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全国高中化学竞赛题库01


高中化学竞赛初赛模拟试卷(18)
第一题(10 分) 简答下列问题: 1.AsH3 的分解是一级反应。将 AsH3 和 AsD3 的混合物分解可得到 HD,但 AsH3 和 D2 的混合物的分 解就得不到 HD。这说明了 第三题(7 分) 在真空下,在 230℃时分解,CsB3H8 可产生下列化学反应: CsB3H8 Cs2B9H9+ Cs2B10H10+ Cs2B12

H12+ CsBH4+ H2

1.配平上述反应(只要求配平) 。单线桥标明电子的转移方向和数目。 2.不用硼氢化物的钠盐进行实验的原因是

2.将 Cl2 通入到用冰冷却的 AsF3 中,可生成混合卤化物 AsCl2F3,在过量的 AsF3 中能导电,说明了 AsF3 中,AsCl2F3 存在【 【 】 。 3.研究发现:有一种砷的氧化物的化学式为 AsO2。你的解释是 】和【 】离子。相应的中心原子的杂化形态为【 】和
2 3. 9H92-离子可通过 B10H102-离子的热分解得到。 B 已知 B9H9 -为三角棱柱的三个面上带三个 “帽子” , 2- 而 B10H10 的结构为上下两个四边形在上下各带一个“帽子” 。两种离子围成的封闭多面体均只有三角形 2- 2- 面。则 B9H9 离子较 B10H10 离子【 】 (填“稳定”或“不稳定”。 ) 2- 4.B12H12 是一个完整的封闭二十面体,可用 NaBH4 与 B2H6 反应制备其钠盐。已知产物中化合物 只有一种。试写出制备 Na2B12H12 的化学反应方程式。

4.光学实验表明:氧溶于水后有氧的水合物 O2·H2O 和 O2·2H2O 生成,其中后者较不稳定,则它 们的结构简式分别为【 】和【 】 。 第四题(6 分) 现在,我们来研究 AgNO3 溶液和(NH4)2S 溶液之间的反应。 ①将 AgNO3 溶液和(NH4)2S 溶液混合,会发生反应。 ②若在 31℃时, 5mL 2mol/L AgNO3 溶液和 5mL 接近饱和的(NH4)2S 溶液分别放在 2 个青霉素瓶中, 将 用一段 60cm 长充满饱和 KNO3 溶液的一次性医用输液管作盐桥,如图所示:

已知氧气在水中的溶解度为氮气的 2 倍,考虑到空气中氮气和氧气的含量,得到空气溶于水后的氧 气和氮气的体积比约为【 】 。

第二题(6 分) “柯达尔”是一种高聚物,其结构式为: OCH2- -CH2OOC- 工业上以石油产品对二甲苯为原料合成“柯达尔”的方案如下:
Cl2 NaOH H2O H2

-CO

B E

O2 / Cu

H3C

CH3

A



C

O2

催化剂

D F



柯达尔

NaOH / H O 2

催化剂



回答以下问题: 1.写出 B、D、E 结构简式; 2.写出 B→C、E→F 的化学方程式; 3.写出 D+F→柯达尔的反应方程式和反应类型。

经观察,电解一段时间后,二个青霉素瓶中都有新物质生成。 1.插入 AgNO3(aq)的碳棒上有【 溶液的碳棒附近的液体显【 程式为【 】 。 】 ,是因为有【 】色,是因为有【 】生成;插入(NH4)2S 】生成;上述电解的离子反应方

