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2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(24)


高中化学竞赛初赛模拟试卷(24) 2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(24)

一.A 是一种四面体型的分子, A 与 NaOH 溶液共热反应产物中 B 与 C 的物质的量之比
为 1︰3,其它相关物质的转化见下图: B △ H G H 2O E O2 H 2O △ (1)试写出 A-I 物质的分子式: F Ca B D I (2)试写出 E 与 F

分子的结构式: (3)实际在 A 和 NaOH 制 C 时,加入少量 H 可使产物更纯,这是因为: 二.铁是自然界分布最广的金属元素之一,在地壳中的质量约占5%左右。 1.钢铁是最重要的金属材料。我国年产钢铁产量已超过1亿吨,居世界第一位。工业上 用铁矿石和焦炭来炼铁。 (1)铁矿石的种类很多,写出以下铁矿石主要成分的化学式:磁铁矿________________、赤铁矿 ________________、菱铁矿________________、黄铁矿________________。 (2)请写出用菱铁矿和焦炭为原料来炼铁的化学方程式: (3)从高炉冶炼得到的生铁,含铁约95%左右,要得到纯铁(含铁99.9%以上)可采用电 解的方法。电解槽的阳极材料应选用____________,阴极材料应选用____________, 电解 质溶液应采用________溶液。要获取1.0kg纯铁,电极上通过的电量理论值为_________. 2.在常温下, 铁跟水不起反应。 但是, 在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下, 铁很容易生锈而被腐蚀,每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。 (1)刷油漆是重要的防腐蚀措施之一,油漆防腐蚀的主要原理是: (2)土壤中严重缺氧,又无其它杂散电流时,按理说金属较难电化腐蚀,但事实上埋在 地下的钢铁构件仍遭严重腐蚀。有人取下腐蚀造成的锈瘤,呈黑色并有难闻气味,每克腐蚀 产物中约有一千条硫酸盐还原菌。多数土壤中都有SO4 ,硫酸盐还原菌的存在对钢铁构件 的电化腐蚀起了催化作用。试写出反应式: 3. 1183k以下纯铁晶体的基本结构单元与CsCl相同,1183k以上转变为与干冰相似(如 图示)两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。求转变温度时两者的密度比(取两位有效数 字)。 4. FeO晶体基本结构单元为NaCl型(如图示)。实际上FeO晶体中存在着空位、错位、 杂质原子等缺陷。晶体缺陷对晶体的性质产生重大影响。由于晶体缺陷,在FeO晶体中Fe和O
模拟 6 第 1 页 共4页 2-

B A NaOH △ C

的比值发生了变化,变为FexO,X值小于1,测知FexO晶体密度为5.71gcm ,基本结构单元 边长为4.28×10
-10

-3

m。求:
2+ 3+ 2+ 3+ 3+

①FexO中X值(精确至0.01)为:—————— ②晶体中的Fe分别为Fe 、Fe ,在Fe 和Fe 的总数中,Fe 所占分数(用小数表示精 确至0.001)为:————— ③此晶体化学式为 5.铁元素是人体的重要营养元素,举一例说明铁元素在人体中的重要作用:

三.维生素 C 是一种水溶性维生素,分子式是 C6H8O6(M=176.1gmol ),人体缺乏这种 维生素会得坏血症,所以,维生素 C 又称抗坏血酸。维生素 C 是一种还原剂,半反应为:
-1

C6H8O6→C6H6O6+2H +2e .在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素 C。 为测定某牌子的软包装橙汁中维生素 C 的含量,取 20.00mL 待测橙汁,加入标准碘溶液


-

20.00mL,然后用 0.1050 molL

-1

Na2S2O3 标准溶液滴定至终点,读得 Na2S2O3 溶液消耗的体

积为 25.02mL。 另取 20.00mL 标准碘溶液进行空白实验, 消耗上述 Na2S2O3 标准溶液 27.16mL. (1)上述滴定方法称为___________法, 滴定橙汁时所采用的滴定方式是___________。 (2)此橙汁中维生素 C 的含量是

mgL

-1



(3)待测橙汁中加入标准碘溶液后,能否剧烈摇动锥形瓶?为什么? (4)滴定时能否剧烈摇动锥形瓶?为什么? (5)如何确定滴定终点?

