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全国高中化学竞赛初赛模拟试题



2008 年全国高中化学竞赛模拟试题二十
1.008

He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.09 30.97 32.0735.45 39.95 22.99 24.31 K Ca Sc

Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.9083.80 Sn Sb Te I Xe Ru Rh P d Ag Cd In Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc 85.4787.62 88.9191.22 92.91 95.94 98.91101.1 102.9106.4 107.9 112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba [210] [222] -Lu 178.5180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] 132.9137.3La Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

相 对 原 子 质 量

第一题、1984 年,联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重 离子加速器上用 58Fe 离子轰击 208Pb 靶时,发生核合成反应,发现了 265X。最近有人用高能 26 Mg 核轰击 248Cm 核,发生相似反应,得到 X 的另一种同位素 269X。 1-1.X 的元素符号是 ,最高价氧化物的化学式是 。 1-2.用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数,写出合成 X 的 2 个核反 应方程式(方程式涉及的其他符号请按常规书写)

第二题、2-1、(1)在 Ag+催化下,Xe 与 F2 在液态 AsF5 中反应,可得到一化学式为 Xe2AsF9 的离子化合物,其中阳离子为 V 型,画出阴阳离子的结构 (2)常温下 AgF2 与 ClO2 等摩尔反应可得到一逆磁性分子 A,A 与 BF3 反应得到一离子化合 物,其中阴离子为正四面体构型,请写出反应方程式

2-2、 银氨溶液久置常分解析出黑色沉淀(此过程中无电子转移), 写出这一反应的化学方程式, 并说明“久置”为什么会析出沉淀?

第三题、 ClO2 是一种高效, 性能优良的广谱消毒杀菌剂, 但不稳定, 不易储运, 稳定性 ClO2 成为研究的热点,目前国内外常用的稳定剂有过碳酸钠( 2Na2CO3.H2O2 ) ,过硼酸钠 ( Na(B(OH)3(OOH)) ) 。过碳酸钠的稳定原理是在过碳酸钠溶液中 ClO2 被还原成稳定的 ClO2 ,而在 ClO2 的过硼酸钠稳定液中并不存在大量的 ClO2-离子,但与过硼酸钠稳定液相 比溶液,pH 发现明显下降,并有一种二价四面体型单核配位阴离子 A 形成,该阴离子有稳 定 ClO2 的作用。 3-1 写出过碳酸钠稳定 ClO2 的离子方程式 3-2 给出 A 离子的结构 3-3 用离子方程式表示过硼酸钠溶液 pH 下降的原因 3-4 过硼酸阴离子的二聚倾向,影响了 ClO2 的吸收效率,二聚离子化学式为[H4B2O8]2-, 该 离子中 B,H 原子化学环境相同,给出其结构

3-5 用硼酸溶液吸收 ClO2 不能起到稳定 ClO2 的作用,分析原因

第四题、4-1、假定 NO 为三电子给予体,在 M(CO)x(NO)y 分子中要让 M 服从 EAN 规则,x 和 y 理论上可取那些数值(M 可代表 V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni,x、y 必为整数)?

4-2、写出下列反应方程式,并注明依据。

?? (1) Cr(CO)6 + C6H6 ?

?? (2) Mn2(CO)10 + Na ?

第五题、据《中国制药》报道,化合物 F 是用于制备抗“非典”药品(盐酸祛炎痛)的中 间产物,其合成路线为:
(A)
CH3 Cl2 hv


D


浓硫酸+浓硝酸 水浴/加热 ②

B



C



(E)

NH2 COOH

F

5-1 请写出有机物字母代码的结构简式。

5-2 第③、④步反应的顺序能否填倒,说明理由。 5-3 写出 D+E→F 的化学方程式,并用系统命名法命名 F。

5-4 第④步反应的反应类型是 。 5-5 E 在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子,写出合成此高聚物的化学方程式。

第六题、 水具有很高的热稳定性, 即使加热到 2000K 也只有 0.588%的水分解成氢气和氧气。 科学家已经找到了一种方法,分三步可使水在 500℃以下分解:首先在 500℃下加热 FeCl2 水溶液, 将生成的 Fe3O4 在 HCl 介质中与 Cl2 在 1000C 时反应, 最后将生成的固体物质在 300℃ 时加热分解。写出三步反应的方程式。

