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江西省万年中学2012年高二第一学期化学竞赛试题


江西省万年中学 2012 年高二第一学期化学竞赛试题
考试限时:100 分钟 试卷满分:100 分 考试要求:(1)允许使用非编程计算器及直尺等文具.迟到半小时不得进场,开始考试后 1 小时内不得离 场。(2)考号、姓名、年级等必须写在首页左侧指定的位置,否则作废卷论处。 (3)时间到,把试卷对折整齐,背面朝上放在桌面上,立即离开考场。
H 1.008 Li

6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223] 相对原子质量 Be 9.012 Mg 24.31 Ca Sc Ti V Cr 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 Sr Y Zr Nb Mo 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 Ba Hf Ta W La-Lu 137.3 178.5 180.9 183.8 Ra Ac-La Rf Db Sg [226] B 10.81 Al 26.98 Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 Tc Ru Rh Pd Ag Cd In [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 Re Os Ir Pt Au Hg Tl 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 Bh Hs Mt Ds 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] He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

姓名 准考证号 班级 学校 装 订

线

第1题 选择题(6 分,每小题 2 分) (1)实验室配制 SnCl2 溶液,必须先用盐酸溶解 SnCl2,才能配成澄清溶液,若用这种固体直接溶于水得 不到澄清的溶液,产生这种现象的原因是( ) A.利用同离子效应 B.缓冲溶液 C.抑制盐的水解 D.发生氧化还原反应 - (2) 定量分析中可用 AgNO3 溶液滴定 Cl 溶液, 加入 K2CrO4 为指示剂, 达到滴定终点时溶液体积为 50mL, - - - - - [Cl ] = 10 5 mol· 1, L AgNO3 与 CrO42 生成砖红色的 Ag2CrO4 沉淀。 已知 Ksp(AgCl) = 1.77×10 10,Ksp(AgI) -17 -12 = 8.51×10 ,Ksp(Ag2CrO4) = 1.12×10 下列实验操作正确的是 ( ) - A.滴定开始时应向含 Cl 的溶液中滴加 0.1mol/L 的 K2CrO4 溶液 4.00mL - - - B.滴定终点时,溶液中 CrO42 的浓度约为 3.6×10 3 mol·L 1 - C.滴定开始时,若向试液滴加的 K2CrO4 溶液超过 4.00mL,测定出的 Cl 浓度小于实际浓度 -1 D.可用 0.1 mol· 的 KI 溶液代替 K2CrO4 做指示剂 L (3)向蓝色的 CuSO4 溶液逐滴加氨水,首先生成蓝色沉淀,而后沉淀溶解成深蓝色溶液;向深蓝色溶液 中通入 SO2 气体,生成白色沉淀;将白色沉淀加入到热的 10mol/L 浓硫酸中,生成红色粉末和 SO2 气体。 根据上述实验现象,推测出的下列结论正确的是( ) 2+ A.Cu 能和 NH3 结合生成铜氨络离子 B.白色沉淀在酸性条件下,金属元素发生的是歧化反应 + C.白色沉淀为亚硫酸铜,在酸性条件下,Cu2 被 SO2 还原为 Cu D.反应过程中消耗的 SO2 和生成的 SO2 物质的量相等 第2题(12 分) 1.The name for the particle, H+, is 或 ;(填中文名称) 2.某元素最外层电子排布是 7s27p1,则该元素的原子序数是 ; 3.短周期元素 X 的原子的电子层数 n,最外层电子数为(2n+1),原子核内质子数为(2n2-1), 则 X 的元素符号是 ; 4.第二周期元素中,原子的电离能比同周期相邻的前后两元素都小的有 ,比前后两元 素都大的有 。 5. 4NO3 受热分解可以生成 N2O 和 H2O, NH 某化合物受热分解也只生成 N2O 和 H2O, 其化学式 。

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第3题(8 分) 氢化铝锂(LiAlH4)是一种易燃、易爆、还原性极强的络合氢化物还原剂,广泛应用于化工、制药、 精细有机化工等行业。在 125℃时分解为氢气、金属铝及氢化锂(LiH)。 (1)写出氢化铝锂分解的化学方程式 ;每生成 1mol H2 转移电子的物质的量为 。 (2)氢化铝锂易水解,最初得三种产物,写出其与水反应的化学方程式

第4题(10 分) 一棕黑色固体(A)不溶于水,但可溶于浓 HCl 生成近无色溶液(B)和黄绿色气体(C),少量(B)中加入 HNO3 及少量 NaBiO3(s)生成紫红色溶液(D)。在(D)中加入一淡绿色溶液(E),紫红色褪去,得到的溶液(F) 中加 KSCN 溶液生成血红色溶液(G), 再加入足量的 NaF 则溶液的颜色又褪去。 在(E)中加入 BaCl2 溶液则 生成不溶于硝酸的白色沉淀(H)。试确定各字母所代表的物质,并写出(D)与(E)反应的离子方程式。

