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2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷(03)



2004 年全国化学竞赛初赛模拟试卷(03) 年全国化学竞赛初赛模拟试卷( )
(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]

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

10
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

1 9

2 3

3 5

4 4

5 7

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(9 分) 题 在很久很久以前,地球上层岩石部分主要含铁,硫,硅等元素,原始大气中主要含有 H2, 4, 2S, 及 CO2 等, CH H CO 海水稍呈酸性. 经过漫长的演化, 原始生物出现, 通过______ 作用,大气变成以氮和氧为主,海水变成近中性,在这一转变中,每一种元素的存在形式 和它在陆地和水中的存在量都发生了变化.在原始条件下,铁在岩石中主要以 形 式存在,在水中主要是以 形式存在.空气中出现大量氧气后,铁在岩石中主要以 ,使水中铁浓 _______形式存在,在水中的铁发生下列反应 度 .和铁相似,在原始条件下,铜在岩石中以 Cu2S 形式存在,在演化为现代条件 + ,而在原始海洋中的 Mn2 则变成 ,经过很长时间后,形成 的过程中变成 了大洋底的 . 第二题(3 分) 题 唐代医书《外合秘要》中制造"水银霜"的方法是把硫和水银共炒,加食盐后放在铁 盘中,用盆扣紧,在盘下用火烧,最后在盆内壁上得到洁白的水银霜,这种"水银霜" 是 ,生成它的化学方程式是:

第三题(5 分) 题 在正确选项上圈圈. 1.下列离子中最外层电子数为 8 的是 A.Ga3+ B.Ti4+ C.Cu+ D.Li+
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2. "原子结构模型"是科学家根据自己的认识,对原子结构的形象描摹,一种模型代 表了人类某一阶段对原子结构的认识. 人们对原子结构的描摹, 按现代向过去顺序排列为: 原子模型, 原子模型.则横 电子云模型,玻尔原子模型,卢瑟福原子模型, 线内两位化学家是 A 阿伏加德罗,汤姆生 B 道尔顿,拉瓦锡 C 舍勒,普利斯特里 D 汤姆生,道尔顿 3.下列各组物质中,都含有两个π 3 的是 - - B N2O,NO2,N3 A N2O,CO2,N3 - C N2O,CO2,NO2 D NO2,CO2,N3 4.在下述化合物中,最可能有偶极矩的是 A CS2 B H 2S C SO3(g) D CCl4 5. (双选)实验室配制 SnCl2,SbCl3,BiCl3 等溶液必须先用盐酸溶解,才能配成澄清 引起的. 溶液,这是由于 A 同离子效应 B 盐效应 C 缓冲溶液 D 盐类水解 第四题(4 分) 题 公安部门曾使用以下的方法来显示人的指纹: 1.取一个蒸发皿,加入少量碘酒,并微微加热,将留有手印的白纸放在蒸发皿上, 一会儿就显示出指纹.其原因是什么? 2.将硝酸银溶液小心地涂在留有指纹的纸上,再用光照,在纸上也会显示出黑色的 指纹.其原因是什么?
4

第五题(7 分) 题 - - 已知(SCN)2 是一种与卤素化学性质相似的化合物, 称拟卤素, 其离子 SCN 与 X 性质 相似,称为拟卤离子,根据这一点,可以设计如下的实验来确定 NaBr 和 NaCl 混合物样品 的组成.称取 0.3672g 样品溶于水,加入 30.00mL(过量)0.2000mol/L 的 AgNO3 溶液, + 再加入少量的含有 Fe3 的溶液作指示剂,然后用 0.1000mol/L 的 NH4SCN 滴定溶液中过量 + 的 Ag ,到达终点时用去 20.00mL NH4SCN 溶液. 计算样品中 NaCI 和 NaBr 的物质的量之比.

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第六题(11 分) 题 磺酸型离子交换树酯的局部结 构可写成(右图) . 1.磺酸型离子交换树脂是由单 体 (烃,名称)和交联剂 _____________(烃,结构简式)聚 合成高分子化合物后再经______反 应得到的. 2.不同用途要求交联的程度不同,如何控制交联的程度? 3.用离子交换树脂可以制备纯水(去离子水) .自来水与磺酸型离子交换树脂交换作 (填"酸性""碱性"或"中性",原因是 , ) . 用后显 4.与此类似,季铵碱(-NROH)型离子交换树脂可以交换水中的阴离子.中性的自 来水经交换除去阴离子后显 性,原因是 . 5.如何制备去离子水,简要说明.

