高中化学竞赛初赛模拟试卷19.doc

2008高中化学竞赛初赛模拟试卷（19）

姓名：
（时间：3小时 满分：100分）
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
满 分
10
6
7
6
8
6
9
12
8
8
8
12

H
1.008
相对原子质量
He
4.003
Li
6.941
Be
9.012

B
10.81
C
12.01
N
14.01
O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La－Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac－La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds

La系
La
138.9
Ce
140.1
Pr
140.9
Nd
144.2
Pm
144.9
Sm
150.4
Eu
152.0
Gd
157.3
Tb
158.9
Dy
162.5
Ho
164.9
Er
167.3
Tm
168.9
Tb
173.0
Lu
175.0
Ac系
Ac
227.0
Th
232.0
Pa
231.0
U
238.0
Np
237.0
Pu
239.2
Am
Cm
Bk
Cf
Es
Fn
Md
No
Lr
第第题（10分）
1．交换只发生在与As成键的氢上；说明As不能与H2直接化合生成AsH3（2分）
2．[AsCl4]＋（1分） [AsF6]－（1分） sp3 sp3d2（1分）
3．可视为As2O3和As2O5加合起来的氧化物AsIIIAsVO4（2分）
4．（1分） （1分） 1︰2（1分）
题（10分）
简答下列问题：
1．AsH3的分解是一级反应。将AsH3和AsD3的混合物分解可得到HD，但AsH3和D2的混合物的分解就得不到HD。这说明了

2．将Cl2通入到用冰冷却的AsF3中，可生成混合卤化物AsCl2F3，在过量的AsF3中能导电，说明了AsF3中，AsCl2F3存在【 】和【 】离子。相应的中心原子的杂化形态为【 】和【 】。
3．研究发现：有一种砷的氧化物的化学式为AsO2。你的解释是

4．光学实验表明：氧溶于水后有氧的水合物O2·H2O和O2·2H2O生成，其中后者较不稳定，则它们的结构简式分别为【 】和【 】。
已知氧气在水中的溶解度为氮气的2倍，考虑到空气中氮气和氧气的含量，得到空气溶于水后的氧气和氮气的体积比约为【 】。
第第题（6分）
解析：本题关键从题意中提供“柯达尔”高聚物的有机结构信息不难推出它的两种单体是对苯二甲酸和对苯二甲醇，结合图示，显然D是对苯二甲酸，F是对苯二甲醇；然后再反推其他物质，既可得到答案：
1．B：HOCH2－－CH2OH；D：HOOC－－COOH；E：ClCH2－－CH2Cl
（各1分）
2．HOCH2－－CH2OH＋O2→OHC－－CHO＋2H2O
ClCH2－－CH2Cl＋2NaOH→HOCH2－－CH2OH＋2NaCl（各1分）
3．缩聚反应（1分）：
nHOOC－－COOH＋nHOCH2－－CH2OH
→OCH2－－CH2OOC－－CO＋2nH2O
题（6分）
“柯达尔”是一种高聚物，其结构式为：OCH2－－CH2OOC－－CO
工业上以石油产品对二甲苯为原料合成“柯达尔”的方案如下：

回答以下问题：
1．写出B、D、E结构简式；
2．写出B→C、E→F的化学方程式；
3．写出D＋F→柯达尔的反应方程式和反应类型。

第第题（7分）
1．20CsB3H82Cs2B9H9＋2Cs2B10H10＋Cs2B12H12＋10CsBH4＋35H2（2分）；
（1分）
2．（根据阴阳离子大小匹配原则）铯盐较钠盐稳定（1分）
3．不稳定（1分）
4．2NaBH4＋5B2H6Na2B12H12＋13H2（2分）
题（7分）
在真空下，在230℃时分解，CsB3H8可产生下列化学反应：
CsB3H8 Cs2B9H9＋ Cs2B10H10＋ Cs2B12H12＋ CsBH4＋ H2
1．配平上述反应（只要求配平）。单线桥标明电子的转移方向和数目。
2．不用硼氢化物的钠盐进行实验的原因是

3．B9H92－离子可通过B10H102－离子的热分解得到。已知B9H92－为三角棱柱的三个面上带三个“帽子”，而B10H102－的结构为上下两个四边形在上下各带一个“帽子”。两种离子围成的封闭多面体均只有三角形面。则B9H92－离子较B10H102－离子【 】（填“稳定”或“不稳定”）。
4．B12H122－是一个完整的封闭二十面体，可用NaBH4与B2H6反应制备其钠盐。已知产物中化合物只有一种。试写出制备Na2B12H12的化学反应方程式。

