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14高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座全真模拟试题9


高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座

全真模拟试题(九)

题号

1

2

3 4

4 14

5

6

7

8 6

9 10 7 18

/>总分

满分

14 10

6 10 11

100

得分

评卷人 ? ? ? ? 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 26.9828.09 30.97 32.0735.45 39.95 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.9083.80 Sn Sb Te I Xe Ru Rh P d Ag Cd In Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc 85.4787.62 88.9191.22 92.91 95.94 98.91101.1 102.9106.4 107.9 112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba [210] 132.9137.3La Lu 178.5 180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] [222] Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

1.008

相 原 质 对 子 量

第 1 题(14 分)H2O2 的水溶液是一种常用的杀菌剂,其质量百分比一般为 3%和 30%。 1-1 在 H2O2 作用下可实现 Fe(CN)63 与 Fe(CN)64 之间的相互转化, 在酸性溶液中 H2O2
- - - - - -

可使 Fe(CN)64 转化为 Fe(CN)63 ;在碱性溶液里 H2O2 可使 Fe(CN)63 转化为 Fe(CN)64 。写 出 式 1-2 以 上 相 互 转 化 的 离 。 分别写出实验室、老工业、新工业制备 H2O2 的三种方法。 子 方 程

1-3

写出二种定量测定 H2O2 水溶液中 H2O2 含量的化学方程式和简要实验步骤。

1-4

将 H2O2 溶液滴入含有酚酞的 NaOH 溶液中, 红色消失。 甲学生认为这是由于 H2O2


是二元弱酸,消耗了 OH ,而使红色褪去;乙学生认为,H2O2 具有强氧化性,将酚酞氧化, 红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位学生的解释中哪种正确?

第 2 题(10 分)据报道,近来已制得了化合物 A(白色晶体) ,它是用 NaNO3 和 Na2O 在银皿中于 573K 条件下反应 7 天后制得的。经分析,A 中的阴离子与 SO42 是等电子体, 电导实验表明:A 的电导与 Na3PO4 相同。 2-1 写出 A 的化学式并命名;写出 A 的阴离子的立体结构图并说明成键情况。


2-2

预测 A 的化学性质是否活泼?为什么?

2-3

实验表明:A 对潮湿的 CO2 特别敏感,反应相当剧烈,试写出该反应化学方程式。

2-4

近年来,化学家已经制备了物质 B。其中,组成 A 和 B 的元素完全相同,B 的阴

离子与 A 的阴离子表观形式相同(元素和原子个数均相同) ,但电导实验表明,其电导能力

与 NaCl 相同。试写出 B 阴离子的结构式,并写出其与水反应的离子方程式。

第 3 题(4 分)我们知道,自然界中很多物质是对称的,如果一个物体在一面镜子中的 “影子”和这个物质重合,那么这个镜子就称为这个物体的对称面。如正方形中,经过其对 角线且垂直于该正方形的平面就是它的对称面, 经过其相对两边中点且垂直于该正方形的平 面也是它的对称面,当然,正方形本身的平面也是其对称面,所以它共有 5 个对称面。化学 上,很多分子都有对称面,如水分子就有两个对面。

正方形有 5 个对称面 判断下列物质各有几个对称面: CO2: P4: P4O10:

H2O 的两个对称面

SF6:

第 4 题(14 分)乙酰水杨酸(AsPirin)是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物,广泛 应用于临床治疗和预防心脑血管疾病, 近年来还不断发现它的新用途。 乙酰水杨酸是一种有
COOH

机弱酸,pKa=3.5,其结构式为: 4-1

OCOCH3

,易溶于乙醇而微溶于水。

乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到,写出化学方程式;

4-2

估算 0.1mol/L 乙酰水杨酸溶液与 0.1mol/L 乙酰水杨酸钠盐溶液的 pH;

4-3

乙酰水杨酸的含量可用 NaOH 标准溶液直接滴定。 准确称取乙酰水杨酸 0.25g, 置 溶液,摇动使其溶解,再向其中加入适量酚酞指

于 250mL 锥形瓶中,加入 25mL

示剂,用 c(NaOH)mol/L 的标准 NaOH 溶液滴定至 耗 NaOH 溶液的体积 V(NaOH) mL。 (1)填写上面 2 个空格 (2)列出计算乙酰水杨酸的质量分数(%)的表达式。

