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2012高中化学竞赛初赛模拟试卷(含答案)(16)


2012 高中化学竞赛初赛模拟试卷(16)

第一题(4 分)
元素 X 的单质及 X 与 Y 形成的化合物能按如右图 所示的关系发生转化: 1.若 X 为金属,则 X 为 ;n= 。 2.若 X 为非金属,则 X 为 ;置换反应方程式为 m n 。

第二题(8 分)
1.将尿素与钠分散液在 60~110℃发生反应,然

后加热(140~200℃)可制备 NaCNO。 该方法同氧化法相比,能够制备较纯净的氰酸盐。写出反应方程式。 2.含某化合物的较浓的溶液中加入少量的 AgNO3 溶液出现白色沉淀,然后滴加几滴浓 NaOH 溶液,振荡后沉淀立即溶解。写出反应方程式。 3.用 Mn2O3/H2SO4 直接氧化法将对溴甲苯氧化对溴苯甲醛是一条绿色工艺流程,写出反 应方程式。

第三题(7 分)
有人建议根据“最高价阳离子”电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如:S、Cr 规 定为ⅥA 族;Se 规定为ⅥB 族。 1.写出 S、Cr、Se 最高价阳离子的电子构型; 2.周期数和每周期元素个数是否发生变化; 3.新旧周期表中哪些族的元素是统一的(即完全相同) 4.不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做怎样的变动?

第四题(7 分)
乙烯的制备可以用卤代烷脱卤化氢和乙醇脱水的方法制取。 实验室制取乙烯通常采用 95% 的乙醇和浓硫酸(体积比为 1∶3) ,混合后在碎瓷片的存在下迅速加热到 160~180℃制得。 1.实验室为什么不采用氯乙烷脱氯化氢进行制备; 2.实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯中浓硫酸的作用是什么? 3.列举实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯的不足之处; 4.有人建议用浓磷酸代替浓硫酸与乙醇反应,结果发现按醇酸体积比为(1∶3)进行反 应时,反应混合物在 110℃已经沸腾,温度升到 250℃以上仍没有乙烯产生。 (1)解释实验现象; (2)请提出进一步改进实验的方案。

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第五题(6 分)
吡啶-2-甲酸, 是重要的有机合成中间体。 电化学直接氧化 2-甲基吡啶法是一条对环境 友好的绿色合成路线。下表是某研究者通过实验获得的最佳合成条件。 2-甲基吡啶 H2SO4 阳极电位 反应温度 选择性 电流效率 0.5mol/L 1.5mol/L 1.95V 40℃ 95.3% 45.3% 一 0.6mol/L 1.5mol/L 1.85V 30℃ 84.1% 52.5% 二 1.写出制备吡啶-2-甲酸的电极反应方程式; 2.比较途径一、二,引起选择性、电流效率不同的原因是什么?请用电极反应表示。

第六题(11 分)
以 Ba(OH)2· 2O 和无水 TiO2 粉体为反应物,在 300℃时连续反 8H 应 8h 得到 BaTiO3 晶体。该晶体具有显著的压电性能,用于超声波发 - 生装置中。该晶体中每个 Ba2+离子被 12 个 O2 离子包围形成立方八 面体;BaO12 十二面体在晶体中的趋向相同,根据配位多面体生长习 性法则的特例,晶体的理论习性与 BaO12 多面体的形状相同。由于 BaO12 多面体的形状为立方八面体,因此该晶体的生长习性为立方 八面体。 1.BaTiO3 晶体的晶胞如右图所示。该晶体中 Ba、O 联合组成 哪种类型的堆积形式; 的 O 配位数和 O 的 Ba 配位数分别是多少? Ti 2.我们在研究该晶体时,溶液中存在的生长基元为 2 种阴离 子, O 配位数与晶体中相同。 其 请写出这 2 种生长基元和形成生长 基元的反应方程式。 - 3.右图所示 CeO2 结构,O2 离子位于各小立方 4+ 体的角顶,而 Ce 离子位于小立方体的中心。判断 CeO2 晶体的生长习性为什么,说明判断理由。 4. 判断 NaCl 晶体的生长习性, 画出 NaCl 晶胞 中体现其生长习性的单元。

第七题(4 分)
如图所示,甲、乙之间的隔板 K 可以左右移动,甲 中充入 2 mol A 和 1 mol B, 乙中充入 2 mol C 和 1 mol He, 此时 K 停在 0 处。在一定条件下发生可逆反应:2A(g) +B(g) 2C(g) ,反应达到平衡后,恢复到反应 发生前时的温度。是否可以根据活塞滑动与否可判断左
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右两边的反应是否达到平衡?如果能,说明理由;如果不能,计算活塞还在 6 处时隔板 K 最终 停留在何处(不能解出答案,列方程也可)?

