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2009高中化学竞赛初赛模拟试卷9


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(时间:3 小时
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

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满分:100 分)
6 6 7 6 8 6 9 8 10 9 11 10 12 8 13 10

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

2009 高中化学竞赛初赛模拟试卷(9) 高中化学竞赛初赛模拟试卷( )
1 7 2 6 3 12 4 4 5 8

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] La 系 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 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第一题(7 分) 题 。如果这 N、P 是植物生长需要的营养元素,吸收这些营养元素的主要方式为 些营养元素过多,海洋植物的生长速度就会 ,从而导致 ,进而影响鱼、虾、 蟹等海洋生物的生存并大量死亡, 原因是 。 现在海水中 N、 含量过高, P 、 。你认为如何有效控制海水中 N、P 的过度增加 。 主要来自 第二题(6 分) 题 最近,德国科学家在医学杂志《柳叶刀》上发表文章,他们研究发现一种名为甘草甜 素的物质可以有效抑制非典病毒的增殖,有望用其研制出治疗非典的特效药。此前医学家 已用甘草甜素作为有效成分开发出药物,治疗丙肝与艾滋病等,并取得了一定效果。甘草 甜素(甘草素)是甘草的根和茎中所含的一种五环三萜皂苷,其结构如图 1 所示:

图1

图2

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甘草甜素的(A)苷键构型为 和两分子的(填名称)

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,将其水解可得到一分子的甘草次酸(如图 2) ,其结构为 。

第三题(12 分) 题 绿色化学是当今社会人们提出的一个新概念,它可以公开为环境友好化学。它的核 心内涵是在反应过程中和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。这就 是说,绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头,从根本上消除污染。1995 年,美用 总统克林顿首次设立“总统绿色化学挑战奖” ,目的是鼓励、促进化学家们设计、改进化学 产品和化工生产过程,使其对环境更加友好,企业经济效益得到更大的提高。为此,美国 斯坦福大学 Barry Trost 教授提出了绿色化学下的原子经济的概念。最理想的原子经 济是全部反应物的原子嵌入期望的最终产物中,不产生任何废弃物,这时的原子经济百 分数便是 100%。原子经济百分数的计算公式为:

原子经济%=

指定产品的所有原子的 总式量 × 100% 按化学方程式计量的所 有反应物的总式量

例如:Claisen 分子重排反应: 反应过程中只是改变了分子内部部分原子的连接方式,所有的反应物的原子全部并 入最终产物中,所以这是一个 100%的原子经济反应。 根据上述材料回答下列有关问题。 1.下面叙述错误的是_________(填编号,下同) 。 ①绿色化学和环境化学都是研究环境保护和治理的 ②绿色化学不是被动的治理环境,而是主动地防止环境污染 ③绿色化学保护了环境,而且也能给有关企业带来巨大的经济利益 2.硝酸工业的尾气中主要含 NO、NO2 气体。下列关于它们的危害的叙述中,正确的 是_______________。①形成酸雨 或黄色的毒性很大的烟雾。 工厂里常采用 NaOH 溶液吸收 NO、NO2,使其转化为化工产品 NaNO2,请写出其化 学反应方程式 这一处理方法是否符合绿色化学概念__________(填“是”或“不是”。其原子经济百 ) 分数为 。 3.有人采用下面两种方法制取 Cu (NO3)2。 ①方法一:2Cu+O2 ? ?→ 2CuO CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O ②方法二;3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 其中符合绿色化学概念的方法是________________。 4.有人将 3 中反应②产生的 NO 收集到一个固定容积的密闭容器中,并在常温下将 其压缩到 1.01×107 Pa,然后加热至 50℃时,发现气体的压力迅速下降。当温度恢复到常
?

②破坏臭氧层

③NO 能刺激呼吸道

④NO2

能跟血红蛋白作用生成二氧化氮血红蛋白而引起中毒

⑤NO、NO2 在空气中形成褐色

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7

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温, 压强降至略小于 1.01×10 Pa 的 2/3 时, 就不再改变。 已知此过程中有一种产物是 N2O。 请写出生成 N2O 的反应方程式: 解释最后的气体压强略小于 1.01×107 Pa 的 2/3 原因: 第四题(4 分) 题 聚四氯乙烯分子式为(C2F4)X, 为一较大的数。 X 该物质由 C2F4 在含硫催化剂存在下发 生聚合反应,该催化剂在聚合物生长中起核心作用,最终产物含 0.012%S。如果每个聚合 物分子含(1)1 个硫原子, (2)2 个硫原子,则 X 的值为多少?假设催化剂的质量相对聚 合物的质量可忽略不计。