2.在盛 AgNO3 溶液和(NH4)2S 溶液液面上分别用 1cm 厚的石蜡油封闭液面的原因是

1

第五题(8 分) 假想的元素周期表: 注意:该周期表不分主族、副族、零族等族,自左向右 18 个纵行依次标记为 1~18 族。 设想科学家已经通过无线电波与某遥远行星上的生命取得了联系,该行星是由许多与地球上完全相 同的元素组成的,但该行星上的居民,给这些元素取了不同的符号和名称。通过电波,知道了该行星上 30 种元素的化学和物理性质,这些元素属于周期表中的第 1、2、13、14、15、16、17、18 族。现在请根 据这些元素的性质将其(用括号内的字母表示)分别填入空白周期表中的合适位置上。 *有分别为 bombal(Bo) 、wobble(Wo) 、jeptum(J)以及 logon(L)4 种惰性气体元素,其中 wobble bombal Bo) (Wo) 的相对原子质量最大, ( 的相对原子质量最小, logon 而 (L) 的相对原子质量小于 jeptum (J) 。 *最活泼的一组金属是 xtalt(X) 、byyou(By) 、Chow(Ch)和 quackzil(Q) ,这些金属中,Chow (Ch)的相对原子质量最小,且 quackzil(Q)和 Wobble(Wo)在同一周期。 *apstrom(A) ,vulcania(V)和 kratt(Kt)是非金属元素,这些元素的原子一般能获得或共享一个 电子。vulcania(V)和 quackzil(Q)和 wobble(Wo)处于同一周期。 *ernst(E) 、hinghho(Hi) 、tetriblum(T)以及 sississ(Ss)都是准金属元素,其中 sississ(Ss)是 这几种元素中相对原子质量最大的一种。而 ernst(E)的相对原子质量最小。hinghho(Hi)和 tetriblum (T)在第 14 族,terriblum(T)原子的质子数大于 hinghho(H) 。yazzer(Yz)临近锯齿形曲线,它属 于金属元素而非准金属元素。 *所有元素中,pfsst(Pf)元素的相对原子质量最小,最重的元素是 eldorado(El) ,最活泼的非金 属是 apstrom(A) 。kratt(Kt)与 byyou(By)反应能形成食盐。 *元素 doggone(D)的原子只有 4 个质子。 *floxxit(Fx)是生命化学中重要的元素,它能形成具有长长该原子链的化合物。Rhaatrap(R)和 doadeer(D)是第 4 周期的金属元素,而 doadeer(Do)的化学反应活性要大于 Rhaatrap(R) 。 *magnificom(M) 、goldy(G)以及 sississ(Ss)都是第 15 族的元素,其中,goldy(G)原子中电 子数小于 magnificom(M) 。 *urrp(Up) ,oz(Oz)以及 nuutye(Nu)在化学反应中能获得 2 个电子,nuutye(N)能形成双原 子分子且与地球大气中的某种气体的性质完全相同,而 oz(Oz)的原子序数小于 urrp(Up) 。 *元素 anatom(An)的原子具有 49 个电子。Zapper(Z)和 pie(Pi)在发生化学反应时能失之 2 个 电子,其中 Zapper(Z)常用于制造闪光灯。 请在下面的假想元素周期表中将上述元素填入:
假想的元素周期表
1 1 2 3 4 5 2 13 14 15 16 17 18

子为正八面体结构,阳离子与 P2I4 是等电子体。 1.确定 A 的结构简式,写出生成 A 的化学反应方程式。 2.根据路易斯电子理论,画出 A 中环状阳离子的结构式。 3.预测 A 中 S-S 键与经典 S-S 键的键能大小。

第七题(9 分) 据《中国制药》报道,化合物 F 是用于制备抗“非典”药品(盐酸祛炎痛)的中间产物,其合成路 线为:
(A)
CH3 Cl2 hv


D


浓硫酸+浓硝酸 水浴/加热 ②

B



C



(E)

NH2 COOH

F

1.请写出有机物字母代码的结构简式。

2.第③、④步反应的顺序能否填倒,说明理由。

3.写出 D+E→F 的化学方程式。系统命名 F。

4.第④步反应的反应类型是【 】 。 5.E 在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子,写出合成此高聚物的化学方程式。

第六题(6 分) 在液态 SO2 溶液中,将硫磺(S8) 、碘和 AsF5 混合加热,得到一种化合物 A。经分析发现:A 的阴离

第八题(12 分) M 的金属粉末在真空中加热 500~1000℃与氮气反应生成红褐色粉末状的 A,将 A 加热到 1400℃时 3 分解成黄绿色粉末状的 B。已知 A 为简单六方晶系,a=387pm,c=2739pm,密度?=10.55g/cm ,z=3。 n+ 3- 其中 M-N 间的距离为 270pm,而 M 的半径为 99pm,N 半径为 171pm。B 为面心立方晶系,与 NaCl
2

