全国化学竞赛初赛模拟试卷2含答案.doc

2013年全国化学竞赛初赛模拟试卷2（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（4分）1HClO4HAcH2AcClO4HBrHAcH2AcBrH2SO4HAcH2AcHSO4HClHAcH2AcClHNO3HAcH2AcNO3（2分）HClO4HBrH2SO4HClHNO3（1分）2在冰醋酸中，H2SO4、HCl、HNO3均是弱酸，它们有一部分以分子状态存在（1分）题（4分）以冰醋酸作溶剂，将HClO4、HBr、H2SO4、HCl、HNO3分别溶于其中，结果测得其摩尔电导比分别为4001603091。1试用方程式表示该反应，并比较酸强度；2试解释H2SO4、HCl与HNO3的摩尔电导率为何这么小？第第题（6分）1Cd（s）2Ni(OH)（s）2H2O2Ni(OH)2（s）Cd(OH)2（s）正极：2NiO(OH)（s）2H2O2e2Ni(OH)2（s）2OH负极：Cd（s）2OHCd(OH)2（s）2e（各1分）2EE2E10.490V(0.809V)1.299V（1分）3700mAh0.700A3600s2520.0C mcd2520.0112.4g/2964851.47g（2分）题（6分）密闭的镍镉电池广泛用于各种无线器具，NiCd电池经济效应高，循环寿命长，在高低温下可完好放电，已知：典型NiCd电池中：E1(Cd(OH)2/Cd)0.809V、E2(NiO(OH)/2Ni(OH)2)0.490V（E1与E2是25下的标准电极电池）。1写出电池自发放电反应配平的化学方程式和电极反应式。2计算25下电池的电动势E3一手机的NiCd电池的额定电容量为700mAh，问电池含Cd质量多少第第题（8分）1 （0.5分） 4种（1分）26种（1.5分）3该异构体为第3种异构体的对映异构体：（2分）4（2分） （1分）题（8分）1865年，凯库勒提出了苯的环状结构，提出了碳是四价，当时已知邻二取代的苯只有一种异构体。凯库勒假定其中的单、双键“因某种原因而化合在一起”解决了邻二取代异构体的矛盾。现在，我们知道苯是平面的正六边形分子，所有CC都等长。1画出能解释苯电子结构的共扼式，确定二元相同取代（C6H4R2）的异构体个数；2Staedeler提出了苯的另一种结构，现在我们知道这是杜瓦苯，结构如右：杜瓦苯被两个相同的基团取代后可能有多少种异构体。3在短时间后，A Ladenburg提出了现在的核晶烷（左图）实验事实说明苯有三种取代，Ladenburg据此提出了3种二取代异构体（右图） 、经仔细研究，你会发现Ladenburg犯了一个错误，实际上存在第四种异构体，画出其结构；4芳香化合物比对应的非芳香化合物更稳定，据此写出蒽的二聚体结构及与1分子溴加成的反应式。第第题（9分）18个Si与16个O（1分）2sp3 10928（1分）3SiO22CSi2CO（1.5分）4Si3HClHSiCl3H2（1.5分） ，有极性（1分）5空穴导电，P型半导体（1分）（1分）参杂B原子后，在原来价带上方附带产生受主能带，有利于电子进入而产生空穴（1分）题（9分）现代社会中，砂子也可以被用作半导体材料。硅是地球最丰富的元素之一，二氧化硅在地表也十分丰富1方石英的晶胞与金刚石类似，仅将其中的C换成Si并在SiSi键之间插入氧原子，在1个方石英的晶胞中存在多少Si原子与氧原子2指出方石英中Si的杂化方式并预测OSiO的键角3硅可以通过加热SiO2和焦炭至3000的电弧炉中进行制备。假定在此情况下只有一种Lewis结构表现出形式电荷的气体生成，写出该反应方程式4为得到光谱纯的硅，粗硅与HCl反应生成化合物A，A中硅的质量分数为20.69%，写出生成A的化学反应方程式，画出A的三维结构并推测其极性有无。5与所有半导体一样，当有小电压加于其上时高纯的硅不导电，但在较高电压下可以适当导电。硅的半导体称为何半导体?画出用硼原子取代硅原子后导电性增强的原因及能带图。第第题（4分）1Eu2的电子构型为Xe4f7，由于是半满，不会发生ff跃迁，所以无色（1.5分）2镧系元素两价离子与A族性质相似，尤其是和Ba2相似，故EuSO4、EuCO3不溶于水（1分）3Eu2与EDTA形成配离子，稳定性介于Ca2与Sr2之间。