54.9 6 8 4 4 0 Y Zr Nb Mo Tc 88.9 91.2 92.9 95.9 [98] 1 2 1 4 Hf Ta W Re La- 178. 180. 183. 186. Lu 5 9 8 2 Ac- Rf La Db Sg Bh

Fe 55.8 5 Ru 101. 1 Os 190. 2 Hs

Co 58.9 3 Rh 102. 9 Ir 192. 2 Mt

Ni 58.6 9 Pd 106. 4 Pt 195. 1 Ds

Cu 63.5 5 Ag 107. 9 Au 197. 0

Zn 65.3 9 Cd 112. 4 Hg 200. 6

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu La 138. 140. 140. 144. 144. 150. 152. 157. 158. 162. 164. 167. 168. 173. 175. 系 9 1 9 2 9 0 3 9 5 9 3 9 0 0 4 第一题(7 分) 工业上生产氨所需的氮来自 ,氢来自 写出氨氧化制硝酸中的全部反应方程式。

,氨氧化制硝酸的催化剂是_____,

第二题(5 分) 某不饱和烃 A,分子式为 C9H8,它能和银氨溶液反应产生白色沉淀 B。A 催化加氢得 到化合物 C(C9H12) ,将化合物 B 用酸性高锰酸钾氧化得到化合物 D(C8H6O4) ,将化合物 加热则得到另一个不饱和化合物 E。试写出 A,B,C,D,E 的结构。

第三题(6 分) MgSO4·7H2O 可用造纸、纺织、陶瓷、 油漆工业,也可在医疗上用作泻盐。它可以由 某种工业废渣中提练, 该工业废渣主要成分是 MgCO3,另外还有 CaCO3、B2O3、SiO2 等杂 质。 试设计从此废渣中提出 MgSO4· 7H2O (要 求写出主要实验步骤) 。 CaSO4 和 MgSO4 的溶解度与温度的关系 如右图所示

第四题(10 分)

实验室制备少量的碘乙烷:将红磷粉末放入乙醇里,在不断振 荡下逐次加入细粒的 I2,则有反应:2P+3I2→2PI3 ???? 待反应缓和后,用右图装置进行水浴加热,半小时后反应可基 本完成,这时反应液中已基本无固体颗粒 I2 和红磷,然后要加入一 些物质 X,并将竖直的冷凝管更换为横放的冷凝管,水浴加热,蒸 馏出粗品碘乙烷,此粗品中溶有乙醇和碘(纯净的碘乙烷为无色不 溶于水的液体,沸点 72.3℃) ,请回答下列问题: 1.写出由 PI3 制备碘乙烷的主反应和副反应。 2.X 可能是什么物质?为什么要加入 X? 3.图中的竖直冷凝管起什么作用?如何通冷凝水? 4.怎样除去粗品中的乙醇和碘?(指出加入的试剂和有关操作 的名称)

第五题(12 分) 固体 A 是离子晶体,结构类似于 CsCl,组成中含氮的质量分数为 73.68%,它的所有原 子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构。 该物质适当加热就分解成两种气 体单质。试回答下列问题: 1.写出 A 的化学式 ,A 的电子式 ;阳离子的结构为 体,其 中心原子的杂化形态为 。 2.A 溶于水后溶液呈 性(填“酸” 、 “碱”或“中” ) ,其原因是(用化学方程 式表示) 。 3.A 与 CuI 在一定条件下可合成一种化合物 B。B 是一种红棕色、难溶于水的固体,X 一射线衍射证实 B 是一种六方晶体,结构类同于闪锌矿(ZnS)测后的化学式为_________; 生成 B 的化学反应为 。将 B 投入酸性溶液中(如盐酸溶液)可能看到的 现象为 ,其化学反应方程式为 。 4.写出 A 受热分解的化学反应方程式 。该反应 (填“是”或 “否” )属于氧化还原反应。 第六题(14 分) A 是一种强酸,其浓度超过 40%,就会迅速分解,产生比它的酸性更强的酸 B,同时 放出气体 C 和 D,该气体经干燥后,平均分子量为 47.6,所得气体通过 80℃NaOH 溶液, 得到的产物中一种是 A 的钠盐,同时还剩余一种可以使带火星的木条复燃的气体 D。试完 成下列各题: 1.确定 A、B、C、D 各物质的化学式; 2.定量推算气体 C 和 D 的组成; 3.写出 A 分解方程式并配平; 4.写出气体与湿润的淀粉-碘化钾试纸的反应方程式和现象; 5.写出将气体通过 80℃NaOH 溶液时发生的反应方程式。

