模拟试题：全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷-(2)

-1-中国化学会第27届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷出题人:山西省实验中学梁晔题号123456789总分满分8812121215111210100得分竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。第1题（8分）1-11898年居里夫妇发现了镭。周期表中镭与钡同族，与钡的相关化合物相比，预测镭的下列性质：(1)Ra(OH)2的碱性及在水中的溶解性；(2)RaSO4和RaCrO4在水中的溶解性；(3)RaCO3的热稳定性；1.008ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNeArKrXeRn相对原子质量RfDbSgBhHsMt-2-1-2与其他碱土金属大不相同的是，Be强烈倾向于形成共价化合物，且多数情况是以四配位形式存在。Be4O(CH3COO)6被称作碱式乙酸铍，其分子结构高度对称，画出其结构。第2题（8分）2-1P4O10是磷酸的酸酐，在632K时升华。画出P4O10的结构，指出它的全部对称元素。2-2某种磷酸盐A稍加热即失重13.06%生成B，继续加热至400K时失重7.51%成为C，再加强热至600K～700K时失重7.90%，生成物质的量比为2:1、摩尔质量之比为3:4的两物质D和E。若将C加热至900K以上经骤冷可得玻璃态F，F为混合物，其主要成分的最简式与D的最简式相同。写出A、B、C、D的化学式并画出其结构。画出F主要成分的阴离子结构。-3-2-3磷的五价氯化物PCl5在固态时为离子化合物，其中含有两种化学环境的磷。画出此时PCl5的结构。第3题（10分）21世纪被预言为钛的世纪，然而至今金属钛的应用仍未全面普及。3-1钛的冶炼到目前仍是一个有难度的课题，现在的生产主要以Kroll法为主导，方法是用钛铁矿FeTiO3和氯气、焦炭共热，产生的TiCl4气体通过分馏，在氩气中用熔融镁还原得到粗钛，除去Mg和MgCl2后将粗钛粉碎并用王水清洗熔铸成钛锭。写出以上两个方程式，并写出除去粗钛中Mg和MgCl2的具体步骤。3-2钛单质为有银色光泽的金属，其晶体为六方最密堆积结构，金属半径为147pm。相比之下，铁在室温下为体心立方形态的α-铁，其金属半径为126pm。画出两者的晶胞，并分别计算其密度。写出具体求解步骤。-4-3-3除密度上有优势以外，钛还有哪些优良性质？试举出三种。第4题（12分）单环氮硼烷是苯的等电子体，热分解时产生的多聚物聚硼氮烷类似于萘、联苯等。将反应后的产物分离得到0.1443g的一种多环氮硼烷，置于200ml水中长时间加热水解之后分解为小分子的H3BO3、NH3，并放出氢气。在溶液中加入50ml1.0000mol/LNaOH溶液，将全部气体蒸出，通过回流后将气体导出到100ml0.1000mol/LHCl溶液中，剩余气体标况下体积为97.8mL。在此溶液中加入数滴酚酞，用0.2000mol/LNaOH溶液滴定，消耗22.70ml。在原溶液中加入50ml1.0000mol/LHCl溶液中和原有的NaOH，再加入少量甘油，数滴酚酞，用0.2000mol/LNaOH溶液滴定，终点时消耗NaOH27.32ml.4-1求此环氮硼烷的最简式并写出计算过程。-5-4-2气体实验得373K101.3kPa下此环氮硼烷蒸气密度为4.32g/L，求其摩尔质量。4-3画出此环氮硼烷的结构。它具有芳香性吗？为什么？第5题（10分）自哈伯法问世后，各种合成氨的方法层出不穷，但目前仍难以撼动哈伯法在合成工业中的地位。5-1将纯净的N2和H2以分压比1:3充入转化炉中，以Fe作催化剂，温度773K，压强200bar。产出气体在293K，1bar下体积是同等状况下原料气的99.83%。求氮的转化率和合成氨反应在773K下的标准平衡常数K。-6-5-2仿生的合成氨技术离不开一种金属元素。此元素在地壳中含量极少，矿物以硫化物为主，如图是此种矿物的晶胞，晶胞参数a=315pm，c=1230pm，密度为5.05g/cm3。(1)指出此化合物晶胞类型。(2)写出其化学式并给出计算过程。第6题（15分）某黄色化合物A在空气中灼烧成为白色物质B，B微溶于水。B与Zn和盐酸反应产生一种无色气体C，C在常温下通入硝酸银溶液中即产生黑色沉淀。B易溶于碱，与NaOH反应后产生易溶盐D。在D的碱性溶液中加入I2，再加入淀粉溶液后溶液不变蓝，然而加入足量盐酸后又变蓝。A不溶于水和酸，但可以和Na2S2反应生成另一黄白色不溶物质E。-7-写出A、B、C、D、E的化学式，并写出以上反应中A生成B、B生成C、B生成D、D和I2反应、A产生E的反应的化学方程式。第7题（11分）化合物A、B、C和D互为同分异构体，分子量为136，分子中只含碳、氢、氧，其中氧的含量为23.5%。实验表明：化合物A、B、C和D均是一取代芳香化合物，其中A、C和D的芳环侧链上只含一个官能团。4个化合物在碱性条件下可以进行如下反应：ABCDE(C7H6O2)+FG(C7H8O)+HI(芳香化合物)+JK+H2ONaOH溶液酸化NaOH溶液酸化NaOH溶液酸化NaOH溶液7-1写出A、B、C和D的分子式。