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全国化学竞赛(预赛)模拟试卷1


全国化学竞赛(预赛) 全国化学竞赛(预赛)模拟试卷 1
时间:3 小时 满分:100 分 时间: 满分:
(14 分) 一. ( 1. 分)1999 年 4 月,美国劳仑斯—柏克莱国家实验室的领导人,核化学 (2 家 Kenneth E. Gregorich 宣布,在该实验室的 88 英寸回旋加速器上,研究者用高能
86 36

Kr 离子轰击 208 Pb 靶,氪核与铅核融合,放出 1 个中子,形成了一种新元素 A。 82

写出合成新元素 A 的反应方程式: 2. 分)试比较邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的沸点和酸性: (2 3. 分)把 NaOH 滴入同浓度的 CuSO4 溶液中即有沉淀生成。由实验得知: (2 当 NaOH 和 CuSO4 溶液的体积比为 1.5:1 时,残留在溶液中的 Cu2+极小。此时生成 沉淀的化学式是 4. 分)某烃 C10HX 中只含有仲、叔两种碳原子,且分子高度对称,则该烃 (3 的二氯取代物的种数为 5. 分)聚 1,3—异戊二烯是天然橡胶的主要成分,它经臭氧氧化,再在 (3 锌粉和稀硫酸作用下水解,水解产物能发生碘仿反应。写出水解产物的结构简式 和发生碘仿反应的方程式 6. 分)写出二种定量测定 H2O2 水溶液中 H2O2 含量的化学方程式和简要实 (4 验步骤

二.(10 分) 1. 分)HCN 为剧毒物质,受热水解为甲酰胺,后者进一步水解为甲酸铵。 (2 写出这二步反应式。你认为酸性还是碱性有利于水解反应的进行。

2. 分)1993 年湖南浏阳某地区金矿遭当地村民非法开采,造成水域污染。 (3 从金矿中提取金的主要化学过程是以 NaCN 溶液浸取金砂,然后以锌粉处理浸取 液。写出并配平该过程的化学方程式。

3. 分)检查水中 HCN 的方法是:往被怀疑有 HCN 的溶液中加适量 KOH、 (3 FeSO4 及 FeCl3。写出反应式及实验现象。

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4. 分)含 CN 的弱碱性污染水可用漂白粉处理,处理后水体逸出少量刺激 (2 性气体,写出并配平这一消毒过程的化学反应式。



(9 三. 分) ( 氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。 1. (2 分)氯化亚砜分子的几何构型是 ;中心原子采取 (等性、不等性)杂化。 杂方式,是 2. 分)写出亚硫酸钙和五氯化磷共热,制备氯化亚砜反应的化学方程式 (1 3. 分)氯化亚砜在有机化学中用作氯化剂,写出乙醇和氯化亚砜反应的化 (1 学方程式 4. 分)氯化亚砜可以除去水含氯化物(MCln·xH2O)中的结晶水,用化学 (1 方程式表示这一反应 5. 分)比较 3、4 两个反应的共同之处是 (2 ;这两种方法的优点是 ;反应完成后,除去剩余氯化亚砜 的方法是 。 6. 分)试用简要的文字和化学方程式给出解释:为什么在液体 SO2 中,可 (2 用 Cs2SO3 滴定 SOCl2?

(9 四. 分) ( 醛类(R—CHO)分子中碳基上氧原子吸引电子能力强于碳原子,使羰基碳上 带有部分正电荷,从而表现出以下两方面的性质: ①碳基碳接受带负电荷或带部分负电荷的原子或原子团进攻,而发生加成反 应,称为亲核加成反应。 ②α—氢(R—CH2—CHO)表现出一定酸性,能与碱作用,产生碳负离子:R - - CH-CHO。 1. 分)醛与亚硫酸氢钠加成反应的过程如下: (2

为什么(Ⅰ)会转化成(Ⅱ)?

? 2O 2. 分)已知 R—CH2—CHO+NH2—NH2→A ?— H?→ (2

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R-CH2-CH=N—NH2,写出 A 的结构简式

3. (2 分)乙醛与乙醇在催化剂作用下,可生成半缩醛(C4H10O2 )和缩醛 (C6H14O2) 。试写出半缩醛的结构简式和缩醛的结构简式:

4. 分)乙醛与 OH 作用可产生的碳负离子,该碳负离子又可进攻另一分子 (3 乙醛,而发生加成反应: 2CH3CHO → C(分子式:C4H8O2) ?— H??→ D ? 2O;? 试写出该碳负离子的电子式和 C、D 的结构简式:



(9 五. 分) ( 含有银、铜、铬的一种合金,质量为 1.500g,溶解后溶液中含有 Ag+、 + + Cu2 、Cr3 ,用水稀释到 500.00mL。 (1) 取出 50.00mL 溶液, 加入过量稀碱溶液, 分离出沉淀物, 滤液用足量 H2O2 氧化,酸化上述溶液,用 25.00mL 0.100mol/L 的 Fe(Ⅱ)盐溶液还原其中的 Cr2O72- 成 Cr3+,未反应的 Fe(Ⅱ)盐溶液,用 0.0200 mol/L KMnO4 溶液滴定,耗 KMnO4 溶 液 17.20 mL。 (2)在另一个实验中,取 200.00mL 原始溶液进行电解。电解析出金属的电 流效率为 90%,电流强度为 2A,在 14.50min 内,三种金属恰好完全析出。 求合金中 Ag、Cu、Cr 的百分含量。 (相对原子质量:Cr 52.00;Cu 63.55; Ag 107.9;法拉第常数:9.648×104C/mol)

(9 六. 分) ( 化合物 A(C10H16)是一种存在于橘子、柠檬及釉子皮中的一个烯烃。A 吸收 。A 被 2mol 的氢形成烷烃 B(C10H20) KMnO4
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酸性溶液氧化成化合物 C(如右图所示) 在催化剂作用下加 2mol 水,生成一个 ;A 无手性的醇类 D。 1. 分)化合物 A 的结构中有无环?若有,有几个环? (1

2. 分)那些结构可以氧化成 C? (2

3. 分)写出 D 的结构式。 (2

4. 分)A 最可能是哪种结构? (2

5. 分)B 最可能是哪种结构? (1

(16 分) 七. ( 配位化合物简称配合物,是一类特殊的稳定化合物。例如,白色硫酸铜粉末 溶于水生成蓝色配合物[Cu(H2O)4]SO4。其中方括号内的部分称配合物的内界,方括 号外的部分称配合物的外界。方括号内的金属原子或离子称形成体,其余部分是 与金属原子紧密结合的基团,称配位体。配位体提供孤对电子与形成体形成配位 健。配合物中每个形成体周围的配位键数称该形成体的配位数。提供孤对电子的 原子称配位原子,如 NH3 分子中的 N 原子、H2O 分子中的氧原子等都可作为配位 原子,则 NH3 和 H2O 称配位体分子。 配合物的命名规则类似无机化合物,称某酸某或某化某。内界的命名是先配 体(标出配体个数)加以“合”字,在金属原子后,用罗马数字表示金属离子的 化合价。如[Cu(H2O)4]SO4 命名为硫酸四水合铜(Ⅱ)。若有多种配位体,则配位体命 名次序为:①先阴离子,后阳离子,再中性分子;②先有机,后无机;③先简单, 后复杂。依据上述知识,回答下列问题。 1. 分)填写下表空白处。 (5 序号 配合物的化学式 配合物的名称 形成体 配位体 配位数 1 [Cu(H2O)4]SO4 4 硫酸四水合铜(Ⅱ) Cu(Ⅱ) H2O 2 二氯化四氨合锌(Ⅱ) 3 [CoClNO2(NH3)4]Cl 4 K3[Fe(CN)6] 5 五氯一氨合铂(Ⅳ)酸钾 2. 分) (2 在一个配位体分子中若有二个配位原子, 同时与一个形成体成键时, 即可形成环形化合物。乙二胺四乙酸是一种常用的含有多个配位原子的试剂,请 写出乙二胺四乙酸分子的结构简式,指出其中的配位原子最多可以有几个?最多 可形成几个五原子环?

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3. 分)配位数为 4 的配合物可形成立方晶体,形成体(以 M 表示)处在 (3 立方体中心,请指出这类配合物的分子可能有 种空间构型体?在下图中 标出每种空间构型体里配位原子的空间位置(每个位置画一个黑点) ,并指出每种 构型的名称。 (图形不够可以自己画)

构型名称: 4. 分)固体 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 可能有几种不同组成的配离子。现通过以 (6 下实验测定 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 的结构式。①将含 0.683g Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 的溶 液通过 H—离子交换树脂,交换出来的酸用 0.125mol/L 的 NaOH 溶液滴定,用去 NaOH 溶液 32.0mL;②另将 0.683g Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 溶于足量水,并加入过量的 产生的沉淀经离心分离干燥后称量为 0.752g。 已知配离子呈八面体结 AgNO3 溶液, 构,试确定该配离子,并画出它的所有几何异构体和其中的对映体。 (摩尔质量 (g/mol):Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 341.4; AgCl 143.4; AgBr 187.8)