第七题(11 分) 有机物 O:CH3(CH2)5CH2C≡CCH2C≡CCH2OH 可由下面的路线合成:
A / KOH HC≡CH ?? ? ?? B
2 / Ag , ? C ?O ? ? ?? D

/ Na2O2 (1) ? D;( 2 ) H 2O 无水乙醚 无水乙醚 E ?HBr ?? ?? F ?Mg ?? H ?HBr ?? ? I ?Mg ?/? ? ?? G ???? ?/? ? ?? J

PBr 3 1) ? D;( 2 ) H 2O B / 一定条件 B / 一定条件 ?(? ?? ?? K ?HBr ?? ? L ?? ?? N ?? ? ?? ?? M ?? ? ?? ??

CH3(CH2)5CH2C≡CCH2C≡CCH2OH(O) 1.写出 A~M 各物质的结构简式 2.用系统命名法命名化合物 M、O

第八题(12 分) 请解释下列问题:[来源:Zxxk.Com] 1.可燃“冰”是一种沉睡海底和高寒冻土地带的一种独特新能源。提取可燃“ 冰” , 不能不提到前苏联天然气专家契尔斯基在劳动场地那扣人心弦的一幕。事件的经过是这样 的:当时,他正在指导工人把水注入天然气井中,看对产气量有何影响,结果一件意外的事 件发生了。当他叫工人向一口正在出气的气井中注入 20 吨水后,气井突然变得沉寂了,从 此不再出气。 人们都抱怨契尔斯基把一口好端端的气并给断送了。 为什么向气井中注水气井 就断气了呢?有没有挽救的办法?契尔斯基在沉思, 突然一个灵感闪现在他的心头, 他果断 地做出了大胆的决定,他命令工人向井里注入两吨甲醇(CH3OH) 。不一会奇迹出现了,气 井又复活了,大量的可燃气体源源不断地向外冒。大家欢呼雀跃,都称赞契尔斯基是一位足 智多谋的专家。那么,气井先断气后又出气的原因何在?请你加以解释。 [来源:Zxxk.Com] 2.有一个旋光性的醇 C8H12O(Ⅰ) ,催化加氢后得到无旋光性的醇 C8H14O(Ⅱ) ,试 写出(Ⅰ)和(Ⅱ)的构造式。 3. Na2MoO4 能通过 Mo-O 配位使 MoO42 在酸性介质中, - 互相综合组装成大环超分子。大环超分子的组成为: Mo176O498(OH)32(H2O)80。大环内外充满了 H2O,其超分子图 如右图: 取一支大试管,内盛浓度较高的硅酸钠溶液,向其中滴 加饱和的氯化铵溶液时,你会发现,试管中立即出现白色胶 状物,静置片刻,你可以把试管倒过来,几乎滴水不漏。请 你加以解释。

4.H2 与 F2 在暗处混合就爆炸,而 有关资料记载了下面两个反应方程式: 800o C 2Li+H2 ?700 ? ?? 2LIF??② ??? ?? 2LiH??①; 2Li+F2 ?高温 对于①可以理解,H2 键能大,②式反应条件是资料有误,还是另有原因?提出你的看 法。

