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2008年全国化学竞赛初赛模拟试卷(27)


2008 年全国化学竞赛初赛模拟试卷(27)
第一题(10 分)
在化学反应中,溶剂的极性对物质的氧化性和还原性产生重大影响。例如,在水溶液中, SO3 具有很强的 氧化性,而 H2S 具有很强的还原性;而在乙醚中,SO3 的氧化性较弱,H2S 的还原性也较弱,SO3 和 H2S 可以共 存。 1.试写出 H2S 气体在过量的 SO3 中发生的化学反应方程式_

___________________。 2.在-20℃时,将 SO3 加到无水乙醚中,再将与 SO3 等物质的量的 H2S 气体通入到上述体系中,发现有 无色晶体 A 出现。经分析,该晶体中含有 H、C、O、S 四种元素。进一步研究发现:在反应前后,C—H 键、 C—O 键没有遭到破环,且 A 中的 C-H 键数是 SO3 物质的量的 20 倍。A 中 S 元素存在两种化学环境,O 元素 有三种化学环境。 (1)试根据题意写出 A 的分子式。 (2)写出生成 A 的化学反应方程式。 (3)简述乙醚在制备 A 过程中的作用。 3.小心将 A 加热到 0℃,发现 A 质量减轻,生成化合物 B。B 在常温下不稳定,加热后能生成两种酸性气 体。试写出 B 的分子式。

第二题(8 分)
近年来,硒化学发展迅速。试根据下列信息回答问题: 1.将单质硒与乙炔混合,在 623~673k 下聚合成 A。已知 A 为无色液体,熔沸点分别为 195K 和 383K。进 一步分析知:A 的分子式为 C4H4Se,且所有的原子都满足 8e(氢为 2e)规则。 (1)试写出化学反应方程式。 (2)画出 A 分子的结构式,判断 A 分子有无芳香性,为什么? (3)A 分子是否稳定,为什么? 2.氯代丙酮能与硒脲(H2NCSeNH2)发生 1︰1 缩合反应,生成化合物 B。试写该反应方程式。

第三题(9 分)
在 260K 左右时,用惰性材料做电极,以高电流密度电解碳酸钠 Na2CO3 的浓溶液,在阳极可得到浅蓝色 的盐 A。经分析,盐 A 的阴离子是由两个平面三角形通过氧原子相连得到的。 1.确定盐 A 的化学式,画出其阴离子的结构。 2 .该电解反应中,阳极反应为 _________________ ;阴极反应为 ______________ ;电解反应方程式为 ________________;电解过程中溶液的 pH 值_____( “增大”或“降低” ) 。 3.写出盐 A 与稀硫酸反应的化学方程式。

第四题(10 分)
1866 年,化学家在 258~263K 时,将干燥的 KOH 置于含 6~8%O3 的 O2 中 2.5h 后,即可生成盐 A。已知 盐 A 易溶于液氨,但能跟水剧烈反应,放出 O2。纯净的 A 为红棕色针状结晶,其阴离子价电子数与 ClO2 价电 子数相等。 1.写出生成 A 的化学反应方程式。 2.如何从上述反应产物中提纯 A? 3.写出 A 与水反应的化学方程式。 4.在 143K 时,将 O3 通过氨气可得到盐 B 和盐 C。经分析,B 和 C 含有相同的阳离子,B 中的阴离子为 6 平面型,含有π 4 大π 键,C 的阴离子与 A 的阴离子相同。试确定 B 和 C 的化学式,并写出生成 B 和 C 的化学 反应方程式。

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第五题(10 分)
在金的各化合物中, +3 价金较为稳定, 并且很容易生成配合物, 其配位数一般为 4, 具有平面正方形结构。 1.试写出+3 价金的电子排布式。 2.将 AuF3 和 XeF2 同 F2 一起加热到 4000C,几小时后只生成了一种化合物 A。经研究发现,A 是一种共价 型离子化合物,其阴离子基本上呈八面体结构,阳离子的结构可看作是两个八面体以一个氟原子桥联在一起, 且两个八面体中各有一个氙原子同阴离子中的氟原子相连。 (1)试写出 A 的分子式,写出生成 A 的化学反应方程式。 (2)画出 A 的结构。 3.在 N2 气氛中,在 110℃时,将 A 与 CsF 反应,可以得到化合物 B 和 C。已知 A 的阴离子在反应前后没 有发生键的断裂,B 是一种具有八面体的二元化合物。 (1)写出 B 和 C 的分子式。 (2)写出生成 B 和 C 的化学反应方程式。

