2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷(02).doc

2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（02）（时间：3小时 满分：100分）题 号12345678910111213满 分H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLrRfDbSgBhHsMtDs第第题（7分）1N2H42H2O2N24H2O（1分）(CH3)2NNH22N2O42CO23N24H2O（2分）2Zn2NaNH22NH3Na2Zn(NH2)4H2（2分）Zn(NH2)422NH4IZn(NH2)2(白)4NH32I（1分）Zn(NH2)22NH4IZnI24NH3（1分）题（7分）1肼（N2H4）可用作火箭的推进燃料，在K3Cu(CN)4催化剂存在下，与H2O2水溶液反应。后来改用N2O4（或液氧）氧化不对称二甲基肼的方法。分别写出上述反应方程式。2金属锌溶于氨基钠(NaNH2)的液氨溶液中，并释放出氢气；小心加入碘化铵产生白色的沉淀，若继续加入碘化铵，沉淀溶解。分别写出上述反应方程式。第第题（5分）1宇宙飞船处在失重情况下，空气不对流。（1.5分）2酒石酸是弱酸，强酸制弱酸原理，降低胃中H浓度（1.5分）3酒精燃烧释热，使部分酒精挥发（减少了燃烧释放的热量）；使水蒸发消耗并带走热量；使手帕达不到着火点。（2分）题（5分）请解释下列问题：1如果在宇宙飞船上划燃火柴，火焰会立即熄灭。2正常人胃液的pH在0.31.2之间，酸多了需要治疗。酒石酸钠可以用来治疗胃酸过多。3用2份95%的酒精溶液和l份水混合，再浸入手帕一块。取出，点燃手帕上的酒精，用镊子夹起燃烧的手帕，当手帕上的火焰即将熄灭时，将手帕迅速摇动几下，火熄灭，手帕却完好无损。第第题（10分）1随着乙烷、乙烯、乙炔分子中电子云密度的增加，其与水分子的作用力也增加（2分）2混合气体依次通过KMnO4/H、NaOH、浓H2SO4的洗气瓶（2分，其它合理答案都可）3加压下用水吸收乙炔，所得溶液减压下又释放出乙炔（2分，无加压不给分）4乙烯以电子与金属离子配合，生成水溶性较大的配合物（2分）5不矛盾。键能是根据均裂反应（CHCH）来衡量的；而酸性则是起因于异裂反应，CH碱CH（2分）题（10分）乙烷、乙烯、乙炔在25、101.325kPa时，在水中的溶解度分别为60mL、131mL、940mL（1L水中）。1乙烷、乙烯、乙炔的溶解度依次增大的主要原因是什么？2实验室中从乙烷、乙烯、乙炔中分离得到纯净乙烷的方法是什么？3工业上从乙烷、乙烯、乙炔中分离得到乙炔（较高含量）的简便方法是什么？4乙烯在亚铜盐或银盐的水溶液中溶解度比在纯水中大得多，为什么？5乙烷、乙烯、乙炔中，乙炔的CH键键能最大，而它又是酸性最强者。这两个事实是否矛盾？第第题（8分）1（2分，各0.5分）2(3R,4R,5S)-4-乙酰胺-5-氨基-3-(1-乙基丙氧基)-1-环己烯-1-羧酸乙酯磷酸盐（2.5分）33戊酮、甲基磺酸（各1分）4改变4、5位手性碳原子的RS构型（1.5分）题（8分）今年秋季，在我国有些地区相继出现了高致病禽流感，引起了政府及有关部门的重视，Tamiflu（达菲）是抗禽流感病毒药，商品通用名为磷酸奥司他韦，它是由我国特有中药材八角的提取物莽草酸（shikimic acid）为原料合成的。合成路线如下：1在上图莽草酸的结构上，用Z、E、R、S等符号具体标明其立体化学；2系统命名法命名达菲（注意例题结构）3由莽草酸合成中间产物A时需要添加哪2种原料，写出化学名称；4由莽草酸合成达菲使用了10个步骤，除引入一些基团外，还有1个重要作用是什么？