为终点,记录所消

4-4 (%)。

如果再提供标准的盐酸溶液,请设计另一个实验,测定乙酰水杨酸的质量分数

(1)简要写出实验步骤(参考第 3 题的实验步骤) (2)写出全部反应方程式; (3)列出计算乙酰水杨酸的质量分数(%)的表达式。

第 5 题(6 分)阿斯巴甜是一种口味好、安全性高的强力甜味,用 APM 表示。甜度是 蔗糖的 180~200 倍,已广泛应用于食品、饮料及制药行业。鉴于传统的多锅法生产工艺的 不合理性,下面的方法研究了上述反应一锅化的可能性,总收率达到了 63.6%左右。

HCOOH+

+2

→A+4CH3COOH

A+C6H5-CH2-

COOH→B(α 异构体,主要产物)+C(β 异构体)

B+HCl(aq)+CH3OH→D+F

D+NH3→E(APM)+NH4Cl

(以上反应都已配平)

请分别画出 A、B、C、D、E、F 的结构简式

第 6 题(10 分)黄酮醋酸类化合物具有黄酮类化合物抗菌、消炎、降血压、保肝等多 种生理活性和药理作用, 尤其是近年来报道此类化合物具有独特抗癌活性。 下面的方法采用 对甲酚作为起始原料,通过一系列反应合成化合物黄酮 E(化学式为 C18H12O2NBr,为黄酮 醋酸的前体化合物)。其进一步水解即得黄酮醋酸。合成路线如下:
OH (CH3CO)2CO/H3PO4
CH2Cl OH

AlCl3/C6H5NO2

A
H3C

CH3

(重排反应)
Br

H3C O

(HCHO)n

NaCN

B
HCl EtOH

C

H OH-

O

I 2/DMSO/H2SO4

D

E

对于 E,FeCl3 实验呈负性反应,分子中存在 3 个六元环;D 物质叫查尔酮,FeCl3 实验呈 正性反应。D 和 E 在化学式上相差 2 个 H 原子。 请画出 A、B、C、D、E 的结构简式:

第7题(11分)据Science杂志报道,大 气中存在一种潜在的温室气体——SF5 - CF3, 虽然其数量有限, 仅达0.1ppt (见右图) , 但是它是已知气体中吸热最高的气体。虽然 来源未知,但科学家认为它很可能是用作高 压电绝缘材料的SF6和含氟高分子反应的产 物。 回答下列问题: 7-1 ppt和ppm一样,都是表示微量物

质的符号,全名分别是part per trillion和part per million, ppt在环境领域表示万亿分之一, 则1 ppm =_______ ppt。 7-2 是 。 A.SiF62 7-3


下 列微粒中中 心原子杂化类型与高压绝缘材料 SF6 中S原子杂 化类型相似 的

B.PCl3

C.BrF5

D.S2Cl2

重要含氟高分子之一是 CF2-CF2 ,有“塑料之王”的美名。其名称是________,

由_________(结构简式)聚合而成。 7-4 画出SF5-CF3的结构式,并写出SF6与 CF2-CF2 反应的方程式。

7-5

SF5-CF3中的-CF3是很强的吸电子基团,一般烃基都是给电子基团。试比较下列

物质的酸性:H2CO3,C6H5OH,CF3COOH,CH3COOH

7-6

将右图的标题译成中文(化合物用化学式代替)。

第 8 题(6 分)氰氨化钙(CaCN2)是一种多用途的有机肥料,它很容易用廉价的普通 化学品如 CaCO3 来生产,CaCO3 热分解产生白色固体 XA 和无色气体 XB,后者不支持燃烧。 用碳还原 XA 生产灰色固体 XC 和气体 XD,XC 和 XD 能进一步氧化,XC 与氮反应,最终生成 CaCN2。 8-1 如何合成氰氨化钙,完成下列反应: XA+XB XC+XD CaCN2+C


(1)CaCO3 (2)XA+3C (3)XC+N2

8-2 CaCN2 水解产生什么气体,写出水解反应方程式 8-3 在固体化学中,CN22 离子呈现异构化,两种异构离子的酸都是已知的(至少在气

态) ,画出这两种异构化酸的结构式,指出异构化平衡更倾向哪一侧。

第 9 题(7 分)配合物 A 是临床批准使用的抗癌配合物之一,它有某些不同于顺铂和碳 铂的特性,它是由四氯合铂酸钾与 B 的光学异构体作用,然后与草酸铵反应制得,B 在其 同分异构体中是最稳定得环状化合物, 它的两个官能团处于相邻的位置; 的元素分析实测 A 值为:C:24.64,H:3.51,N:7.05,Pt:49.30, (原子量:C 12.00 16.00 9-1 9-2 9-3 Pt 195.08) 写出 Pt(II)离子的电子结构,说明配合物 A 有无磁性。 写出 B 的平面结构式并命名 写出配合物 A 的分子式及结构式 H 1.01 N 14.01 O