第七题(9 分) 题 过氧化钙是一种安全无毒的氧化物,通常含有部分 CaO,且带有数量不等的结晶水. 为分析某过氧化钙样品的组成,进行了如下实验. ①称取 0.270g 样品,灼热使之完全分解,生成 CaO,O2 和 H2O,得到的 O2 在标准状 况下体积为 33.6mL. ②另取 0.120g 样品,溶于稀盐酸,加热煮沸,使生成的 H2O2 完全分解.然后将溶液 + 中的 Ca2 完全转化成 CaC2O4 沉淀, 经过滤洗涤后, 将沉淀溶于热的稀硫酸, 0.0200mol/L 用 KMnO4 溶液滴定,共用去 31.0mL KMnO4 溶液. 1.写出 CaO2 受热分解的化学方程式. 2.写出 KMnO4 溶液滴定过程中的化学方程式. 3.计算样品中 CaO2 的质量分数. 4.计算样品中 CaO2xH2O 的 x 值.

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第八题(13 分) 题 碳的第三种单质结构 C60 的发现是国际化学界的大事之一.经测定 C60 晶体为面心立 方结构,晶胞参数 a=1420pm.每个 C60 平均孔径为 700pm,C60 与碱金属能生成盐,如 K3C60.人们发现 K3C60 具有超导性,超导临界温度为 18K.K3C60 是离子化合物,在晶体 + - 中以 K 和 C603 存在,它的晶体结构经测定也是面心立方,晶胞参数 a=1424pm.阿伏加 - 德罗常数为 6.02×1023mol 1,请回答: 1.画出 C60 的晶胞. 2.计算相邻 C60 球体最近距离,为什么这距离大于 C60 笼的孔直径. 3.相邻 C60 球体间的距离是多少? 4.与石墨平面原子间距离(335pm)相比,你认为在 C60 晶体中 C60~C60 间作用力属 于哪一种类型?并两者数据的差异进行必要的说明. 5.C60 晶体的晶胞中存在何种空隙?各有多少空隙? + 6.K3C60 晶体的晶胞中有多少个 K ?它们位于晶胞中何处? 7.同一温度下,K3C60 的晶体密度比 C60 的晶体密度增大了多少?

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第九题(8 分) 题 电镀技术在国民经济建设中几乎渗透到重工业中的所有行业,电镀污水的净化和再生 问题一直是非常重要的课题.在众多的治理污水的物理化学方法中(如化学处理法,浮选 法,吸附法,膜分离法,离子交换法,电解与微电解法,机械过滤法,离心分离法,超监 界流体萃取法,蒸发浓缩与焚烧法等)比较适合于电镀污水处理技术的是浮选法,尤其近 些年发展起来的电浮选法更有优势. 所谓浮选是将水,悬浮物和气泡这样一个多相体系中含有的流水性污染粒子,或附有 表面活性物的亲水性污染粒子, 有选择地从污水中吸附到气泡上, 以泡沫形式浮升到水面, 从而使污染杂质从污水中分离出去的一种操作过程.其实质是气泡和粒子间进行的物理吸 附,微小气泡成为载体,气泡从水中析出的过程中粘附水中的污染物质,并形成气-粒结 合的浮选体上浮分离.这也称为起泡浮选.在水中产生气泡的方法,主要是使用加压溶气 水,也可以用电解法产生小气泡.浮选能够分离水中的油类,纤维,藻类以及一些比重接 近 1 的悬浮物. 1.通常可以依据污水的主要成分把电镀污水划分四类:含 污水;含 污 水;含重金属盐污水;酸,碱污水. 2.在电浮选处理污水中,用铝棒做阳极,石墨棒做阴极…….结合上述材料,简述 污水是如何被净化的. 3.与目前采用的传统化学试剂方法比较,电浮选方法有哪些优点?至少答出 3 点.

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第十题(9 分) 题 紫草宁(shikonin,见下图)是从生长在亚洲学名叫 Lithospermum erythrorhizon 的一 种植物的根部提取出来的红色化合物.几个世纪以来用做民间药物,如今用于配制治疗跌 打损伤的膏药.

下面是紫草宁合成路线的一部分:

AlCl +A 3 → B NaBH 4 →

1.紫草宁有 种可能的立体异构体; 2.写出 A 和 B 的结构简式; 3.IUPAC 系统命名 A; 4.为了获得更高药效的化合物,人们已合成出许多种紫草宁的类似物,其中一种的 合成路线如下: 紫草宁 SOCl2 → C KOH 70 C → D(C16H14O4) 乙醇溶液,
o

请画出化合物 C,D 的结构简式 5.合成紫草宁有用类似物的另一路线如下:

1) Mg,无水乙醚;2 CO ; ) ( (3 HBr极性溶剂 → E ( )2H 2O → F(C22H30O7) ,HCl

画出化合物 E,F 的结构简式.