第五题(8 分) 题 - 工业上为了处理含 Cr2O72 离子的酸性废水,采用以下处理方法: ①往工业废水中加入适量食盐。 ②以铁作为阳极进行电解。 ③鼓入空气。经过一段时间后,使废水中含铬量降到可排放的标准。 - 请用已学过的化学知识解释处理含 Cr2O72 离子的工业废水的原因。 注:Fe(OH)3 开始沉淀的 pH 为 2.7,沉淀完全的 pH 为 3.7。Fe(OH)2 开始沉淀的 pH 为 7.6,沉淀完全的 pH 值为 9.6,并且 Fe(OH)2 呈絮状,不易从溶液除去。 第六题(6 分) 题 某有机物分子群分子式均为 C8H12,经高锰酸钾酸性溶液处理后,A 得到丙二酸和乙 基丙二酸各 1 mol;B 得到 3-乙酰基戊二酸并放出气泡;C 得到丁二酸并见到大量气泡放 出。请给出 A、B、C 的结构简式并命名。 第七题(6 分) 题 已知 ,写出下列反应中字母所标记的结构。

(两者分子式都为 C4H7O3N)

(两者分子式都为 C4H8O5) C+HNO3→E(C4H4O6)有光学活性 D+HNO3→F(C4H4O6)无光学活性 第八题(6 分) 题 某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为 1.96g 的该结晶水合 物,分别制成溶液。一份加入足量 Ba(OH)2 溶液,生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,

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最后带有红褐色;加热该混合物,逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;用稀盐酸处 理沉淀物,经洗涤和干燥,得到白色固体 2.33g。另一份加入含 0.001mol KMnO4 的酸性溶 - + 液,MnO4 恰好完全被还原为 Mn2 。 1.该结晶水合物中含有的两种阳离子是 和 ,阴离子是 。 2.试通过计算确定该结晶水合物的化学式。 第九题(8 分) 题 - + - ,请回答: 将 Cl 慢慢加入到 0.20mol/L 的 Pb2 溶液中(KspPbCl2=1.17×10 5) - - 1.当 c(Cl )=5×10 3mol/L 时,是否有沉淀生成? - 2.Cl 浓度多大时开始生成沉淀? - - + 3.当[Cl ]=6.0×10 2mol/L 时,残留的 Pb2 的百分数是多少? 第十题(9 分) 题 配合物 A 经元素分析,其质量百分组成为 19.5% Cr,40.0% Cl,45% H 和 36% O。 将 0.533g A 溶于 100mL 水中,再加入运量 HNO3 使其溶解,然后加入过量 AgNO3 至沉淀 完全,将沉淀经干燥处理称量得 0.287g。已知 1.06g A 在干燥空气中缓慢加热至 100℃时 有 0.144g 水释放,请回答: 1.导出配合物 A 的实验式 2.推导配合物 A 的配位化学式 3.写出配合物 A 的几何异构体和水合异构体 第十一题(10 分) 题 某学生在 25℃下用纯水制备了一份氢氧化镁饱和溶液,测得溶液的 pH 为 10.5。 1.用上述测定数据计算氢氧化镁的溶解度(用 mol/L 和 g/100mL 两种单位表示) 2.计算氢氧化镁的溶度积。 3.计算 25℃下在 0.010mol/L NaOH 中氢氧化镁的溶解度。 4.25℃下将 10g Mg(OH)2 和 100mL 0.100mol/L HCl 的混合物用磁子长时间搅拌,计 算该体系达平衡时液相的 pH。 第十二题(8 分) 题 提出查理定律的查理很幸运,碰巧开始时没有以 N2O4 来研究气体行为,否则他或许 会得出一种相当特殊的温度效应。 对于平衡 N2O4(g) 2NO2(g) ,在 298K 时,其 Kp=0.1pθ,而 Kp=4α2p/(1 -α2) ,α为 N2O4 的解离度,p 为平衡体系的总压。假设,298 K 时,查理把 0.015 mol - 的 N2O4 放于一只 2.44×10 3m3 的烧杯中,当解离达到平衡后,他将看到平衡压力等于 0.205pθ。其对应的α=0.33。 1. 在保持体积不变的前提下, 查理做把温度升高 10%的实验, 即把温度升高至 328K。 根据理想气体定律,其压力也应只增大 10%,即等于 0.226 pθ,但查理发现这时的压力 为 0.240 pθ。自然,问题是出在 N2O4 的解离度增加上了。试求此时的α和 Kp。 2.若 NO2 在 298K 下的标准摩尔生成自由能为 51.463kJ/mol,试计算 N2O4 在 298K

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下标准摩尔生成自由能。 第十三题(10 分) 题 用苯乙烯制取