第 10 题(18 分)下列八个步骤是用来分析一种含铅锡的合金中铅和锡的个别含量 (1)称量 0.4062g 的合金,放在烧杯中,用 11mol· L
-1

的 HCl 和 16mol· L

-1

的 HNO3 溶

液溶解样品。在此过程中铅和锡分别被氧化成 Pb(II)、Sn(VI)。 (2)再加热 5 分钟,以赶走氮和氯的氧化物后,使溶液冷却;此时会有一些锡化合物 和一种铅化合物沉淀出。 (3)加入 25.00mL 0.2000mol· L 溶解成一透明无色的溶液。 (4)上述溶液全部移入 250.0mL 的量瓶中,并用蒸馏水稀释到量瓶的刻度上。 (5)拿出 25.00mL,加入 30%的 Hexamine(如下图)溶液 15mL、H2O 及两滴的类苯 酚橙(以 XO 代表) (如下图)当指示剂,此溶液的 pH 值为 6。 (6)再用标准 0.009970mol· L
-1 -1

的 Na2H2EDTA(可用 H2Y2 表示)溶液后,沉淀会



的硝酸铅 Pb(NO3)2 溶液滴定从第(5)步骤中的黄色透明

的溶液,直至颜色刚好由黄色变到红色,此实验值为 24.05mL。 (7)取 2.0g 的固体 NaF 加入滴定瓶中,此时溶液会变回黄色。 (8)再用 0.009970mol·L
-1

的硝酸铅滴定到颜色变红,此实验值为 15.00mL。

Hexamine 和类苯酚橙(XO)的结构式如下:

Hexamine

类苯酚橙(XO)

Hexamine 的 pKb =9.5。类苯酚橙(XO)在 pH 小于 4 时是红色,pH 大于 5 时是黄色 回答下列问题 10-1 10-2 6。 10-3 10-4 10-5 步骤(5)中为何加入 Hexamine? 加入类苯酚橙(XO)的目的为何? 写出步骤(6)中, (i)在滴定过程中,以及(ii)滴定终点造成颜色变化时的平衡 在步骤(2)中铅的沉淀物是什么?写出其化学式。 写出步骤(3)中沉淀消失的离子反应方程式(必须平衡)?记得此溶液的 pH 值为

离子反应方程式。 10-6 10-7 步骤(7)中,加入 NaF 的目的为何? 写出步骤(7)中的平衡离子方程式。

10-8

用平衡的离子方程式来说明为什么步骤(7)中的颜色会由红变为黄?用 XO 代表

类苯酚橙。 10-9 计算此合金中 Pb 的重量百分比,再另外计算此合金中 Sn 的重量百分比。

参考答案: 1-1 酸性溶液中:2Fe(CN)64 +H2O2+2H =2Fe(CN)63 +2H2O 碱性溶液中:2Fe(CN)6 +H2O2+2OH =2Fe(CN)6 +2H2O+O2↑(2 分) 1-2 实验室:BaO2+2CO2+2H2O=Ba(HCO3)2+H2O2(2 分) 老工业:2NH4HSO4 (NH4)2S2O8+H2↑
3-
- - + -

4-

(NH4)2S2O8+H2O=2NH4HSO4+H2O2 (2 分)

新工业:

(2 分)

1-3

①用标准 KMnO4 溶液滴定 H2O2 水溶液: 2MnO4 +5H2O2+6H =2Mn2 +5O2↑+8H2O(2 分) ②H2O2 水溶液中加入过量 KI 溶液,再用标准 Na2S2O3 溶液进行滴定: H2O2+2I +2H =I2+2H2O
- + - + +

I2+2S2O32 =2I +S2O42 (2 分)







1-4

向褪色后的溶液中加入少量氢氧化钠溶液使溶液显碱性,如果溶液变红,说明甲

学生的解释正确;反之,说明乙学生的解释正确。 分) (2
O

2-1 A:Na3NO4;原硝酸钠或正硝酸钠; 2-2

N O O O

;N:sp 杂化;正四面体。 分) (4

3

活泼;因为 Na3NO4 中中心氮原子半径小,按正常的配位应该是 3,即 NaNO3 较

为稳定。因此,当在“挤”入一个氧原子后,排斥能力增强,因此阴离子体系能能增大,不 稳定,化学性质变得活泼。 分) (2 2-3 Na3NO4+H2O+CO2→NaNO3+NaOH+NaHCO3(2 分)
O

