2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷(15)

中学综合学科网第1页（共9页）年全国化学竞赛初赛模拟试卷（15）（时间：3小时满分：100分）题号12345678910满分78710979111320H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[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－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第一题（7分）金属钠是一种非常活泼的金属。利用钠的还原性，能够制备许许多多用途广泛的物质。请根据下列信息写出所有的化学反应方程式。1．碱金属氰酸盐的制备可用下列方法：将等物质的量的尿素与钠分散液在60～110℃发生取代反应，生成固态物质A和气体B。其中，A的物质的量是B的2倍。然后将A加热（140～200℃）即可制备NaCNO。该方法同氧化法相比，能够制备较纯净的氰酸盐。2．将金属钠投入足量的无水乙醇中，然后往反应后的溶液中通入H2S气体。将生成的无机物C在乙醇中与单质硫反应（此时单质硫的物质的量多出C一倍），可生成等物质的量的D和H2S。第二题（8分）最近报道在－75℃的低温下合成烃X，经分析X的摩尔质量与SO3的摩尔质量相异，其中碳元素的质量分数为90％。红外光谱和核磁共振表明X中的氢原子的化学环境没有区别，而碳的化学环境却有2种。温度升高将迅速变成另一种物质Y。1．X的结构式是。2．Y的结构式是或。中学综合学科网第2页（共9页）第三题（7分）将Fe2O3和FeCl3的混合物放在密封的管中加热、化合得到A。A为菱形片晶，具有金属光泽，对透射光呈红色。1．试写出生成A的化学反应方程式。2．A与A1Cl3在300℃左右反应生成B，同时又产生生成A的两种反应物之一。试写出生成B的化学反应方程式。3．FeCl3与乙醇混合，发生化学反应，随后往反应体系中通入氨气。（1）写出该化学反应方程式。（2）如何将反应产物加以分离?第四题（10分）有2.3793g的水合物样品，其化学式为MxAy·zH2O，其中M为金属。和过量的SOCl2作用，把反应生成的气态产物导入含有盐酸和过氧化氢的氯化钡溶液中，被气态产物载带出来的少量SOCl2，可用冷冻法除去。反应时从溶液中析出沉淀的质量为14.004g，其中硫的质量分数为13.74％。在另一个反应中，把1.1896g原样品溶解于水，并用水稀释到100cm3。20cm3这种溶液需和10cm30.2mol／dm3硝酸银溶液反应，这个滴定反应生成沉淀0.28664g（用电导法测定滴定的终点）。试回答：1．计算水合物的化学式。2．如果1mol水合晶体中含的结晶水数目最高为7，请给出其他不符合题意的一种可能的水合物实例。中学综合学科网第3页（共9页）第五题（9分）KNO3是一种重要的化工产品。工业上制备KNO3的方法较多，常见有下列两种方法：方法一：将硝酸与浓的KCl溶液混合，可以得到一种黄绿色气体A和另一种气体B，KNO3是一种副产品。B具有腐蚀性，构成此分子的各原子其核外价电子数呈等差数列，且B分子价电子总数不超过22。B与O2反应又可生成A和气体C。1．硝酸与浓KCl反应的化学方程式为。2．B与O2发生反应的化学方程式为。方法二：用固态KCl同有机溶剂（如丁醇或乙醚，均用ROR表示）中的硝酸稀溶液发生反应，可使反应物中的NO3转化率达到100％。3．该反应方程式为。4．加入ROR的作用是。5．比较上述两种方法，方法是最好的，原因是。第六题（7分）一维导电的分子也称为“分子导线”，它在将来的“分子计算机”中将起到重要作用。1．K2Pt(CN)4·3H2O中存在配离子[Pt(CN)4]22－。指出中心离子的杂化形态。2．在K2Pt(CN)4·3H2O的固体中，Pt2＋离子相互连接成直链，该直链与分子平面相垂直。请画出固体K2Pt(CN)4·3H2O中配离子的配位方式。3．K2Pt(CN)4·3H2O是不导电的。当它用溴氧化成K2Pt(CN)4Br0.3·3H2O后，导电性大大增加，Pt－Pt之间的距离也由原来的350pm缩短为289pm。指出Pt的氧化形态变化，说明氧化后导电性增强和Pt－Pt距离缩短的原因。中学综合学科网第4页（共9页）第七题（9分）2002年，南京发生了特大投毒案。经分析研究发现，死者的肠胃中残存了一种名叫“鼠毒强”的化学物质A：元素分析发现：含C20％，S26.7％，O26.7％，N23.3％。已知一个A分子中有两个硫原子。1．试确定A化学式。2．A分子中所有相同元素的化学环境相同。试画出A分子的结构式。3．给A命名。4．若在碳原子上发生取代，问一卤代物、二卤代物和三卤代物各有几种?第八题（11分）HgCl2和氨的反应可以得到三种含汞的化合物A、B和C。它们的相对含量因氨水和NH4Cl的浓度不同而异。1．A的晶体中，Cl－组成简单立方堆积，汞氨配离子统计性的占据面心位置，画出A的晶胞。2．化合物B的晶胞中存在着－Hg－NH2－Hg－锯齿型链和链间的Cl－。写出B的化学式。3．化合物C化学式为Hg2NCl·H2O，其中Hg2N＋网络结构与方石英类似。Cl－和H2O分子通过离子键、氢键吸引在网络结构中。画出C晶胞中Hg、N的分布。4．A和B都是白色沉淀，何者为可溶性，何者为不溶性的？