(16 分) 八. (
钼是我国丰产元素,探明储量居世界之首。钼有广泛用途,例如白炽灯里支撑钨丝 的就是钼丝;钼钢在高温下仍有高强度,用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是固氨 酶活性中心元素,施钼肥可明显提高豆种植物产量,等等。

1. 分)钼的元素符号是 42,写出它的核外电子排布式,并指出它在元素 (2 周期表中的位置。

2. 分)钼金属的晶格类型为体心立方晶格,原子半径为 136pm,相对原子 (4 质量为 95.94。试计算该晶体钼的密度和空间利用率(原子体积占晶体空间的百分 率) 。ρ= ;η= 3. 分)钼有一种含氧酸根[MoxOy]z-(如 (4 右 图 所 示) ,式中 x、y、z 都是正整数;Mo 的氧化态为 +6,O 呈 -2。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构: (A)所有 Mo 原子的配位数都是 6,形成 [MoO6]6
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,呈正八面体,称为“小八面体” (图 A) ; (B)6 个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体” (图 B) ,化学式为 2- [Mo6O19] ; (C)2 个”超八面体”共用 2 个“小八面体”可构成一个“孪超八面体” (图 4+ C),化学式为[Mo10O28] ; ; (D)从一个“挛超八面体”里取走 3 个“小八面体” ,得到的“缺角孪超八 z- 面体” (图 D)便是本题的[MoxOy] (图 D 中用虚线表示的小八面体是被取走的) 。



A B C D [MoxOy] 的化学式为 4. 分)钼能形成六核簇合物,如一种含卤离子[Mo6Cl8]4+,6 个 Mo 原子形 (1 成八面体骨架结构,氯原子以三桥基与与 Mo 原子相连。则该离子中 8 个 Cl 离子 的空间构型为 5. 分)辉钼矿(MoS2)是最重要的铝矿,它在 403K、202650Pa 氧压下跟 (5 苛性碱溶液反应时,钼便以 MoO42-型体进入溶液。
z-

①在上述反应中硫也氧化而进入溶液,试写出上述反应的配平的方程式;

②在密闭容器里用硝酸来分解辉钼矿,氧化过程的条件为 423K~523K, 1114575Pa~1823850Pa 氧压。反应结果钼以钼酸形态沉淀,而硝酸的实际消耗量 很低(相当于催化剂的作用) ,为什么?试通过化学方程式(配平)来解释。

(8 九. 分) ( 一.早在十六世纪,人们就将古柯叶的提取液用于抗疲劳。1826 年 Wohler 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) 用三氧化铬氧化得 C(C9H13NO3) 加热生成含有羰基的 。B ,C 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 (E 可表示为 或 ) 后来有人通过 Mannich 反应,以 CH2NH2、3 一氧代戊二酸与 F 为反应物,一 步反应就合成了 D,反应式如下:

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提示: (l)β一酮酸在加热时可以脱羧(CO2)生成酮,例如:

(2)Mannich 反应是含有α活泼氢的有机物与胺和甲醛发生三分子之间的缩 合反应,放出水分子,该反应可以简单地看作α活泼氢在反应过程中被胺甲基取 代,例如:

回答下列问题: 1.写出 A、B.C、D 的结构式。 2.写出 F 的结构式。

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高中化学夏令营竞赛参考答案
(共 一. 共 14 分) ( 1. 36 Kr +
86 208 82 293 Pb → 118 A + 01 n (2 分)

2.沸点较高的是对羟基苯甲醛(1 分) ; 酸性较强的是对羟基苯甲醛(1 分) (邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键) 3.3Cu(OH)2·CuSO4 (或 Cu4(OH)6SO4) (2 分) 4.6(3 分) (x=16,该烷烃是金刚烷) 5.CH3—CO—CH2—CH2—CHO(1.5 分)
2 ? CH3—CO—CH2—CH2—CHO ?? ? →