2-4
O

N O O

;NO4-+H2O→NO3-+H2O2(2 分)

3

无穷多个

6 6 9(各 1 分)

4-1 4-2 4-3 2.3 8.2(各 1 分)

(2 分)

(1)95%乙醇(1 分)

出现微红色,30 秒钟不变色(1 分)

(2)[0.1802 c(NaOH)V(NaOH) / 0.25]×100%(1 分) 4-4 (1) 准确称取乙酰水杨酸 0.25g, 加入 c(NaOH)mol/L V(NaOH)mL (过量) NaOH 的 标准溶液,于水浴上加热使乙酰基水解完全后,再用 c(HCl)mol/L HCl 标准溶液回滴,以酚 酞为指示剂,至酚酞红色腿去,耗去 HCl 溶液 V(HCl)mL。(2 分)

(2)

+3OH →



+CH3COOH+2H2O(1 分)

+H →



- + (1 分) OH +H = H2O (1 分)

(3)﹛0.1802 [c(NaOH)V(NaOH)-c(HCl)V(HCl)] / (2× 0.25)﹜×100%(2 分)

5 A:

B:

C:

D:

E:
O O CH3

F:HCOOCH3(各 1 分)
CH2Cl OH

6 A:
H3C
CH2CN OH

(2 分) B:
CH3 H3C O
CH2CN OH

(2 分)

C:
CH3 H3C O

(2 分) D:
H3C O

Br

(2 分)

CH2CN O Br H3C

E: 7-1 7-2 7-3 7-4 7-5 7-6

O

(2 分) (B~E 中苯环上取代基位置错误扣一半分)

10 6(1 分)(英语应用能力;英语是化学科学研究中最重要的工具之一) A、C(各1分)(等电子体是研究许多分子或离子结构的重要规律) 聚四氟乙烯(1分);CF2=CF2(1分) (1分);2nSF6+ CF2-CF2 →2nSF5-CF3(1分) CF3COOH,CH3COOH,H2CO3,C6H5OH(2分) 大气中 SF5-CF3 和 SF6 的同步增长曲线。(2 分)(parallel 是关键词,由于原因

未知,不应该答“随??变化”的字词) 8-1 (1)CaCO3 CaO+CO2↑

(2)CaO+3C=CaC2+CO↑ (3)CaC2+N2=CaCN2+C (共 3 分,每式 1 分) 8-2 CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3


(1 分)
NH2

8-3 9-1

NH

C

NH



N

C

(2 分)

5d

8

无磁性

(各 1 分)
NH2
NH2

NH2

9-2 顺-1,2-二氨基环己烷 9-3

NH2

反-1,2-二氨基环己烷

(各 1 分)

Pt(C6H14N2)(COO)2 或 PtC8H14N2O4
H2 N Pt N H2 O O O O

(1 分)

(2 分)

10-1 10-2 10-3 10-4 10-5

PbCl2 或任何含(OH)的物种等等?(1 分) PbCl2(s)+H2Y2 →PbY2 +2H +2Cl (2 分) 作为 pH 缓冲剂(1 分) 金属络合指示剂(1 分) 由步骤(5) ,标准 Pb 溶液是用来络合过量 EDTA,部份 EDTA 已成为稳定 SnY
- - + -

和 PbY2 配合物;在 pH=6,EDTA 主要以 H2Y2 存在,因此:Pb2 +H2Y2 →PbY2 +2H
+ + +













或类此反应式到达终点,一小量多出的 Pb2 就会和 XO 指示剂形成一红色配合物:Pb2 + XO(黄)→PbXO2 (红) 或类此反应式。滴定可以用以计算过量的 EDTA,因此 Sn+Pb 之总 含量可以决定。 分) (4 10-6 10-7 10-8 和 Sn 络合(1 分) SnY+nF +2H →SnFn(n
- + - - + -4)

+H2Y2 (1 分)




所释出 EDTA 毁掉小量红色 PbXO 络合物,产生游离(黄色)XO(忽略 XO 上

的电荷)H2Y2 +PbXO2 →PbY2 +XO(黄色)+2H 或类似方程式(2 分) 10-9 Sn:100×(0.176/0.4062)=43.72%

Pb:100×(0.2292/0.4062)=56.42 %(5 分)


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