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全国化学竞赛初赛模拟试卷三


全国化学竞赛初赛模拟试卷三
(时间:3 小时
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

满分:100 分)
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

相对原子质量


Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 63.39 Cd 112.4 Hg 200.6

第一题(6 分) 在体积为 250mL 的锥形瓶内装有 20mL H2O, 同时收集满 CO2 气体, 再加入一定量的金属钠后迅速塞紧瓶塞,其气球的变化有三种情况 1.当气球无变化时,锥形瓶中溶质为 ; 2.当气球膨胀时,锥形瓶中溶质为 ; 3.当气球瘪凹时,锥形瓶中溶质为 。

第二题(4 分) 二硫化钛(TiS2)是一种金属性导体,具有层状结构,而且容易使金属锂夹入,所以 TiS2 在蓄电池中可作理想的电极材料。 若把 TiS2 作为一个电极, 把金属锂作为另一个电极, 用锂盐溶液作为电解质溶液组成原电池,则该蓄电池放电时: 负极反应为 ; 正极反应为 ; 总反应方程式为 。 第三题(6 分) KMnO4 的氧化性比 MnO2 强得多,实验室也可以用 KMnO4 溶液和盐酸反应制取 Cl2, 反应方程式为: 。 -1 -1 如果在 1mol· L KCl 溶液 100mL 中用 1 mol· L H2SO4 溶液 100mL 酸化, 然后滴入足 量的 KMnO4 溶液后微热,理论上最多可生成 Cl2 g。 化学实验中检验是否有 Cl2 产生常用湿润的淀粉-KI 试纸。但如果将试纸长时间放在 产生 Cl2 的导管口,发现试纸变蓝后又变为无色。写出先后发生的两个氧化还原方程式: 第四题(3 分) 由氯苯制 2,4,6-三硝基苯酚有两种途径:①先水解,再硝化;②先硝化,再水解。 你认为更合理的途径是 ;其主要理由为
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。 第五题(5 分) 纳米材料的特殊性质的原因之一是由于它具有很大的比表面积(S/V)即相同体积的 纳米材料比一般材料的表面积大很多。假定某种原子直径为 0.2nm,则可推算在边长 1nm 的小立方体中,共有 个原子,其表面有 个原子,内部有______个原子。由于 处于表面的原子数目较多,其化学性质应 (填“很活泼”或“较活泼”或“不活 泼”)。利用某些纳米材料与特殊气体的反应可以制造气敏元件,用以测定在某些环境中 指定气体的含量,这种气敏元件是利用了纳米材料具有的 作用。

第六题(24 分) 假定某硝酸盐在热分解之后, 产物为不含氮元素的固体物质和 NO2、 O(无其他气体) 。 2 NO2 的熔点和沸点分别为-11℃和 21℃。 1.上述某种硝酸盐受热分解后,着产生 NO2 和 O2 的物质的量之比为 6︰1,则金属 元素的价态在反应过程中 (填“升高”,“降低”,“不变”)。 2.该类硝酸盐受热分解后,产生 NO2 和 O2 的物质的量之比的最小值为 。 3.将 Fe(NO3)2 与 AgNO3 的混合物加热后,放出的 NO2 和 O2 气体通过排水法收集时 得不到任何气体,则混合物中 Fe(NO3)2 与 AgNO3 物质的量之比为 。 4.将 5.6g Fe 投入浓硝酸溶液,产生红棕色气体 A,把所得溶液减压蒸干,得到 20g Fe(NO3)2 和 Fe(NO3)3 的混合物,将该固体在高温下加热,得到红褐色的 Fe2O3 和气体 B, A、B 气体混合通入水中,还有 mL 气体(标准状况)不能溶解。 5.现取 mg Cu(NO3)2 无水晶体,强热使其分解,得到 NO2、O2 和 ng 固体,将气体用 水充分吸收后,结果还有气体剩余,同时得到 100mL 溶液,则残留固体的成分可能 是 ,所得溶液的物质的量浓度是 ;剩余气体的体积 (标准状况)。 6.某学生将试管中的硝酸铅加热到熔融,把带有火星的细木条伸进试管口,检验放 出的气体。当发现木条复燃时该学生即断言:硝酸铅受热分解有氧气放出。 (1)请你对上述实验及结论的合理性作出评价(写出必要的化学方程式) 。 (2)另一同学建议可将混合气体先通入 NaOH 溶液,剩余的气体干燥后再作检验, 请你对此也进行评论(写出必要的化学方程式) 。 (3)你还有什么方法检验 O2 的生成。

