全国高中化学竞赛初赛模拟试题.doc

2008年全国高中化学竞赛模拟试题二十三第一题、1-1、(1R，2S)2甲胺基1苯基丙醇的费歇尔投影式是（ ）A B C D 1-2、如右图所示的光学活性化合物的立体化学表述，哪一个是正确的？（ ）A 1R，3R，4R B 1R，3R，4SC 1R，3S，4R C 1S，3S，4R E 1S，3S，4S1-3、二氟二氯（N2F2）分子中的四个原子都在一个平面上，由于几何形状的不同，它有两种同分异构体，如下图所示这种原子排布次序相同，几何形状不同的异构体被称为几何异构体，在下列化合物中存在着几何异构体的是（ ）A CHClCHCl B CH2CCl2 C CH2CHCH2CH3 D CH3CCH第二题、一定条件下乙炔，过氧乙酸，乙醇反应生成一种中间产物A，继续反应得到有机物B，A，B都属于醚类，A各元素化学环境相同，不稳定易分解，分解产物中有苯生成。2-1画出A、B的结构；2-2写出A分解的反应；2-3预测A的用途，解释原因第三题、硫酸铜溶液（A）与某碱金属卤化物B反应，有白色沉淀C生成，C可溶于浓的B的溶液中。3-1根据上述现象，分别写出下列反应的离子方程式：（1）A + B： （2）C + B： 3-2以反应（1）设计一个原电池，请分别写出两极反应方程式。正极： 负极： 第四题、高纯乙硼烷在半导体工业中有重要用途，某技术专利中用钠盐A与BCl3 在二乙二醇二甲醚溶剂中反应制得了高纯乙硼烷，已知反应分两步进行，中间产物为钠盐B，组成A，B的元素种类相同，且A中含钠元素60.8%，B中含钠元素44.6%。4-1、写出两步反应的化学方程式4-2、二乙二醇二甲醚式量为134.2，给出其结构简式4-3、上述反应可以用乙二醇为溶剂吗第五题、纳米材料可以是晶态材料，也可以是非晶态材料。纳米材料具有小尺寸效应，表面效应等多种性能。这些效应，对纳米材料的性质有很大影响。先有一金属晶体，其大小为边长1mm的立方体。经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。已知该金属为面心立方晶胞，晶胞参数a = 1nm。5-1 该金属的原子半径约是 nm；5-2 1mm3的金属晶体，加工成上述纳米材料后，纳米晶体的数量为_。解答过程：5-3 1mm3的1粒晶体所含晶胞数为_，它的表面积为_mm2 ；1粒上述纳米材料含有的晶胞为_，1粒纳米材料表面积为_mm2。上述金属加工成纳米材料后，表面积增加为_倍。第六题、化合物A是具有腐蚀性的挥发性红色液体，称取化合物A 465mg，使之溶于水中，溶液具有明显的酸性。约需要6mmol的Ba(OH)2才能中和它，同时溶液中产生沉淀B，过滤出沉淀，洗涤后用稀HClO4溶液处理，沉淀B转化成一橙红色溶液C，与此同时又产生一白色的新沉淀D。加入过量的KI后，用S2O32 滴定所生成的I3 离子，耗去S2O32 9.0mmol。终点时生成一绿色溶液，经中和可产生葱绿色沉淀E，过滤得E，使之溶于过量的NaOH溶液中，变成了F。F再与H2O2 共沸，变成黄色溶液G，酸化时进一步变成橙红色溶液H，向H中加入少许H2O2 ，有蓝色I生成，静置又变成J并放出气体K。试确认各符号所代表的物质，并写出化学反应方程式。第七题、A：钒元素在植物和动物细胞中的浓度仅为108molL1，钒有3，4，5等氧化态，通常以钒氧键的形式存在。1980年Schecher等首次发现VO2有很好的体外胰岛素样活性。下面是几种类型的活性钒化合物。7-1、BMOV已被证实是一个很有潜力的胰岛素模拟试剂，它是由配体A与钒形成的中性配合物，其中钒的含量为16.06%。（1）画出BMOV的立体结构指明钒的氧化数。（2）指出配位多面体的几何构型并预测它在水中的溶解度。7-2、研究发现，钒与呋喃2甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，实验测得其氧的质量分数约为38.8%。（1）写出该化合物可能的化学式；（2）如果该化合物的立体结构为四角锥体，画出合理的结构简式。第八题、在260K左右时，用惰性材料做电极，以高电流密度电解碳酸钠Na2CO3的浓溶液，在阳极可得到浅蓝色的盐A。经分析，盐A的阴离子是由两个平面三角形通过氧原子相连得到的。8-1确定盐A的化学式，画出其阴离子的结构。8-2该电解反应中，阳极反应为_；阴极反应为_；电解反应方程式为_；电解过程中溶液的pH值_（“增大”或“降低”）。