I + NaOH

NaOOC—CH2—CH2—CHO+CHI3↓ (1.5 分) - + + 6.①用标准 KMnO4 溶液滴定 H2O2 水溶液:2MnO4 +5H2O2+6H ==2Mn2 +5O2↑+8H2O(2 分) - + ②H2O2 水溶液中加入过量 KI 溶液, 再用标准 Na2S2O3 溶液进行滴定: 2O2+2I +2H ==I2+2H2O H - - - I2+2S2O32 ==2I +S2O42 (2 分) (共 二. 共 10 分) ( 1.HCN+H2O→HCONH2 (1 分) HCONH2+H2O→HCOONH4 (0.5 分) 酸性有利(0.5 分) - - - 2.4Au+8CN +O2+2H2O→4Au(CN)2 +4OH (2 分)(写对 Au 的配合物给 1 分) - - 2Au(CN)2 +Zn→Zn(CN)42 +2Au (1 分) 3.HCN+KOH→KCN+H2O(0.5 分) + - - Fe2 +6CN →Fe(CN)64 (0.5 分) - + + - + Fe(CN)64 +Fe3 +K →KFe[Fe(CN)6]↓或 3Fe(CN)64 +4Fe3 →Fe4[Fe(CN)6]3↓ (1 分) 蓝色沉淀(1 分 答对颜色即可) - - - - 4.CN +ClO +2H2O→NH3+HCO3 +Cl (2 分) (共 三. 共 9 分) ( 1.三角锥形(1 分) sp2(0.5 分) 不等性(0.5 分) 2.CaSO3+2PC15→CaC12+2POCl3+SOC12(1 分) 3.CH3CH2OH+SOCl2→CH3CH2Cl+SO2↑+HCl↑(1 分) 4.MCln·xH2O+xSOCl2→MCln+xSO2↑+2xHCl↑(1 分) 5.氯化亚砜与醇、水分子中的羟基作用,生成 SO2 和 HCl(0.5 分) ;反应中的其它产物都是 气体而逸出(1 分) ;可在真空中蒸馏而赶掉(0.5 分) 。 6.液体 SO2 的自电离与水相似: + - 2SO2→SO2 +SO32 + - 在液体 SO2 中,SOCl2、Cs2SO3 如下电离:SOCl2→SO2 +2Cl + - Cs2SO3→2Cs +SO32 两者混合使电离平衡向左移动生成 SO2,SOCl2+Cs2SO3→SO2+2CsCl (2 分)
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(共 四. 共 9 分) ( l.—SO4H 的酸性强于—OH 的酸性(1 分) 2.R—CH2—CH(OH)—NH—NH2(2 分) 3.CH3—CH(OH)—O—CH2—CH3(1 分) CH3—CH—(O—CH2—CH3)2 (1 分)

4.

; (各 1 分)



(共 五. 共 9 分) ( - + + - Cr ~0.5Cr2O72 ~3Fe2 5Fe2 ~MnO4 nCr=1/3×(0.02500×0.100-5×0.01720× 0.0200) ×10=0.0026mol (3 分) 2nCu+3nAg+3nCr=ne=2.5×90%×2×14.50×60/96480=0.0406mol(3 分) 63.55nCu+107.9nAg+52.00nCr=1.500 nCu=0.0143mol(1 分) nAg=0.0042(1 分) Cr%=9.0% Cu%=60.4% Ag%=30.6%(1 分) (共 六. 共 9 分) ( 1.有 1 个环(1 分) 2. 分,答对 1 个 0.5 分,2 个 1 分) (2
3+

3. 分) (2

4. 分) (2

5. 分) (1

(共 七. 共 16 分) ( 1.2:[Zn(NH)4]Cl2 Zn(Ⅱ) NH3 4(1 分) 3:氯化一氯一硝基四氨合钴(Ⅲ) Co(Ⅲ) Cl、NO2、NH3 4 (1 分) - 4:六氰合铁(Ⅲ)酸钾 Fe(Ⅲ) CN 6 (1 分) - 5:K[PtCl5NH3] Pt(Ⅳ)、Cl NH3 6 (1 分) 2.最多有 6 个配位原子(0.5 分)最多可形成 5 个环(0.5 分)
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(1 分) 3.2(1 分)

正方形(1 分) 正四面体(1 分) 4.[Co(NH3)3(H2O)2Cl]·Br2(4 分)

(0.5 分)

(0.5 分)

(存在对映体,1 分) (共 八. 共 16 分) ( 1.[Kr]4d55s1(1 分) 第四周期(0.5 分)ⅥB 族(0.5 分) 2.10.3g/cm3(2 分)68.0%(2 分) - 3.[Mo7O24]6 (4 分) 4.正方体(1 分) - 5.2MnS2+9O2+12OH == - - 2MoO42 十 4SO42 十 6H2O(2 分) MoS2+6HNO3==H2MoO4+2H2SO4+6NO 2NO+O2==2NO2 3NO2+H2O==2HNO3+NO 2MoS2+9O2+6H2O ?? 3 → 2H2MoO4+4H2SO4 (3 分) ?
HNO

(共 九. 共 8 分) (

1.A:

B:

C:

D:

(各 1.5 分) 2.OHC—CH2—CH2—CHO(2 分) 参考数据:省一等奖 82 分;二等奖 71 分;三等奖 57

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