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全国高中生化学竞赛初赛模拟试题(02)



全国高中生化学竞赛初赛模拟试题(02)
(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)
5 11 6 6 7 10 8 10 9 11 10 15
He 4.003 Ne 20.18

Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

1 11

2 7

3 7

4 12

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(11 分) 除糖类和蛋白质外,类脂化合物也是维持正常的生命活动不可缺少的物质。 1.由动物或植物中取得的油脂是多种物质的混合物,其主要成分是 ; 2 . 桐 油 酸 和 蓖 麻 油 酸 的 结 构 简 式 分 别 为 CH3(CH2)3(CH = CH)3(CH2)7COOH 和 CH3(CH2)5CH(OH)CH2CH=CH(CH2)7COOH,请分别命名。 3.油脂在空气中氧、水分和霉菌的作用下酸败的主要产物是 、 等(类别) 。 4.表面活性剂是能降低 的物质,阴离子型表面活性剂是其中一类,如 CH3(CH2)10CH2OSO3Na、RSO3Na、R- -SO3Na,主要用于 。 5.蜡和石蜡的物态、物性相近,而化学性质完全不同,蜡的主要组分是高级脂肪酸的高级饱和 一元醇酯,而石蜡是 。列举蜡的一种用途 。 6.磷脂是一类含磷的脂类化合物,他们在结构上的共同点是分子中同时有 与______,使 得磷脂类化合物在细胞膜中起着重要的生理作用。 7.萜类化合物广泛存在于动植物界,它们的共同点是分子中的碳原子数都是 的整数倍。 (填 数字) 8 .甾体化合物也叫类固醇化合物,广泛存在于动植物界。它们的共同特点是都含有一个由 与氢化菲并联的骨架。 第二题(7 分) 云母是一种重要的硅酸盐,它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。白 云母可看作叶腊石中 1/4 的 SiⅣ被 AlⅢ所取代,再由 KⅠ平衡其电荷后形成的。而叶腊石可以看作 SiO2 Ⅳ Ⅲ Ⅰ 中有 1/3 的 Si 被 Al 取代,再由 K 平衡其电荷形成的。 1.白云母写成氧化物形式的化学式为 。 Ⅲ Ⅳ 2.研究表明,在硅酸盐中,Al 很容易取代 Si ,取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。从立
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体几何的知识看,AlⅢ与 SiⅣ最直接的关系是 。 3 .黑云母的化学式为 KMg3AlSi3O10(OH)2 ,在水与二氧化碳的同时作用下,风化为高岭土 [AI2Si2O5(OH)4] 。 (1)写出离子反应方程式。 (2)上述反应为什么能够发生? + (3)风化后 Al 为什么不能以 Al3 形式被地下水溶解?

第三题(7 分) 等物质的量的醇 A 与“HQ”在一定条件下相互作用形成一种食品抗氧化剂“TBHQ” 。 “TBHQ” 与氢氧钠溶液作用得到到化学式为 C10H12O2Na2 的化合物。经检测, “TBHQ”分子中存在 9 个完全 相同的氢原子,而除此之外的氢原子都不完全一样。 “HQ”易氧化,所得产物中氢原子完全等价。 1.确定 A、HQ、TBHQ 的化学式; 2.TBHQ 的化学名称是 ; 3.TBHQ 有种同分异构体,其氧化产物中所有氢原子都等价,写出该异构体和氧化产物的结构 简式。

第四题(12 分) 晶体的最小重复单位是晶胞,晶胞一般为平行六面体。NaCl 属立方面心晶格,在 NaCl 晶胞中 8 + + + 个顶点各有一个 Na ,6 个面心处各有一个 Na ,故我们说 Na 形成立方面心晶格,而在该晶胞的 12 - - - 条棱的中点处各有一个 Cl ,在该立方晶胞的体心处还有一个 Cl ,故 Cl 也形成立方面心晶格。 + - + 1.KCl 和 NaCl 的晶格型式相同。已知 Na 离子的半径是 Cl 离子的 0.5 倍,而又是 K 离子的 0.7 倍,计算:KCl 晶胞和 NaCl 晶胞的边长之比;KCl 和 NaCl 晶体的密度之比。