Eu3半径比Eu2小，离子势大，与EDTA形成配合物比Eu2稳定得多（1.5分）题（4分）化学中经常会使用到类比的方法，镧系元素铕（Eu）的电子结构为Xe4f76s2，有2、3的氧化态，当用Zn、Mg还原Eu3（aq）离子，可以得到Eu2（aq）离子1Eu2（aq）离子是否有颜色？为什么？2EuSO4与EuCO3是否易溶于水？3Eu2（aq）能否与EDTA形成配离子，与Eu3相比有何不同？第第题（10分）1C： D：（各1.5分） E：（2分）2F：（1.5分） G：（2分） H：（1.5分）题（10分）已知DielAlder反应是可逆的，可以环加成也可以发生开环反应。1写出化合物C、D、E的结构：（A）（B）CDE2化学家通过环辛四稀合成了奇特结构的蓝稀，经过了五步反应，其中三步为周环反应，试写出中间产物的结构式F（C8H8）G（C12H10O3）H（C12H10O3）第第题（9分）1Mg2（0，0，0）；K（1/2，1/2，1/2）；F（1/2，0，0），（0，1/2，0），（0，0，1/2）（1分）2KMgF3（1分）3简单立方（1分）4Mg2的F配为6，K的F配为12（各1分）5rMg2/rF0.75/1.330.563，介于0.414与0.732之间，故Mg2以6配位的正八面体是合理的；rK/rF1，因此K以12配位也是合理的（各1.5分）6K、F合在一起形成立方最密堆积（1分）题（9分）一离子晶体给X射线衍射测定属于立方晶体，晶胞参数a400pm，晶胞中顶点位置为Mg2，体心为K，棱心为F。1写出晶胞中各离子的分数坐标；2指出该晶体的化学式；3确定晶体的点阵形式；4Mg2、K二者的F的配位数各为多少；5查表得知Mg2、K、F的离子半径分别为75pm、133pm、133pm，说明晶体中两种正离子的配位数是否合理；6K和F一起形成哪种形成的密堆积。第第题（10分）1NH2COOH2ONH4CO32（1.5分）2Ar3d8（0.5分）3dx2y2与dz2在高能级，dxy、dxz、dyz低能级（1分）强场 dz2、dx2y2 dxy、dxz、dyz（1分）弱场 dz2、dx2y2 dxy、dxz、dyz（1分）强场与弱场中电子排列一样，说明d8电子无高、低自旋之分（1分）4cis-： tran-：（2分）5、（2分）题（10分）合镍的脲水解酶催化尿素水解为铵离子与氨基甲酸根的反应，氨基甲酸根随后无须脲酶催化而进一步自发水解1写出氨基甲酸根水解的反应方程式；2给出镍（）离子的电子组态；3镍（）的许多配合物的几何结构是已知的，在八面体的配位结构中，d轨道分裂为2个能级。请指出5个d轨道哪几个在高能级，哪几个在低能级，画出强场配体与弱场配体配位时镍（）的电子排列图示，这图示说明什么；4钯（）与铂（）离子以形成平面四边形为主，某些镍配合物也呈这种结构。画出平面四面形Ni(SCH2CH2NH2)2的所有结构，并用顺、反标志；5画出平行四边形的Pt(NH3)(py)ClBr的所有异构体（py吡啶）。第第题（9分）1（1）CuSO4的浓度为：10g/250gmol0.250L0.16molL1；Cu(ClO4)2的浓度同上。二种溶液的酸性均是由Cu2水解引起：Cu22H2OCu(OH)H3OK1（1分）但由于HSO4是弱酸，故在CuSO4中存在如下平衡：SO42H2OHSO4OHK2 （1分）故CuSO4的pH比Cu(ClO4)2大（2）由于Cu(ClO4)2的pH仅由Cu2水解引起，故K1可以由Cu(ClO4)2的pH求得H3OCu(OH) Cu2c0H3Oc0（1分）K1H3O2/c0109/0.166.25109（2分）2要求滴定误差小于0.1，则溶液中未滴定的Cl浓度为105molL1当Cl浓度为105molL1时，AgKsp（AgCl）/Cl109.7/1032.0105molL1OHKsp（AgOH）/Ag5108/2.01052.5103molL1pH14pOH11.40（2分）若Ag浓度为105molL1，则OH5108/1.0105molL15.0103molL1 pH14pOH11.70（1分）为使滴定误差不大于0.1，pH应在11.4011.70之间（1分）题（9分）1最常见的铜盐是CuSO45H2O。