第六题(13 分)
将 ZnSO4 溶液与 H2O2 混合,再往混合溶液中加入适量的 NaOH 溶液,不久可沉淀出二元化合物 A。X 射 线研究表明,A 与黄铁矿 FeS2 具有相同的结构。 1.写出生成 A 的离子反应方程式。 + - 2.FeS2 的结构与 NaCl 结构相似。将 Na 用 A 中阳离子(记为 X)取代,Cl 用 A 中的阴离子(记为 Y) 取代,即得到 A 的结构。X 射线研究表明,A 的晶胞边长为 a=487pm。 (1)试计算 A 的密度。 (2)X 原子的 Y 原子的配位多面体是什么?配位数是多少?这些配位多面体按怎样的方式相互连接?根 据这些问题的解答,可推知 X—Y 键的键型如何? (3)X 射线测定结果表明,在 A 阴离子基团中 Y 原子间的键距为 148pm,而典型的 Y 的半径为 140pm。 这些事实说明 A 中阴离子基团中的键型如何? 3.A 微溶于水,加热时能发生水解。当 pH<5 时,A 的溶解度增大,这是为什么?试用化学反应方程式 解释。 4.在潮湿的空气中,A 到 200℃时,会生成少量的 B。已知 B 的元素组成与 A 的元素组成完全相同,且 B 的阴离子的价电子数比 NO 的价电子数多 2。试确定 B 的分子式,并写出生成 B 的离子方程式。

第七题(14 分)
在室温下,将浓氢碘酸能从浓原碲酸 H6TeO6 溶液中沉淀出一种灰黑色固体 A(含碘、 碲两种元素)和一种固体 B。若将 A 投入到氢碘酸中,A 溶解得 C,C 的阴离子呈八面体。 若将 B 加到淀粉溶液中,溶液变为蓝色。进一步分析知:A 分子能以离子形式存在,A 能 四聚成 D,D 由四个畸变的八面体聚合而成的。如图所示,碲在八面体的中心,碘在八面 体顶角。 1.确定 A 和 B 的分子式。 2.写出制备 A 的化学反应方程式。 3.简述制备 A 的实验步骤。 4.如何分离上述反应产物? 5.A 的电导实验表明,A 的电导与 KCl 相同。试写出 A 的离子形式。 6.画出 D 的结构式。
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7.在分子中 Te-I 键长共有三种:276.8pm、310.8pm 和 322.7pm。指出每种 Te-I 键的个数。 8.碲与 CH3I 在 373K 反应,也能得到 A 晶体。试写出化学反应方程式。

第八题(12 分)
取 1.25g 的某化合物 A 溶于 2 倍(物质的量)的盐酸中。将盐溶液的一半加入过量的碱中,此时没有发生 任何明显的变化。在对碱溶液缓慢酸化时,则析出沉淀,向另一半盐溶液中加入等量的硝酸银,得到 5.74g 沉 淀。沉淀上面溶液的焰色反应呈黄色。 1.试确定原化合物 A 的组成并写出上述各步反应的化学反应方程式。 2.A 的阴离子的成酸元素 X 的单质能在氨气流中于 1050~1100℃加热 30 分钟可得到疏松的灰色粉末 B。 B 在半导体、光电子和感光材料等领域应用及其广泛。已知 B 的晶体属于纤维矿 ZnS 型结构。B 较稳定,一般 情况下只溶解在热的浓碱(如 NaOH)溶液中。试写出上述两个化学反应方程式。 3.把过量的 X 元素的单质加入 NaOH 的液氨溶液中,可制得 C 溶液。经分析,C 中不含有氧元素,其焰 色反应为黄色,且 C 中阴离子为正四面体结构。试写出生成 C 的离子方程式。 4.C 加热能发生分解,能生成 D 和一种碱性气体。若 D 的物质的量是该碱性气体的 1/2。试写出生成 D 的 化学反应方程式。