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第七题(18 分) 220K 时在全氟代戊烷溶剂中,Br2 和 O2 反应得到固体 A,A 在 NaOH 水溶液中歧化 为 NaBr 和 NaBrO3。 用过量 KI 和稀硫酸处理 A 生成 I2, 1mol A 所产生的 I2 需 5mol Na2S2O3 才能与其完全反应。 (以下化学式均指最简式) 1.确定 A 的化学式,写出 A 在 NaOH 溶液中歧化的化学方程式; 2.A 在全氟代戊烷中与 F2 反应得到无色晶体 B,B 含有 61.1%的 Br,确定 B 的化学 式; 3.将 B 微热,每摩尔 B 放出 1mol O2 和 1/3 mol Br2,并留下 C,C 是一种黄色液体, 确定 C 的化学式; 4.如果 C 跟水反应时物质的量之比为 3︰5,生成溴酸、氢氟酸、溴单质和氧气,写 出化学反应方程式;若有 9g 水被消耗时,计算被还原 C 的物质的量。 5.液态 C 能发生微弱的电离,所得阴阳离子的式量比约是 4︰3,写出电离反应方程 式。 6.指出分子 B、C 中中心原子的杂化类型和分子的构型。

第八题(8 分) 滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测定物质的克数,通常用 T[M1/M2]表示,如: - T[H2SO4/NaOH]=0.04g·mL 1,表示每毫升某标准 H2SO4 溶液恰好中和 0.04g NaOH。 - 1.若要使某标准盐酸对 CaO 的滴定变为 T[HCl/CaO]=0.0056g·mL 1,则该盐酸的 物质的量浓度是多少? 2.上述盐酸对 NaOH 的滴定度是多少? 3.若与 1g 含杂质的 NaOH 样品完全反应消耗上述盐酸 a mL(杂质不与盐酸反应), 则样品的纯度是多少? 4.若达到滴定终点时消耗 b mL 上述盐酸,且 NaOH 样品的纯度恰好为 b%,则样品 的质量应取多少 g?

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第九题(20 分) 利用乙烯和苄氯可合成肉桂醛和乙酸丁酯。反应的合成路线如下图所示:

1.请写出 A~H 各物质的结构简式。 2.命名:肉桂醛 ;D 。 3.有机物:D、E、G、H、肉桂醛 具有光学异构体的是 ;具有顺反异构体的是 4.反应 D→E 的产物是否唯一,为什么? 5.肉桂醛被硼氢化钠还原后的产物可聚合为高分子化合物 6.选择合适试剂由 E 合成(CH3)2CHCH2CHO,写出中间产物。

。 (结构简式)。

第十题(6 分) 质谱分析法是化学领域中非常重要的一种分析法,它是通过测定分子质量和相应的离 子电荷来实现对分子的分析。其中重要的一步是在高真空下,用高能电子束轰击气态分子 时,分子中的一个电子可以被打出去生成阳离子自由基,如苯甲酸:C6H5COOH→ + - C6H5COOH +e 。它的质量与电荷比(m/z)可以测出为 122。与此同时,这样的离子还 会被打成碎片离子,苯甲酸产生的碎片离子按所测出的质荷比为 m/z 105 77 51 ?? 碎片离子 C6H5CO C 6H 5 C 4H 3
+ + +

有关反应 C6H5COOH →C6H5CO +OH C6H5CO →6H5 +CO C6H5 →C4H3 +C2H2 ??
+ + + + + +

??

