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2014年高中化学竞赛模拟试题7


2014 年高中化学竞赛模拟试题 7
第1题 实验室制备少量硅一般采用镁粉还原 SiO2的方法,然后用稀盐酸洗涤产品以除去杂 质。某同学在进行上述操作时,在制得的产品中加HCl洗涤时突然起火。请用化学方程式解 释:①稀盐酸洗涤产品可除去哪些主要杂质?②为什么加HCl洗涤时突然起火?

第 2 题 Apollo 号宇宙飞船在执行空间任务时,火箭中的液体

N2O4 贮存于含铁的容器中,结 果腐蚀物中含有 Fe(NO3)3·N2O4,该物质实际上是 NO[Fe(NO3)4],经 X 射线晶体结构表示实 际为[N4O6][Fe(NO3)4]2。请回答: 2-1 写出合成 NO[Fe(NO3)4]的反应方程式;

2-2 如果[N4O6]2+是平面型的离子,存在 3 重对称轴(旋转 120°重合) ,但不存在对称 面。试画出其可能离子结构示意图。

2-3 如果[N4O6] 是非平面型的离子,不存在 3 重和 2 重对称轴,但存在对称面。试画 出其可能离子结构示意图。

2+

第3题(1)吸取KIO4和KIO3试液25.00mL,在弱碱性条件下加入过量KI溶液使IO4 还原成IO3 , -1 并析出碘,用0.1000mol·L 亚砷酸钠溶液滴定耗去10.00mL。 ( 2 )另取 25.00mL 该试液,在强酸性条件下,加入过量 KI 溶液,释放出的 I2 ,用 -1 0.2000mol·L Na2S2O3溶液滴定耗去50.00 mL。 3-1 写出有关的反应方程式

-

-

3-2 每毫升试液中含KIO4

mg,KIO3

mg。

1

第 4 题 某金属单质 X 可以与烃 Y 形成一种新型单核配合物 Z。 Y 是非平面型环状, 核磁共振 显示只有 2 中类型的 H 原子;配合物 Z 中碳元素的质量分数为 69.87%,氢元素的 质量分数为 8.77%。 4-1 通过计算确定 X 的元素符号及外层电子排布;

4-2 写出 Y 的结构简式并命名;

4-3 试写出 Z 化学式和可能的立体结构;

第 5 题 某些铂的化合物具有重要的生理作用,也可能作为防癌剂。 PtCl4 +2e =Pt+4C1
2- - 2- + - 2- - - -

=0.75V =0.77V

PtCl6 +2e =PtCl4 +2C1

O2+4H +4e =2H2O =1.229V 2- 2- 2- PtCl4 离子通常是用化学计量的盐酸肼还原 PtCl6 来制备的。 在水中, PtCl4 的溶 剂分解作用是彻底的,但反应速率慢: 2- - - -2 PtCl4 +H2O PtCl3(H2O) +Cl 25℃ K=1.45×10 - - -3 PtCl3(H2O) +H2O PtCl2(H2O)2+C1 25℃ K=1.1×10 -3 2- 所以,10 mol/L K2PtCl4 的溶液在平衡时仅含有 5%PtCl4 。 5-1 在氧气存在的条件下,Pt 在 HCl 中是否溶解?若能,写出其全部化学反应方程式;

5-2 写出 PtCl6 与盐酸肼的离子反应方程式;

2-

5-3 计算 25℃、10 mol/L K2PtCl4 溶液达平衡时 PtCl3(H2O) 、PtCl2(H2O)2 的百分含量;

-3



2

5-4 PtCl2(H2O)2 存在顺反异构,画出它们的结构图,并注明顺式、反式;

5-5 K2PtCl4 的晶体结构与萤石相似,说明其晶体结构;

第6题 钛酸锶是电子工业的重要原料,与BaTO3相比,具有电损耗低,色散频率高,对温度、 机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶 瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研究日益受到重视。我国 研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶,粒子呈球形,粒径分布较均匀,平均 22nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a=390.5pm。 6-1 写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式;

6-2 SrTiO3 晶体的结构可看作由 Sr 和 O 在一起进行(面心)立方最密堆积(ccp) , 它们的排列有序,没有相互代换的现象(即没有平均原子或统计原子) ,它们构成两种八面 2- 2+ 2- 4+ 2- 体空隙,一种由 O 构成,另一种由 Sr 和 O 一起构成,Ti 只填充在 O 构成的八面体空 隙中。 4+ 2- 2+ 6-2-1 画出该 SrTiO3 的一个晶胞(Ti 用小 球,O 用大○球,Sr 用大 球)

2+

2-

6-2-2 容纳 Ti 的空隙占据所有八面体空隙的几分之几?

4+

6-2-3 解释为什么 Ti 倾向占据这种类型的八面体空隙, 而不是占据其他类型的八面体 空隙?

4+

6-2-4 通过计算说明和 O2-进行立方密堆积的是 Sr2+而不是 Ti4+的理由 (已知 O2-半径为 140pm)

3

第 7 题 2005 年的 Nobel 奖授予了在烯烃复分解领域里作出贡献的 3 位科学家, 下图简单的 示意了烯烃复分解
R1 R2 R1 R2

R1

R1

R2

R2


R1 R2 R1 R2


R1 R1
R2 R2

分子内烯烃复分解反应生成一个环状体系,右面用图示解释烯烃复分解的机理:

与烯烃复分解一样,炔烃也可以发生类似的复分解反应,写出下列反应方程式: 7-1 7-2 - ≡ -+ → - ≡ - →

7-3 标出下列有机物中不对称 C 原子的构型: 第 8 题 高效、低毒农药杀灭菊酯的合成路线如下:

8-1 写出 A~G 的结构简式。

8-2 给出 D 和 G 的系统命名。

4

第9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

BrCH2CH2Br OH NaOH
+ H3O

D

E
C 2H 5

Mg THF

F

C + F

G

HCl/C2H5OH -H2O , △

I
OCH 2CH 2N

H

9-1 写出A、B、D、F、G的结构式:

9-2 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;

9-3 采用Z/E法标注时,H的构型。

5


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