第九题(6 分) 尽管目前化学家还难以用化学方法将 Na+还原,但是化学家有能力用化学方法使 Na 等 6 碱金属原子接受一个电子成为 Na-。金属钠在乙胺中溶解度极小,约为 10- mol/L,若在乙 胺中先溶解一定量的二苯基 18-冠-6 醚(右图)后,钠的溶解度可 以达到 0.21mol/L,成为电解质溶液。以钠为电极,通入直流电进行 电解,结果在两极都能得到金属钠。请回答下列问题:[来源:学+科 +网] 1.写出电解过程电极上的反应离子方程式; 2.请解释,为什么电解的两种离子在溶液中没有发生反应; 3.如果电解时只有阴极析出金属钠,阳极无物质析出,溶液导电微粒有哪些?

第十题(12 分) 我们知道,氧在一定条件下可以与金属元素反应生成氧化物、过氧化物、超氧化物和臭 氧化物。类似于臭氧化物的其他元素的化合物,如 Ba(N3)2、AgN3,还有很多。现有短周期 元素 A、B,都是构成蛋白质不可缺少的元素,A 与 B 在一定条件下可以形成 A2B2、A4B4、 (AB)n 等系列化合物。A、B 在自然界中既有游离态,又有化合态,A 在自然界中游离态少 于化合态,A 与 As 在自然界中的矿床有多种,有一种矿物纯化后,在古代作用相当于今天 的修正液,用于涂抹写错的文字,并形成一个成语, “信口雌黄” ,即掩盖事实真相,乱说一 气。请回答下列问题: 1.写出 A、B 的元素符号; 2.解释(AB)n 为什么可以作为一维分子导线? 3.(AB)n 导线能由 A、B 两种元素直 接化合吗?[来源:学。科。网] 4.完成 B2FAsF6+H B3→[X]+HF 的反应方程式。写出化合物 X 中含 B 元素的阳离子 的共振结构式。 5.B3-还能与金属、非金属元素形成配合物,如[Pb2(N3)6]2-、[As(N3)6]-。请画出配合 2 物[Pb2(N3)6] -的 2 个可能立体结构,并比较稳定性。[来源:学§科§网 Z§X§X§K]

第十一题(4 分)[来源:Zxxk.Com] 因大分子存在而引起小分子 (离子) 在膜两侧分布不均现象叫董南平衡。 如图所示: [来 源:学.科.网]

(a) 开始时 (b) 平衡时[来源:学&科&网 Z&X&X&K] 将蛋白质电解质 NanP 和 NaCl 水溶液用半透膜分开;膜内为 NanP(浓度为 c) ,膜外为 + - n- NaCl(浓度为 b) ,除 P 离子,其余均可以自由通过。平衡时,[Na ]外=b-x,[Cl ] 外=b + - -x,[Na ]内=nc+x,[Cl ]内=x,试求 x 值(用 b、c、n 来表示) 。

第十二题(10 分) 已知五羰基铁可与乙酸镉在一定条件下发生反应生成主要产物 CdFe(CO)4(NH3)2。该产 物在真空中、60℃条件下生成 A。元素分析表明:A 中含四种元素且含 Cd 40%。物质 A 单 体不 稳定,易形成多种聚合物。例如在 2,2’-联吡啶中,A 以 A3 形式存在,A3 又与溶剂 形成配合物 B,x 射线衍射表明 B 中存在平面六元环,且存在金属-金属-羰基键,同时还 知道,B 中 Fe 以高度变形的八面体几何构型存在,而 Cd 则以四面体构型存在。回答下列 问题: 1.写出生成 CdFe(CO)4(NH3)2 的反应方程式;[来源:学&科&网 Z&X&X&K] 2.写出 A 的分子式。 3.写出配合物 B 的结构式。 4.A 还可聚合为 A4,A4 中有平面八元环,且只有一种金属-碳键。画出 A4 的结构。

