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2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(42)


2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(42)
第一题(2 分)
若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被 破坏的粒子间的相互作用依次什么?

第二题(7 分)
某研究小组设计 “铁屑内电化学法处理含铬 电镀废水” ,其动态实验工艺流程如右图所示。 该实验在自制的填料塔中进行, 将一定量的铁屑 和

焦炭装入填料塔中, 在高位槽中加入含 Cr(Ⅵ) 废水,并用 H3PO4 调节 pH 到 1.3;然后调节阀 门,控制流速,保持废水具有一定的停留时间。最终 Cr(Ⅵ)的去除率可保持在 99%以上。 1. “铁屑填料塔”内的焦炭粒有什么作用? 2.写出“铁屑填料塔”内的反应方程式或电极反应方程式; 3.写出沉渣中的主要成分; 4.请指出该方案的最大优点。

第三题(9 分)
称取 25.2g Na2SO3·7H2O 溶于 200mL 蒸馏水中,加入 3.2g Se 粉,在 90℃下回流 24h,过 滤得澄清溶液 A;将 2.0g NaOH 溶于 30mL 蒸馏水中,加入 0.45g SnCl2·2H2O,然后将 10mL 1.0mol·L-1 柠檬酸钠(TSC)加入此碱性溶液中,迅速搅拌,缓慢地滴加入 10mL 0.2mol·L -1 Na2SeSO3 溶液,生成黑色沉淀 B。经处理得到的 B 是一种棒状纳米材料,有广泛用途。 1.写出 A 的名称与 B 的化学式; 2.写出合成 B 的全部反应方程式; 3.溶液中 OH-的浓度对产物的纯度有重要影响。请写出浓度过低或过高时可能发生反应 的方程式。 4.预测加入柠檬酸钠对得到棒状纳米材料 B 有什么影响? 5.SnSe 属于正交晶系,晶胞参数 a=1.13nm,b=0.42nm,c=0.44nm,Z=3,计算其密 度。

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第四题(8 分)
透辉石(CaMgSiO6)与钙长石(CaAl2Si2O8 体系在熔融 状态时,两组分能以任意比例互溶成一相,而凝固时却分别 结晶,自成一相。已知图上 A 点是钙长石的熔点。 1.写出 B 点、E 点、AE 线、AEB(上)区、CED(下)区所 代表的意义。 2.若体系含钙长石 80%,相当于 P 点;含钙长石 58%, 相当于 P’点,指出分别从 P、P’点缓慢降温过程中体系中物 质及温度的变化如何? 3.从 P 点和 P’点所析出的固体有何不同之处。

第五题(12 分)
气体 A 与气体 B 都易溶于水,其中 A 与水反应生成一种碱而 B 与水反应生成两种酸;混 合气体 A、B 立即生成一种白色的晶体 C,C 在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体 D1;D1 在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体 D2。D1 和 D2 是化合物 D 的两种不同结晶形态,都 是新型固体材料;近年来,人们合成了化合物 D 的纳米管,其结构与碳纳米管十分相似。 1.写出 A、B、C、D 的化学式; 2.写出 B 与水反应的方程式; 3.指出 A 与 B 反应的特点; 4.分别说明 D1 和 D2 的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。

第六题(9 分)
某研究小组提出一种解决钠碱烟气脱硫吸收液循环再生的 新工艺——即用普通的离子交换膜电解钠碱吸收液再生循环脱 硫法。膜电解过程有多种模块组合,其中阴阳膜组合循环再生钠 碱脱硫废液机理如右图: 1.写出钠碱烟气脱硫过程的反应方程式; 2.参考右图,写出发生的电极反应和总反应方程式; 3.翻译 2 个英语单词:diluent、concentrated; 4.如何简易判断电解反应结束? 5.评价该工艺流程的效益。

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第七题(7 分)
用 -COOCH3(A)为原料,与适量的水合肼在催化剂作用下反应得到产物 B;

如果使用过量的水合肼,则得到副产物 C 和 D;分析 B、C、D 含氮量发现:C 的含氮量几乎 为 B 的两倍,而 D 的含氮量介于之间。 1.系统命名法命名 A、D; 2.写出 B、C、D 的结构简式。