7-2画出A、B、C和D的结构简式。-8-7-3A和D分别与NaOH溶液发生了哪类反应？7-4写出H分子中官能团的名称。7-5现有如下溶液：HCl、HNO3、NH3•H2O、NaOH、NaHCO3、饱和Br2水、FeCl3和NH4Cl。从中选择合适试剂，设计一种实验方案，鉴别E、G和I。ABCD-9-第8题（12分）含氮有机物在有机合成中占到极大的比例。现讨论几个简单的例子。8-1二甲胺是一种常见的有机化工原料，有臭味。在0℃左右与NaNO2和HCl反应生成一种黄色的剧毒物质，被人体摄入后可能会造成急性肝部坏死。写出此反应化学方程式，并命名该剧毒物质。8-2烃基与NO2基团中O相连时通常称作亚硝酸酯。亚硝酸酯中的N与羰基中的C相似，可以与亲核试剂发生反应。丁酮与亚硝酸乙酯在强碱性溶液中发生反应可得产物A和乙醇。A实际上为一对同分异构体，其中A1沸点比A2低。尝试用A2在酸中反应来产生一种高度对称的物质B（B可溶于KOH溶液中成盐），却得到两种小分子产物。画出A1、A2、B的结构，并解释A1沸点为什么比A2低，写出A2在酸中反应的化学方程式。8-3产物A再与羟胺单磺酸钠HONHSO3Na反应可得一对称物质C和NaHSO4。C在乙醇中与一绿色硫酸盐迅速反应生成鲜红色沉淀D。画出C、D结构。CD-10-第9题（14分）硫辛酸属于维生素B的一类化合物，是一些微生物的生长因子，对人体有一定保健作用。现有一种合成方法：9-1命名中间体A。9-2在图上的方框内写出各产物（不考虑旋光异构）。9-3简要描述(±)硫辛酸对映异构体的拆分方法。9-4硫辛酸进入人体后被还原以B（二氢硫辛酸）的形式存在。硫辛酸可能有哪些保健功能？试举出两点。BOMe(1)BuLi(2)OOMeOHNa,NH3(1)PhCOCl(2)H+CH3CO3HH2,PdOH-OOCOPhHOHO(1)HI,HSCNH2NH(2)OH-OSHOHSHFeCl2OSOHS(±)硫辛酸A中国化学会第27届全国高中化学竞赛（省级赛区）答案第1题（8分）1-1(1)Ra(OH)2的碱性比Ba(OH)2强，在水中的溶解度比Ba(OH)2大；(2)RaSO4、RaCrO4和BaSO4、BaCrO4同晶，在水中难溶；(3)RaCO3的热稳定性良好，加热到很高温度才分解；1-2第2题（8分）2-1P4O10是磷酸的酸酐，在632K时升华。画出P4O10的结构，指出它的全部对称元素。POPOPOPOOOOOOO4xC33xC26xσ(3xS4)2-2A：NaH2PO4·H2OB：NaH2PO4C：Na2H2P2O7D：(NaPO3)3F：2-3ClPClClClClPClClClClCl第3题（10分）3-12FeTiO3+7Cl2+6C2FeCl3+2TiCl4+6CO2Mg+TiCl4=2MgCl2+Ti3-23-31.高强度2.耐腐蚀3.耐高温第4题（12分）4-1求此环氮硼烷的最简式并写出计算过程。N:5.36x10-3B:5.464x10-3H:8.732x10-3N:B:H=1:1:1.6∴最简式为B5N5H84-2由pV=nRT得pM=ρRTM==132.2gmol-14-3HNBHNBHNHBBHNHBHHNrTi=147pma=b=2rc=rα=120°Z=2ρTi==4.42gcm-3rFe=126pma=b=c=rZ=2ρTi==7.53gcm-3不具有芳香性。因为虽然N-B之间有类似于双键的配位π键，但由于电负性差异负电荷定域于N，正电荷定域于B，没有离域π键。第5题（10分）5-1N2+3H2=2NH3130-a-3a+2a1-a3-3a2aK==85%a=0.30α(N2)=30%K=1.60x10-55-2(1)简单立方(2)Z=2M==160.7gmol-1160.7-32.06x2=96.58…Mo∴MoS2第6题（15分）AAs2S3BAs2O3CAsH3DNa3AsO3ES2As2S3+9O2=2As2O3+6ZnCl2+3H2OAs2O3+6Zn+12HCl=2AsH3+6ZnCl2+3H2OAs2O3+6NaOH=2Na3AsO3+3H2ONa3AsO3+I2+2NaOH=Na3AsO4+2NaI+H2OAs2S3+3Na2S2=2Na2AsS4+S第7题（11分）7-1C8H8O27-2A:OCH3OB:OCOHC:OCCH3OD:OOH7-3A:水解反应（亲核取代反应）D:酸碱反应（中和反应）7-4羧基、醛基7-5表述合理即可第8题（12分）8-1NH(CH3)2+NaNO2+HCl0℃(CH3)2NNO+NaCl+H2ON,N-二甲基亚硝胺（N-亚硝基二甲胺）8-2A1ONOHA2ONOHBNHOOA1沸点更低是因为A1形成分子内氢键而A2可形成分子间氢键。ONOHSOCl2CH3CN+CH3COOH8-3CNOHNHODNONONONONiHH第9题（14分）9-1(±)-6-羟基-8-苯甲酰氧基辛酸9-2依次是OMeOHOOCOPhOOCOPhOOCOPhO9-3可以与一个有旋光性的胺反应成为非对映体，再利用其它物理性质拆分，最后除去手性的胺。9-41.抗氧化性（还原性）2.去除重金属以及As等（螯合性）