第十三题(12 分) 沸石分子筛是重要的石油化工催化材料。 沸石是硅酸盐的一种, 下图甲是一种沸石晶体 结构的一部分,其中多面体的每一个顶点均代表 1 个 A 原子(A 可以是 Si 或 Al) ,每一条 边代表 1 个氧桥(连接两个 A 原子的氧原子) 。该结构可以看成是由正八面体切顶形成 6 个 正方形和 8 个正六边形围成的凸多面体(称为β 笼) ,通过六方柱笼与相邻的 4 个β 笼相连 形成的三维立体结构,如图甲所示。若以切口的四边形 对接 则形成图乙。请回答:

1.若 将每个β 笼看作一个原子,六方柱笼看作原子之间的化学键,上图可以简化成什 么结构?请画出这种结构的图形。[来源:学科网 ZXXK] 2.若从晶体类型来看,它可以看成是以β 笼 为基本粒子,形成氯化钠型晶体结构。 该晶胞中含有几个β 笼? 3.如果图乙是一个纳米粒子,写出该纳米硅氧阴离子的化学组成; 4.如果乙图向三维空间无限顺延,写出硅氧化学式的表示式。

答案
第 1 题(7 分) 大气 石油或水 铂 4NH3+5O2=4NO+6H2O 2NO+O2=2NO2 2NO2=N2O4 3NO2+H2O=2HNO3+2NO↑(各 1 分) 第 2 题(5 分)

第 3 题(6 分) 第一步,加稀硫酸于废渣中,MgCO3、CaCO3 溶解,而 B2O3、SiO2 不溶,过滤除去不 溶物; 第二步,根据溶解——温度图,知道 CaSO4 随温度升高而溶解度下降,因此加热,浓 缩 CaSO4 沉淀,而 MgSO4 留在溶液中,过滤,除去 CaSO4; 第三步,蒸发、冷却、结晶,析出 MgSO4·7H2O 晶体,过滤即得。 (各 2 分) 第 4 题(10 分) 1.主:PI3+3C2H5OH→3C2H5I+H3PO3(2 分) 副:PI3+3C2H5OH→(C2H5O)3P+3HI(2 分) 2.沸石(或碎玻璃) (1 分) 防止溶液暴沸(1 分) 3.冷凝回流易挥发的反应物(1 分) 下入上出(1 分) 4.加入稀的 NaOH 溶液(1 分) 洗涤分液(1 分) 第 5 题(12 分) 1.NH4H; ;正四面,sp 杂化(各 1 分)
3

2.碱:NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑(各 1 分) 3.CuH,NH4H+CuI=CuH+HI+NH3↑; 生成白色难溶物,并有气体放出;CuH+HCl=CuCl↓+H2↑(各 1 分) 4.NH4H NH3↑+H2↑;是。 (各 1 分) 第 6 题(14 分) 1.A:HClO3 B:HClO4 C:Cl2 D:O2(各 1 分) 2.气体组成为 O2︰Cl2=3︰2(2 分) 3.8HClO3=4HClO4+3O2↑+2Cl2↑+2H2O(2 分)

4.2KI+Cl2=2KCl+I2 淀粉变蓝; I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl 蓝色又褪去(4 分) 5.3Cl2+6NaOH=5NaCl+NaClO+3H2O(2 分) 第 7 题(分) 1.A:HCHO B:HC≡CCH2OH C:CH2=CH2 D: (各 1 分)

E:CH3CH=CH2 F:CH3CH2CH2Br G:CH3CH2CH2MgBr H:CH3(CH2)3CH2OH I:CH3(CH2)3CH2Br J:CH3(CH2)3CH2MgBr K:CH3(CH2)5CH2OH L:CH3(CH2)5CH2Br M:CH3(CH2)5CH2C≡CCH2OH N:CH3(CH2)5CH2C≡CCH2Br(各 0.5 分) 2.M:2-癸炔-1-醇;O:2,5-十三碳二炔-1-醇(各 1 分) 第 8 题(6 分) 1.阳极:Na--e-=Na;阴极:Na++e-=Na(各 1 分) 2.阳离子与冠醚形成配合物,被嵌在冠醚穴 中,Na 被溶剂所包围着,均被囚禁,