8-3写出盐A与稀硫酸反应的化学方程式。第九题、9-1、离子液体是一类室温下呈液态的离子化合物，被誉为21世纪的绿色溶剂。其中阳离子通常是N，N二烷基咪唑：；阴离子一般是四氟硼酸根或六氟硼酸根。如果你手头现有咪唑、丁醇、碘甲烷和四氟硼酸钠，其他无机试剂可以任意选择，你打算如何合成1甲基3丁基咪唑四氟硼酸盐，写出有关反应的方程式。9-2、由苯出发合成间溴苯酚（用反应式表示，无机试剂任选）第十题、近年来，在超临界CO2（临界温度Tc = 304.3K；临界压力pc = 72.8105Pa）中的反应引起广泛关注。该流体的密度在临界点附近很容易调制，可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂，该溶剂早已用于萃取咖啡因。然而，利用超临界CO2的缺点之一是CO2必须压缩。10-1 计算将CO2从1bar压缩到50bar所需的能量，其最终体积为50ml，温度为298K，设为理想气体。10-2 实际气体用如下方程描述（近似的）：p+a(n/V)2(Vnb) = nRT 对于CO2：a =3.59105 Padm6mol2 b = 0.0427dm3mol1分别计算在温度为305K和350K下为达到密度220gdm3，330 gdm3，440 gdm3所需的压力。10-3 超临界流体的性质，如二氧化碳的溶解能力和反应物的扩散性与液体的密度关系密切，上问的计算表明，在哪一区域近临界点还是在较高压力或温度下更容易调制流体的密度？10-4 在超临界二氧化碳中氧化醇类，如将苄醇氧化为苯甲醛，是一种超临界工艺，反应在催化选择性效率为95的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。（1）写出主要反应过程的配平的反应式。（2）除完全氧化外，进一步氧化时还发生哪些反应？10-5 在另一超流体工艺合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶剂又可作为反应物替代光气或一氧化碳。（1）写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的化学反应方程式，如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯？（2）用适当的催化剂可用吗啉和二氧化碳合成甲酰基吗啉。该反应还需添加什么反应物？写出反应式；若用一氧化碳替代，反应式如何？10-6 用绿色化学的观念给出用二氧化碳代替一氧化碳和光气的两个理由。与以CO或COCl2为反应物对比，再给出用CO2为反应物的1个主要障碍（除必须对二氧化碳进行压缩外）注：吗啉的分子式为C4H9NO；结构式为：第十一题、氟是一种氧化性极强的非金属元素，它甚至能与Xe在一定压强下直接化合，生成XeF2、XeF4、XeF6等固体，这些固体都容易发生水解。其中，XeF2与H2O仅发生氧化还原反应，XeF6与H2O仅发生非氧化还原反应；XeF4与H2O反应时，有一半物质的量的XeF4与H2O发生氧化还原反应，另外一半物质的量的XeF4则发生歧化反应：3Xe+4Xe+2Xe+6。氟的碱土金属盐，除BeF2外，其余均为难溶于水的盐。试通过计算回答下列问题：11-1 XeF6完全水解后的固体物质A极不稳定易转化为单质而呈强氧化性。A为分子晶体。将适量的A投入30mL0.1mol/LMn2+的水溶液中，刚好完全反应，放出唯一一种气体单质，该气体单质在标准状况下的体积为56mL。则：1、A为何物？并通过计算确定反应产物，写出反应的化学方程式。2、描述该反应的实验现象。3、若将原溶液稀释至90mL，计算稀释后溶液的PH值。11-2将20.73gXeF4溶解在大量水中，使之水解完全。再向水解后的溶液中加入过量的Ba(OH)2，产生56.28g沉淀。当把该沉淀过滤、干燥，最后加热到600以上时，则生成有助燃性的气体混和物。试通过计算确定56.28g沉淀为何物？写出所进行反应的化学方程式。2007年全国高中化学竞赛模拟试题二十三答案第一题、1-1、A 1-2、E 1-3、A第二题、2-1A：；B：2-23/2O22-3做炸弹。反应放热，熵增加第三题、3-1. (1) 2Cu2+ + 4I- 2CuI白+ I2 (2) CuI + I- CuI2- 3-2. 