第第题（6分）
1．银白色固体；银；黄；硫；2Ag＋＋S2－＝2Ag＋S（各1分）
2．避免空气中氧气的干扰（1分）
题（6分）
现在，我们来研究AgNO3溶液和(NH4)2S溶液之间的反应。
①将AgNO3溶液和(NH4)2S溶液混合，会发生反应。
②若在31℃时将5mL 2mol/L AgNO3溶液和5mL接近饱和的(NH4)2S溶液分别放在2个青霉素瓶中，用一段60cm长充满饱和KNO3溶液的一次性医用输液管作盐桥，如图所示：

经观察，电解一段时间后，二个青霉素瓶中都有新物质生成。
1．插入AgNO3(aq)的碳棒上有【 】，是因为有【 】生成；插入(NH4)2S溶液的碳棒附近的液体显【 】色，是因为有【 】生成；上述电解的离子反应方程式为【 】。
2．在盛AgNO3溶液和(NH4)2S溶液液面上分别用1cm厚的石蜡油封闭液面的原因是

第第题（8分）

题（8分）
假想的元素周期表：
注意：该周期表不分主族、副族、零族等族，自左向右18个纵行依次标记为1～18族。
设想科学家已经通过无线电波与某遥远行星上的生命取得了联系，该行星是由许多与地球上完全相同的元素组成的，但该行星上的居民，给这些元素取了不同的符号和名称。通过电波，知道了该行星上30种元素的化学和物理性质，这些元素属于周期表中的第1、2、13、14、15、16、17、18族。现在请根据这些元素的性质将其（用括号内的字母表示）分别填入空白周期表中的合适位置上。
＊有分别为bombal（Bo）、wobble（Wo）、jeptum（J）以及logon（L）4种惰性气体元素，其中wobble（Wo）的相对原子质量最大，bombal（Bo）的相对原子质量最小，而logon（L）的相对原子质量小于jeptum（J）。
＊最活泼的一组金属是xtalt（X）、byyou（By）、Chow（Ch）和quackzil（Q），这些金属中，Chow（Ch）的相对原子质量最小，且quackzil（Q）和Wobble（Wo）在同一周期。
＊apstrom（A），vulcania（V）和kratt（Kt）是非金属元素，这些元素的原子一般能获得或共享一个电子。vulcania（V）和quackzil（Q）和wobble（Wo）处于同一周期。
＊ernst（E）、hinghho（Hi）、tetriblum（T）以及sississ（Ss）都是准金属元素，其中sississ（Ss）是这几种元素中相对原子质量最大的一种。而ernst（E）的相对原子质量最小。hinghho（Hi）和tetriblum（T）在第14族，terriblum（T）原子的质子数大于hinghho（H）。yazzer（Yz）临近锯齿形曲线，它属于金属元素而非准金属元素。
＊所有元素中，pfsst（Pf）元素的相对原子质量最小，最重的元素是eldorado（El），最活泼的非金属是apstrom（A）。kratt（Kt）与byyou（By）反应能形成食盐。
＊元素doggone（D）的原子只有4个质子。
＊floxxit（Fx）是生命化学中重要的元素，它能形成具有长长该原子链的化合物。Rhaatrap（R）和doadeer（D）是第4周期的金属元素，而doadeer（Do）的化学反应活性要大于Rhaatrap（R）。
＊magnificom（M）、goldy（G）以及sississ（Ss）都是第15族的元素，其中，goldy（G）原子中电子数小于magnificom（M）。
＊urrp（Up），oz（Oz）以及nuutye（Nu）在化学反应中能获得2个电子，nuutye（N）能形成双原子分子且与地球大气中的某种气体的性质完全相同，而oz（Oz）的原子序数小于urrp（Up）。
＊元素anatom（An）的原子具有49个电子。Zapper（Z）和pie（Pi）在发生化学反应时能失之2个电子，其中Zapper（Z）常用于制造闪光灯。
请在下面的假想元素周期表中将上述元素填入：

第第题（6分）
1．A：[S2I4][AsF6]2（2分）；1/4S8＋2I2＋3AsF5[S2I4][AsF6]2＋AsF3（2分）；
2．（1分）；
3．A中S—S键的键能要大。原因是S—S具有双键的特点（1分）
题（6分）
在液态SO2溶液中，将硫磺（S8）、碘和AsF5混合加热，得到一种化合物A。经分析发现：A的阴离子为正八面体结构，阳离子与P2I4是等电子体。
1．确定A的结构简式，写出生成A的化学反应方程式。
2．根据路易斯电子理论，画出A中环状阳离子的结构式。
3．预测A中S－S键与经典S－S键的键能大小。

