全国化学竞赛题

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版权所有——化学教育网化学教育网Page11/6/2020全国化学竞赛初赛模拟试卷(三)(时间:3小时满分:100分)题号12345678满分759139281712H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac-La一.(7分)红磷在KOH溶液中的悬浊液和KOCl作用,可以生成K6P6O12的钾盐。该盐酸根(P6O126-)结构式中磷元素和氧元素的化学环境完全一样。K6P6O12用稀酸酸化则生成H6P6O12,H6P6O12在强酸性条件下可以水解,生成含单个磷元素的含氧酸。请回答:1.写出K6P6O12生成的化学方程式:。2.P6O126-中P元素杂化类型,其中的大π键类型,画出P6O126-的结构式:3.写出K6P6O12两步酸解的反应方程式:、。二、(5分)平衡常数KC的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志。在25℃时,下列反应的平衡常数如下:N2(g)+O2(g)=2NO(g)K1=1×10-302H2(g)+O2(g)=2H2O(g)K2=2×10812CO2(g)=2CO(g)+O2(g)K3=4×10-921.常温下,NO分解产生O2反应的平衡常数的表达式为K=。2.常温下,水分解产生O2,此时平衡常数值约为K=。3.常温下,NO,H2O,CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为。4.北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装,以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放,而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂,你根据以上有关数据分析,仅使用催化剂除污染气体的可能性。三、(9分)完成下列各题反应方程式:1.氯化铬酰CrO2Cl2是红色液体,它的制备可由固体红矾K2Cr2O7与KCl混合物和浓硫酸小心加热下制得,写出制备CrO2Cl2的反应方程式。2.钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰,利用其生成CrO2Cl2加热挥发而除去。将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。写出吸收反应方程式。版权所有——化学教育网化学教育网Page21/6/20203.Cr(Ⅵ)的化合物是有毒物,严禁在环境中滞留。已知Cr(Ⅲ)盐的毒性只有Cr(Ⅵ)盐的0.5%,所以将废水中Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)是处理Cr(Ⅵ)废水的方向。其方法有化学方法和电解法。电解法:将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性,加些NaCl以提高导电率,用铁作电极材料进行电解。阳极反应式:。阴极反应式:。溶液中发生反应的离子方程式:。随着电解和溶液中反应的进行,溶液pH值不断提高,所以在阴极区再发生的沉淀反应:1.;2.。四、(13分)下面是一组有关氢硫酸与卤素反应的问题1.实验一:取4mL饱和氢硫酸溶液于一试管中,加4mL饱和氯水(过量)。发现试管内先出现白色浑浊,后又慢慢变澄清。实验二:试管中注入3mL酒精,加入绿豆大小堆量的S粉,微热、振荡促其溶解,稍后将这种S的酒精溶液倒入盛有2/3试管体积的水中,然后平均分装在两支试管中实验:一支试管中加入过量的氯水,另一个试管中通入氯气,一两分钟之内两个试管中的S溶胶都全部溶解成无色溶液。①实验二中将S的酒精溶液倒入水中有什么现象,为什么会有这样的现象?②写出实验一、二全部六个可能发生的反应方程式。2.三个试管中都加入4mL饱和H2S溶液,分别滴入稍过量的氯水、Br2和I2水(从溶液的颜色判断),发现反应生成的S呈现的浑浊度是逐渐增大。以上现象是否说明Cl2、Br2、I2的非金属性和氧化性依次增强,为什么?3.如果将Cl2通入氢碘酸溶液,也会使溶液先呈棕褐色,后变为无色澄清溶液,写出两步反应方程式。五、(9分)水的硬度常用一种规定的标准来衡量。通常把1升水中含有10毫克CaO(或相当于10毫克CaO)称为1°。Ca2+、Mg2+的硬度之和称为总硬度。用配位滴定法分析某水样的硬度时,取50.00mL水样放入250mL锥形瓶中,加入稀盐酸数滴,煮沸,冷却,加入2mL1︰1的三乙醇胺溶液和10mLNH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),及3滴酸性铬蓝K-素酚绿B混合指示剂。用0.01000mol/LEDTA溶液滴定至由红色到蓝色即终点,消耗EDTA溶液12.5mL。另取水样50.00mL,将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的,NaOH溶液使pH>12,用0.01000mol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液7.50mL。已知Ca2+与EDTA以物质的量1︰1发生络合反应。1.试计算水样的总硬度、钙硬度;版权所有——化学教育网化学教育网Page31/6/20202.为什么要加入数滴稀盐酸并煮沸?3.为什么要加入三乙醇胺溶液?4.为什么要加入NH3·H2O-NH3Cl缓冲溶液?