2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷(30)

中学综合学科网第1页（共7页）年全国化学竞赛初赛模拟试卷（30）（时间：3小时满分：100分）题号1234567891011满分6891261012712117H1.008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（6分）根据杂化轨道理论，下列离子或分子：NH3、NF3、NO2＋中氮分别采用、________、杂化轨道同相应的键合原子成键。其中NH3的键角（填“大于”或“小于”）NF3的键角的原因是。第二题（8分）请用化学方程式解释下列现象：1．某学生在做化学实验时不慎被双氧水烧伤，皮肤颜色变白，疼痛难忍。教师用少量稀高锰酸钾溶液给他涂抹在烧伤处，结果有黑色固体生成，疼痛感觉迅速消失。用水清洗皮肤后，皮肤颜色复原。写出有关反应的化学方程式。2．在生产某种饼干的配料中含有1.4％的酒石酸氢钾和0.6％的小苏打。请用化学方程式表示加入这两种物质的理由。3．K3Fe(C2O4)3是一种光敏物质，见光分解时，其中的Fe3＋被还原。将K3Fe(C2O4)3和K3Fe(CN)6按一定比例混合，并配成溶液，在纸上写字或画图，即为感光纸。将感光纸在日光下直接照射数秒钟，纸上即呈显出蓝色的字或图。试写出生成这种蓝色物质的离子反应方程式。第三题（9分）工业上由银与硝酸反应来制取硝酸银。在实际生产中，先要把购进的浓硝酸加入等体积水稀释后，再跟银反应，在加热条件下使反应完成。试简要回答下列各问：1．为什么不用浓硝酸直接跟银反应来制取硝酸银？2．当反应完毕为什么要调整pH值为4后，通入热的水蒸气，过滤后，把滤液蒸发得到晶体硝酸？中学综合学科网第2页（共7页）．该反应放出的尾气主要成分是NO，对空气有污染，NO在空气中被氧化成NO2，NO和NO2在空气里会形成黄色或褐色的烟雾，有很大的毒性，这种烟雾通常被称为。NO对人体也有很大危害，NO能跟作用生成而引起中毒。4．为防止制硝酸的有害尾气排入大气，通常用来吸收尾气中氮的氧化物。第四题（12分）稠环芳香烃是一大类烃。如、、、。请仔细观察这些稠环芳香烃的结构特点后，回答下列问题：1．请以碳原子数n、环数a等为参数，归纳出稠环芳香烃的通式。2．在稠环芳香烃中氢原子数为（填“偶数”或“奇数”），原因是。3．已知1mol烃A完全燃烧生成6molH2O。又知该烃为稠环芳香烃，且环数为3。已知该烃的一氯取代物为5种。试确定烃A的结构简式。写出与烃A骨架相同的同分异构体。4．在沥青中存在一系列稠环芳香烃，它们的组成和结构呈现规律性变化：、、等从α—甲基萘开始，该系列化合物中的第25个化合物的化学式是。随着相对分子质量的增大，该系列化合物的含碳量增加，则在该系列化合物中碳的最大质量分数是。5．上述一系列稠环烃是不是同系物？，原因是。6．下列各烃与为同分异构体的是。A．B．C．D．E．第五题（6分）分别以新配制的NaOH、H2SO4溶液作电解质溶液进行电解，在阴极得H2，在阳极得O2。理论上这两种气体的体积比应为2︰1，然而实验结果却不是2︰1，数据见下表：电解时间（min）123……78910NaOH阴极生成气体的体积（mL）61220……55657585NaOH阳极生成气体的体积（mL）247……26313641H2SO4阴极生成气体的体积（mL）61220……50586674H2SO4阳极生成气体的体积（mL）124……161922251．以NaOH溶液为电解质溶液，自7min后的每分钟内生成的两种气体体积之比为2︰1，为什么？2．以H2SO4溶液为电解质溶液，在电解过程中生成的两种气体体积比均不是2︰1，为什么？中学综合学科网第3页（共7页）第六题（10分）C60自发现以来，一直是科学家关注的物质。C60分子被发现及制备后，其独特的光、电、磁效应引起科学家的浓厚兴趣。例如：C60的超导温度为18K，当掺杂CHCl3后超导温度提高到80K，当掺杂CHBr3后超导温度提高到117K。另外，一般的高分子中引入少量C60后，能产生较好的光电导性能，可用于高效催化剂、紧凑型高能电池、光化学装置及化学传感器。水溶性的高分子C60衍生物将应用于生物与药物中，其抗病毒试验已得到令人惊奇的结果。据最近的研究结果表明，C60具有治疗艾滋病的功效。含C60衍生物（简记为(C60)）能与许多物质发生化学反应。试根据要求，写出化学反应方程式。1．(C60)能与ClCO(CH2)8COCl发生缩聚反应，写出该化学反应方程式。2．(C60)能与ONC(CH2)6CNO发生加聚反应，写出该化学反应方程式。3．C60的发现被认为发现了一个三维芳香世界。苯是一维芳香烃，苯可以形成多种衍生物，与之类比的是有人认为C60可以生成种类更多的衍生物，给科学家留下了无穷的想象空间。科学家预测了C60的衍生物中可以找到多种极为有用的物质。下列分别是生成C60的衍生物A、B的合成路线：（1）C60C60Clx（x平均值约为24）A；（2）C60C60Brx（x最大可达到24）B。写出以上各个例子中的最后一步化学反应方程式。