结构相同,a=516pm。根据摩尔效应的测量,B 中平均每个 M 离子常有 1.47 个电子。 1.试通过计算确定金属 M 以及 A、B 的化学式。写出 M 的价电子构型。

2.计算 B 的密度。

3.说明 A、B 的导电性情况。

4.1936 年 N.Bohr 提出了复合核理论。将 232M 与 76Ge 通过核融合后,生成一种核素 N,同时释放 出 3 个中子。试写出核反应方程式,确定 N 在周期表中的位置。

第十题(8 分) 近年来,化学家将 F2 通入 KCl 和 CuCl 的混合物中,制得了一种浅绿色的晶体 A 和一种黄绿色气体 B。经分析,A 有磁性,其磁矩为μ =2.8B.M,且很容易被氧化。将 A 在高温高压下继续和 F2 反应,可 得 C,C 的阴离子和 A 的阴离子共价键数不变(阴离子结构对称) 。已知 A、C 中铜元素的质量分数分别 为 21.55%和 24.85%。 1.试写出 A~C 的化学式,分别指出 A、C 中铜的化合价和价电子构型。 2.写出上述化学反应方程式。 3.简述 A、C 阴离子形成的原因。

第九题(8 分) 设计一个实验,用最简单的实验装置模拟实现由亚硫酸钠为起始原料获得发烟硫酸和稀硫酸溶液。 可供选择的实验用品有 10% H2SO4、70% H2SO4、98.3% H2SO4、8 mol/L HCl、5% NaOH 溶液、5% Ba(OH)2 溶液、5% BaCl2 溶液、饱和 NaSO3 溶液、钒触媒(V2O5·K2O) 、食盐、蒸馏水、冰、硅胶、 玻璃丝,以及中学化学实验常用仪器(绘图时可用简图) 。 1.画出实验装置简图,并注明各容器中所盛物质的化学式或名称。 2. 钒触媒所以能加快二氧化硫氧化的速度, 除了具有吸附 2 SO2 + O 2 2 SO3 作用外,有 b、 三步的 c 人认为反应过程中还产生了一连串的中间体 (如图) 试写出 a、 。 a c 反应。 3. 如何用最简便的方法判断得到的半成品之一是 SO3?如 到的产品是硫酸溶液还是亚硫酸溶液,还是这两者的混合物?
V 2O 4 b VOSO 4

何判断得 第十一题(8 分) “摇头丸”中含有氯胺酮盐酸盐成分。氯胺酮在一定条件下发生下列一系列转化:
CH3 NH Cl O H2 / Ni CH3 HCl NH HCl Cl



② Cl ④ NaOH水溶液

A



C (C13H21N)

B
1.写出氯胺酮的分子式【 】 ;系统命名为【 】 。氯胺酮盐酸
3

盐【

】 (填“溶”或“不溶” ,下同)于水, 【

】于乙醚。 】 ;反应③的条件是【 、C2: 】 。 】 。其中最有可

2.上述转化过程中发生取代反应的是【 3.C 的结构简式可能为【C1: 能的是______________。

令 C 在强碱催化剂存在下与酸 A 的乙酯反应,生成乙醇和化合物 D。D 的组成为 37.5%(质量分数, 下同)C、3.1% H 和 21.9% N,其余是氧。该化合物是一种酸。 4.写出 D 的结构。其酸性氢原子在何处?请在结构式中用*标出。

第十二题(12 分) 白色固态有机酸 A 含碳、氢和氧元素。为了得到摩尔质量的估值,将 10.0g 该有机酸溶于水,加入 碎冰,激烈摇荡,结果温度降至-2.5℃迅速除去冰,测得溶液的质量为 86.1g,pH 值为 1.4。由手册中查 1 到,水的摩尔冰点下降常数为 1.86kg·K·mol- 。然后,对该酸的准确摩尔质量作了精确测定。0.120g 该酸用 0.100mol/L 的氢氧化钠溶液滴定, 以酚酞为指标剂, 当指示剂变色时, 用去氢氧化钠溶液 23.4mL。 1.得出该酸(A)的摩尔质量和结构。

