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2014化学竞赛模拟试题2


2014 高中化学奥林匹克竞赛全真模拟试题二
? ? ? ? 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。
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] [222] -Lu 178.5180.9 183.9186.2190.2 192.2195.1197.0200.6 204.4207.2209.0 [210][210] 132.9137.3La Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs M t H

1.008

相对原子质量

第 1 题(6 分)完成下列化学方程式 1-1 某校曾发生误将高锰酸钾与红磷相混,造成一死一残的严重事故。试写出这一变

化的化学方程式。

1-2

在一支试管中,盛少量 As2S3 和 K2S 粉末(物质的量之比为 1︰2) ,往其中加入足

量硝酸并微热。写出化学反应方程式(用一个化学方程式表示,HNO3 还原为 NO)

1-3

在 SnCl2 的硫酸溶液中滴入 KMnO4 至刚好反应完全。写出离子反应方程式。

第 2 题(13 分)金属 X 被喻为“含在口中就熔化的金属” ,是 1871 年俄国化学家门捷 列夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝” 、1875 年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中 离析出的金属。 近年来, X 成为电子工业的新宠, 其主要用途是制造半导体材料, 被誉为 “半 导体材料的新粮食” 。 2-1 X 的元素符号是 ,电子构型是 。呈现的化合价可能是



。 2-2 X 的化学性质不活泼,在常温下几乎不与氧和水发生反应,但溶于强酸和强碱。

写出离子反应方程式。 2-3 X 的熔点为 (请估计) , 沸点却高达 2403℃, 更奇妙的是 X 有过冷现象 (即

熔化后不易凝固) ,它可过冷到-120℃,是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属,是 金属制造 材料中的千古绝唱。 。

并分析 X 做该材料时还可能具有哪些性质

2-4 X 不能像普通金属那样任意堆放,也不能盛装在玻璃容器内,试分析可能原因, 并提出保存方案。

第 3 题(11 分)化合物 A 含硫(每个分子只含 1 个硫原子) 、氧以及一种或几种卤素; 少量 A 与水反应可完全水解而不被氧化或还原,所有反应产物均可溶于水;将 A 配成水溶 液稀释后分成几份,分别加入一系列 0.1 mol/L 的试剂,现象如下: ①加入硝酸和硝酸银,产生微黄色沉淀。 ②加入硝酸钡,无沉淀产生。 ③用氨水将溶液调至 pH=7,然后加入硝酸钙,无现象发生。 ④溶液经酸化后加入高锰酸钾,紫色褪去,再加入硝酸钡,产生白色沉淀。 ⑤加入硝酸铜,无沉淀。 3-1 3-2 3-3 3-4 3-5 ①、②、③的目的是为了检出什么离子?试分别写出欲检出离子的化学式。 写出④发生的反应的离子方程式。 ⑤的欲测物质是什么?写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。 以上测试结果表明 A 可能是什么物质?写出 A 的化学式。
3 3 称取 7.190g A 溶于水稀释至 250.0cm 。取 25.00cm 溶液加入 HNO3 和足量的

AgNO3,使沉淀完全,沉淀经洗涤、干燥后称重,为 1.452g。写出 A 的化学式。 3-6 写出 A 与水的反应的方程式。若你未在回答以上问题时得到 A 的化学式,请用

SO2ClF 代替 A。

第 4 题(9 分)Ar、Xe、CH4、Cl2 等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中, 水分子形成三维氢键骨架体系。 在骨架中有空穴, 它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。 4-1
3 3 甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每 1m 这种晶体能释放出 164m 的甲烷

气体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。 (不足的数据由自己假定,只要假设合理均按正确 论)

4-2

X-射线衍射分析表明,该晶体属于立方晶系 a=1200pm。晶胞中 46 个水分子围

成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体(2 个六角形面,12 个五角形面) ,八个 CH4 分 子可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。