5．写出生成A、B和C的化学反应方程式。中学综合学科网第5页（共9页）第九题（13分）弱酸电离的实质是质子的离去和结合过程。若用HA表示一元酸，用α表示质子化速率常数，β表去质子化速率常数，则对于HAH＋＋A－，v正＝2β[HA]，v逆＝α[H＋][A－]（[HA]、[H＋]、[A－]表示电离平衡时各型体的平衡浓度），当v正＝v逆时，即达到电离平衡。已知某二元酸HOOC－(CH2)x－COOH（简记为A），其一级解离常数为K1，二级解离常数为K2，假设x足够大，以至两个羧基之间分子内相互作用可忽略不计。1．试计算推导K2和K2间的简单的代数关系。2．找出溶液中H＋浓度与羧酸浓度的依赖关系。3．定性阐明当z＝1和z＝0时，K1和K2两常数之比将会发生怎样的改变？说明其理由。4．当x＝1时，将A在P2O5存在的条件下加热得B和H2O，已知B为线型分子。（1）请写出B分子的结构简式。（2）B能与NH3、HCl、ROH（R为烃基）等发生反应，请写出B与NH3反应生成C的化学方程式。（3）在光照下，B可分解成物质D和E，其中D和CH2＝CH2反应生成物质F和E，已知上述方程式中各物质的物质的量均相等。请写出相应的化学反应方程式。中学综合学科网第6页（共9页）第十题（20分）20世纪90年代初发现了碳纳米管，它们是管径仅几纳米的微管，其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成的。近年来，人们合成了化合物E的纳米管，其结构与碳纳米管十分相似。气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。已知在同温同压下，气体A的密度约为气体B密度的4倍；气体B易溶于水，向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D；晶体D的热稳定性不高，在室温下缓慢分解，放出CO2、水蒸气和B；晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1；E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态，分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似，都是新型固体材料；E可与单质氟反应，主要产物之一是A。1．写出A、B、C、D、E的化学式。2．写出A与B反应的化学反应方程式，按酸碱理论的观点，这是一种什么类型的反应？A、B、C各属于哪一类物质？3．分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。4．试写出E与氟气反应生成A的化学反应方程式。5．化合物A与C6H5NH2在苯中回流，可生成它们的1︰1加合物；将这种加合物加热到280℃，生成一种环状化合物（其中每摩尔加合物失去2molHF）；这种环状化合物是一种非极性物质。写出它的化学式和结构式。命题：施华2003年10月于华东师大二附中审稿：胡波2004年3月于浙江慈溪中学中学综合学科网版权所有，任何网站不得转载中学综合学科网第7页（共9页）参考答案第一题（7分）1．2Na＋2NH2CONH22NaNHCONH2＋H2↑；（2分）NaNHCONH2NaCNO＋NH3↑。（2分）2．Na＋C2H5OH＝NaOC2H5＋1/2H2↑；（1分）NaOC2H5＋H2SNaHS＋C2H5OH；（1分）2NaHS＋4SNa2S5＋H2S。（1分）第二题（7分）1．（3分）2．（2分）第三题（7分）1．Fe2O3＋FeCl3＝3FeOCl。（2分）2．A1Cl3＋FeOCl＝AlOCl＋FeCl3。（2分）3．（1）FeCl3＋3C2H5OH＋3NH3＝Fe(OC2H5)3＋3NH4Cl（2分）（2）用苯从反应混合物中萃取。（1分）第四题（10分）1．根据题意，由硫的百分含量可计算出沉淀的摩尔质量，进一步推导出此沉淀是硫酸钡。反应式：MxAy·zH2O＋zSOCl2＝zSO2＋2zHCl＋MxAy①zSO2＋zH2O＋zBa2＋＝zBaSO4＋2zH＋②n(BaSO4)＝m（BaSO4）/M（BaSO4）＝14.004/233.4＝0.06（mol）。由①、②式知水合物中水的物质的量n（H2O）＝0.06mol。（4分）2．样品中A－的物质的量：据另一反应方程式：Ag＋＋A－＝AgA③n(Ag＋)＝cV＝0.2×0.01＝0.002mol，即n(AgA)＝0.002mol，所以M(AgA)＝m(AgA)/n(AgA)＝0.28664/0.002＝143.32g/mol。根据相对原子质量知：A＝Cl；即滴定生成的沉淀是氯化银，所以水合物是氯化物的水合物。根据③式，在1.1896g/5＝0.23792g水合物中有0.002molCl－。所以在2.3792g水合物中含0.02molCl－，故水合物中Cl－和H2O的物质的量比：n（Cl－）︰n（H2O）＝0.02︰0.06＝1︰3。（1）假设MCl·3H2O，n（Cl－）＝0.02mol，n（MCl·3H2O）＝0.02mol，M（MCl·3H2O）＝2.3592g／0.02mol＝118.965g／mol，所以MM＝M（MCl·3H2O）－MM－3M（H2O）＝118.965－35.453－54.046＝29.466（g/mol）。