2.将 NaCl 晶胞中的所有 Cl 去掉,并将 Na 全部换成 C 原子,再在每两个不共面的“小立方 体”中心处各放置一个 C 原子便构成了金刚石的一个晶胞,则一个金刚石的晶胞中有_______个 C 原 - 子。并计算金刚石的密度。 (已知 C 原子的半径为 7.7×10 11m) 3.白硅石 SiO2 属 AB2 型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有 C 原子换成 Si 原子,同时在每 两个相邻的 Si 原子 (距离最近的两个 Si 原子)中心联线的中点处增添一个 O 原子, 则构成 SiO2 晶胞, 故 SiO2 晶胞中有____个 Si 原子,____个 O 原子,离 O 原子最近的 Si 原子有____个,离 Si 原子最近 的 O 原子有____个。 4.干冰(固态 CO2)属于分子晶体。若把每个 CO2 分子抽象为一个质点(微粒) ,则其晶胞也 属于立方面心晶格, 故一个干冰晶胞中有_____个 CO2, 与 1 个 CO2 分子最近的 CO2 分子有_____个; 在干冰分子中,原子之间靠______结合,CO2 分子之间靠______结合。





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第五题(11 分) 右图为干电池的基本构造图。 1.写出干电池工作时负极、正极上的电极反应式。

2.电池中所加 MnO2、ZnCl2、淀粉糊有何作用?有反应的 请写出方程式。

3.如何从废旧干电池中回收碳棒、MnO2、NH4Cl、ZnCl2 等物质?简述实验步骤。

第六题(6 分) 超氧化物歧化酶 SOD(本题用 E 为代号)是生命体中的“清道夫” ,在它的催化作用下生命体代 谢过程产生的超氧离子才不致过多积存而使人体过早衰老: 1.超氧离子在催化剂 SOD 存在下发生如下反应,请完成该反应的离子方程式: O2-+
E O2+ H2O2 ? ??
- -

2.今在 SOD 的浓度为 co(E)=0.400×10 6mol· L 1,pH=9.1 的缓冲溶液中进行动力学研究,在 - 常温下测得不同超氧离子的初始浓度 co(O2 )下超氧化物歧化反应的初始反应速率 vo 如下表: co(O2 )/mol· L–1


7.69×10 3.85×10



3.33×10 1.67×10

-5 -2

2.00×10 0.100
n

-4

vo/mol· L 1· s


-1

-3

已知该歧化反应在常温下的速率方程可表示为:v0=kco ,其中 n 为该反应的反应级数,k 为速 率常数。试根据测定数据确定该歧化反应的反应级数 n 和速率常数 k。要求计算过程。

第七题(10 分) 乙烯和必要的无机原料合成 3-甲基-3-戊醇,合成路线如下: B
催化剂

C

b c

E

CH2=CH2

a

A

D

水解

3-甲基-3-戊醇

水解

H

D

G

氧化

F

1.请写出 a~b 所代表的无机反应物及溶剂
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2.请写出 A~H 物质的结构简式:

第八题(10 分) 钢中加入微量钒可起到脱氧和脱氮的作用,改善钢的性能。 测定钢中钒含量的步骤如下:钢试样用硫磷混合酸分解,钒以四价形式存在。再用 KMnO4 将其 氧化为五价,过量的 KMnO4 用 NaNO2 除去,过量的 NaNO2 用尿素除去。五价钒与 N-苯甲酰-N -苯基羟胺在 3.5~5mol/L 盐酸介质中以 1︰2 形成紫红色单核电中性配合物,比色测定。 回答如下问题: 1.高价钒在酸性溶液中通常以含氧阳离子的形式存在。写出钒与浓硫酸作用的反应方程式。 2.以反应方程式表示上述测定过程中 KMnO4、NaNO2 和尿素的作用。 3.写出紫红色配合物的结构式(已知 V 六配位) 。