第八题(7 分)
称取 0.2981g 含对氨基苯磺酰胺(缩写 SUI)抗菌素的粉末状试样,以盐酸溶液溶解并稀 释至 100.0mL。移取该稀释液 20.00mL 于锥形瓶中,加入 0.01767mol/L KBrO3 溶液 25.00mL, 加入过量的 KBr 溶液以产生 Br2,盖上瓶塞。10min 后,对氨基苯磺酰胺被定量溴化,加入过 量的 KI 溶液,释出的 I2 以 0.1215mol/L Na2S2O3 溶液滴定至终点(以淀粉为指示剂) ,消耗了 12.92mL。 1.写出对氨基苯磺酰胺与 Br2 的溴化反应方程式。 2.计算此粉末状试样中对氨基苯磺酰胺的质量分数。

第九题(14 分)
1.布罗波尔是一种溴代硝基醇类广谱杀菌剂,具有很高的杀菌活性、很低的使用浓度以 及较宽的 pH 使用范围,对人体皮肤无刺激、无致敏反应,因此在农业、医药工业、化妆品等 行业中被广泛使用。布罗波尔的合成是先将硝基甲烷在碱性条件下成盐后与溴进行溴化反应, 再与甲醛进行缩合制得。写出布罗波尔的结构简式和三步反应方程式。 2.E 是一种重要的有机中间体,被用来合成农药、医药、高级染料以及各类功能材料。 合成路线如下:
脲 1)发烟硝酸 ?浓硫酸;  2)水中结晶 C?氨气 邻苯二甲酸酐? ?? ?????? ?? ?? A?乙酸酐 ? ?? B? ?? ? D?二氯亚砜 ?? ?? E

写出 A~E 各物质的结构简式。 3.以下反应是绿色化学中典型的例子,反应式:



A

请分两步写出 A 转化成产物的化学方程式。

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第十题(17 分)
某学生从互联网上找到描述某晶体 LiCAF 的两张图,已知 a=0.502nm,c=0.967nm。据 图回答:

1.写出该晶体的化学式,及晶胞中包含该“分子”个数; 2.Ca、Al、Li 都处于 F 组成的什么空隙中,这类空隙的占有率是多少,并计算这类空隙 中心的最短距离; 3.指出 F 的 Ca、Al、Li 配位数; 4.如果将 O 将置于晶胞顶点,所得新晶胞的类型和参数是否和原晶胞(上图 a)相同? 并在 b 图中画出二维晶胞 5.计算该晶体密度; 6.固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。在基质中掺入杂质, 含量可达千分之几或百分之几,可调整发光效率、余辉及发光光谱。LiCAF 可作为激光基质以 来,现已证明 X 离子激活的 LiCAF 晶体是近红外区全固态可调谐激光材料。 (1)已知 X 是第四周期元素,确定 X 离子的化学式; (2)推测 LiCAF 基质中掺入 X 离子的发光原理。

第十一题(8 分)
据最近的文献报道,以 X2Cu(OOCCH2COOH)(式中 X 为中性配体)与醋酸铜在某惰性溶 剂中及氦气氛下反应 1h,然后真空除去溶剂,得到淡紫色的沉淀物。该沉淀被重新溶解,真空 干燥,如此反复 4 次,最后在 CH2Cl2 中重结晶,得到配合物 A 的纯品。红外谱图显示,A 中 - - - -COO 基团(CH2C12 中)有两个吸收峰:1633cm 1 和 1344cm 1,表明它只有单氧参与配位; 核磁共振谱还表明 A 含有-CH2-,但不含-CH3 基团,X 的结合状态与反应前相同。单晶 X 射线衍射数据表明有两种化学环境的 Cu(且配位数都是 4) ,且 A 分子有很好的对称性。 1.写出配合物 A 生成的化学方程式。 2.淡紫色沉淀物被重新溶解,真空干燥,如此反复操作多次的目的是除去何种物质? 3.画出配合物 A 的结构式。

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参考答案
第一题(2 分)
氢键;氢键;共价键(1 分)

第二题(7 分)
1.作为原电池的正极,与 Fe 形成无数微小原电池(1 分) 2.正极:2H++2e-=H2 3.Fe(OH)3 技术。 (1 分) Cr(OH)3
+ - 负极:Fe=Fe2 +2e (各 1 分)

Cr2O72-+6Fe2++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O(1.5 分) CaHPO4(各 0.5 分) 4.不需另加还原药剂,所用铁屑填料为廉价易得的工业废料,是一种以废治废的水处理

第三题(9 分)
1.硒代硫酸钠 SnSe(各 1 分) 2.Na2SO3+Se=Na2SSeO3 Sn2++4OH-=[Sn(OH)4]2- [Sn(OH)4]2-+xTSC3-=Sn(TSC)x(3x-2)-+4OH- Sn(TSC)x(3x-2)-+SeSO32-+2OH-=SnSe↓+SO42-+xTSC3-+H2O(各 0.5 分) 3.当 OH-浓度很低时:Sn2-+OH-+Cl-=Sn(OH)Cl↓
- - - 当 OH 浓度很高时:2[Sn(OH)6]4 +O2=2SnO2↓+8OH +2H2O(各 1 分)