可望不可及,所以不反应。 (2 分) 3.根据电性守恒原则,平衡 Na+的不是某种元素或原子团的微粒,那只有电子了。所 以导电的微粒有钠正离子与溶剂化电子,即电子盐。即: Na(s)+nL Na+(L)+e-(溶剂化) [Na(L)n]+[e(溶剂化)]-(电子盐) (2 分) 第 9 题(12 分) 1.A:S B:N(各 1 分) 2.硫氮原子可先各自提供两个单电子形成σ 键,尔后每个 S 原子再提供一对 3p 孤电 3n 子与每个 N 原子提供的 2p 单电子,侧面重叠,形成π 2 n 键,在电场力作用下,π 键中的部 分电子可以在一维通道中定向迁移而导电,如图 。

(2.5 分) 3.不能。N2 分子内部的键能比(SN)n 大得多,当外化学键破坏,(SN)n 内部的化学键早 已不复存在。 (2 分) 4.N2FAsF6+HN3=[N5]+[AsF6]-+HF(1.5 分) (1.5 分)

5.甲:

乙:

,乙比甲要稳定(2.5 分)

第 10 题(4 分) + - + - + - Na 、Cl 进出膜速率应相等 v 进=k 进[Na ]外·[Cl ]外 v 出=k 出[Na ]内·[Cl ]内 + - + - 因 v 进=v 出 k 进=k 出。所以[Na ]外·[Cl ]外=[Na ]内·[Cl ]内(2 分) (b-x)2=(nc+x)x,所以 x=b2/(nc+2b) (2 分) 第 11 题(10 分) 1.Fe(CO)5+Cd(Ac)2+2NH3+H2O=CdFe(CO)4(NH3)2+CO2+2HAc(2.5 分) 2.CdFe(CO)4(2.5 分)

3.

(3 分)

4.

(2 分)

第 12 题(12 分) 1. (3 分,复杂源于简单,简单孕育复杂。由复杂到简单,将 的抽象

概括,这样佛石图就转化为金刚石结构的一部分) 2.8(2 分,氯化钠晶体是面心结构,用 代替氯和钠元素,这样氯化钠晶体就转化 为沸石晶体结构) 3.[Si192O432]96-(4 分,一个 有 36 条棱边:6 个分立的四边形,新切出的,加上原 来八面体的自身 12 条棱边;每个棱心一个氧,加上 24 个顶:每个顶上外伸一个氧原子,顶 心一个硅;故有 60 个 O,24 个 Si,通过三个切口与其他 对接,构成纳米粒子立方体的 边,这样每个 有三个四边形须接过去,硅原子数不变,氧原子数减半,即 12/2=6。因 此,图乙纳米粒子中硅原子数 24×8=192 个,氧原子数(60-6)×8=432 个。 ) 4.SiO2(3 分,乙图向三维空间无限顺延,此时乙图只是一个晶胞,似乎难以想象与 表达。此时不妨退回到最基本点,由硅氧四面体出发 其化学式。 ) 第 13 题(10 分) 1.2,6-二苯基环己甲醇(1 分)
2 2 2.CH3COOH ?? ?? ClCH2COOH ??????? ? ? CH2(COONa)2

,氧全方位与硅共享,可推知

Cl / P

(1) NaCN ;( 2) NaOH / H O

2 H 5OH / H 2 SO4 ?C ? ??? ?? CH2(COOEt)2

-CHO+CH3COCH3 ?OH ? ??

?

2 ( COOEt ) 2 ?CH ? ?? ??

1) H 2O ,OH ;( 2 ) H ; 3) ? , ? CO2 ?(? ????(? ? ??

?

?

? Hg / HCl ?Zn ? ?? ??

?EtOH ? ??

4 ?LiAlH ?? ?X


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