第七题、已知铜的原子半径为 128.0pm,单晶铜属面心立方晶胞。以单晶铜为阴极电沉积锌 时,由于欠电势沉积效应,在未达到锌的析出电势时,金属锌就可以在铜上析出,但此时析 出的锌仅能在铜表面上形成单原子层,且具有单晶铜完全相同的原子排列。已知铜、锌的原 子量分别为 63.55 和 65.38。 7-1.确定每个铜晶胞中所含的铜原子的个数,标出各铜原子坐标 7-2.确定晶胞中空隙的种类和数量 7-3.计算铜单晶的晶体密度和空间占有率 7-4.计算在表面积为 1cm2 铜单晶(100)面上形成一整层欠电势沉积锌时所消耗的电量。

第八题、有机推断题

第九题、烯烃的双键两侧每个原子上连有不同基团或原子时,存在顺反异构现象(Z,E) 。 9-1、 顺反异构产生的原因是___________________,属于_____ A、 构造异构 B、 构型异构 C、 构象异构 9-2、顺反异构体的溶沸点略有不同,顺-2-丁烯的熔点低于反-2-丁烯,而沸点却高于反-2-丁 烯, 试提出合理的解释____________________________________________________________ 9-3、Z 式烯烃在适当条件下能够直接异构化而转变为 E 式烯烃,而 E 式烯烃转变为 Z 式烯 烃就不那么容易,需要用多步反应来实现,试分析原因。 9-4、有同学欲将下面 E 式烯烃转变为相应的 Z 式烯烃,你能否替他完成? (CH3)2CH C=C H CH3 H 用反应式表示,并写出反应条件。 H (CH3)2CH C=C H CH3

第十题、有机物 A 分子式为 C6H12N4,所有原子所处化学环境均相同,且具有良好的对称 性,将 A 在低温下直接硝化可得产物 B,B 中含氮量为 37.83%,A 和 B 都含有六元环的结 构,B 是当今世界上最重要的炸药之一。在制造 B 同时能分离出一定量的 C,C 也是一种炸 药,C 和 B 具有相同的最简式,具有良好的对称性,它们的分子中氮原子有两种化学环境, 其余原子均只有一种化学环境,且 C 分子量为 B 的 1.33 倍。 10-1、给出 A,B,C 的结构 10-2、写出 B 爆炸的方程式 10-3、写出由 A 与硝酸反应生成 B 的反应方程式(还有一种铵盐与一种刺激性气味的气体 生成

第十一题、CO 和 CO2 都可以合成甲醇: CO+2H2→CH3OH CO2+3H2→CH3OH+H2O CO、CO2 和 H2 可通过下列反应制备: A CH4+H2O(g) → CO+3H2 B CO+H2O(g) → CO2+H2 反应 A 的产物合成甲醇时 H2 过量,反应 B 的产物合成甲醇时 H2 不足。为了充分利用原料 可将两个反应的产物混合使用。 11-1 求反应 A 和反应 B 的产物气体混合的最佳比例(用同温同压力下气体体积比表示) 11-2 若反应 B 和 CO 由反应 A 提供, 试通过计算说明, 两个反应的产物气体无论怎样混合, 都达不到最佳比例的要求。

2008 年全国高中化学竞赛模拟试题二十参考答案 第一题、 1-1.Hs HsO4
58

1-2. 26 Fe+

208 265 1 82 Pb→ 108 Hs+ 0 n

26 12

Mg +

248 96

1 Cm = 269 108 Hs +5 0 n

第二题、 2-1、(1)[Xe2F3] +[AsF6]-

(2)AgF2 + ClO2 == ClO2F + AgF ,ClO2F + BF3 == [ClO2]+[BF4]2-2、3[Ag(NH3)2]OH=Ag3N↓+5NH3+3H2O 或 3[Ag(NH3)2]OH+2H2O=Ag3N↓+5NH3·H2O(2 分) 由于 NH3 的挥发,久置后上述平衡向右移动,促使 Ag3N 的生成并形成沉淀。 第三题、3-1 H2O2 + 2ClO2 +2 OH- == 2ClO2- + 2H2O + O2

3-2 3-3
2HO B HO O O O O B OH OH

3-4 3-5 硼酸在上中水中可发生电离,

形成 B(OH)4-离子比 A 离子更加稳定,所以不容易吸收 ClO2 第四题、 4-1、 价电子 V 5 5 + 2x + 3y = 18 x=5 x=2 y=1 y=3 Cr 6 6 + 2x + 3y = 18 x=3 x=0 y=2 y=4 Mn 7 7 + 2x + 3y = 18 x=4 x=1 y=1 y=3 Fe 8 8 + 2x + 3y = 18 x=2 x=5 y=2 y=0 Co 9 9 + 2x + 3y = 18 x=0 x=3 y=3 y=1 Ni 10 10 + 2x + 3y = 18 x=4 x=1 y=0 y =2

x=6 y=0

?? Cr(C6H6)(CO)3 + 3CO 4-2、(1) Cr(CO)6 + C6H6 ? ?? 2Na[Mn(CO)5] (2) Mn2(CO)10 + 2Na ?