第九题(14 分)
1947 年,化学家 Schlessinger 作了一个著名的实验:令 LiH 同无水 AlCl3 在乙醚中进行反应,结果生成了 化合物 A 和 B。经分析,化合物 A 中的阴离子呈正四面体结构,A 和 B 的颜色反应均呈紫红色。化合物 B 若加 入 AgNO3 溶液有白色沉淀生成,若加入 NaF 溶液也能产生白色沉淀。 1.判断 A 和 B 是什么物质?写出其化学式。 2.写出生成 A 和 B 的化学反应方程式。 3.A 是一种白色晶状固体,在室温或干燥空气中相对稳定,但对水极其敏感。A 遇水立刻发生爆发性的猛 烈反应,且水的量不同,其固体产物不同,但若 A 相同,产生气体 C 的量都相等。这是我们测定 A 的纯度或测 定有机物中水的含量的依据。 请写出 A 与水发生反应的所有可能发生的化学反应方程式。 4.A 的乙醚溶液能同氨猛烈的作用,该反应可看作是一种取代反应,氨气的量不同,其反应产物也不同, 但都有气体 C 生成。假若生成的一种产物 D 其阴离子也呈正四面体。试确定 D,并写出生成 D 的化学反应方程 式。 5.此外,A 在吡啶溶液中同 CuI 反应,能生成三种二元化合物,其中一种产物呈纤维矿 ZnS 型结构。试 写出该反应的化学方程式。 6.向 A 的乙醚溶液中加入计算量的乙醇,可分别得到不同的产物。当乙醇的物质的量是 A 的一倍时产物 是 E 和 C,2 倍时是 F 和 C,3 倍时是 G 和 C。试确定 E、F 和 G 的化学式。 7.1952 年,化学家 W.E.Garner 对 A 的热分解进行了深入地研究。根据热差分析发现: 在 154~161℃时,A 能脱失 50%(元素的物质的量分数,下同)氢的分解反应;在 197~227℃时,又能脱 失剩下来的 50%的氢;在 400℃时脱失剩下的所有的氢。已知在第一阶段的热分解反应中,有一种生成物其阴 离子呈正八面体结构。试分别写出 A 分解的化学反应方程式。

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2008 年全国化学竞赛初赛模拟试卷(27)参考答案
第一题(9 分)
1.H2S+3SO3=4SO2+H2O; 2. (1)H2S2O3·2(C2H5)2O; (2)SO3+H2S+2(C2H5)2O→H2S2O3·2(C2H5)2O; (3)一种溶剂,降低反应物氧化性和还原性。 3.H2S2O3;

第二题(8 分)
1. (1)2CH≡CH+Se→C4H4Se; (2)
Se

;有芳香性。由于 Se 有一对电子在 ? 轨道上,可以形成 ? 5 的大 ? 键,满足休克尔规则,
6

因此具有芳香性。 (3)A 分子是平面型分子,电荷分散,稳定。 2.
H3C C H2C O NH H3C
Se N

+
Cl HSe
O

C NH2

H O + HCl NH2 + 2

第三题(9 分)
1.A:Na2C2O6;


O C O O


O

C




O

2.阳极:2CO32 -2e=C2O62 ;阴极:2H2O+2e=H2↑+2OH ; 电解反应:2K2CO3+2H2O K2C2O6+2KOH+H2↑; 随着 KOH 浓度增大,溶液的 pH 值增大。 3.K2C2O6+H2SO4=K2SO4+2CO2+1/2O2+H2O。

第四题(9 分)
1.5O3+2KOH=5O2+2KO3+H2O; 2.向上述产物中加入液氨,萃取出 KO3,待氨蒸发后即得 A 的结晶。 3.4KO3+2H2O=4KOH+5O2↑; 4.B:NH4NO3;C:NH4O3;3O3+4NH3=NH4NO3+2NH4O3。

第五题(9 分)
1.1s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d8; 0 C 2. (1)A:[Xe2F11][AuF6];AuF3+XeF2+F2 ?400 ? ? ? [Xe2F11][AuF6];
F F Xe F F F Au F F F
0

F

F F Xe F F

(2)F

F



F

F

110 C 3. (1)B:XeF6;C:Cs[AuF6]; (2)[Xe2F11][AuF6]+CsF ? ? ?? 2XeF6+Cs[AuF6]。

第六题(12 分)
1.Zn2 +H2O2+2OH =ZnO2+2H2O;
+ -

2. (1) ? ?