Ksp(Ag2CrO4)=[Ag ] [CrO4 ]=1.9×10 四.已知:Ksp(AgCl)=[Ag ][Cl ]=1.8×10 现有 0.001 摩/升 AgNO3 溶液滴定 0.001 摩/升 KCl 和 0.001 摩/升的 K2CrO4 的混和溶液, 22试通过计算回答:(1)Cl 和 CrO4 中哪种先沉淀? (2)当 CrO4 以 Ag2CrO4 形式沉淀时,溶液 2中的 Cl 离子浓度是多少? CrO4 与 Cl 能否达到有效的分离?

+

-

-10

+ 2

2-

-12

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五.已知:某温度下反应 N2O4(g)

2NO2(g)的平衡常数 K P =

(PNO 2 ) 2 PN 2O4



(1)现有总压 1atm 下 NO2 和 N2O4 的混合气体,其密度为同状态下 H2 密度的 34.5 倍,求 平衡常数 KP。 (2)如将这些气体全部用水吸收转变为 HNO3,需用同压下几倍体积的 O2? (3)如将这些氧气预先和 NO2、N2O4 相混合(设 O2 和 NO2、N2O4 不反应),总压仍为 1atm,其 平衡后混合气体的密度为同状态下 H2 的多少倍?

六.化合物 A、B、C 是著名的香料:

A B 1.用系统命名法命名 A 和 B。 2.写出化合物 C 分别与下列试剂反应的主要产物 (1)①NaOH-H2O/Δ;②H ,并写出产物的系统名称。 (2)KMnO4/H
+ +

C

(3)①O3;②H2O/Zn 3.请你以苯和乙烯、丙烯及必要的无机试剂为原料,设计一条合成 A 的路线。 4.请你以甲苯和 2-甲基丙烯及必要的无机试剂为原料,设计另一条合成 A 的路线。 5.以甲苯、丙烯及必要的无机试剂为原料合成 B。

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七. L-甲状腺素是一种重要的激素,用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类疾病。 早期人类都是用动物的甲状腺组织来提取甲状腺素。 甲状腺素的光学活性在 20 世纪 30 年代 首先由 Harington 和 Salter 发现,他们从动物甲状腺体的蛋白质用发酵水解方法提取了 L -甲状腺素, 从而避免了碱性水解的消旋现象, 同样的结果也由 Foster 和 Palmer 等人在甲 状腺体初步发酵后再酸性水解的方法而获得。但是从动物甲状腺体组织提取的 L-甲状腺素 纯度低、光学纯度比较差,而且数量亦受到限制。40 年代起,人们开始用合成方法来生产 L -甲状腺素。 化学合成法是以 L-酪氨酸为起始原料合成 L-甲状腺素有多种路线,最有代表性的为 Chalmers 开发的经典路线: a (CH3CO)2O NaOH b D(C20H21N3O9) ①NaNO2-HCl ②KI

A(C9H9N3O7)

B

C2H5OH—H

+

C

E

F

HI-HAC

G

I2-KI

(L-甲状腺素) 此合成工艺需要八步反应,虽可保留其光学活性,但操作步骤非常复杂,产率低,成本 较高。 通过化学工程师们的不懈努力,上海精细化工研究所的研究人员采用 3,5-二碘-L- 酪氨酸为原料,经孵化反应(消化-偶合反应)合成了高纯度、高生物活性的 L-甲状腺素, 缩短了工艺路线,降低了生产成本,是较理想的合成路线。工艺流程如下:
2 2 2 L-酪氨酸 2 → H I J K L → M HCl HAc → L-甲状腺素 → →

I H O

O 催化剂

1.为何 L-甲状腺素有光学活性,以上反应是否会影响其光学活性? 2.写出 a 试剂、b 试剂的化学式 3. 写出 A~M 各物质的结构简式。

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答案 一.(1)A.P4 E.P4O6

B.PH3 C.NaH2PO2 D.Ca3P2 F.P4O10(或 P2O5) G.H3PO3 H.H3PO4

I.Ca(OH)2

(2)