第第题（7分）1可以检测到红外光谱带的存在，因为Cr、Cl间是共价键。（2分）2（1分）因为同Co(en)33一样，此配离子具有不可叠加的镜面结构，所以其具有旋光性（1分）32Cu24I2CuII2（1分）由于CuI是沉淀，则在溶液中Cu很小，致使0.059lgCu2/Cu值增大，所以ECu2+/Cu+值增大，使EEyCu2+/Cu+EyI2/I-0，上述反应能够自发进行（2分）题（7分）1在Cr(NH3)4Cl2的光谱中是否存在金属氯的振动红外光谱带，为什么？2为了证明旋光性与分子中是否存在碳原子无关，Wemer制备了Co(HO)2Co(NH3)436。画出此配离子的结构式并说明Werner是如何解释其旋光性的。3电极电势的理论计算公式是EEylg（其中n表示得到或失去的电子数目）。EyCu2+/Cu+和EyI2/I-分别是0.15V和0.54V。但是，在水溶液中，Cu2离于可以从碘化钾中释放出I2。写出化学方程式，并解释该反应为什么能发生。第第题（10分）加入KMnO4后，发生下列反应：5C2O422MnO416H10CO22Mn28H2O5NO22MnO46H5NO32Mn23H2O5AsO332MnO46H5AsO432Mn23H2O加入KI后，发生下列反应：2NO24H2II22NO2H2O在碳酸氢钠介质中，发生下列反应：AsO33I2H2OAsO432I2H肼与碘按以下方程式反应：N2H42I2N24I4H（3分，上述反应各0.5分）这样，我们可以写出以下三个联立方程式，解此方程组，即得混合物中所有组分的摩尔数：M(Na2C2O4)n(Na2C2O4)M(NaNO2)n(NaNO2)M(Na3AsO3)n(Na3AsO3)0.1204g(2/5)n(Na2C2O4)n(NaNO2)n(Na3AsO3)n(KMnO4)n(NaNO2)4n(N2H4)2n(Na3AsO3)（各1分）用下法KMnO4的量n：最初加入KMnO4的量是：250.020.5mmol用Fe2离子溶液返滴定过量的KMnO4的反应是：5Fe2MnO48H5Fe3Mn24H2O反应中，50.020.1mmol Fe2离子相当于0.1/50.02mmol KMnO4，因此n(KMnO4)0.50.020.48mmol（1分）n(N2H4)50.020.1mmol解以下方程组得n(Na2C2O4)2104mol n(NaNO2)8104mol n(Na3AsO3)2104mol（各0.5分）m(Na2C2O4)0.0268g m(NaNO2)0.0552g m(Na3AsO3)0.0384g（0.5分）混合物的组成是：Na2C2O4：22.6 NaNO2：45.85 Na3AsO3：31.89（1分）题（10分）3.25mL浓度为0.02mol/L的酸性高锰酸钾溶液加入到0.1204g含有Na2C2O4、NaNO2和Na3AsO3的混合物中，用FeSO4溶液返滴定过量的KMnO4，消耗0.02mol/L FeSO4溶液5mL。另取一份重量相同的混合物样品，向其中加入过量KI和H2SO4，反应完成后，生成的碘以溶于NaHCO3的浓度为0.02mol/L的硫酸肼返滴定，消耗5mL，计算混合物的定量组成（）。第第题（11分）1上述5个测量数据折算为比例关系为7803373905527801/41/2/21（1分）从上述比例可得到：阴离子最近为面对角线的一半，次近为边长，即排列关系为立方最密堆积，晶胞中存在4个阴离子（1分）阳离子次近为边长的1/2，说明在不占据顶点和面心的情况下，也不占据棱心和面心，而只能占据内部8个小正方体的体心（1分），而最近距离/4为体对角线的1/4，应该是上述阳离子与顶点、面心、棱心、体心产生的距离，由于顶点、面心被阴离子占据，则阳离子还占据了棱心、体心（1分），即晶胞中还有12个阳离子。