C6H6 为 6 电子给予体,可取代三个 CO

Mn2(CO)10 有 7 ? 2 + 10 ? 2 = 34 个电子, 平均

17e / Mn,为奇电子体系,可从 Na 夺得一个电子成为负离子。 第五题、 5-1 B:
NO2 CH3

;C:

NO2 COOH;D:
NH2 CH3

CH2Cl

;F:

NH CH2 COOH

5-2 不能,因为先生成
CH2Cl

,再与 KMnO4 氧化时—NH2 也会被氧化。
cat
NH CH2 COOH

NH2 COOH

5-3



+HCl

F:N-苄基-邻-氨基苯甲酸 5-4 还原反应
O

NH2

NH C

n

5-5 n 第六题、

COOH

cat

+nH2O

(1)3FeCl2+4H2O ?? ?? Fe3O4+6HCl+H2 (2)Fe3O4+3/2Cl2+6HCl ?? ?? 3FeCl3+3H2O+1/2O2 (3)3FeCl3 ?? ?? 3FeCl2+3/2Cl2 第七题、 1 1 1 1 1 1 1 1 7-1 铜原子个数为 8× +6× =4 其坐标为(0,0,0) ( , ,0) ( ,0, ) (0, , ) 8 2 2 2 2 2 2 2 7-2 八面体空隙,4 个;四面体空隙 8 个 7-3 铜晶胞德摩尔质量为 4mol×63.55g/mol=254.2g 晶胞边长:a=2 2 rCu=362.0pm 晶胞 mol 体积 a3=28.57cm3 d=8.897g/cm3 4 1mol 晶胞中 Cu 原子体积为: π r3NA×4=21.15cm3 3 21.15 空间占有率η = ×100%=74.03% 28.57 7-4 铜单晶(100)面的面积为:(362.0×10
2
-10

5000 C

1000 C

3000 C

)2=1.310×10

-15

cm2

1cm2 1cm 的面积有 =7.63×1014 个(100)面 - 1.310×10 15m2 1 每个(100)面有 4× +1=2 个原子 4 总共原子数为 7.63×1014×2=1.526×1015(个) Zn 与 Cu 的半径和体积可以认为近似相等,

所以电量 Q=1.526×1015×2×1.6×10 第八题、

-19

C=4.88×10 4C


第九题、 9-1、双键不能旋转,分子中存在双键或环等限制旋转的因素,使分子中某些原子或基团在 空间位置不同,产生顺反异构现象。双键可以是 C=C、C=N、N=N。双键产生顺反异构体 的条件是双键两端每个原子所连二基团或原子不同, B 9-2、顺式异构体总是偶极分子, 其偶极矩比反式异构体大.液态下,分子间除了范德华引力外,还有偶极之间的吸引力, 因此,顺式异构体的沸点比反式异构体的高.而反式异构体由于分子对称性较好,在晶格 中排列更紧密,因而熔点比顺式异构体的高. 9-3、Z 式烯烃由于分子中位阻比相应的 E 式烯烃大,稳定性差,因而在适当条件下能够直 接异构化而转变为 E 式烯烃 4、

第十题、
O 2N N N O 2N N N NO2

O 2N
N

N

N N NO2

NO2

NO2

10-1、A

N N

N

B (CH2NNO2)3
NO2

C (CH2NNO2)4

N

10-2、

O 2N

N

N NO2

→3N2+3H2O+3CO
NO2

N

N
N

10-3、

N N

+4HNO3→

O 2N

N

N NO2

+3HCHO+NH4NO3

第十一题、 11-1 设反应 B 的产物气体共 xmol 反应 A 的产物气体共 ymol 则:B:CO + 2H2O(g) → CO2 + H2 x/2 x/2 A:CH4 + H2O(g) → CO + 3H2 y/4 3y/4 产物中 H2 总共为 x/2+3y/4,CO2 为 x/2,CO 为 y/4 由反应: CO + 2H2 → CH3OH 1 2 y/4 y/2 CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O 1 3 x/2 3x/2 最佳比例应为 H2 相等:y/2+3x/2==x/2+3y/4 x=y/4 A 与 B 的产物最佳比例为:y:x=4:1 11-2 若反应 B 的 CO 由 A 提供,题设同(1) 即产物中 H2 为 x/2+3y/4,CO2 为 x/2x,CO 为 y/4 由 B:CO + H2O(g) → CO2 + H2 1 1 1 y/4 x/2 x/2 y/4=x/2(以上反应所需 CO 为 x/2) y:x=2:1 达不到最佳比例 4:1



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