姓名：
第第题（9分）
1．B：；C：；D：；F：
（各1分）
2．不能，因为先生成，再与KMnO4氧化时—NH2也会被氧化。（1分）
3．＋＋HCl（1分）
F：N－苄基－邻－氨基苯甲酸（1分）
4．还原反应（1分）
5．n＋nH2O（1分）
题（9分）
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：

1．请写出有机物字母代码的结构简式。

2．第③、④步反应的顺序能否填倒，说明理由。

3．写出D＋E→F的化学方程式。系统命名F。

4．第④步反应的反应类型是【 】。
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。

第第题（12分）
1．M＝＝752.04（2分）。
设A的化学式为MxNy。讨论得到当y＝4时，x＝3，M＝232.0。（1分）
M为钍Th。所以A为Th3N4（1分）；B为ThN（1分）。6d27s2（1分）
2．＝＝11.90g/cm3（2分）
3．A是绝缘体，因为A中Th—N间的距离等于阴阳离子半径之和，无空隙。B为电的良导体。（2分）
4． 232Th＋76Ge205N＋3n（1分）
N在周期表中为：第八周期、IIIB族，属于类锕系元素。（1分）
题（12分）
M的金属粉末在真空中加热500～1000℃与氮气反应生成红褐色粉末状的A，将A加热到1400℃时分解成黄绿色粉末状的B。已知A为简单六方晶系，a＝387pm，c＝2739pm，密度r＝10.55g/cm3，z＝3。其中M－N间的距离为270pm，而Mn＋的半径为99pm，N3－半径为171pm。B为面心立方晶系，与NaCl结构相同，a＝516pm。根据摩尔效应的测量，B中平均每个M离子常有1.47个电子。
1．试通过计算确定金属M以及A、B的化学式。写出M的价电子构型。

2．计算B的密度。

3．说明A、B的导电性情况。

4．1936年N.Bohr提出了复合核理论。将232M与76Ge通过核融合后，生成一种核素N，同时释放出3个中子。试写出核反应方程式，确定N在周期表中的位置。

第第题（8分）
1．（3分）
2．反应a为SO2＋V2O5＝V2O4＋SO3。反应b为V2O4＋2SO2＋O2＝2VOSO4。
反应c为2VOSO4→SO2＋V2O5＋SO3。（3分）
（K2O也应作催化剂，只不过V2O5是主催化剂，K2O作副催化剂或者是助催化剂而已）
3．要注意选择的试剂是氢氧化钡，而非氯化钡。当选用氯化钡时反应后的另一产物为盐酸，因此无法判断沉淀量的变化，也就无法说明产品的种类。（2分）
题（8分）
设计一个实验，用最简单的实验装置模拟实现由亚硫酸钠为起始原料获得发烟硫酸和稀硫酸溶液。可供选择的实验用品有10％ H2SO4、70％ H2SO4、98.3％ H2SO4、8 mol/L HCl、5％ NaOH溶液、5％ Ba(OH)2溶液、5％ BaCl2溶液、饱和NaSO3溶液、钒触媒（V2O5·K2O）、食盐、蒸馏水、冰、硅胶、玻璃丝，以及中学化学实验常用仪器（绘图时可用简图）。
1．画出实验装置简图，并注明各容器中所盛物质的化学式或名称。
2．钒触媒所以能加快二氧化硫氧化的速度，除了具有吸附作用外，有人认为反应过程中还产生了一连串的中间体（如图）。试写出a、b、c三步的反应。
3．如何用最简便的方法判断得到的半成品之一是SO3？如何判断得到的产品是硫酸溶液还是亚硫酸溶液，还是这两者的混合物？

第第题（8分）
1．A：K3CuF6；B：Cl2；C：K2CuF6（各1分）；
A、C中铜原子价态分别为＋3、＋4（1分）。价电子构型分别为3d8和3d7（1分）
2．3F2＋3KCl＋CuClK3CuF6＋2Cl2↑
2K3CuF6＋F22K2CuF6＋2KF（各1分）
3．主要是由于F－半径小，电负性大，配位能力强（1分）
题（8分）
近年来，化学家将F2通入KCl和CuCl的混合物中，制得了一种浅绿色的晶体A和一种黄绿色气体B。经分析，A有磁性，其磁矩为μ＝2.8B.M，且很容易被氧化。将A在高温高压下继续和F2反应，可得C，C的阴离子和A的阴离子共价键数不变（阴离子结构对称）。已知A、C中铜元素的质量分数分别为21.55%和24.85%。
1．试写出A～C的化学式，分别指出A、C中铜的化合价和价电子构型。
2．写出上述化学反应方程式。

