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全国高中化学竞赛初赛模拟试题


2008 年全国高中化学竞赛模拟试题十七
1.008

He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.09 30.97 32.0735.45 39.95 22.99 24.31 K Ca Sc

Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.9083.80 Sn Sb Te I Xe Ru Rh P d Ag Cd In Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc 85.4787.62 88.9191.22 92.91 95.94 98.91101.1 102.9106.4 107.9 112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba [210] [222] -Lu 178.5180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] 132.9137.3La Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

相 对 原 子 质 量

第一题、1-1、试解释:AlF3 不溶于液态 HF 中,但在 NaF 存在时,AIF3 就能溶解在液态 HF 中;当 BF3 通入该液体中,AlF3 就会沉淀出来。 1-2、CsICl2 热分解的产物是什么?为什么一般不能形成含氟元素的碱金属多卤化物? 1-3、PCl5 极易水解,将 PCl5 投入液氨中也能发生氨解,写出 PCl5 氨解反应方程式。

第二题、航天飞机研究中用到很多化学知识,回答下列问题 2-1 哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作固体燃料, 当加热铝粉使其氧化 可放出大量热, 而使高氯酸铵分解产生大量气体作为航天飞机的推动力。 试写出相关反应 的化学方程式。 ①_____________________________________________________________________ ②_____________________________________________________________________ 消耗 1mol 高氯酸铵可产生_________mol 的气体。 2-2 阿波罗宇宙飞船使用氢氧燃料电池为动力,电池反应为 2H2+O2=2H2O,以浓 KOH 溶 液为电解质。写出电极反应式: ③负极_______________________________________________________ ④正极_______________________________________________________ 第三题、某晶体 X 是二价金属硫酸盐的结晶水合物,化学式可表示为 ASO4·nH2O(A 为金属元素,n 为自然数)。取少量晶体 X,加强热至 1000℃以上,得到红色氧化物 Y,总 失重率为 66.5l%;再取 2.137g 晶体 X,溶于水配成溶液,再加过量铁粉,充分反应后 (Fe+A2+=Fe2++A),固体质量增加 0.077g。确定晶体 X 和氧化物 Y,并给出推理步 骤。

第四题、(SN)n 是最早发现的无机高分子化合物(相对分子质量很大的化合物) ,n 是一个很 大的整数。由许许多多(SN)n 分子组成的晶体,有各向异性的结构特点。最典型的是,从晶 体两个相互垂直的方向上, 室温下测定其导电率, 其相差竟在 2 个数量级上。 回答下列问题: 4-1 已知(SN)n 由 S2N2 聚合而生成,在 S2N2 中,S 和 N 的化合价数值视为相同,则 S2N2 分子结构是(请画出) 。 4-2 上述晶体属于__________(填晶体类型) ,理由是 ______。 4-3 (SN)n 分子的几何形状,是平面型,立体型,还是线型? _______,理由是 ____________________________________________________。 第五题、晶须是一种丝状的单晶体,由于这种尺寸很小、杂质 含量很低、 晶体缺陷很少的丝状单晶体具有接近理论值的优异 的力学性能和物理化学性能, 因而引起了人们的极大兴趣。 利 用晶须的优异的力学和物理性能,将其与陶瓷、玻璃、聚合物 材料等进行复合, 不仅可以提高基体材料的强度, 改善其韧性, 而且可以改变其物理化学性能, 增加其功能性。 采用氧化铝和 焦炭为原料在高纯氮气气氛条件下可以获得一种晶须材料, 晶 体结构如图所示: 5-1 该晶须材料的最简式应该为 5-2 如果原料配比约为 Al2O3︰C=3︰1(质量比) ,则合成的化学方程式为 __________________________________________ 。 5-3 该晶须属于________晶系 第六题、A 是一种黄色具有吸湿性的透明粘稠液体,A 及其衍生物在合成上有广泛的用途, A 可由 1, 2-二氯乙烷与氨水在一定温度和压强下反应得到, 元素分析表明 A 含氮量为 40.8%, 燃烧后的产物通入硝酸银溶液中,没有发现沉淀生成。 6-1、给出 A 的结构,并给出其系统命名 6-2、题中合成 A 同时可以联产制得与 A 结构性质相似的一系列物质,写出其中两个的结构 简式,并给出通式 6-3、A 容易吸收空气中的 CO2 和水,分析原因 6-4、A 可以与 Cr3+形成六配位的配合物,给出其可能存在的异构体