现有由 C、H、O 组成的一种无色、透明液体 A,不溶于水及冷酸、碱,加热时能逐 渐溶于稀 NaOH 溶液,冷却后不再析出原来的液体。如用高能电子束轰击气态 A 时,在 70eV 下的质荷比为 88、73、61、45、43、29、27 等离子,它们都带有一个电荷。试确定 该化合物是什么,并表示出这些碎片产生的过程。

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参考答案
第一题(6 分) 1.Na2CO3 2.Na2CO3 与 NaHCO3 或 NaHCO3 3.NaOH 与 Na2CO3(各 2 分) 第二题(4 分) - + + - Li-e =Li (1 分) xLi +TiS2+xe =LixTiS2(2 分) xLi+TiS2=LixTiS2(1 分) 第三题(6 分) - + - 2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O (或 2MnO4 +16H +10Cl =2Mn2 + +5Cl2↑+8H2O,2 分) 3.55g(2 分) 2KI+Cl2=2KCl+I2 I2+5Cl2+6H2O=2HIO3 +10HCl(各 1 分) 第四题(3 分) ②(1 分) ; HNO3 具有强氧化性,苯酚易被氧化,使①所得产物产率太低(2 分) 第五题(5 分) 125 98 27 很活泼

吸收(各 1 分)

第六题(24 分) 1.升高(2 分) 2.2︰1(2 分) 3.1︰1(2 分) 4.2240(4 分) 5.Cu2O 或 CuO、Cu2O 的混合物(2 分) 5m/47mol/L(2 分) 0.298m-0.7n(2 分) 6. (1)不合理:∵2Pb(NO3)2=2PbO+4NO2+O2(1 分) 生成物中 O2 仅占 20%体 积,得不出木条复燃的必然结论。 (1 分) 考虑 NO2 的强氧化性,也有助燃作用,在检 验之前应予排除, (1 分) (2)也不合理,混合气体通入 NaOH 溶液后可能得不到剩余 气体(1 分) :NaOH+4NO2+O2=4NaNO3+2H2O(1 分) (3)将产生的气体产物通过 一个浸在冰水混合物中的 U 型管,使 NO2 液化,未液化的气体用排水法收集后检验。 (2 分) 第七题(18 分) 1.A 是 BrO2(2 分) ;6BrO2+6NaOH=NaBr+5NaBrO3+3H2O(2 分) 2.B 是 BrO2F(2 分) 3.C 是 BrF3(2 分) 4.3BrF3+5H2O=HBrO3+Br2+9HF+O2(2 分) 0.2mol(2 分) + - 5.2BrF3=BrF2 +BrF4 (2 分) 6.B:sp3 三角锥;C:sp3d 正三角形(4 分) 第八题(8 分) - 1.0.2mol·L 1
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2.0.008g·mL 1 3.0.8a% 4.0.8g(各 2 分)


第九题(20 分) 1.A:CH3CH2OH B:CH3CHO C:CH3COOH D:CH3CH(OH)CH2CHO E: CH3CH=CHCHO F: CH3CH2CH2CH2OH G: -CHO H: -CH(OH)CH2CHO

(各 1 分) 2.β -苯基丙烯醛(3-苯基丙烯醛);3-羟基丁醛(β -羟基丁醛)(各 1 分) 3.D、H(1 分) E、肉桂醛(1 分) 4.产物是唯一的,α -H 比较活泼,易与羟基消去(2 分,其它合理答案也可以) 5. (2 分)

6.CH3CH=CHCHO+CH3MgBr→(CH3)2CHCH=CH2MgBr→(CH3)2CHCH= CH2OH→(CH3)2CHCH2CHO(4 分)
第十题(6 分) 乙酸乙酯(2 分) 得到各碎片的方式为:

(88、73、45、43、29); ; (4 分)

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