(2 分)

(3)白磷亦有可能歧化生成少量的 Na2HPO3,加入 Ca 可生成 CaHPO3 沉淀而除去 HPO3 。 二.1.(1) Fe3O4、Fe2O3、FeCO3、FeS2 (3) 生铁 纯铁片 _FeSO4
6

2+

2-

(2) FeCO3+2C ==

高温

Fe+3CO↑。

3.4×10 C。

2.(1) 是将金属与空气和水隔离。 (2)4Fe+SO4 +4H2O=FeS+Fe(OH)2+2OH 3.0.92。 4.(1) 0.92
2-

(2) 0.174。

(3)

5. 血红素中含铁,人体缺铁会造成贫血。 三.答:(1)碘量法,返滴定或间接滴定。注:也可用直接滴定法。 (2)989.2 (3)不能,因为维生素 C 被空气中 O2 氧化而损失,影响测量准确度。 (4)不能,因为 I2 易挥发且 I-易被空气中 O2 氧化。 (5)用标准 Na2S2O3 溶液滴定至溶液由棕色变为淡黄色,加入 2mL0.5%淀粉(指示剂) 继续滴定至溶液蓝色消失为止。

18 × 10 10 . -7 四.(1)AgCl 饱和所需 Ag 浓度[Ag ]1= =1.8×10 摩/升 3 1 × 10
+ +

1.9 × 10 12 -5 Ag2CrO4 饱和所需 Ag 浓度[Ag ]2= =4.36×10 摩/升 0.001
+ +

[Ag ]1<[Ag ]2,Cl 先沉淀。 (2) Ag2CrO4 开始沉淀时[Cl ]=
-

+

+

-

18 × 10 10 . -6 -5 =4.13×10 <10 ,所以能有效地分离。 4.36 × 10 5

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五.(1)(3 分)

混合气体分子量为:34.5×2=69

(1 分)

46 69 92 KP=0.5 (2)(3 分)

23
即 PNO2 = PN 2O4 = 0.5atm (1 分)

23
设有 1molNO2,1molN2O4,共可折合为 3molNO2 (1 分)

4 NO 2 + O 2 + 2 H 2 O = 4HNO 3
需 O2

3 mol (1 分) 4 3 1 (1 分) 需 × = 0.375 倍体积 O2 4 2 (3)(5 分) 设初始时有 2molN2O4,1molO2 平衡时有(2-x)molN2O4、2xmolNO2、1molO2,共(3+x)mol 气体(1 分)
2x 3 + x = 0.5 2 x 3+ x
x = 0.7628
2

(1 分)

(1 分) (1 分) (1 分)

2 x 2x 1 + 46 × + 32 × = 57.4 3+ x 3+ x 3+ x 平衡混合气体密度为 H2 的:28.7 倍 六.1.A.2-甲基-4-苯基-2-丁醇 B.2-甲基-3-苯基-2-丙醇 2.(1)
平均分子量为: 92 ×

(Z)-4-羟基-7-癸烯酸 (2) (3) 3. +CH3CH2CO2H +CH3CH2CHO

+Br2 →
FeCl 3

PBr3 →

A

4.
2 4 4 5.CH3CH=CH2+H2O →

H SO / HgSO

[O ] →
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模拟 6

+Cl2

hv →

Mg / → 无水乙醚

)CH 3COCH 3; 2 1 )H 2→ O/H

+

七.1.L-酪氨酸中有一不对称碳原子(手性碳原子),因此有旋光性;反应中该碳原子 始终没参与,故不会改变光学活性。 2.a.HNO3-H2SO4 3.A: b.H2-Pd 或 Zn-HCl ; B: ;

C:



D:



E:



F:



G:

H:

; I: (CH3CO)2O;

J:



K:CH3CH2OH;

L:



M:

本题给出了两条合成 L-甲状腺素的途径,第一条途径条件较多,根据反应前后化学式 的变化和参与反应的试剂,并不难推出产物;第二条途径是对第一条的改进,可借助第一条 的信息帮助解答。

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