第八题(8 分)
有机物 X 属于芳香族混合物,化学式为 C10H7NO2;是目前树脂生产中常用的一种耐热改 性剂。已知 X 是平面型分子,且呈现镜面对称。 1.写出 X 的结构简式; 2.系统命名法命名 X; 3.选用 2 种常见的有机物,分 2 步合成 X。已知反应过程中仅生成水分子。 (1)写出反应物及中间产物 (2)上述合成中需用乙酸乙酯、醋酸酐和无水醋酸钠。其中无水醋酸钠作催化剂,那么 乙酸乙酯、醋酸酐的作用分别是什么?

第九题(8 分)
研究发现, 氯化钴与 6-甲基吡啶-2-甲醇反应形成电中性分子的单核配合物分子, 实验 测得其钴的质量分数为 17.4%。 1.确定该配合物的化学式; 2.画出它的立体结构,指出构型。 3.实际测得该配合物分子以二聚体形式存在,且呈现双螺旋结构。 (1)二聚体分子间的作用力是什么? (2)画出该配合物的双螺旋结构。

第十题(11 分)
写出下面有机反应产物的结构简式:
/ H 2O 1.CH3CHO+HCHO(足量) ? Ca ( OH ) 2? ? ? ??

2.

3.

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O N

H S ? ?? ? ? ? 3 2? 2? ? ? ? ? ? ?? ? ?
NaOH NaClO

4.
N O H

( CH O ) SO / 相转移催化剂

第十一题(10 分)
将由短周期 4 种元素(不含氢)组成的物质 X 4.83g 溶解于 1L 水中。用碱滴定所得溶液 的等分试样(V=10.0mL) ,消耗 0.028mol/L NaOH 溶液 23.8mL。经过一段时间,重新从溶液 中取等分试样(V=10.0mL) ,滴定消耗 0.028mol/L NaOH 溶液 47.5mL。将第二次滴定之后所 得的溶液分为二等份,向一份溶液中加入 MgSO4 溶液,生成沉淀 5.2mg;向第二份溶液中加入 BaCl2 溶液,生沉淀的质量为 53.5mg。 1.确定 X 的化学式; 2.试写 X 与水反应的化学方程式。 3.以 pH-V(X)︰V(NaOH)为坐标画出第二个等分试样的 pH 滴定简图。

第十二题(16 分)
某离子化合物 X 由一种有机阳离子和一种无机阴离子组成;元素分析得到 H:5.33%、C: 21.17%、N:6.17%、S:35.33%、Ge:32.00%;该阳离子和阴离子都具有正四面体型的空间对 称性。 1.确定 X 的组成式(阴阳离子分开写) ; 2.画出阴离子的空间构型; 一定条件下 X 能与 HgI2 反应,通过自组装合成了微孔硫化物 Y;Y 的阴离子是通过 X 的 阴离子和 HgS4 变形四面体共用 S 形成的无限网状结构。 3.写出合成 Y 的反应方程式; 4.2,3-二巯基丙醇在合成 Y 中是不可缺少的,其可能作用是什么? 5.Y 的阴离子是通过 1 个 X 中的阴离子和几个(2、3、4)Hg 相连的,说明理由; 衍射法测得该晶体 Y 属于四方晶系, 晶胞 参数 a=0.9269nm,c=1.4374nm,Z=2。 6.计算晶体 Y 的密度。 对样品进行了 DSC-TG 研究,在 320℃ 附近有一个强的吸热峰,详见右图。 7.试确定残留物中的主要成分是什么?