4-3

已知 Cl2 的气体水合物晶体中, Cl2 和 H2O 的分子数之体为 1︰8, 在其晶体中水分

子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。

第 5 题(11分)不久前,美国威斯康星洲Emory大学的研究者们 发现了一种可以在温和条件下将硫醚(普通醚的氧原子被硫代替)选 择性地氧化为硫氧化物的水溶性催化剂。新催化剂是金(III)配合物

(如图),催化速度比已知以氧气为氧化剂的高温水溶性催化剂高几个数量级。该发现的潜 在应用价值是可以在空气中分解掉化妆品、涂料、织物的污染物。回答下列问题: 5-1 下列物质中属于硫醚的有( )。

A.CH3-SH 5-2

B.CH3-S-CH3

C.CH3- -CH3

D.CH3CH2- -OH

配位键是一种特殊的共价键,共享电子对完全由一个原子提供。该催化剂分子中

的配位键是_____________。 5-3 5-4 “金(Ⅲ)配合物”中‘Ⅲ’表示_____________。 氧化硫醚的氧化剂一般选择过氧化氢,由于副产物是水,对环境十分友好,所以,

过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。 ①过氧化氢与水比较:沸点较高的是________;密度较大的是________;常见分子中, 与过氧化氢式量相同的分子是__________(填化学式)。 ②过氧化氢可以看作二元弱酸,在低温、稀溶液状态下能较稳定地存在,其水溶液俗称 双氧水。请设计一条实验室制备少量纯净的双氧水的合成路线(只写出原理即可)。 ③HOF 是较新发现的一种特殊物质,该物质容易水解能得到有氧化性的酸性溶液。请 写出该水解方程式________________________。

第 6 题(4 分) “瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。用作饲料后,猪吃了它能减肥,人吃 了它会中毒甚至死亡。自 20 世纪 80 年代开始,欧美等世界各国均将其定为禁用药品。 6-1 盐酸克仑特罗的化学名为α -[ (叔丁氨基)甲基]一对氨基—3,5 一二氯苯甲

醇盐酸盐,化学式为 C12H18Cl2N2O·HCl。画出它的结构简式。

6-2

在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子,并比较它们的强弱。

第 7 题(6 分)科学家预言,燃料电池将成为 20 世纪获得电力的重要途径。因为燃料 电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多,环境污染少,节能。按燃料电池 化学成分的不同,有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型;按电解液的性质不同,可分为碱

性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。 以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极,用 35%~50%KOH 为电解液,天然气和空 气为原料,构成的电池为碱性燃料电池。请写出: 阳极反应: 电池总反应式: ;阴极反应: 。 ;

用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质,例如 Li2CO3 52%、Na2CO3 48%,采用 吸渗锦粉作阴极,多孔性氧化镁作阳极,以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气,混有 CO2 的空气为阴极燃气,在 650℃电池中发生电极反应,这种电池在国外已经问世。请写出有关 的反应式。 阳极反应: 电池总反应式: ;阴极反应: 。 ;

第 8 题(9 分)有强烈气味的无色液体 A 在 100℃蒸馏时,其组成不变。此液体的蒸气 密度(相对于空气)随温度而改变,100℃时为 1.335,20℃时为 1.50。若将液体加到新制的 氢氧化铜(取化学计量的碱)中,沉淀溶解,形成淡蓝色溶液。将 1g 液体 A 与过量浓硫酸 在一起加热时,放出密度(相对于空气)为 0.966 的气体 360mL,若将 1g 液体 A 加到含过 量 MnO2 的硫酸溶液中,则放出同样体积的、比前一种气体重 1.57 倍的另一种气体(体积 均以标准状态计) 。 8-1 确定液体 A 的组成,并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。

8-2 化?