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第十一题(12 分) 题 高支化聚合物是一种新型高分子材料,是 21 世纪高分子科学发展的重要方向之一. 高支化聚合物包括树枝状聚合物和超支化聚合物两类,它们均具有良好的溶解性,低粘度 和易于端基改性等特性.树枝状聚合物结构规整,但合成困难;超支化聚合物结构虽不完 整,但合成相对简便,易于工业化.通常利用 XYn(n≥2)型单体的自缩聚反应合成超支 化聚合物,通过改变超支化聚合物的结构及对其端基进行修饰可以制备多种具有特殊用途 的新材料,在高分子加工助剂,特种涂料与粘合剂,高性能复合材料,功能膜材料和药物 控制释放等领域具有广泛的应用前景. 以 XYn 型单体 A( 合成路线如下:
2O C(C7H3N2O5Cl)+D NaOH / H→ E Fe / HCl → A 缩聚 → B

)为原料合成了一种超支化聚芳酰胺 B,

1.写出 C,D,E 的结构简式 2.命名 A 和 C 3.画出 B(超支化聚芳酰胺)的有代表性的结构片段 4.B 在水溶液和醇溶液中的溶解性如何?说明理由 5.通过原位端基改变,可制备多种封端的超支化聚合物.写出下面两个反应产物的 结构简式 (1)A+乙酸酐→ (2)A+苯甲酰氯→

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第十二题(10 分) 题 配位化合物 X, (1)由四种元素,11 个原子组成; (2)由一个中心金属离子和四个配体组成; (3)中心金属离子是Ⅷ族元素,且测得质量分数是 65.10%; (4)其中一种配体是卤素离子,且测得质量分数是 23.55%; (5)X 有顺式和反式两种异构体. 1.配合物 X 的空间构型是 ; 2.配合物 X 的化学式是 ;并给出推理过程: 3.试画出顺式-和反式-X 的结构,并分别在结构式下边标注顺-或反-. 4.还有若干种离子化合物的实验式和 X 的化学式相同.它们每个还满足如下条件: 是由分立的,单核的离子配合物实体构成的;仅含 1 种阳离子和 1 种阴离子. 写出符合上述条件的所有可能的离子化合物的精确的分子式(清楚给出在每个化合物 中每个分立的配合物实体的组成,至少写两个离子化合物) .

命题:胡 波 2004 年 1 月于浙江慈溪中学 审稿:陈锡磊 2004 年 3 月于浙江慈溪中学 中学综合学科网版权所有,任何网站不得转载
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参考答案
第一题(9 分) 题 + + + + 光合 FeS2 Fe2 Fe(OH)3 4Fe2 +10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H 减少 Cu2 的化合物(CuSO4) MnO2 锰的沉积物(锰结核)(每空 1 分) . 第二题(3 分) 题 升汞 HgCl2 Hg+S=HgS↓ HgS+2NaCl=HgCl2+Na2S(各 1 分) 第三题(5 分) 题 1.B 2.D 3.A 4.B 5.A,D(各 1 分) 第四题(4 分) 题 1.纸上留有手指上的油脂,I2 溶于油脂,故显示指纹; 分) (2 - + 2.纸上汗渍中的 NaCl 与 AgNO3 反应.Cl +Ag =AgCl↓,AgCl 光解产生灰黑色银 2Ag+Cl2↑(2 分) 粉:2AgCl 第五题(7 分) 题 1∶3 -CH=CH2 磺化(3 分) -CH=CH2 与苯乙烯的相对比列来控制磺酸型离子交换树 脂的交联程度,CH2=CH- -CH=CH2 的用量越大,交联程度越高,反之亦然(2 分) . + + 3.酸性;磺酸型离子交换树脂中的磺酸基为强酸性,电离出的 H 与溶液中的 Na , 2+ Ca ,Mg2+等阳离子进行交换,使溶液呈酸性. 分) (2 4.碱;季铵碱型离子交换树脂电离出的 OH-与溶液中 Cl-,SO42-等阴离子进行交换, (2 树脂上的 OH-被置换出来,使溶液呈碱性. 分) 5.将水先通过磺酸型离子交换树酯,再通过季铵碱型离子交换树脂(2 分) 第七题(9 分) 题 1.2CaO2=2CaO+O2(1 分) 2. 5CaC2O4+2KMnO4+8H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5CaSO4+10CO2↑+8H2O 分, (1 2+ - + 或 5H2C2O4+2MnO4 +6H =2Mn +10CO2↑+8H2O) 3.80.0%(4 分) 4.1/2(3 分) 第八题(12 分) 题 第六题(11 分) 题 1.苯乙烯 CH2=CH- 2.通过控制 CH2=CH-

1.