正极 ：Cu2+ + I- + e CuI 负极 ： 2I- - 2e I2 第四题、4-1、由钠原子的质量分数不难得到：A为NaBH4,B为 NaB2H74-2、CH3O(CH2CH2O)2CH3 3、不可以，NaBH4，乙硼烷中含-1价氢，不能用质子溶剂第五题、5-1 0.35 5-2 8.6410141mm3的金属晶体中有原子数约41018个，长为为10nm的纳米材料有原子数4631个（410387/81293/4(10292)61/2）5-3 1018 6 103 61010 8.64104第六题、 CrO2Cl2A BaCrO4B Cr2O72C Ba(ClO4)2D Cr(OH)3E NaCrO2F CrO42G Cr2O72H CrO5I Cr3+J O2KCrO2Cl2 + 2H2OH2CrO4 + 2HCl Ba(OH)2 + H2CrO4BaCrO4 + 2H2O4CrO5 + 12H+4Cr3+ + 7O2 + 6H2O 第七题、7-1、（1）（二3羟基2甲基吡喃酮氧钒，BMOV）（2）配位多面体的几何构型为四方锥。 难溶解在水中。7-2、（1）V(C5H3O)4 VO(C5H3O3)2（2）第八题、8-1A：Na2C2O6；8-2阳极：2CO322eC2O62；阴极：2H2O2eH22OH；电解反应：2K2CO32H2OK2C2O62KOHH2；随着KOH浓度增大，溶液的pH值增大。8-3K2C2O6H2SO4K2SO42CO21/2O2H2O。第九题、9-1、9-2、第十题、10-1 w = nRTln（p1/p2） n = pV/（RT）= 0.10 molw = 0.10 mol8.314 JK1mol1298.Kln（1/50）= 969 J 10-2 摩尔体积Vm = M1 等式pa(nV1)2(Vnb) = nRT变换为paVm2(Vmb) = RT，将Vm、T代入上式，得p = 83.5105 Pa，同理可得其它压力值(gdm3)Vm (dm3mol1)T (K)p (105Pa)2200.20030571.53300.13330577.94400.10030583.52200.20035095.23300.133350119.34400.100350148.810-3 在近临界点，通过适当调节压力更容易调制流体的密度 10-4 （1）C6H5CH2OHO2C6H5CHOH2O（2）C6H5CHOO2C6H5COOHC6H5COOHC6H5CH2OHH2OC6H5COOCH2C6H5 10-5 （1）CH3OHCO2CH3OCOOCH3H2OCH3OHCOCl2CH3OCOOCH32HCl（2）C4H8ONHCO2Red C4H8ONRedO还需要还原剂，如H2等C4H8ONHCO2H2C4H8ONCHOH2OC4H8ONHCOC4H8ONCHO 10-6 （1）使用CO2与CO和光气相比，无毒、安全，CO2既是溶剂又是反应物，等等（2）使用CO2与CO和光气相比能找到的催化剂及参加的反应更少。第十一题、11-1 1、A为Xe的物质的量=2.510-3mol由XeO3Xe可知，转移的电子数为62.510-3mol=1.510-2mol根据得失电子相等，有1.510-2mol =30L0. 1mol/L(n-2)，得n=7即氧化产物中Mn元素的氧化数（化合价）为+7，在水溶液中应为，相关的离子方程式为：5+6+9=6 +5Xe+182、反应过程中有气泡产生，反应后溶液呈紫红色3、由上式可知：的物质的量=3的物质的量=30.130=9mol=90.09=0.1(mol/L)，PH=111-2 的物质的量=mol 3+6=Xe+2 +12HF -1)+2=Xe+4HF -2)将以上两式合并2）3 +1）可得：6+12=4Xe+3+2+24HF若沉淀全部为，则它的物质的量=0.1=0. 2mol，它的质量=1750. 2=35g56.28g，说明沉淀不全是，还有一部分是与 反应生成某种氙酸的钡盐。因为灼烧产生助燃性的气体混和物，该气体混和物据前面信息可知应为和Xe。设此分子式为xBaOy，则它的质量=56.28-35=21.28gXeO3的物质的量=XeF4的物质的量/3=0.1/3molBaO的物质的量=0.1mol 所以x：y=3：1，其氙酸盐为3BaO或，这56.28g沉淀应为和的混和物。化学方程式为：6+12=4Xe+3+2+24HF2HF+=+2+3=+32=6BaO+2Xe+3