第5题 (18 分) 在材料科学的发展过程中,硼及其化合物以其独特的结构特点和特异的性质引起了科学家的注意,提 出了一系列旨在解释其结构的理论。本题从硼的制备,硼烷、硼酸、硼酸盐的结构和性质对硼及其化合物 进行探讨: (一)、工业上制备单质硼是以硼镁矿为原料经过以下步骤而得到的。 (1)用浓碱溶液来分解硼镁矿:Mg2B2O5· 2O + 2NaOH 5H 2NaBO2 + 2Mg(OH)2 + 4H2O (2)通入 CO2 调节碱度,分离出硼砂 (3)用 H2SO4 调节酸度,可析出溶解度小的硼酸晶体 (4)加热,脱水 (5)用 Mg 或 Al 还原成粗硼 1000-1300K (6)精制: 2B(粗) + 3I2 2BI3 2BI3 2B(? ? 菱形硼) + 3I2 钽丝 试写出(2)、(3)、(5)三个步骤的化学方程式: (2) (3) (5) (二) 硼的氢化物的物理性质相似于烷烃, 、 故称硼烷。 最简单的烷烃是 CH4, 但最简单的硼烷是 B2H6 而非 BH3 ,请分析不存在 BH3 的原因。 (注:存在稳定的 CF4 和 BF3) (三)硼酸(H3BO3)呈片状晶体结构,分子中有三个氢原子,但硼酸却为一元弱酸,试用化学方程 式加以解释: H3BO3 的酸性可因加入甘油而大大增强,请用化学方程式加以说明: (四)硼酸盐的结构比较复杂,当酸根中有四个或四个以上硼原子时,绝大多数的结构是 B 原子以三 配位或四配位同氧原子结合形成的。请写出配合物 KB5O6(OH)4· 2O 的内界的结构式: 2H

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第6题(13 分) 0 羟胺又称为胲,是无色,无嗅,易潮解的晶体,熔点为 33 C,加热容易爆炸。羟胺具有弱碱性,可 以和硫酸,盐酸等强酸形成盐。羟胺及其盐是重要的有机合成中间体,在有机合成中用于合成肟,多种药 物,己内酰胺等。以下是合成羟胺的一种方法: 0 在 0 C 时,将 SO2 缓慢通入亚硝酸钠和亚硫酸氢钠的混合溶液(三者物质的量之比 1:1:1)中,得到 一种负二价阴离子 A,A 完全水解得到羟胺的硫酸盐溶液,所得溶液为强酸性。已知 A 中氮元素质量分数 为 7.33%,含 N-O、N-S、S-O 等四种类型的化学键。 1.画出 A 以及羟胺的硫酸盐的结构式。 2.写出合成羟胺的反应方程式。 3.一定条件下羟胺可以与卤代烃(RX)反应生成两种不同类型的化合物,写出合成反应方程式,指 出反应的类型。 4.纯羟胺可以用液氨处理羟胺的硫酸盐得到,写出反应方程式,并说明如何除去杂质。 5.纯羟胺在空气中受热容易爆炸,写出爆炸反应方程式。

第7题( 15 分) 某种晶体 AxBy 属立方晶系, 晶胞中 A 原子在每个角上和在 (1/2,1/2,1/2) B 原子处在位置 处, (0,1/2,1/2) 和(1,1/2,1/2)。试 (1)用图标出晶胞中 A 和 B 原子的位置 (2)AxBy 中的 x, y 的数值 0 (3)若晶胞长为 6A ,A 和 B 的原子量分别为 40 和 120,计算 AxBy 的密度。 (4)只考虑 B 原子,计算它分别到晶面(1,0,0)(1,1,0)和(1,1,1)的距离。 (5)给出 A 和 B 的配位情况。
AxBy晶体的晶胞

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第8题(8 分) 避蚊胺(F,分子式 C12H17NO)是一种驱虫药,对蚊虫有很强的驱避作用。据报道,避蚊胺的驱避效 能是产生了其对蚊虫感觉器的阻塞作用,对人畜无毒,使用安全。F 可由下述方法合成:
CO, HCl AlCl3 , CuCl
SOCl2

CHO

Br 2
FeBr 3

Hg A Zn HCl

B

C

CO2

H2O

D

E

(CH 3CH2)2NH

F(C12H17NO)(避蚊胺)

1.请你根据上述合成路线写出化合物 A~F 的结构式。 2.请给出避蚊胺的学名(系统命名法) A B C D

E

F

避蚊胺学名: 第9题(10 分) 威斯迈尔反应是在富电子芳环上引入甲酰基的有效方法。 其过程首先是 N,N-二甲基甲酰胺与 POCl3 反应生 成威斯迈尔试剂: O Cl
H N
Cl H N Cl H2O