3．简述A、C阴离子形成的原因。

第第题（8分）
1．C13H16NOCl（1分）；2－(2’－氯苯基)－2－(甲氨基)环己酮（1分）；溶；不溶（1分）
2．②、④（1分）；强碱的醇溶液/加热（1分）
3．（1分）或（1分），
最有可能是后者（查依采夫消除）（1分）。
补充一问：
4．提出分析盐酸氯胺酮的实验方法。
4．精密量取本品适量（约相当于氯胺酮0.2g），置分液漏斗中，加水适量使成25mL，加氨试液1.5mL使成碱性，用氯仿振摇提取4次（25、20、15与10mL）每次得到的氯仿提取液分别用同一份水15mL洗涤后，用经氯仿湿润的棉花滤入锥形瓶中，最后用氯仿5mL洗涤棉花与滤器，合并氯仿液，置水浴上蒸干，放冷；残渣中加醋酐2mL、冰醋酸20mL与结晶紫指示液1滴，用高氯酸滴定液（0.1mol/L）滴定至溶液显纯蓝色，并将滴定的结果用空白试验校正。每1mL的高氯酸滴定液（0.1mol/L）相当于23.77 mg的C13H16ClNO。
题（8分）
“摇头丸”中含有氯胺酮盐酸盐成分。氯胺酮在一定条件下发生下列一系列转化：

1．写出氯胺酮的分子式【 】；系统命名为【 】。氯胺酮盐酸盐【 】（填“溶”或“不溶”，下同）于水，【 】于乙醚。
2．上述转化过程中发生取代反应的是【 】；反应③的条件是【 】。
3．C的结构简式可能为【C1： 、C2： 】。其中最有可能的是______________。

第第题（12分）
1．A的摩尔质量是103g/mol（2分），A的结构：HOOCCH2COOH（2分）；
2．CH3COCH2COCH3＋6I2＋6OH－＝－OOCCH2COO－＋2CHI3＋6I－＋4H2O（1分）
－OOCCH2COO－＋2H＋＝HOOCCH2COOH（0.5分）；
CH3COCH2COCH3＋2Na→CH3CO－C2－－COCH3＋2Na＋＋H2（1.5分）；
3．H2NCONH2（1分）；
H2NCONH2＋2OH－＝2NH3＋CO32－；H2NCONH2＋2H＋＋H2O＝2NH4＋＋CO2（2分）
4．（1分）（*为酸性氢原子，1分）

题（12分）
白色固态有机酸A含碳、氢和氧元素。为了得到摩尔质量的估值，将10.0g该有机酸溶于水，加入碎冰，激烈摇荡，结果温度降至－2.5℃迅速除去冰，测得溶液的质量为86.1g，pH值为1.4。由手册中查到，水的摩尔冰点下降常数为1.86kg·K·mol－1。然后，对该酸的准确摩尔质量作了精确测定。0.120g该酸用0.100mol/L的氢氧化钠溶液滴定，以酚酞为指标剂，当指示剂变色时，用去氢氧化钠溶液23.4mL。
1．得出该酸（A）的摩尔质量和结构。

液体B溶于水可以达到10％，该溶液的pH值约为4。B不易氧化，但能发生碘仿反应，产物经酸化，氧化成A。0.10gB消耗1.5g碘单质。当B和钠反应，放出氢气，生成一种金属有机化合物X，X阴离子后者的摩尔质量约为100g/mol。
2．写出碘仿反应的化学方程式及上述B与钠的反应，其中的有机物应采用结构式。

化合物C的水溶液的导电性和纯水相差无几。C碱性水解生成氨。0.120g C用热的氢氧化钠稀溶液处理，将生成的气体导入50.0cm3浓度为0.100mol/dm3的盐酸中；剩余的酸用0.100mol/dm3氢氧化钠溶液滴定，消耗10.0cm3。
C酸性水解生成二氧化碳。由冰点下降得知C的摩尔质量估值在40～70g/mol之间。
3．写出C的结构。写出它的碱性水解及酸性水解的化学方程式。

令C在强碱催化剂存在下与酸A的乙酯反应，生成乙醇和化合物D。D的组成为37.5%（质量分数，下同）C、3.1% H和21.9% N，其余是氧。该化合物是一种酸。
4．写出D的结构。其酸性氢原子在何处？请在结构式中用*标出。

参考答案