2015年高中化学竞赛

2015年南昌十中高中化学竞赛预赛试题考生须知：1.全卷满分为100分，考试时间：120分钟。2.本卷答案必须做在答题卷相应位置上，做在试题卷上无效，考后只交答题卷。3.元素周期表如图所示：第一部分物理化学（35分）第一题理想气体理论（5分）在25℃，一个50.0dm3的密闭容器中充满O2，压力为99.2kPa，将6.00g乙烷注入该容器中并加热。待乙烷完全燃烧后(已知90℃和25℃时饱和水蒸气压分别为70.0kPa和3.17kPa)，试求：1-1.当容器温度为300℃时，气体的压力是多少？1-2.待容器冷却至90℃，压力是多少？第二题热化学与电化学理论（9分）绿色植物的光合作用的总反应式为6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)。每放出1分子O2需吸收波长为6.88×10-7m的8个光量子，1molO2只能植物贮存469kJ·mol-1的能量。在人体中糖是体内能量主要的来源，人体所需的热量有70%是由糖类转化提供的，1mol葡萄糖完全氧化时在理论上可释放2872kJ·mol-1热量。在人体内葡萄糖完全氧化分解时的能量变化方程式为：C6H12O6+6O2+38H3PO4+38ADP→6CO2+44H2O+38ATPATP+H2O→ADP+H3PO4ΔH=-36.0kJ·mol-1请回答下列问题：2-1计算光合作用中绿色植物的能量转换效率。2-2计算人体内葡萄糖完全氧化分解时能量的利用率。2-3若将光合作用反应的逆反应设计成一个原电池，即葡萄糖的燃料电池，则请写出其正极的电极反应式和负极的电极反应式（光子的能量公式为，式中h为普朗克常数6.626×10-34J·s，c为光速，3.000×108m·s-1，λ为光的波长。）第三题原子理论（21分）目前，我们研究的周期系是在三维空间世界里建立的，如果我们搬到一个想像的“平面世界”去，那是一个二维世界。不过，我们在普通三维世界中的基本原理和方法对二维“平面世界”是适用的，下面几个问题都与这个“平面世界”有关。3-1．“平面世界”中s、p、d、f亚层各有几个轨道？3-2．写出11、18号元素的价电子构型：3-3．59号元素在第几周期？3-4．写出电负性最强的元素的原子序数：3-5．画出第二周期中可能的杂化轨道。3-6．在“平面世界”中的有机化学是以哪一种元素为基础的（用原子序数作元素符号）？在“平面世界”中是否存在芳香化合物，为什么？3-7．画图说明第二周期的几个“平面世界”元素的第一电离能变化趋势，并解释。第一电离能第二部分元素化学（40分）第四题酸碱理论（10分）液氨是研究较多的非水溶剂之一，液氨体系与水溶液体系有很多相似的性质。4-1.写出液氨自偶电离的方程式_________________________________4-2.已知在液氨中能发生下列两个反应：NH4Cl＋KNH2＝KCl＋2NH32NH4I＋PbNH＝PbI2＋3NH3请写出能在水溶液中发生的与上两个反应相当的反应方程式。4-3.试完成并配平下列反应方程式（M为金属）第五题元素推断（15分）金属M的三氯化物MCl3水溶液中加入锌汞齐后可得还原性溶液A，若将该溶液加入到醋酸的饱和溶液中可以得到难溶的红色晶体B。已知MCl3中Cl含量为67.16%，光谱分析表明，B分子呈中心对称，其中M原子的配位数为6（即M原子周围有6个原子与之成键），M原子含量27.64%，碳原子仅存在于醋酸根离子中，碳原子含量25.54%。试问：5-1金属M的原子量为。5-2红色晶体B中M原子和碳原子的个数比为。5-3红色晶体B中和M原子配位的除了醋酸根离子还有。5-4红色晶体B的分子式为。5-5画出红色晶体B的结构简图。第六题元素计算（15分）1273K时H2O(g)通过红热的铁生产H2，发生如下反应：Fe(s)+H2O(g)=FeO(s)+H2(g)，反应的平衡常数Kp=1.49。（Kp是以各平衡混合气体分压表示的化学平衡常数。）6-1计算每生产1.00mol氢气需通入水蒸气的物质的量为多少?6-21273K时，若反应体系中只有0.30mol的铁并通入1.00mol水蒸气与其反应，试计算反应后各组分的物质的量。反应后体系是否处于平衡状态？为什么？(1)M＋NH3(l)NH3(2)M＋NH4Cl(l)NH3(3)M(NH2)26-31273K，当1.00mol水蒸气与0.80mol铁接触时，最后各组分的物质的量是多少？第三部分有机化学（25分）第七题烃（10分）7-1.0.1mol某有机物A在O2中完全燃烧，生成的气体通过足量的澄清石灰水生成沉淀13.9g，则推测有机物A的分子式，写出A在O2中燃烧的化学方程式。7-2.烃X的含碳量为92.26%，核磁共振表明分子中有2种类型的氢原子；X在光照下与Cl2反应，得到一种含Cl量为25.58%的一氯代烃Y；X也可与溴水反应，与等物质的量的Br2反应仅得到1种产物。写出X、Y的化学式与结构简式。第八题烃的衍生物（15分）化合物A是平面型非极性分子，具有弱酸性，能与NaOH以物质的量1︰3反应生成盐；A在一定条件下水解得到B，中和0.6156gB需消耗21.6mL0.500mol/LNaOH溶液；将B加热脱水，生成另一平面型非极性分子C，C燃烧仅得到1种产物；A与C的相对分子质量非常接近。8-1．写出A、B、C的结构简式；8-2．写出C的物质类别和燃烧反应方程式；C与何物质反应能得到A；8-3．写出A与KOH反应的化学方程式，并解释A为什么具有弱酸性？