4.配位后 Sn2+在特定发现上与 Se2-相连,使晶体以一定方向生长。 (1 分) 5.4.72(2 分)

第四题(8 分)
1.B 点:透辉石的熔点;E 点:最低共熔点温度:AE 线:钙长石的凝固点随透辉石的加 入而逐渐降低;AEB(上)区:两种物质的熔融体;CED(下)区:两种物质的固体混合物。 (各 1 分) 2.P:开始时温度下降,但无固体析出,当温度降到 AE 曲线上时,出现固液平衡,钙长 石开始析出,液相组成改变。液相状态沿 AE 线向 E 改变,温度继续下降到 E 时,开始以恒定 组成凝固。温度不变。待全部凝固后,固体继续降温。 (2 分) P’:随温度下降到 E 时,同上。 (0.5 分) 3.P’点析出的物质是同时析出的,则两种固相应是成片状或颗粒状均匀地交错在一起; 而 P 点析出的物质无此特点。 (0.5 分)

第五题(12 分)
1.A:NH3;B:BF3;C:F3BNH3;D:(BN)n(各 1 分) 2.4BF3+3H2O=H3BO4+3HBF4(1 分) 3.Lewis 酸碱加合反应(1 分) 4.D1 的结构与石墨相似,为六方晶系,层状结构,层中 B 原子与 N 原子通过 sp2 杂化轨 道成键,B 和 N 之间的共价键长小于其共价半径之和;有部分双键特征,层与层之间通过分子 间力结合。D2 与金刚石相似,为立方晶系,B 原子与 N 原子以 sp3 杂化轨道形成共价单键,交 替连接形成三维结构。D1 可用作耐高温材料、高温润滑材料和绝缘材料;D2 因与金刚石的硬 度相似,可以代替金刚石作磨料、切割材料等。 (6 分)

第六题(9 分)
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1.2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O 2.阴极:2H +2e =H2↑ 2NaHSO3+H2O
+ -

Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3(各 1 分)

- - + - 阳极:SO32 +H2O=SO42 +2H +2e

Na2SO3+H2↑+H2SO4

Na2SO3+3H2O 2NaOH+H2↑+H2SO4(各 1 分) 3.diluent:冲淡的、稀释的 concentrated:集中的、浓缩的(各 0.5 分) 4.阴极区 pH 值急剧上升(1 分) 5.除得到再生液外,还得到副产品硫酸(1 分)

第七题(7 分)
1.3,5-二硝基苯甲酸甲酯 2.B: -COOCH3 3-氨基-5-硝基苯甲酰肼(各 1 分) C: -CONHNH2 (1.5 分) D: -CONHNH2 (1.5 分)

(2 分)

第八题(7 分)
1.H2N- -SO2NH2+2Br2→H2N -SO2NH2(2 分)

2.78.00%(5 分) 第九题(14 分) 1.HOCH2-CBrNO2-CH2OH NaOH+CH3NO2→[CH2NO2]-Na++H2O [CH2NO2]-Na++Br2→CH2BrNO2+NaBr CH2BrNO2+2HCHO→HOCH2-CBrNO2-CH2OH(各 1 分) 2.A: B: C: D: E: (各 1 分) 3. (2 分) + (1.5 分)

(1.5 分)

第十题(17 分)
1.LiCaAlF6(1.5 分) 2.八面体(1 分) 3.均为 1(各 0.5 分) 2(1 分) 0.242(1.5 分) 50%(1.5 分)

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4.完全相同(1 分)

(2 分)

5.2.96g/cm3(2 分)
+ 6. (1)Cr3 (1 分)

(2)Al3 、Ca2 、Li 、O2 是满壳层电子结构,能隙大,电子不易激发,故无色;掺
+ + + -

入的 Cr3 是过渡金属, 具有 3d 电子, 在晶体中置换部分 Al3 形成较低的激发态能
+ +

级,两个强吸收带分别吸收黄绿色及蓝色的光,只有红光透过(3 分)

第十一题(8 分)
1.2X2Cu(OOCCH2COOH)+Cu(CH3COO)2→[X2Cu(OOCCH2COO)]2Cu+2CH3COOH(1.5 分,用化学式表示也可以) 2.除去反应的另一产物乙酸和未反应的反应物。 (1.5 分)

3.

(5 分)

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