第九题(11 分) 四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹” ,化学式可以写为 2PbO·PbO2,铅丹用于制造铅玻璃,由 于它有氧化性,涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化,其防锈效果好,所以被大量地用于油漆船舶和桥 梁钢架。 + 今欲测定某样品四氧化三铅含量,称取 Pb3O4 0.1000g,加酸溶解,得到含 Pb2 的溶液,加热下 + 用过量 K2Cr2O7 将 Pb2 沉淀为 PbCrO4,冷却后过滤洗涤,将 PbCrO4 沉淀用 HCl 溶液溶解,加入 过量 KI,用 0.1000mol/L Na2S2O3 溶液滴定,终点时用去 12.00mL。 1.写出 PbCrO4 沉淀、溶解和滴定过程的化学方程式; 2.计算试样中 Pb3O4 的质量分数; 3.用标准溶液滴定时应用指示剂? 4.加入过量 KI 后,反应需在暗处放置 5~10 分钟。 (1)所加 KI 为什么要过量? (2)为了防止生成的 I2 挥发,可选用何种仪器? 第十题(15 分) 元素 A 的单质在氯碱工业中可用作电解槽的阳极材料。 A 在酸性溶液中被 KMnO4 氧化时, 可生 成橙黄色的 AO4。在 KCl 存在下,AO4 可被 HCl 还原成红色晶体 K4[A2OCl10]。迄今已知只有两种 金属四氧化物,AO4 是稳定性较差的一种。A 有两种重要的含氧酸钾盐 B 和 C,其中元素 A 的含量 分别为 41.81%和 49.50%。碱性介质中用 Cl2 氧化 B 可得到 C;B 在酸性介质中易歧化为 AO2 和 C。 1.写出 A 的元素名称和符号。A 在长式周期表中的第几周期,第几列? 2.写出 AO4 中 A 的杂化形态,AO4 的几何构型。 3.写出 B、C 的化学式和反应方程式; 4.画出配合物(K4[A2OCl10])中阴离子的结构式。 + 5.写出六配位配合物 ACl2(H2O)4 和 ACl3(H2O)3 的立体异构体?实验证实,后者的所有异构体 经水解只转化成前者的某一种异构体 Y。试画出 Y 的结构,并通过分析上述实验结果指出,配合物 水解(取代)反应有什么规律?
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参考答案
第一题(11 分) 1.三分子高级脂肪酸与甘油形成的酯(1 分) 2.桐油酸:9,11,13-十八碳三烯酸;蓖麻油酸:12-羟基-9-十八碳烯酸(2 分) 3.羧酸、酮(1 分) 4.液体表面张力 合成洗涤剂(2 分) 5.由石油中得到的含 20 个碳以上的高级烷烃(1 分) 上光剂、鞋油、地板腊、蜡纸、化妆品(1 分) 6.亲油基 亲水基(1 分) 7.5(1 分) 8.环戊烷(1 分) 第二题(7 分) 1.K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O(2 分) 2.AlⅢ与 SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变(1 分) 3. (1)2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O→ 2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4(2 分) (2)碳酸较硅酸酸性强,强酸可取代弱酸(1 分) (3)中性条件下 Al3+完全水解,主要以沉淀形式存在 (或铝在岩石中主要以共价形式存在) (1 分) 第三题(7 分)

1.A:(CH3)3COH;HQ:HO-

-OH(各 1 分) TBHQ:

(2 分)

2.邻叔丁基对二苯酚(1 分) 3. (1 分) (1 分)