第七题、过渡金属含硫化合物化物因其有趣的电子性能,结构化学成为化学,固体物理,材 料化学的研究热点。炼油工业使用的催化剂 A 可用如下方法合成(1)偏钨酸铵( (NH4) 6H2W12O40.5H2O )与浓氨水 60C 下反应 20min ,得到正钨酸铵 ,(2) 在上述溶液中加入 ( N H 4 ) 2 S ,60C 下反应 30min,在 0C 下静置 24h,得到黄色晶体 B(不含结晶水) ,元素分析表 明 B 中含 N:8.86%,S:20.28%, (3)将 B 在氢气气氛中热分解,TG-DTA 热重分析实验显 示,160-300C 之间失重率为 15.9%,得到产物 A,(4)继续加热,在 300-450C 之间继续失重 5.27%,得到产物 C。 7-1、推测 A,B,C 的结构简式,画出 B 中阴离子的结构 7-2、写出反应(1),(2),(3),(4)的反应方程式 7-3、钨的含氧酸根在 pH 不同时有不同的化学式,在 pH 为 6 时,可能主要为____(填 A 或 B,下同),在 pH 为 4 时,可能主要为______ A W12O4110- B H2W12O4067-4、在第二步实验中,时间需要控制在 30min 左右,试分析其原因

第八题、钯化合物是烯烃的 Heck 反应常用催化剂,开发稳定,易回收,低毒的钯催化剂成 为了研究的热点。研究者通过如下以白屈氨酸(1)为原料系列反应制备了性能良好的钯催 化剂 S

8-1、在方格中填写物质 2,3,4,5 的结构简式 8-2、S 为什么有较高的稳定性 8-3、给出白屈氨酸的系统命名 8-4、白屈氨酸加热可以得到一重要有机中间体,含氮量为 14.7%,给出其结构简式 8-5、白屈氨酸存在酮式异构体,给出其结构简式

第九题、新装修的居室内,甲醛浓度往往很大.严重污染空气.居住者接触时间较长易得 — — 白血病。1×10 5mol·L 1 的紫色 KMnO4 溶液遇甲醛气体即褪色,用下面的微型化学 实验可测定室内空气甲醛含量: — — 9-1 试设计实验,配制得到 100mL l.00×10 4mol·L 1KMnO4 溶液; — — 9-2 用 2.5mL 注射器准确量取 2mL l.00×10 4mol·L 1KMnO4 溶液,注入六孔穴板 — 1*孔内,加入 3 滴 6 mol·L 1H2SO4 溶液,盖好塞子;按 图连接好装置。将此装置置于待测地点,缓慢抽气,每次抽气 50mL,直到溶液红色褪去,记录抽气次数。写出甲醛与酸性 KMnO4 溶液反应的化学方程式。 9-3 设抽气次数为 n,试计算甲醛在空气中的含量(mg/m3)。 — 9-4 若室内空气中甲醛气体最高允许浓度为 20mg·m 3 试 分析讨论室内空气符合标准时 n 的取值范围。 9-5 为保证实验结果精确性,实验过程中应注意什么?

第十题、为测定一有机化合物 A 的结构,我们做了以下实验:通过质谱分析,测得了它的 相对分子质量为 195;红外光谱显示 A 分子中含有苯环,没有碳氧双键,有一个三键; H-NMR(核磁共振)谱显示,A 分子中有五种化学环境不同的氢,其中有酸性的一个,另四种 氢各占两个;C13-NMR(核磁共振)谱显示,A 有 9 种化学环境不同的碳原子;紫外-可见光谱 显示, 该分子中有大的共轭双键体系(像─C=C─C=C─C=C─这样称为共轭双键体系) 。 另外,该物质可与 NaOH 中和,但不和 NaHCO3 反应。 10-1 A 的化学式为 10-2 请画出 A 的结构式 10-3 A 中有官能团 ; ; 。

第十一题、四氧化三锰主要用于电子工业,是生产软磁铁氧体的原料之一。 11-1. 四氧化三锰的制法有焙烧法和还原法两类。在还原法中,先将水锰矿(主要成分 MnOOH)焙烧成三氧化二锰,再于 250~500℃用甲烷还原生成四氧化三锰。请写出上述二 步反应的化学方程式。