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参考答案
第一题(4 分)
1.Fe 2.C 3 C+H2O CO+H2↑(各 1 分) 2NaNHCONH2+H2↑ NaCNO+NH3↑(各 1.5 分)

第二题(8 分)
1.2Na+2NH2CONH2 NaNHCONH2

2.NH4Cl+AgNO3=AgCl↓+NH4NO3 AgCl+2NH4++2OH-=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O(各 1.5 分) 3.Br- -CH3+2Mn2O3+4H2SO4=Br- -CHO+4MnSO4+5H2O(2 分)

第三题(7 分)
1.S6+:1s22s22p6;Cr6+:[Ne]3s23p6;Se6+:[Ne]3s23p63d10。 (0.5 分) 2.不变(1 分) 3.ⅠA,ⅡA,ⅠB,ⅡB 族是统一的,即ⅢA~ⅦA 族为不完全相同的族,ⅢB~VIIIB 族为完全不同的族。 分) (2 4.其变化情况如下:原周期表中第四、五、六周期的ⅢA~VIIIA 族元素,依次为新周期 表中ⅢB~ⅦB 族元素,原周期表中第一、二、三周期的ⅢA~ⅦA 族元素,依次和ⅢB~ⅦB 族 元素合并成为新周期表中的ⅢA~ⅦA 族元素。 (2.5 分)

第四题(7 分)
1.氯乙烷沸点低,蒸气有毒,应尽量防止吸入(1 分) 2.催化剂、干燥剂(各 0.5 分) 3.产生乙烯的温度难控制;副反应多,产生的乙烯纯度低,产率低;验耗时长,且实验效 果不够理想。 分) (2 4. (1)磷酸中含水较多,乙醇沸点较低,整个反应混合物挥发性较强有关。 (1.5 分) (2)加入适量 P2O5 固体(1.5 分)

第五题(6 分)
1.阳极:C5H4N-CH3+2H2O→C5H4N-COOH+6H++6e-(2 分) 阴极:2H +2e =H2(1 分) 2.选择性低由于发生副反应:C5H4N-CH3+H2O→C5H4N-CHO+4H++4e-(1.5 分)
+ - 电流效率低由于发生副反应:2H2O=O2↑+4H +4e (1.5 分) + -

第六题(11 分)
1.立方密堆积 2.Ba(OH)12
10-

6

4(各 1 分)


Ti(OH)62 (各 1 分)

Ba2++2OH-+10H2O=Ba(OH)1210-+10H+ Ti4++4OH-+4H2O=Ti(OH)62-+4H+(或 TiO32-+3H2O=Ti(OH)62-) (各 0.5 分) 3.立方体(1.5 分) Ce4+离子的配位数为 8(1 分)

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4.八面体(1.5 分)

(1 分)

第七题(4 分)
不能判断(1 分) K 所在位置的数值 x 满足:[x/(2-x)]5=(3+0.5x)/(3-0.5x)(3 分)

第八题(8 分)

1.

(3 分)

2.N-苯基丁烯二酰亚胺(N-苯基马来酰亚胺) 分) (1

3. (1)



(3 分)

(2)乙酸乙酯作溶剂、醋酸酐作脱水剂(各 0.5 分)

第九题(8 分)
1.CoC14H17N2O2Cl(2 分) 2. 3. (1)氢键(1 分) (2 分) 四方锥(1 分)

(2)

(2 分)

第十题(11 分)
1. (2.5 分)

2.

(2.5 分)

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3.
CH 3 O N

(2.5 分)

4.
N CH 3 O

SO 2 CH 3 (3.5

分)

第十一题(10 分)
1.NO2SO3F(5 分) NaOH+HNO3=NaNO3+H2O NaOH+HF=NaF+H2O Mg +2F =MgF2↓
2+


NaOH+HSO3F=Na2SO4+H2O; Ba2++2F-=BaF2↓

2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O; HSO3F+H2O=H2SO4+HF(缓慢进行) (各 1.5 分)

SO42-+Ba2+=BaSO4↓

2.NO2SO3F+H2O=HNO3+HSO3F

3.

(2 分)

第十二题(16 分)
1.[(CH3)4N]4Ge4S10(3 分,最简式给 1 分)

2.

(2 分)

3.[(CH3)4N]4Ge4S10+HgI2=[(CH3)4N]2HgGe4S10+2(CH3)4NI(1 分) 4. Hg2+形成稳定的可溶性螯合物 与 (起矿化剂作用, 同时也阻止了难溶 HgS 沉淀的生成) (1 分) 5.每个 Ge4S10 与 3 个 HgS4 相连,每个 HgS4 与 3 个 Ge4S10 相连(1.5 分) 4 个相连时为正四面体结构;2 个相连时为无限线型结构(各 1 分)

参考图形:

6.V=a2c=1.2349nm3(1 分) 7.GeS2(GeS2、GeS) (2.5 分)

ρ =ZM/NAV=2.58g/cm3(2 分)

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