第七题（12分）氮氢化合物有多种，试回答下列问题：1．若将某氮氢化合物Y在氧气中完全燃烧，生成两种物质的量相等的能够参与大气循环的物质。请写出该尽可能多的氮氢化合物。若有同分异构体，请写出同分异构体。2．若某氮氢化合物X3.2g，强热使它发生分解，不生成固体残渣。将生成的气体混合物先用硫酸吸收，气体的体积减少到原体积的2.8分之一。未被吸收的气体是氢气和氮气的混合物，在通常条件标准状态下占1.4L的体积，密度为0.786g／L。试确定化合物“X”的化学式。第八题（7分）假如冰中H2O间不是以氢链相连结，而是以O原子间的六方密堆积的形式排列，H原子镶嵌在堆积的空隙中间。中学综合学科网第4页（共7页）．堆积的四面体空隙被H原子所占的体积分数是多少？2．在此种情况下，冰的密度是多少？（O原子半径66pm）第九题（12分）二元酸H2A的电离反应如下：H2AHA－＋H＋K1＝4.50×10－7HA－＝A2－＋H＋K2＝4.70×10－11用0.300mol/LHCl满定含有Na2A和NaHA的一份20.00mL的溶液，滴定进程用玻璃电极pH计跟踪，滴定曲线上的两个点对应的数据如下：加入的HCl／mL1.0010.00pH10.338.341．加入1.00mLHCl时首先与HCl反应的物种是什么？产物是什么？2．1中生成的产物有多少mmol？3．写出1中生成的产物与溶剂反应的主要平衡式4．起始溶液中存在的Na2A和NaHA的量各有多少mmol？5．计算为达到第二个等当点所需要HCl的总体积。第十题（11分）右图是四面体底面的一个横截面，三角形三个顶点分别代表M、A和B的纯组分每条边则表示两种组分的相互递变，但总浓度各点均相同为10。（1）第6点上组分的浓度［M］是_____，［A］，第20点上的组分浓度是［M］＝，［A］，［B］。（2）利用这种三组分的图形我们可以进行某些实验研究，如分光光度法，在固定［M］＋［A］十［B］的恒定情况下，不断改变相应组分浓度，就可获得一系列相应的吸光度值，将这些吸光度值联结起来后的同心圆的圆心坐落在第6点上，表明此时形成配合物的组成为，若同心圆圆心落在第8点上，表明配合物的组成是，若同心圆的圆心落在第34，35和42点之间时，则配合物的组成是。第十一题（7分）毒芹的活性成分是一种被叫做毒芹碱的生物碱，据说这个化合物是使古希腊哲学家苏格拉底致死的原因。试从以下所示的反应中推测毒芹碱的结构：（C8H17N）ICH23OAg2ICH3OAg2＋CH3CH2CH2CHO整理：胡波2004年6月于浙江慈溪中学中学综合学科网第5页（共7页）参考答案第一题（6分）1．sp3（1分）；sp3（1分）；sp（1分）；大于（1分）；氟的电负性大于氢，因此用于N—F成键的电子对更偏向氟（或离氮原子核较远），氮周围电子密度减小（或N—F成键电子对间的“距离”较远），斥力较小，因而键角较小。（2分）第二题（8分）1．2KMnO4＋3H2O2＝2MnO2＋2KOH＋3O2↑＋2H2O（2分）2．KHC4H4O6＋NaHCO3＝KNaC4H4O6＋CO2↑＋H2O（2分）；反应放出的CO2可使饼干“发起来”。（1分）3．K3Fe(C2O4)3，分解出Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN)6]3－＝Fe3[Fe(CN)6]2↓（蓝色）（3分）第三题（9分）1．银跟硝酸反应的化学方程式：Ag＋2HNO3（浓）＝AgNO3＋NO2↑＋H2O3Ag＋4HNO3（稀）＝3AgNO3＋NO↑＋2H2O从两个方程式可以看出，用浓硝酸的利用率仅为50％，而稀硝酸的利用率为75％，且对空气的污染较小。所以制取同量的AgNO3时，用稀硝酸跟银反应，耗用的硝酸少，而且产生的氮的氧化物对空气的污染较少。（3分）2．使Fe3+通过水解除去，过滤Fe(OH)3沉淀后，再把滤液蒸发，冷却结晶，可得到纯净AgNO3晶体。（2分）3．“光化学烟雾”血红蛋白一氧化氮血红蛋白（3分）NO与NO2与空气作用生成的烟雾被称为“光化学烟雾”。NO可以结合血红蛋白生成一氧化氮血红蛋白引起中毒。4．碱液（或NaOH溶液）（1分）第四题（12分）1．CnH2n－6a＋b，其中n为碳原子数，a为环数，b为三个苯环共用的碳原子数。（说明：还可以将通式写为：CnH2n＋2－2a－2b，a为环数，b为双键数。思路：增加一个环，减少2个氢原子，增加一个双键，减少2个氢原子。对于含氮、氧有相同的推导。）（2分）2．偶数（1分）；原因可根据烃CmHn的不饱和度计算公式：Ω＝（2m＋2－n）／2＝m＋1－n/2知：Ω总为非负整数，因此H原子数为偶数。（1分）3．nH＝6×2/1＝12，a＝3，b＝0，1等。当b＝0时，n为小数，排除；当b＝l时，n＝14。所以，A的结构式为：（2分）；与A是同分异构体的是：（1分）。4．设项数为x，则此项环数为a＝2x。碳原子数n＝6x＋5，三环共用的碳原子数b＝2（x－1），代入公式CnH2n－6a＋b，得C6x＋5H2x＋8，当x＝25时，则化学式为C155H58（1分）。该系列化合物中碳的最大质量分数为：w（C）＝