为什么蒸馏时此液体的组成不变?为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变

第 9 题(14 分)日本的白川英树等于 1977 年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜, 发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了 2000 年诺贝

尔化学奖。 9-1 写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。再另举一例常见高分子化合物,它也有

顺反两种构型(但不具有导电性) 。 9-2 9-3 9-4 若把聚乙炔分子看成一维晶体,指出该晶体的结构基元。 简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。 假设有一种聚乙炔由 9 个乙炔分子聚合而成,聚乙炔分子中碳 –碳平均键长为

140pm。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来,形成一个大环轮烯分子,请画出该分子的 结构。 9-5 如果 3 个乙炔分子聚合,可得到什么物质。并比较与由 9 个乙炔分子聚合而成的

大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。

第 10 题(8 分)称取含铅试样 0.500g,用 HNO3 溶解,然后用 1mol/LNaOH 溶液将试 液调至中性。①加入足量 K2CrO4 溶液,铅完全生成铬酸铅沉淀;②将沉淀过滤洗净,用酸 溶解,调节溶液为酸性;③再加入足量的 KI 溶液,释放出 I2;④用 0.100mol/LNa2S2O3 溶液 滴定至终点时,消耗 30.0mL。 10-1 10-2 写出上述①、②、③、④步主要离子反应方程式; 写出该含铅试样中 Pb 的质量分数计算式和结果。

1-1 30KMnO4+18P=10K3PO4+30MnO2+4P2O5(2 分) 1-2 3As2S3+6K2S+56HNO3=6H3AsO4+15H2SO4+44NO↑+4H2O+12KNO3(2 分) 1-3 5Sn2++10Cl-+4MnO4-+32H+=5Sn4++5Cl2↑+4Mn2++16H2O(2 分) 2-1 Ga(1 分)


[Ar]3d104s24p1(1 分) +1 +3(1 分)
+ - -

2-2 2Ga+6H =2Ga3 +3H2↑ 2Ga+2OH +2H2O=2GaO2 +3H2↑(各 1 分) 2-3 30℃(只要高于一般室温,低于体温即可,实际熔点 29.78℃) (1 分) 高温温度计(2 分,写温度计只给 1 分) X 的液体受热时能膨胀,且随温度呈线性膨胀。 (2 分) 2-4 当气温高于 29.78℃时,固体像就熔化为液体“逃之夭夭” ,故要用容器盛装镓,

防止固体爆镓化为液体“潜逃” 。 (1 分) 另外,嫁具有反常膨胀的性质,当镓由液态凝固成固态时,体积要膨胀 3%,这样盛装 镓的容器的材料就不能装在玻璃容器里注意。 (1 分,答出大意即可) 要装在具有弹性的塑料袋或橡胶袋中(1 分) 3-1 A:SOmXn,X=F、Cl、Br、I 之一或几种,∴A 为卤氧化硫,∴A 与水的反应可
2 能是:SOX2+H2O→HSO3-+X-或 SO2X2+H2O→SO4 -+X-(不可能是氧化还原反应) ,

由①、②、③、④、⑤知:A 可能是 SOCl2、SOClBr 或 SOBr2。由⑤的反应现象无 I3-色出
2 2 现并不能判断无 I-,因为有:I2+SO3 -→I-+SO4 -。 (3 分)

3-2

若 A 为 SOX2,则水解产生 SO2:SOX2+H2O→SO2+2HX;
2

5SO2+2MnO4-+2H2O→5SO42-+2Mn2++4H+ 若为 SO2X2,则水解:SO2X2+H2O→SO4 -+X-(2 分) 3-3
2 初步判断有无 I3-离子,其离子方程式为:2Cu ++4I-→2CuI↓+I2。需要指出的

2- 2- - - - 是:由⑤的反应现象无 I3 色出现并不能判断无 I ,因为有:I2+SO3 →I +SO4 。 (2 分)

3-4 3-5

A 可能是 SOCl2、SOClBr 或 SOBr2。 (1 分) 最后经计算 A 为 SOClBr。 若 A 为 SOBr2, 经计算可得沉淀 1.29g; 而 A 为 SOClBr,

可得沉淀 1.45g。 (2 分) 3-6 4-1 SOClBr+H2O=SO2+HCl+HBr(1 分) 假设甲烷气体体积果折合成标准状况下的数据,为 7.32 kmol。设甲烷水合物晶体