Z ?M 4 ? (65.39 ? 16.00 ? 2) =5.6g/cm3; ? ?10 3 23 V ? N A (487? 10 ) ? 6.02 ? 10

(2)ZnO2 中 Zn 原子的 O 原子配位多面体是八面体,配位数为 6;Zn 原子的配位多面体可共面连接; 在 ZnO2 晶体中 Zn-O 键包含相当大的共价键成分; - (3)O—O 键距小于典型的 O2 半径的 2 倍,说明两个 O 原子间的化学键是共价键。若是离子键,则键 距非常接近于离子半径的两倍,而不是小于离子半径。 3.ZnO2+2H2O=Zn(OH)2+H2O2;当 pH<5 时,H+增大,H+与 Zn(OH)2 继续反应:Zn(OH)2+2H+= Zn2++2H2O,这样 ZnO2 的水解向右移动。 4.Zn(O2)2;3O22-+2H2O=2O2-+4OH-

第七题(13 分)
1.A:TeI4;B:I2;
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2.6HI+H6TeO6=TeI4↓+I2+6H2O; 3.将氢碘酸慢慢滴入原碲酸中,当沉淀量最多时即停止滴加氢碘酸; 4.TeI4 是离子晶体,极性强;而 I2 是非极性分子,因此可用 CCl4 洗涤可将产物提纯; 5.[TeI3]+I-;
I I I Te I I I Te I Te I I I I Te I I I; I I

6.

7.上述数据分别是与一个、两个、三个碲原子相连的三种 Te-I 键,分别有 10,8,6; 8.Te+4CH3I=TeI4+2CH3CH3。

第八题(12 分)
1.n(AgCl)=n(HCl)=5.74/143.5=0.04mol;由此可知,向 1.25g 某化合物 A 中加入了 0.08mol 盐酸,但与 物质 A 反应的盐酸只有 0.04mol。因为 AgCl 上面的的溶液能使火焰呈黄色,所以 A 中含有钠元素。在酸化碱性 溶液时析出了沉淀说明是两性氢氧化物。可见,A 可能是 Na2XO2、NaXO2 或 Na2XO3 型化合物。 求第一种类型化合物的摩尔质量: Na2XO2+4HCl=2NaCl+XCl2+2H2O 1.25g 0.04mol mg 4mol 解得:m=125g,M=125g/mol。因此,未知金属的相对原子质量为 125-16×2-23×2=47,但没有原子 量为 47 的二价金属。 同理可求得:第二类化合物 NaXO2 种未知金属的相对原子质量的等于 70,故它是镓。对于第三类化合物 Na2XO3 来说,同样可求得未知金属的相对原子质量为 93.5,但没有此四价金属。 NaGaO2+4HCl(过量)=NaCl+GaCl3+2H2O;GaCl3+4NaOH(过量)=NaGaO2+3NaCl+2H2O; NaGaO2+HCl+H2O=Ga(OH)3↓+NaCl(慢慢酸化) ; NaCl+GaCl3+4AgNO3=NaNO3+Ga(NO3)3+4AgCl↓; 2.2Ga+2NH3 2GaN+3H2↑;GaN+NaOH+3H2O→Na[Ga(OH)4]+NH3↑; - - 3.2Ga+2OH +8NH3→2[Ga(NH2)4] +3H2↑+2H2O; 4.Na[Ga(NH2)4] Na[Ga(NH)2]+2NH3↑

第九题(14 分)
1.A:LiAlH4;B:LiCl; 2O 2.4LiH+AlCl3 ?Et ? ? ? LiAlH4+3LiCl; 3.LiAlH4+2H2O=LiAlO2+4H2↑;LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑; 4.D:LiAl(NH2)4;LiAlH4+4NH3=LiAl(NH2)4+2H2↑; 吡啶 ? 4CuH+AlI3+LiI; 5.LiAlH4+4CuI ??? 6.E:LiAl(OC2H5)H3;F:LiAl(OC2H5)2H2;G:LiAl(OC2H5)3H; 7.3LiAlH4 Li3AlH6+2Al+3H2↑;Li3AlH6 3LiH+Al+3/2H2↑; 2LiH=2Li+H2↑。

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