POCl3

H

N Cl

接着威斯迈尔试剂与富电子芳环反应,经水解后在芳环上引入甲酰基。例如:
CHO A OCH3

OCH3

9-1 用共振式表示威斯迈尔试剂正离子。 9-2 由甲氧基苯转化为对甲氧基苯甲醛的过程中,需经历以下步骤: ⑴芳香亲电取代 ⑵分子内亲核取代 ⑶亲核加成 ⑷质子转移 画出所有中间体的结构简式。
(3) (4)

⑸消除。
CHO

(1)

(2)

(5)

OCH3

OCH3
OCH3

9-3 完成下列反应:
H3CO NH2 OCH3 HCOOC 2H5 △

i) POCl3 ii) H2O

第 4 页 共 6 页

江西省万年中学 2012 年高二第一学期化学竞赛试题参考答案
第1题(6 分) (1)A,C (2)B、C (3)A、B (各 2 分) 2.113(2 分) 第2题(12 分) 1.氢离子 质子(各 1 分) 3.N、Cl(各 1 分) 4.B、O Be、N(各 1 分) 5.H2NNO2(2 分) 2mol(2 分) 第3题(8 分) (1)2LiAlH4=2Al+2LiH+3H2↑(2 分); (2)LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑(4 分) 第4题(10 分) A.MnO2
2+

B.MnCl2


C.Cl2
3+ 2+

D.NaMnO4

E.FeSO4

F.Fe2(SO4)3

G.Fe(SCN)3

H.BaSO4

5Fe + MnO4 + 8H = 5Fe + Mn + 4H2O(2 分)
+

第5题(18 分) (一)

(2)

4NaBO2 + CO2 + 10H2O 2B + 3MgO(2 分)

Na2B4O7· 2O + Na2CO3(2 分) 10H

(3) Na2B4O7 + H2SO4 + 5H2O (5)B2O3 + 3Mg (二)BH3 之所以不存在是由于 (1)B 的价轨道没有被充分利用, (2)配位数未达到饱和,

4H3BO3 + Na2SO4(2 分)

(3)不能形成稳定的 sp2 杂化态的离域π 键(3 分,答出两点即可;答出一点给 1 分); (三)

B(OH)3 ? H 2 O
O H HO B O H

B(OH)? ? H ? ; (2 分) 4
H O CH2 CHOH H O CH2 O CH2 CHOH ] O CH2

+

[O B

+ H3O+ + H2O

(3 分)

(四)

HO B O O B O HO [
第6题(13 分) 1.

OH O B O B OH ]—(4 分,没有标出电荷给 3 分)
(2 分); (2 分)

B O

2.NaNO2+NaHSO3+SO2

HON(SO3Na)2

2HON(SO3Na)2+4H2O (NH2OH)2· 2SO4+Na2SO4+2NaHSO4 H 3.R-X+NH2OH R-ONH2+HX R-X+NH2OH 4.(NH3OH)2SO4+NH3 于羟胺熔点,可以蒸发除去。 5.4NH2OH+O2 第7题(15 分) (1)
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R-NHOH+HX;

均为亲核取代反应

2NH2OH+(NH4)2SO4;硫酸铵盐不溶于液氨,可过滤除去,氨沸点低 2N2+6H2O(2 分)

A
B

A A A
A

AxBy晶体的晶胞
B

A A

A A

(3 分) (2 分) (3 分)
1/2

(2) (3) (4)

x=2,y=1, A2B d100 = a = 6A
0

D = [2 × 40 + 1 ×120] / [(6 ×10-8)3 ×6.02 × 1023]=1.54g / cm3 d110 = a /2 = 4.25A
0

d111 = a /3

1/2

= 3.47A

0

100

110

111

(3 分)

(5)A 原子距 a/2 处 2 个 B,距(51/2a/2)处 4 个 B,配位数是 2,后者太远; 原子 B 距 a/2 处 2 个 A, 距 a/21/2 处 4 个 A,配位数是 2 和 4 第8题(8 分) CHO CH3 1.A: ;B:

(4 分)
CH3
;D:

CH3 MgBr
; COOH

;C:

Br CH3
E: ;F: COCl

Br CH3

(6 分)
CON(CH CH3)2 2

2.(间)—3-甲基-N,N-二乙基苯甲酰胺(2 分) 第9题(10 分) Cl 9-1

Cl H
N Cl

H

N

N
H 2O

(2 分)
Cl NH

Cl H N C

HC

N Cl

HO

9-2
OCH3 OCH3 OCH3

(各 1 分,4 分)
OCH3

9-3
OCH3 H3CO NHCHO OCH3
第 6 页 共 6 页

OCH3

(2 分)

H3CO N OCH3

(2 分)


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