11-2. 通常所说的四氧化三锰中,锰的价态实际上既有二价,也有三价和四价。在某研究工 作中,要求得知四氧化三锰中不同价态锰的比值,采用的测定方法步骤如下: i 称取三份质量相同的试样。第一份以硫酸铵?硫酸溶液选择性溶解试样中的二价锰,过滤 洗涤后,滤液用氨水中和并用氨?氯化铵缓冲溶液调至 pH 10,加入必要的试剂和指示剂, 用 EDTA 标准溶液(a1 mol· L?1)滴定至终点,耗去 b1 mL。 ii 第二份试样中,准确加入过量的草酸钠标准溶液(a2 mol· L?1,b2 mL)和适量硫酸,加 热使试样全部溶解,立即用高锰酸钾标准溶液(a3 mol· L?1)滴定剩余的还原剂至终点,耗 去 b3 mL。 iii 第三份试样中,同样加入过量的草酸钠标准溶液和适量硫酸,加热使全部溶解。冷却后 用氨水中和并用氨?氯化铵缓冲溶液调至 pH 10,加入必要的试剂和指示剂,用 EDTA 标准 溶液滴定至终点,耗去 b4 mL。 [1] 写出步骤 ii 溶解试样时,不同价态锰的氧化物同草酸之间反应的化学方程式;写出用高 锰酸钾滴定剩余还原剂的化学方程式。 [2] 用 a1、a2、a3、b1、b2、b3 和 b4 写出试样中二价、三价和四价锰含量(分别用 X、Y、Z 表示)的计算式,单位用 mmol 表示。

第十二题、 艾多昔芬(Iodoxifene)是选择性雌激素受体调节剂, 主要用于防治骨质疏松症和乳 腺癌,其合成路线如下:

SOCl2 CH2COOH

I A AlCl 3
N H

C2H5Br B C H ONa 2 5

C

Br

BrCH2 CH2Br OH NaOH
+

D

E
C 2H 5

Mg THF

F

C + F

H3O

G

HCl/C2 H5OH -H2O , △

I
OCH 2CH 2N

H

(1) 写出A、B、D、F、G的结构式: A D G (2) 用“*”标出化合物G中的所有手性碳原子,G的光学异构体数目 (3) 采用Z/E法标注时,H的构型是 。 ; B F

2008 年全国高中化学竞赛模拟试题十七参考答案 第一题、1-1、AlF3 是离子型化合物,在 HF(l)中溶解度小,是由 HF(l)的自偶电离程度小造 - 成的。Why?加入 NaF 后,AIF3 + 3NaF Na3AlF6,使 AIF3 变成 AlF63 而溶解在 HF(l)中; - - 通 BF3 后有可能 AlF63 + 3BF3 AlF3↓ + 3BF4 , AlF3 重新析出, 也可能 2BF3 BF2+ + BF4 - - - ,而 BF2+与 AlF63 形成(BF2)3+(AlF6)3 的沉淀 1-2、CsICl2


CsCl + ICl,这是由于 CsCl 比 CsI 稳定。由于 CsF 是卤化物中最稳定的化合

物,即使有含氟元素的碱金属多卤化物生成,也会很容易分解成 CsF,而使碱金属多卤化物 受到破坏。因此一般不能生成含氟元素的碱金属多卤化物。 1-3、PCl5+9NH3=P(NH)(NH2)3+5NH4Cl △ 第二题、2-1、4Al+3O2====2Al2O3 2NH4ClO4 4H2O↑+2O2↑+Cl2↑+N2↑ 4 2-2、2H2+4OH-→4H2O(I)+4eO2+2H2O(I)+4e-→4OH第三题、 X:CuSO4.3H2O Y: Cu2O 推理一:由置换反应所给数值可列式:[0.077/(A-55.85)]*(A+96.07+18.02n)=2.137 (1) 设氧化物为 AOm/2 (m 为自然数),得 : (A+8.00m)/(A+96.07+18.02n)=0.3349 (2) 由(1) (2)得 (A+8.00m)/(A-55.85)=9.295,讨论 m=1,2...,只有 m=1 时才有合理金属 推理二:由式(1) ,讨论 n=1,2....,只有 n=3 时,才有合理金属,确定 X,根据 X 的相对 分子量和 Y 的含量可确定 Y 第四题、4-1 S
N N S