阴离子阳离子13（1分）2阴阳离子间最近337pm、次近390pm；阴离子间955pm、阳离子间552pm（2分）3MNAV/Z2.956.021023(7801010)3/4211g/mol（2分，或210）4阳离子摩尔质量为2110.3285/323g/mol，钠离子；阴离子摩尔质量为141g/mol，不可能为短周期的简单离子，应该是带3个负电荷原子团，在排除PO43等离子后，只能是AlF63。（1分） 该晶体的化学式为Na3AlF6（1分）题（11分）离子晶体X是由三种短周期元素组成，晶体密度为2.95g/cm3。经测量获得如下数据：晶胞参数a780pm，阳离子间最近、次近距离分别为337pm、390pm；阴离子间最近、次近距离分别为552pm和780pm。1确定该晶体的阴阳离子组成比；2计算阴阳离子间最近、次近距离和阴离子间、阳离子间第三近距离；3计算该晶体的摩尔质量；4如果阳离子的质量百分含量为32.85%，确定该晶体的化学式。第第题（10分）123456W（X），%29.0826.4120.7019.3136.4832.37W（Y），%40.5636.8328.8726.9324.4422.57W（Z），%30.3636.7650.4253.7638.0845.061、2、3、4中X、Y的质量比相同，以1为标准可计算出Z原子个数比是30.3636.7(29.08/26.41)50.42(29.08/20.07)53.76/(29.08/19.31)34785、6中X、Y的质量比也相同，以1为标准可计算出Z原子个数比是38.0845.06(36.48/32.37)34同理：1、5；2、6中Y原子个数比都是211：XxY2Z3 2：XxY2Z4 3：XxY2Z7 4：XxY2Z8 5：XxYZ3 6：XxYZ4 由其组成和性质看，这些物质应是含氧酸盐，Z为氧元素计算得Y为硫元素，X为钠元素，x2（元素各1分，过程4分）1：Na2S2O3 2：Na2S2O4 3：Na2S2O7 4：Na2S2O8 5：Na2SO3 6：Na2SO4（各0.5分）题（10分）下列所举化合物（16）中均由短周期X、Y、Z三种元素组成特 征化 合 物123456W（X），%29.0826.4120.7019.3136.4832.37W（Y），%40.5636.8328.8726.9324.4422.57性质还原性还原性酸性氧化性碱性、还原性中性根据上表确定X、Y、Z的元素符号和化合物16的化学式，并写出分析和计算过程。第第题（15分）16S2Cl216NH3S4N4S812NH4Cl（2分）2S4N42SnCl24C2H5OHH4S4N42SnCl2(OC2H5)2（2分）3S4N44AgS2N22Ag2SN2（2分）4（1分，不要求参数） 每个S和N原子都采取sp2杂化，形成二个键并容纳一对孤对电子对，垂直于平面的p轨道相互重叠，形成离域键（）（2分）5（1.5分）NSNS（1分，或S2N2）(SN)x链型分子是单双键交替排列的共轭体系。（1.5分，从电子计算来看，N原子周围有8个价电子，满足八隅律。而S原子价层都有9个价电子，有一个电子处在p*轨道上。SN单元上的*轨道互相叠加形成半的能导电的能带。所以每一条(SN)x纤维长链实际上是一条一维“金属”。）6分子晶体（1分） (SN)x是一维导体（1分，(SN)x晶体中近于平面的键是互相平行的，沿着键电子流动产生导电性，而金属是三维导体）题（15分）硫和氮组成的二元中性化合物有S4N4、S2N2、(SN)x等。它们是一类结构复杂，不符合经典化学键理论的化合物。S4N4是亮橙色固体，一般用S2Cl2在CCl4中氨解制得。