B 液体 B 溶于水可以达到 10%, 该溶液的 pH 值约为 4。 不易氧化, 但能发生碘仿反应, 产物经酸化, 氧化成 A。0.10gB 消耗 1.5g 碘单质。当 B 和钠反应,放出氢气,生成一种金属有机化合物 X,X 阴离子 后者的摩尔质量约为 100g/mol。 2.写出碘仿反应的化学方程式及上述 B 与钠的反应,其中的有机物应采用结构式。

化合物 C 的水溶液的导电性和纯水相差无几。C 碱性水解生成氨。0.120g C 用热的氢氧化钠稀溶液 3 3 3 处理,将生成的气体导入 50.0cm 浓度为 0.100mol/dm 的盐酸中;剩余的酸用 0.100mol/dm 氢氧化钠溶 3 液滴定,消耗 10.0cm 。 C 酸性水解生成二氧化碳。由冰点下降得知 C 的摩尔质量估值在 40~70g/mol 之间。 3.写出 C 的结构。写出它的碱性水解及酸性水解的化学方程式。

4

高中化学竞赛初赛模拟试卷(18)
参考答案
第一题(10 分) 1.交换只发生在与 As 成键的氢上;说明 As 不能与 H2 直接化合生成 AsH3(2 分) 2.[AsCl4]+(1 分) [AsF6]-(1 分) sp3 sp3d2(1 分) 3.可视为 As2O3 和 As2O5 加合起来的氧化物 AsIIIAsVO4(2 分)
O

第六题(6 分) 1.A:[S2I4][AsF6]2(2 分) ;1/4S8+2I2+3AsF5
S I I I I
SO2

[S2I4][AsF6]2+AsF3(2 分) ;

2.
S

(1 分) ;

3.A 中 S—S 键的键能要大。原因是 S—S 具有双键的特点(1 分) 第七题(9 分) 1.B:
NO2 CH3 ;C:

4.H
O

H (1 O

分)

O H H O O H

O

H(1

分) 1︰2(1 分)

NO2 ;D: COOH

CH2Cl;F:

NH CH2 COOH

(各 1 分) 2.不能,因为先生成
NH2 (1 CH3 ,再与 KMnO4 氧化时—NH2 也会被氧化。 分)

第二题(6 分) 解析:本题关键从题意中提供“柯达尔”高聚物的有机结构信息不难推出它的两种单体是对苯二甲酸 和对苯二甲醇,结合图示,显然 D 是对苯二甲酸,F 是对苯二甲醇;然后再反推其他物质,既可得到答 案: 1.B:HOCH2- -CH2OH;D:HOOC- -COOH;E:ClCH2- -CH2Cl (各 1 分) 2.HOCH2- -CH2OH+O2→OHC- -CHO+2H2O ClCH2- Cl+2NaOH→HOCH2- -CH2 -CH2OH+2NaCl(各 1 分) 3.缩聚反应(1 分) : nHOOC- -COOH+nHOCH2- -CH2OH → OCH2- -CH2OOC- -CO +2nH2O 第三题(7 分) 1.20CsB3H8
70e

3.

CH2Cl+

NH2 COOH

cat

NH CH2 COOH

+HCl(1 分)

F:N-苄基-邻-氨基苯甲酸(1 分) 4.还原反应(1 分)
O

5.n

NH2 COOH

cat

NH C

n +nH2O(1 分)

第八题(12 分) 1.M=

2Cs2B9H9+2Cs2B10H10+Cs2B12H12+10CsBH4+35H2(2 分) ;

20 CsB3H8

(1 分)

a 2c?? sin 600 ?N A =752.04(2 分) 。 z 设 A 的化学式为 MxNy。讨论得到当 y=4 时,x=3,M=232.0。 分) (1 2 2 M 为钍 Th。所以 A 为 Th3N4(1 分) 为 ThN(1 分) ;B 。6d 7s (1 分)