第四题(12 分) 1.a(KCl)︰a(NaCl)=1.14(2 分) ρ(KCl)︰ρ(NaCl)=0.853(2 分) 2.8(1 分) ρ =3.54g/cm3(3 分) 3.8 16 2 4(各 0.5 分) 4.4 12 共价键 范德华力(各 0.5 分) 第五题(11 分) + + - 1.Zn-2e-=Zn2 2NH4 +2e =2NH3↑+H2↑(各 1 分) 2.MnO2 作去极剂(吸收正极放出的 H2,防止产生极化现象) ,该反应方程式为:H2+2MnO2 =Mn2O3+H2O。 (2 分) + + 正极产生的 NH3 和 ZnCl2 溶液作用:Zn2 +4NH3=[Zn(NH3)4]2 (2 分) 淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。 (1 分) 3.①用钳子和剪刀剪开回收的干电池的锌铜,将锌皮和碳棒取出,并用毛刷刷干净,将电池内
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的黑色粉末移入小烧杯中。②向小烧杯中加入一定量的蒸馏水,充分搅拌,然后过滤,将滤液移入蒸 发皿中,加热蒸发结晶。③加热法可将 NH4Cl 和 ZnCl2 的晶体混合物分离开。④最后剩余的黑色残 渣的主要成分是 MnO2,还有炭黑和有机物等,用灼烧的方法可除去杂质。 (4 分) 第六题(6 分) 1.2O2 +2H ? ?? O2+H2O2(1 分) - 2.首先根据题给 v 和 c(O2 )的数据确定反应级数和速率常数 k - - - - v1/v2={c1(O2–)/c2(O2–)}n,3.85×10 3/1.67×10 2=(7.69×10 6/3.33×10 5)n,n=1 - - - v2/v3={c2(O2–)/c3(O2–)}n,1.67×10 2/0.100=(3.33×10 5/2.000×10 4)n,n=1 - v=kc(O2 ) (2 分) 即 - - - - k=v1/c(O2 )1=3.85×10 5/7.69×10 6=501s 1 - - - - k=v2/c(O2 )2=1.67×10 2/3.33×10 5=502s 1 - - - k=v3/c(O2 )3=0.1/2.00×10 4=500s 1 - 平均 k=501s 1(3 分) 第七题(10 分) 1.a:HBr b:NaOH/H2O c:Mg/乙醚(各 1 分) 2.A:BrCH2CH3 B:CH3CH2OH C:CH3CHO D:CH3CH2MgBr
- +

E

E:CH3CH2CH(CH3)OMgBr F:CH3-

-CH2-CH3

G:CH3─ ─CH2CH3

H:

(各 1 分)

第八题(10 分) 1.V+3H2SO4(浓)=VOSO4+2SO2↑+3H2O(2 分) 2.MnO4-+5VO2++8H+=Mn2++5VO3++4H2O(2 分) 或 MnO4-+5VO2++H2O=Mn2++5VO2++2H+ 2MnO4-+5NO2-+6H+=2Mn2++5NO3-+3H2O(2 分) (NH2)2CO+2NO2-+2H+=CO2↑+2N2↑+3H2O(2 分) 3. (2 分)

第九题(11 分) + - + 1.2Pb2 +Cr2O72 +H2O=2PbCrO4↓+2H + + - 2PbCrO4+2H =2Pb2 +Cr2O72 +H2O - - + + Cr2O72 +6I +14H =2Cr3 +3I2+7H2O - - - I2+2S2O32 =2I +S4O62 (各 1 分) + - - 2.Pb3O4~3Pb2 ~3/2Cr2O72 ~3×3/2I2~3×3/2×2S2O32 (1 分) Pb3O4%=91.41%(3 分) 3.淀粉(1 分) - - 4. (1)I +I2 I3 ,过量的 KI 可固定 I2,防止挥发。 (1 分)
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(2)碘量瓶(1 分) 第十题(15 分) 1.钌 Ru 第五周期 第 8 列(各 1 分) 2.sp3 杂化;正四面体(各 1 分) 3.K2RuO4 KRuO4(各 1 分) 2K2RuO4+Cl2=KRuO4+2KCl 3K2RuO4+2H2O=2KRuO4+RuO2+4KOH(各 1 分) 4. [ ]4-(式中 Cl 原子没画出) (1 分)

5.Ru 配合物的异构现象:



(1 分)



(1 分)

(1 分)

C 水解,无论哪个位置上的 Cl 被 H2O 取代都得到 Y。D 水解似乎有两种可能,但题意指示只得 到 Y,不得到 X,说明对于 D 的水解,只发生在对位是 Cl 的 Cl 原子上,不发生在对位是 H2O 的 Cl 原子上。这种反应规律又叫做“反位效应” 。 (1 分)

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