六、(28分)火灾是一种违背社会意愿并给人类社会造成危害的燃烧现象。所以火灾除去其社会特征外,其本质仍是燃烧的化学反应,这种反应具有突发性、迅猛性以及人工或常规监控的困难性为特点。1.列举物质燃烧时应当具有的燃烧四要素。2.密闭性较好的建筑物内着火时,是应该打开窗户还是紧闭窗户,为什么?3.火灾时致死的主要原因是什么?4.以聚氯乙烯(A)为代表的含氯塑料,当用它们制成的电线及电缆包皮、管材、板材、人造革、雨布等物着火时,可因受热分解产生重量多达50%的HCl气体,余下的不饱和碳链,即重排成单环或多环芳烃,导致燃烧时生成大量黑烟。反应过程如下图所示(不反应的基团可用R,R’表示):AHClBHCl2C闭环D2HE'R, R苯()①写出有机物A、B、C、D、E的结构简式。②聚氯乙烯最多可释放出多少质量的HCl。5.聚氨酯类树脂是一种可以根据原料配比的不同,制成软或硬质泡沫塑料。软质制品,可用于做床垫、座垫、地毯垫等;硬质制品则用于制做隔热、隔音、绝缘材料,包装等的填充材料等。它们通火燃烧后,生成的黑烟中会混杂有黄色的碳化二亚胺,进一步分解则产生剧毒的HCN。反应过程如下图所示(不反应的基团可用R,R’表示):聚氨酯F(RXR’,X是其中一个官能团))  脱醇(‘RHOK210500异腈酸酯版权所有——化学教育网化学教育网Page41/6/2020G2CO分子间消去碳化二亚胺HK13001100HCN+乙腈(CH3CN)+丙烯腈I+苄腈J写出有机物F、G、H、I、J的结构简式。6.灭火的基本原理,就是设法至少消除燃烧四要素中的一种。列举四种可行性途径。7.干粉灭火器中,除含有作为基料的干粉外,还充填有压缩的CO2气体,使用时就是通过这种压缩气体将干粉喷出。例如以磷酸二氢钠为基料的干粉喷出后,遇热即发生如下分解:NH4H2PO4K439KK489LK633MK1273N已知以上四步分别失重(相对于磷酸二氢钠)14.8%、7.8%、7.8%、7.9%写出K、L、M、N的化学式。8.泡沫灭火器的内部有两个分别盛有O水溶液和P水溶液的容器,使用时将灭火器翻转,两种液体混合后即发生反应。①写出O、P水溶液反应的化学方程式和离子方程式;②泡沫灭火器有何特点或作用;③扑灭电气火灾是否可用泡沫灭火器。9.使用灭火器时应当注意哪些问题。七、(17分)下面是一组探讨有关气体水合物结构的试题。1.气体水合物是一类通过O-H…O氢键将H2O分子结合成三维骨架型的主体结构,在其中有多面体孔穴,孔穴中包含作为客体的气体小分子,形成笼形水合包合物晶体。根据客体分子的大小和形状,水分子可组成多种形式的主体骨架结构。已知有上百种气体分子和水形成水合包合物。下图列出了五个多面体的结构:(〔〕内数字表示笼形多面体的多边形边数,上标表示该多边形的数目。)版权所有——化学教育网化学教育网Page51/6/2020A〔512〕B〔51262〕C〔51264〕D〔43596273〕E〔4668〕①已知A、B分别由20、24个水分子组成,请再确定构成C、D、E笼形多面体的H2O分子数。②笼形多面体E可认为哪种正多面体削去其顶点得到。③请用题干表示方法写出足球烯(C60)结构笼形多面体的构成。④由24个水分子构成的14个面的笼形多面体除上面的结构外,请再举两例,用题干的表示方法表示。2.甲烷水合物(nCH4·46H2O)是一种具有重要经济价值的化合物,在海洋深处蕴藏量非常大,是未来的重要能源之一。它的晶体结构可看作由五角十二面体〔512〕和十四面体〔51262〕共面连接堆积形成。在立方晶胞中,〔512〕的中心处在顶角和体心位置;〔51262〕中心位置在面上,坐标为(1/4,1/2,0)、(3/4,1/2,0)……计6个。它们彼此共用六角形面连成柱体,再和五角十二面体共面连接。右图所示出甲烷水合物中水骨架的结构。①确定晶胞中其余4个〔51262〕中心的坐标;②CH4分子由于体积较小,可包合在这两种多面体中,若全部充满时,确定晶胞的组成为(即n值)。③已知该晶胞参数a=1180pm,计算1cm3甲烷水合物晶体中可释放CH4的体积(标准状况下)。④有的文献中报导开采1m3的甲烷水合物晶体可得到164m3的甲烷气体,请根据③的结果给出一合理解释。版权所有——化学教育网化学教育网Page61/6/2020八、(12分)抗痉挛药物E的合成如下:1.写出A、B、C、D、E的结构式。2.用*标出有机物和E分子中具有光学活性的全部碳原子。版权所有——化学教育网化学教育网Page71/6/2020参考答案与分析一.1.6P+9KOCl+6KOH=K6P6O12+3H2O+9KCl(2分)2.sp3(1分)π43(1分)(1分)3.K6P6O12+6HCl=H6P6O12+6KCl(1分);H6P6O12+6H2O=6H3PO3(1分)二、1.K=222NOONccc(1分)2.5×10-82(1分)3.NO>H2O>CO2(1分)4.NO、CO与O2反应进行的程度很大,使用合适的催化剂加快反应速率,在水蒸气存在下生成HNO3和CO2,则基本上可以除去污染气体。(2分)或由第1,3个反应及平衡常数可知2CO+2NO=2CO2+N2的K=1/K1K2=2.5×10121,使用合适的催化剂加快反应速率,基本上可以除去污染气体。三、1.K2Cr2O7+4KCl+9H2SO4=6KHSO4+2CrO2Cl2+3H2SO4·H2O(2分,写K2SO4或H2O给1分)2.2CrO2Cl2+3Na2SO3+H2O=2Cr(OH)SO4+4NaCl+Na2SO4(2分,其它合理物质也可以,写离子方程式也可以)3.阳极:Fe-2e-=Fe2+(1分)阴极:2H2O+2e-=H2+2OH-(1分)Cr

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