4-2 分子晶体;因为它靠(SN)n 分子彼此间的分子作用力维系成晶体 4-3 线型;因为是由线型分子整齐有序排列形成的晶体,在线伸长方向及其垂直方向上导电 率相差巨大, 如为立体结构, 不会如此; 而从 S2N2 结构推知, 它也不可能是平面形, 只能是线型。 第五题、5-1.AlN 5-2.Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g) 3、六方 第六题、6-1、 N-(2-氨基乙基)-1,2-乙二胺 或 双(β-氨乙基)胺

6-2、乙二胺、三亚乙基四胺、四亚乙基五胺和多亚乙基多胺

6-3、碱性,和水形成氢键

6-4、

第七题、7-1、A.(NH4)2WO2S2,WOS2,WS2

7-2、 (1) (2)(NH4)2WO4 +2 ( N H 4 ) 2 S +2 H2O === .(NH4)2WO2S2 + 4NH3.H2O (3) .(NH4)2WO2S2 == WOS2 + H2O + 2 NH3 (4)WOS2 + H2 === WS2 + H2O 7-3 A,B 7-4 时间太短得到一取代产物,太长将得到三,四取代产物

第八题、8-1、

8-2、鳌合效应 8-3、4-羟基吡啶-2,6-二甲酸或 4-羟基-2,6-二羧基吡啶

8-4、

8-5、

第九题、 9-1 准确称取 1.5800gKMnO4 用少量水溶解,转移人 1000mL 容量瓶中,定容。再准确取此 - - 溶液 lmL,在 100ml。容量瓶中定容,得到 1.00×10 4mol.L 1KMnO4 溶液。 9-2 5HCHO+4KMnO4+6H2SO4=5CO2+llH2O+2K2SO4+4MnSO4 9-3 150/n(mg/m3)(4)n≥8 符合标准 9-4 抽气时应慢慢地抽拉活塞,否则反应不完全,测定结果偏低。 KMnO4 应随配随用。

第十题、 10-1 C13H9NO; 10-2 HO─ ─ ─CN 10-2 羟基和氰基 第十一题 11—1 2MnOOH=Mn2O3 +H2O 12 Mn2O3 +CH4=8 Mn2O3 +CO2+2H2O 或 3Mn2O3 +1/4CH4=2 Mn2O3 +1/4CO2+1/2H2O(写 CO 不给分) 11—2 [1]不同价态锰的氧化物同草酸之间反应的化学方程式: Mn2O3 +C2O42-+6H+ =2Mn2++2CO2+3H2O MnO2+ C2O42-+4H+ =Mn2++2CO2+2H2O 或:Mn2O3 +H2C2O4+4H+ =2Mn2++2CO2+3H2O MnO2+ H2C2O4+2H+ =Mn2++2CO2+2H2O 或:Mn2O3 +H2C2O4+2H2SO4 =2MnSO4+2CO2+3H2O MnO2+ H2C2O4+H2SO4 =MnSO4+2CO2+2H2O 高锰酸钾滴定剩余还原剂的化学方程式: 2MnO4-+ 5C2O42-+16H+ =2Mn2++19CO2+8H2O 或:2MnO4-+5H2C2O4+6H+ =2Mn2++10CO2+8H2O 或:2KMnO4+ 5H2C2O4+3H2SO4 =2MnSO4+10CO2+8H2O+K2SO4 [2]设试样中含二价锰 Xmmol,三价锰 Ymmol,四价锰 Zmmol, 则:X=a1b1;Y+2Z=2a2b2-5a3b3; X+Y+Z=a1b4 解方程式后,得 X Y Z 为: X=a1b1; Y=2 a1b4―2 a1b1―2a2b2+5a3b3; Z=2a2b2-5a3b3+a1b1-a1b4 第十二题 (1)A:
CH2COCl
O B: CH2C I

D:Br

OCH2CH2Br

F: BrMg C2H5 G: HO C2H5 (2) * HO *

OCH2CH2N

I OCH2 CH2N

I OCH2CH2N

… 4种 (3)E


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