2. (根据阴阳离子大小匹配原则)铯盐较钠盐稳定(1 分) 3.不稳定(1 分) 4.2NaBH4+5B2H6 Na2B12H12+13H2(2 分) 第四题(6 分) 1.银白色固体;银;黄;硫;2Ag++S2-=2Ag+S(各 1 分) 2.避免空气中氧气的干扰(1 分) 第五题(8 分)
假想的元素周期表
1 1 2 3 4 5 Pf Ch By Q X 2 D Z Do Pi 13 E Yz R An 14 Fx Hi T El 15 G M Ss 16 Nu Oz Up 17 A Kt V 18 Bo L J Wo

2. ? ?

zM 4 ? 246.01 3 = =11.90g/cm (2 分) a ?N A (5.16 ?10?8 )3 ? 6.02 ?1023
3

3.A 是绝缘体,因为 A 中 Th—N 间的距离等于阴阳离子半径之和,无空隙。B 为电的良导体。 (2 分) 205 4. 232Th+76Ge N+3n(1 分) N 在周期表中为:第八周期、IIIB 族,属于类锕系元素。 分) (1 第九题(8 分)

1.

(3 分)

2.反应 a 为 SO2+V2O5=V2O4+SO3。反应 b 为 V2O4+2SO2+O2=2VOSO4。 反应 c 为 2VOSO4→SO2+V2O5+SO3。 分) (3 (K2O 也应作催化剂,只不过 V2O5 是主催化剂,K2O 作副催化剂或者是助催化剂而已) 3.要注意选择的试剂是氢氧化钡,而非氯化钡。当选用氯化钡时反应后的另一产物为盐酸,因此无
5

法判断沉淀量的变化,也就无法说明产品的种类。 分) (2 第十题(8 分) 1.A:K3CuF6;B:Cl2;C:K2CuF6(各 1 分) ; 8 7 A、C 中铜原子价态分别为+3、+4(1 分) 。价电子构型分别为 3d 和 3d (1 分) 2.3F2+3KCl+CuCl K3CuF6+2Cl2↑ 2K3CuF6+F2 2K2CuF6+2KF(各 1 分) - 3.主要是由于 F 半径小,电负性大,配位能力强(1 分) 第十一题(8 分) 1.C13H16NOCl(1 分) ;2-(2’-氯苯基)-2-(甲氨基)环己酮(1 分) ;溶;不溶(1 分) 2.②、④(1 分) ;强碱的醇溶液/加热(1 分) 3.
NH CH3

(1 分)或

NH

CH3

(1 分) ,

最有可能是后者(查依采夫消除) 分) (1 。 补充一问: 4.提出分析盐酸氯胺酮的实验方法。 4. 精密量取本品适量 (约相当于氯胺酮 0.2g) 置分液漏斗中, , 加水适量使成 25mL, 加氨试液 1.5mL 4 次(25、20、15 与 10mL)每次得到的氯仿提取液分别用同一份水 15mL 使成碱性,用氯仿振摇提取 洗涤后,用经氯仿湿润的棉花滤入锥形瓶中,最后用氯仿 5mL 洗涤棉花与滤器,合并氯仿液,置水浴上 蒸干,放冷;残渣中加醋酐 2mL、冰醋酸 20mL 与结晶紫指示液 1 滴,用高氯酸滴定液(0.1mol/L)滴定 至溶液显纯蓝色,并将滴定的结果用空白试验校正。每 1mL 的高氯酸滴定液 (0.1mol/L)相当于 23.77 mg 的 C13H16ClNO。 第十二题(12 分) 1.A 的摩尔质量是 103g/mol(2 分) 的结构:HOOCCH2COOH(2 分) ,A ; - - - - 2.CH3COCH2COCH3+6I2+6OH = OOCCH2COO +2CHI3+6I +4H2O(1 分) - OOCCH2COO-+2H+=HOOCCH2COOH(0.5 分) ; 2- CH3COCH2COCH3+2Na→CH3CO-C -COCH3+2Na++H2(1.5 分) ; 3.H2NCONH2(1 分) ; H2NCONH2+2OH-=2NH3+CO32-;H2NCONH2+2H++H2O=2NH4++CO2(2 分)
* H2
C O C HN C O C O NH

4.

(1 分) (*为酸性氢原子,1 分)

6


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