含10gCuSO4H2O 250ml溶液的pH5.0；同浓度的Cu(ClO4)2溶液的pH4.5。（1）解释两者的差值；（2）计算下列反应的平衡常数：Cu22H2OCu(OH)H3O。2在碱性介质中用AgNO3滴定0.01mol/L的NaCl，直到出现棕色的Ag2O沉淀：2AgOHAg2OH2O。当滴定误差要求不大于0.1时，溶液pH必须要多大？不考虑稀释。Ksp（AgOH）5108，Ksp（AgCl）109.7第第题（9分）1A：(C6H6)2CrAlCl4；B：(C6H6)2Cr ；C：(C6H6)2CrOH（各1.5分）22Al6C6H6AlCl33CrCl33(C6H6)2CrAlCl44OH2(C6H6)2CrS2O422(C6H6)2Cr2SO322H2O2(C6H6)2CrO22H2O2(C6H5)2CrOH2H2O2（各1分）题（9分）在非水体系中，铝粉、氯化铝、氯化铬及苯混合在一密闭的容器中进行反应，生成了铬的一不常见的化合态的产物A，A在Na2S2O4的作用下得到化合物B。B中Cr的质量分数为25%，B的稳定性较差，在潮湿的空气中易被氧化成化合物C，且生成的另一产物具有一定的氧化性，在C中Cr的质量分数为23.1%。1写出A、B、C的化学式并画出B的结构；2写出生成A、B、C的化学方程式。第第题（11分）1A：（0.5分） B：（0.5分） C：（1分）D：（1分） E：（1分） F：（1分）2（2分）3（E）3戊烯酸乙脂（1分）4（3分）题（11分）ABCDEF（C7H12O2）1画出AF的结构式；2化合物用2甲基丁基溴化镁处理后将混合物酸化得异构体G，画出G的结构式（考虑异构体）；3命名化合物F；4的一异构体为，若用乙基溴化镁以11处理，画出所有可能产物的结构（考虑异构体）；第第题（11分）1各步操作的反应方程式：2Cr33S2O827H2OCr2O726SO4214H2VO2S2O826H2O2VO432SO4212HCr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2OVO43Fe28HVO2Fe34H2OMnO45Fe28H5Fe3Mn24H2O5VO2MnO411H2O5VO43Mn222H2Fe2S2O822Fe32SO42（各0.5分）2FeSO4的量/mol25.00.0505mol/10001.26103mol第一次用去KMnO4的量/mol12.00.0560mol/10006.72104molFe2MnO411/551VO2MnO4（1.5分）设FeSO4一部分用来还原Cr2O72，为Xmol，另一部分还原VO43为Ymol，则剩余的FeSO4为Zmol，有XYZ1.26103mol （）（0.5分）5(YZ)6.72104mol （）（0.5分）第二次用去KMnO4的量/mol0.90mol0.0560mol/L/1000mol/mL5.04105mol5YY1.008105mol（1分）钒的百分量1.00810550.94100%/2.000.26%（1分）由（）知Z6.72104mol/51.008105mol1.24104mol（0.5分）由（）知X1.26103mol1.24104mol1.008105mol1.128103mol（0.5分）由Cr2O72Fe216 Cr3Fe213（1分）铬的百分含量(1.1281033)52100%/2.000.98%（1分）题（11分）称取2.00g的铬钒样品，经酸溶后：用(NH4)2S2O8（Ag作催化剂）氧化Cr3和VO2成为Cr2O72和VO43离子；氧化完毕后，在溶液中加入25.0mL浓度为0.05050molL1的FeSO4溶液与之反应；然后用浓度为0.0560mol/L的KMnO4溶液滴定，共耗去12.0mL，此KMnO4用于氧化VO2离子和过量的FeSO4；氧化后加入不计量的FeSO4，用以还原VO2，然后用(NH4)2S2O8（不加Ag）氧化掉过量的FeSO4，此时Cr3、VO2因无催化剂而均不被氧化，然后用上述浓度的KMnO4滴定溶液中的VO2离子，共耗0.90mL。1写出四步操作的反应方程式；2计算钢样中钒、铬的百分含量。参考答案第 10 页（共10页）