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2010年高中化学竞赛初赛模拟试卷6


2010年高中化学竞赛初赛模拟试卷(6)
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。

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。2-甲基吡啶H2SO4阳极电位反应温 度选择性电流效率 2-甲基吡啶,H2SO4, 电压,温度,产率,电流效率 一,0.5mol/L1.5mol/L1.95V 40℃ 95.3% 45.3% 二,0.6mol/L1.5mol/L1.85V 30℃ 84.1% 52.5% 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 8H 物,在300℃时连续反应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;Ti的O配位数和 O的Ba配位数分别是多少? ? 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,其O配位数与晶体中相同。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 体的角顶,而Ce4+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)
? 2008年是俄国化学家马科尼可夫(V. V. Markovnikov,1838-1904)诞辰170周年。 马科尼可夫因提出C=C双键的加成规则 (Markovnikov Rule)而著称于世。本题就 涉及该规则。给出下列有机反应序列中的A、 B、C、D、E、F和G的结构式,并给出D和 G的系统命名。

第九题(11分)
? 镅(Am)是一种用途广泛的錒系元素。241Am的放射性强度是镭的3倍,在 我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪,检测人体是否缺钙;用 241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器(制作 火警报警器的1片241Am我国批发价仅10元左右)。镅在酸性水溶液里的氧化 态和标准电极电势(E?/V)如下,图中2.62是Am4+/Am3+的标准电极电势 ,-2.07是Am3+/Am的标准电极电势,等等。一般而言,发生自发的氧化还原 反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。

? 试判断金属镅溶于稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理由。 ? 附:E?(H+/H2) = 0 V; E?(Cl2/Cl-) = 1.36 V;E?(O2/H2O) = 1.23 V。

第十题(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。

第十一题(13分)
六配位(八面体)单核配合物MA2(NO2)2呈电中性; 组成分析结果:M 21.68%, N 31.04%, C 17.74%;配 体A含氮不含氧;配体 (NO2)x 的两个氮氧键不等长。 12-1。该配合物中心原子M是什么元素?氧化态多大 ?给出推论过程。 12-2。画出该配合物的结构示意图,给出推理过程。 12-3。指出配体 (NO2)x在“自由”状态下的几何构型 和氮原子的杂化轨道。 12-4。除本例外,上述无机配体还可能以什么方式和 中心原子配位?用图形回答问题。

?
? ?

?

第十二题(11分)
? 1、早在十六世纪,人们就将古柯叶的提取液用于抗疲劳。 1826年W?hler揭示了其活性成分是可卡因(一种毒品)A (C17H21NO4)。它虽然是很有效的局部麻醉药,但毒性 大,易成瘾。A用氢氧化钠水溶液水解,中和后得甲醇, 苯甲酸和芽子碱B(C9H15NO3)。B用三氧化铬氧化得C (C9H13NO3),C加热生成含有羰基的化合物D (C8H13NO)并放出一种气体。D在活性镍催化下氢化得 到醇E 2、后来有人通过Mannich反应,以CH3NH2、3-氧代戊 二酸与F为反应物,一步反应就合成了D. 回答下列问题: a、写出A、B、C、D的结构简式。 NCH3 OH b、写出F的结构式。 E结构式

?

? ? ?

参考答案
? ? ? ? ? ? ? ? 第一题(4分) 1.Fe ; 3 2.C ; C+H2O CO+H2↑(各1分) 第二题(8分) 1.2Na+2NH2CONH2 2NaNHCONH2+H2↑ NaNHCONH2 NaCNO+NH3↑(各1.5分) 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)

参考答案
? 第三题(7分) ? 1.S6+: [Ne]3s23p6;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~VIII族为完全不同的族。(2分) ? 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)

参考答案
? 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。(2分) ? 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)

参考答案
? 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 6 4(各1分) ? 2.Ba(OH)1210- 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) ? 4.八面体(1.5分) (1分)

参考答案
? 第七题(4分) 不能判断(1分) K所在位置的数值x=6-v; v满足:v/(12-v)=(3-x)/(3+y)(3分) ? 第八题(8分)D:2-溴-2-甲基丙酸 G:2,2-二甲基丙二酸二乙酯

参考答案
? 第九题(11分):要点1:E?(Amn+/Am) < 0, 因此Am 可与稀盐酸反应放出氢气转化为Amn+, n = 2,3,4;但 E?(Am3+/Am2+)< 0, Am2+一旦生成可继续与H+反应转 化为Am3+。或答:E?(Am3+/Am)<0,n =3 。(3分) ? 要点2:E?(Am4+/Am3+)>E?(AmO2+/Am4+), 因此一 旦生成的Am4+会自发歧化为AmO2+和Am3+。(4分) ? 要点3:AmO2+是强氧化剂,一旦生成足以将水氧化为 O2, 或将Cl-氧化为Cl2,转化为Am3+, 也不能稳定存在 。相反,AmO2+是弱还原剂,在此条件下不能被氧化为 AmO22+。(2分) ? 要点4:Am3+不会发生歧化(原理同上),可稳定存在 。(2分) ? 结论:镅溶于稀盐酸得到的稳定形态为Am3+。

参考答案
? 第十题(10分) 1.NO2SO3F(5分) NaOH+HNO3=NaNO3+H2O NaOH+HSO3F=Na2SO4 +H2O;NaOH+HF=NaF+H2O 2NaOH+H2SO4= Na2SO4+2H2O;Mg2++2F-=MgF2↓ SO42-+Ba2+=BaSO4↓ Ba2++2F-=BaF2↓ 2.NO2SO3F+H2O=HNO3+HSO3F HSO3F+H2O=H2SO4+HF (缓慢进行)(各1.5分) ? 3.(2分)

参考答案
11-1。 nM : nN = 21.68/MM : 31.04/14 = 1 :(2y + 2)MA = 19.56x(y+1) y =2(设y为其他自然数均不合题意),得 MM = 58.7 (g/mol) 查周期表,M = Ni 由配体 (NO2)x 的两个氮氧键不等长,推断配体为单齿配体,配位原子为O , 故配体为NO2-,因此,Ni的氧化数为+2。(4分)(推理过程合理都给分 ,不合理, 即使结果正确也扣2分。) 11-2。 设配合物中碳原子数为nC,则:nC : nN = 17.74/12 : 31.04/14 = 0.667 已知 nN = 2x2+2 = 6, 所以,nC = 0.677x6 = 4 O 求出摩尔质量,由于剩余量过小,只能设A是氮氢化合物,由此得氢数,可推得 N 配体A为H2NCH2CH2NH2, H2 H N O N 2 C H2 H2C 配合物的结构示意图为:(4分)(合理推理过程2分,结构图2分) Ni 11-3。 (根据VSEPR理论,可预言)NO2-为角型, H2C N O N C H2 H2 H2 N 夹角略小于120o, N取sp2杂化轨道。(2分) O 11-4。(注:只要图形中原子的相对位置关系正确即可得分;画出其他合理结构 也 应得分,如氧桥结构、NO2-桥结构等) (3分) O O O
M N O M O N M O N M

参考答案
? 第十三题(11分)
CH3 A: N CO2CH3

CH3 B:

N CO2H

CH3 C:
OH

N CO2H O

?
CH3 N

OCC6H5 O

? D: F: CH2CHO O ? 注: ? A→D的结构写成平面结构,只要对,都给分,其中A给3分。 ? (2) 结构式中, 碳架标氢时, 氢的数目不对, 每处扣0.5分;都 不标氢不扣分。

CH2CHO


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