S4N4是制其它重要硫氮化物的起始物，如523K、133Pa和金属银的作用下，S4N4反应生成等物质的量的S2N2，S2N2在室温下可聚合生成蓝黑色固体(SN)x。虽然(SN)x早在1910年就已合成，但直到最近才制得纯单晶体无机聚合物。(SN)x具有与聚乙炔相似的空间结构，它不仅有黄铜金属光泽和金属导电性，而且它是第一个不含金属而显示出超导性（0.26K）的共价聚合物。1写出制备S4N4的化学反应方程式（副产物之一与S4N4具有相似的八元环结构）2S4N4与SnCl2的乙醇溶液反应生成S4N4的氢化物，写出化学反应方程式。3根据题意写出由S4N4生成S2N2的化学反应方程式。4S2N2是正方形结构（准确的说是近似正方形的菱形），画出其结构，并用经典化学键理论描述其结构。5根据聚乙炔结构特点画出(SN)x的结构，指出其的结构基元，并简要描述其结构特点。6(SN)x属于何种晶体类型，它的导电性能与金属导体的最显著不同是什么？第第题（17分）1 2，6，8三羟基嘌呤（各1分）2甘油分子中有3个羟基，能与尿酸分子形成多个氢键作用。（1分）3HUrAcUrHAc；pKpKa（HUr）pKa（HAc）0.64（1分）Ur10.6mmol/L HUr在1mol/L中的溶解度为11.1mol/L（1分）尿酸酸性强于醋酸，因为尿酸能溶于醋酸钠说明反应能自发进行（1分）4（1）由于脚趾、手指等处温度低于体内温度，在这些地方易于结晶而发病，温度降低，有利于NaUr结晶。（2分）（2）UrKsp/Na6.4105/1301034.9104mol/L（1分）pHpKa1g(Ur/HUr)7.4（0.5分）当NaUr沉淀时，Ur0.49mmol/L，代入上式求得：HUr4.9106mol/L（1分）此时溶液中HUr的浓度小于其饱和溶液浓度0.5mmol/L，故没有尿酸析出，即关节炎的发作与尿酸在血清中沉淀无关。（0.5分）（3）当尿酸饱和时，HUr0.50103mol/L，Ur1.50103mol/L，（1分）pHpKa1g(Ur/HUr)5.4lg35.9（1分）5(C2H5O)2CCClCOOC2H52H2NCONH22C2H5OHHClC2H5OH（4分，中间产物2分，反应各1分）题（17分）嘌呤 尿酸尿酸是嘌呤的衍生物，结构简式如右图，简写为HUr。尿酸是鸟类和爬行类动物体内核酸代谢的最终产物；人类尿中也含有少量的尿酸。尿酸在体内积聚，可引起痛风症。尿酸的白色结晶，无臭、无味。尿酸在冷水、乙醇、乙醚中的溶解度不大（37时1L水中仅溶解0.5mmol，pKa5.40），但能溶于甘油、氢氧化钠水溶液和醋酸钠水溶液。化学合成尿酸的方法是由尿素与氯代,二乙氧基丙烯酸乙酸经缩合、环合制得。尿酸用于有机合成及生物化学研究。1画出所给尿酸结构的互变异构体，并用系统命名法命名尿酸；2为什么尿酸在甘油中的溶解度比在乙醇中大得多？3计算尿酸在1mol/L的NaAc中的溶解度多大（已知醋酸的pKa4.76）4痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体。已知，37时NaUr的Ksp6.4105。（1）第一次关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处，为什么？（2）通过计算说明：关节炎的发生与尿酸在血清（pH7.4，Na130mmol/L）中是否沉淀无关。（3）痛风病人常患肾结石，肾结石是由尿酸晶体所组成。形成它的原因是病人尿的尿酸盐浓度过高。若病人尿中尿酸与尿酸盐的总浓度为2.0mmol/L，计算尿的pH值为何值时，病人的尿中会形成尿酸结石。5写出化学合成尿酸的2步反应方程式（中间产物不含Cl元素）参考答案（02）第 7 页（共7页）