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,你认为须经过哪些步骤,请写明各步反应属性。

参考答案
第一题(分) 题 主动运输 加快 赤潮 过度繁殖的浮游植物,消耗了水中大量的溶解氧,分 泌出有害的毒素,使得鱼虾、蟹等海洋生物窒息死亡。一是生活污水,特别是由于含磷洗 涤剂的广泛使用,生活污水已经成为水体富营养化的一大来源。二是含有化肥的农田雨水 排入近海水域,尤其是农田中使用的磷肥,它是长效肥料,存留时间长,容易被灌溉水和 雨水冲淋进入水体。限制和禁止使用含磷洗涤剂,对生活污水进行处理。对土壤肥力进行 检测,合理、科学施肥,而且磷可被植物反复利用,故磷肥需要量低。 第二题(6 分) 题

β;D—葡萄糖醛酸;

第三题(12 分) 题 1.①(1 分) 2.①②⑤(2 分) NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O(1 分) 是(1 分) 88.5%(2 分) 3.①(1 分) 4.3NO=N2O 十 NO2(2 分) N2O4,即生成的 NO2 又双聚成 N2O4, ,由于 2NO2 7 导致气体分子数减少,使其压强路小于 1.01×10 Pa 的 2/3(2 分) 第四题(4 分) 题 3 3 (1)2.7×10 分子式单元/mol (2)5.3×10 分子式单元/mol 第五题(8 分) 题 选择以铁做阳极:以 Fe 为阳极,电极反应式为: 2+ + 阳极 Fe-2e=Fe ;阴极 2H +2e=H2↑ 2+ 加入少量食盐,是增加污水中离子浓度,增强导电能力。以生成的 Fe 为还原剂,在 2 酸性溶液中与 Cr2O7 -离子发生氧化还原反应,离子方程式略。 2- 3+ + 这样 Cr2O7 离子被还原成 Cr 。在电解过程中,由于 H 在阴极不断放电,打破了水 的电离平衡、促进水的电离,溶液的 pH 值上升,溶液中的阳离子以 Cr(OH)3、Fe(OH)2、 Fe(OH)3 形成沉淀。

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由信息可知,Fe(OH)2 开始沉淀的 pH 为 7.6,沉淀完全的 pH 值为 9.6,并且 Fe(OH)2 呈絮状沉淀不便分离,不易从溶液中除去。根据已学的知识,Fe(OH)2 极易被 O2 氧化,所 以在处理过程中鼓入空气,让空气中 O2 充分与 Fe(OH)2 反应(反应方程式略) ,成为容易 分离的 Cr(OH)3、Fe(OH)3,使废水含铬量降到可排放标准。 第六题(6 分) 题

A

B 4-异丙烯基-环戊烯

C 1,3,7辛三烯

3- 乙基-1,4环己二烯

第七题(6 分) 题 A: ;B: ;C:

D:

;E:

;F:

第八题(6 分) 题 1.NH4+、Fe2+,SO42-(3 分) 2.(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O(3 分) 第九题(8 分) 题 6 3 3 (1)Qsp=5×10- 无沉淀 (2)7.6×10- mol/L (3)3.3×10- 1.65% 第十题(9 分) 题 1)CrCl3H12O6(2 分) 2.CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O(3 分) 3.有顺式和反式两种几何异构体。有[CrCl2(H2O)4]Cl·2H2O、[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O 和 [Cr(H2O)6]Cl3 三种水合异构体(4 分) 第十一题(10 分) 题 1.1.6×10-4mol/L 9.2×10-4g/100mL 2.21.6×10-11 3.1.6×10-7mol/L 9×10-7g/100mL 4.[Mg2+]=0.050mol/L [OH-]=1.8×10-2mol/L pH=9.3 第十二题(8 分) 题 1.在 328K 时,n 总=pV/RT=0.021 76(mol) 又 n 总=(1+α)n0, 而 n0=0.015mol, 所以 1+α=0.021 76/0.015=1.451。 α=0.451。

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2.298K 时,ΔrG m =-RTlnK p ; K p =Kp/pθ=0.1, 所以ΔrG m =-RTln0.1=5 704.8(J/mol) ;
θ θ
θ

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θ

所以 Kp=4×0.4512/(1-0.4512)×0.240pθ=0.245pθ。

则ΔrG m 2O4) (N =ΔrG m (NO2) -ΔrG m =2×51.463×103-5 704.8=97.02 kJ/mol) ( 。 第十三题(10 分) 题

θ

θ

θ

(A)烯烃与 Br2 亲电加成 (B)卤代消去反应(RONa/ROH) (C)末端炔烃活性氢被金属离子取代 (D)炔化物(有机金属化合物)与 RX 发生亲核取代(R-C≡CM 为亲核试剂) (E)用 Na+NH3 作催化剂还原产物为 E 型 (F)过氧酸,或 O2+Ag,或 N2O2 均可使烯烃(C=C)双键氧化成环氧键

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