的密度与冰密度是相同的,为 1g/cm3,则其中的水有:55.56 kmol,因此:CH4︰H2O=1︰ 7.6。说明:甲烷水合物的组成可能是 6CH4·46H2O。以上是最简单的参考答案,只要答案 为 CH·7~9H2O,均可按满分计。 (4 分) 4-2 4-3 n(CH4)︰n(H2O)=8︰46=4︰23(1 分) ;ρ =0.92g/cm3。 (2 分) 由于 n(Cl2) :n(H2O)=1︰8=6︰48。因此,十四面体笼填入 6 个 Cl2,2H2O

进入十二面体笼。 (3 分) 5-1 5-2 B(1 分)(A 为甲硫醇;C 为常用有机溶剂二甲基亚砜 DMSO;D 为乙基磺酸) Au-S 键(2分)(硫为负二价元素,但存在孤电子对,显然是提供电子对给正

三价的金元素) 5-3 5-4 正三价(1分)(根据金元素的配位——成键特征分析) ①H2O2,H2O2,H2S;(各1分)②燃烧Ba+O2=BaO2;BaO2+H2SO4(稀冷)=

BaSO4↓+H2O2;(2分)③HOF+H2O=HF+H2O2(2分) (水解的实质是相互交换离子,非氧化还原反应;HOF 中 F 为负价元素)

6-1

(2 分)

①确定是盐酸盐,写出有机部分后加·HCl,②有机部分主干是苯甲醇,对位上有氨基, 3,5 位上有氯取代基;③醇的 α 位有甲基取代,而甲基的一个氢原子又被叔丁氨基(- NH(CH3)3)取代。 6-2 略(与羟基相连的碳原子和中间的氮原子) (1 分) C>N(1 分) CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O; O2+2H2O+4e-=4OH-; 阳极反应: 阴极反应:
2 电池总反应式:CH4+2O2+2OH-=CO3 -+3H2O。 2 2 阳极反应:CO+CO3 --2e-=2CO2;阴极反应:O2+2CO2+4e-=2CO3 -;

N 的光学活性一般很弱,往往不太考虑。 7

电池总反应式:2CO+O2=2CO2。 (各 1 分) 8-1 A 溶液是含 HCOOH 74%的恒沸溶液(3 分) HCOOH ?浓硫酸 ? ?? CO↑+H2O(1 分) 2HCOOH+Cu(OH)2=(HCOO)2Cu+2H2O(1 分) HCOOH+MnO2+H2SO4=MnSO4+CO2↑+2H2O(1 分)

8-2

一定压力下,恒沸溶液有恒定的组成,不能用蒸馏法分离。在溶液或蒸气中存在

二聚甲酸(HCOOH)2,随着温度的升高,二聚甲酸不断解离成 HCOOH,故蒸气密度逐渐减 小。 (3 分) 9-1
C C C C C C C C

(顺式)

C C C

C C C

C

C

(反式) (各 1 分) (各 1 分)

(顺式)天然橡胶 9-2 9-3 -CH=CH-CH=CH-(2 分)

(反式)杜仲胶

聚乙炔的结构单元是 CH,每个碳原子轨道都是 sp2 杂化,形成了三个共平面的,夹

角约 120° 的杂化轨道,这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。其余 未成键的 pz 轨道与这一分子平面垂直,它们互相重叠,形成长程的π 电子共轭体。 (3 分)

9-4

(3 分)

9-5

苯(1 分)

具有相同的对称要素(六重轴) ;都有 3 个顺式双键(苯看作单双键,轮烯还有六个反 式双键) (1 分,答出一点,其它合理答案也可以) 10-1
2 2 2 2 ①Pb ++CrO4 -=PbCrO4↓ ②2PbCrO4+2H+=2Pb ++Cr2O7 -+H2O 2- 3+ + - ③Cr2O7 +14H +6I =2Cr +3I2+7H2O 2- 2- - ④2S2O3 +I2=S2O4 +2I (各 1

分) 10-2 Pb~3S2O32


207.2×[0.100×0.0300/3]/0.500(2 分) w(Pb)=41.4%(2 分)


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