(1 分)

2 2 2 2 2 1/2 2. 最近距离(2dmin) =a +a dmin =2a /4 dmin=a/2 =1004pm dmin>700pm 分) (2 , 说明在 C60 晶体中,C60~C60 之间不接触,是分子晶体. 分) (1 3.距离为 1004-700=304pm(1 分) 4.304pm≈335pm,石墨层间的作用力属于范德华力,是分子间力(1 分) 60~C60 .C

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间作用力应为分子间力,由于 C60 的摩尔质量 C 的摩尔质量,故作用力大些,d<335pm. (1 分) 5.晶胞中存在四面体和八面体两种空隙,有 8 个四面体空隙,4 个八面体空隙. 分) (2 + + 6.K3C60 晶胞中含有 4 个结构基元,因此有 12 个 K ,其中,8 个 K 处于 8 个四面体 + 空隙中,还有 4 个 K 处于 4 个八面体空隙中(2 分) 3 3 7. (1)C60:d=1.672g/cm (2)K3C60:d=1.928g/cm K3C60 的晶体密度比 C60 3 增大了 0.256g/cm (2 分) 第九题(8 分) 题 1.氰 铬(2 分) 2.电解中阴极区产生 OH-,并产生大量细小的氢气泡,污染粒子被粘附到气泡上, 3+ 与气泡一同上浮,在水面富集后被清理;另外阳极产生的 Al 形成大量絮状的 Al(OH)3, 吸附其它污染离子而沉淀下来. 分) (3 3.电浮选方法的优点:①电浮选方法是用电能驱动化学反应而产生大量的微小气泡, 从而达到浮选和净化的目的,用洁净和流动的电子代替了价格贵,使用不方便,污染环境 的化学试剂.因此,具有原子经济性;②电流的驱动力可以精确地被控制,从而可以视不 同污水情况施加不同的电流强度和时间.因此,具有很强的适应性;③电浮选方法在常温 常压下进行,这对节约能源,降低设备投资十分有利;④工业设备简单,运行条件易于控 制,生产投资小,设备通用性和实用性强,很易与其它设备兼容;⑤简化生产流程和设备 维护,管理方便,占地面积小;⑥不提高净化后水中盐的含量和有效降低沉淀的产生量; ⑦去除污染物范围广,泥渣量少,工艺简单. (任意回答 3 点,3 分) 第十题(9 分) 题 1.2(1 分)

2.A:

(1 分) B:

(2 分)

3.4-甲基-3-戊烯酰氯(1 分)

4.C:

(1 分) D:

(1 分)

5.E:

(1 分)

F:

(1 分)

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第十一题(12 分) 题 1.Cl: D:H2N- -COOH E: (3 分)

2.A:4-(3,5-二氨基苯甲酰氨基)苯甲酸 C:3,5-二硝基苯甲酰氨氯(2 分)

3.

(2 分)

4.能溶解在水溶液和醇溶液中.超支化聚芳酰胺 B 的表面存在大量的氨基,氨基与 水分子或乙醇分子间易形成强的氢键, 从而增加了超支化聚芳酸胺 B 在水或乙醇中的溶解 性. 分) (3

5. (1)



(2)



(2 分)

第十二题(10 分) 题 1.平面四边形(1 分) 2.Pt(NH3)2Cl2(2 分) 由条件(5)可知,中心金属离子和卤素离子的个数比是 1∶2,它们的摩尔质量比为 5.53;当是 F-,中心金属为 105.01,可能是 Pd,但此时另一配体是 10.61,不存在这样的 配体;当是 Cl-,中心金属为 195.99,可能是 Pt,此时另一配体是 17.09,即 NH3(3 分) 3. 顺- 反-(2 分)

4.[Pt(NH3)4][PtCl4] [Pt(NH3)3Cl][Pt(NH3)Cl3] [Pt(NH3)3Cl]2[PtCl4] [Pt(NH3)4][Pt(NH3)Cl3]2(2 分,答出 2 个)

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