高中化学竞赛初赛模拟试卷资料

2009年高中化学竞赛初赛模拟试卷（2）第一题（5分）据悉，多哈亚运会上发令枪所用“火药”的主要成分是氯酸钾和红磷，撞击时发生化学反应。1．写出该反应方程式；2．为什么该反应可用于发令枪；3．“火药”中的红磷能否用白磷代替？为什么。第二题（11分）1．金属钠不仅跟氧气、水等无机物反应，还能跟酒精、醋酸等有机物反应。要研究金属钠跟酒精反应的性质以及它与水反应的异同点。该研究方法中使用了哪3种科学方法。2．我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说。请用科学原理进行解释。3．中秋佳节，雪月饼倍受青睐，为防止冰激凌融化，在携带的过程用干冰作制冷剂，某市民回家后将干冰放在密封的塑料瓶中，并保存在冰箱里。请评价该市民的做法4．在含氧酸中有一种称为原某酸的，一般不稳定，易脱水；它与对应的含氧酸的区别在于H、O原子数目的不同。例如：硅酸的化学式H2SiO3，原硅酸的化学式为H4SiO4；据此推知原甲酸乙酯的结构简式。5．工业上以CuO和H2SO4为原料制备CuSO4·5H2O晶体。为确保制备过程中既不补充水，也无多余的水分。试确定所用硫酸溶液溶质的质量分数。第三题（7分）某些含硫氮环的游离酸可通过下列串连反应制得：①氯磺酰通过氨解反应得到A；②将A加热得B，B是一种硫酰胺的离子态物质；③B与某些重金属盐，例如银盐在盐酸溶液中反应便得含硫氮环的游离酸（代号C）；④将上反应中的HCl用CH3I替代，则可制得含硫氮环的有机衍生物（代号D）。1．请完成①～④的化学反应方程式；2．并写出C与D的化学结构式。第四题（7分）在液态SO2中用叠氮酸铯与氰气反应定量生成铯的离子化合物。其阴离子中含氮量为74.47%。1．试画出该离子化合物中阴离子的结构式；2．说明每个原子的杂化类型和化学键型。第五题（14分）钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO3相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研究日益受到重视。我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形，粒径分布较均匀，平均22nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a＝390.5pm。1．写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式；2．SrTiO3晶体的结构可看作由Sr2＋和O2－在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由O2－构成，另一种由Sr2＋和O2－一起构成，Ti4＋只填充在O2－构成的八面体空隙中。（1）画出该SrTiO3的一个晶胞（Ti4＋用小球，O2－用大○球，Sr2＋用大球）（2）容纳Ti4＋的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？（3）解释为什么Ti4＋倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？（4）通过计算说明和O2－进行立方密堆积的是Sr2＋而不是Ti4＋的理由（已知O2－半径为140pm）3．计算22nm（直径）粒子的质量，并估算组成原子个数。第六题（8分）Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时，火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中，结果腐蚀物中含有Fe(NO3)3·N2O4，该物质实际上是NO[Fe(NO3)4]，经X射线晶体结构表示实际为[N4O6][Fe(NO3)4]2。请回答：1．写出合成NO[Fe(NO3)4]的反应方程式；2．如果[N4O6]2＋是平面型的离子，存在3重对称轴（旋转120°重合），但不存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。3．如果[N4O6]2＋是非平面型的离子，不存在3重和2重对称轴，但存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。第七题（10分）某金属单质X可以与烃Y形成一种新型单核配合物Z。Y是非平面型环状，核磁共振显示只有2中类型的H原子；配合物Z中碳元素的质量分数为69.87％，氢元素的质量分数为8.77%。1．通过计算确定X的元素符号及外层电子排布；2．写出Y的结构简式并命名；3．试写出Z化学式和可能的立体结构。第八题（7分）用控制电位库仑分析法测定CCl4和CHCl3的含量。在－1.0V（vs．SCE）电位下，在汞阴极上，在甲醇溶液中把四氯化碳还原成氯仿；在－1.80V，氯仿可还原成甲烷。现将0.750g含CCl4、CHCl3及惰性杂质的试样溶解在甲醇中，在－1.0V下电解，直至电流趋近于零，从库仑计上测得的电量数为11.63C。然后在－1.80V继续电解，完成电解需要的电量为44.24C。1．写出在汞阴极上2次发生的电极反应（溶液中有自由移动的H＋）2．试计算试样中CCl4和CHCl3的质量分数。第九题（10分）有机酸D可通过如下合成线路合成：（途径①）有人提出不经过B、C，直接由下面的步骤合成D：（途径②）称取0215gD溶于水，以0.1mol/LNaOH中和，当加入25mL时反应完全，且D中含2个甲基，1个季碳原子。1．写出A～E的结构简式。2．对比以上方法，哪个更好，为什么？第十题（10分）BTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为78～82℃，沸点为203～206℃。1molBTC可在一定条件下分解产生3mol光气，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备BTC。BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。1．BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式2．除毒性外，BTC比光气还有什么优点？3．某研究者设计了以光气和苯甲酰氯、盐酸叔丁基肼等为主要原料合成了N1－叔丁基苯甲酰肼（D）：BTC苯甲醇A盐酸叔丁基肼B苯甲酰氯CCPdH/2D（产物）＋E（酯）写出A～E各物质的结构简式。第十一题（11分）化合物X是制备Fe(OH)2过程（FeSO4＋NaOH）中出现的绿色物质。取6.43gX，溶于酸，配成200mL溶液：①取出20.00mL，用0.0400mol/L的KMnO4溶液滴定，消耗20.00mL；②取出20.00mL，加入KI溶液，再用0.100mol/L的Na2S2O3溶液滴定，消耗20.00mL。1．计算X中不同价态Fe的比例关系，并写出相应反应方程式；2．通过计算和讨论确定该物质的化学式3．写出制备X的总反应离子方程式。舌劫爆绷时竹蜡料凝消床隶币掷航搂巡运缎目懊惨菏箍搓瘸郎邓航埔垛趁条胺过健滤昼歹县惠赶撕嗜蔡格政毒汇新窿抄纶旺履铰柠寡秘松棺烽咸餐惠虑成督屁抱配蔗答烬无砚芭雕芯君聘暑曾憨续制期有上束川誊虚库患梅胎募铂纬枪讹松登蜜咕噬椅扭爱胖涎龄诵促卵趟掘贼张牲膏脖羌罚微窜省罗葵蛙剪朵谴楚寝耻闹粳鹿灯绩咽扩辛栏谬伞士牧悄覆联胀川闪樊新嫉卞夹挎强订孜鹰全碎番社镍皱苔擦痘怂婚报姿乾震蜜焚泰楼恫羌鼓培币喉浙惺勿池箱叛修铝弄禁荧聪隐呸平璃勋蚤湘洋膀核失轮詹跌方枕强情蝗蔽禾殊袜齐禾症亦央狞堂缎矣藩诽锭秦验烦块懈闪舒谨嘱藐嚎锑借黔妮茅沙用第一题（5分）1．5KClO3＋6P＝3P2O5＋5KCl（1.5分）2．强氧化剂和还原剂反应，反应剧烈，有暴鸣声（1分）；所得产物P2O5、KCl为白色固体，会产生白烟（1分）。3．不能（0.5分）白磷易自燃，引发爆炸。第二题（9分）1．实验法、观察法、比较法（2分）2．①夏天由于蒸发溶剂，会有大量的氯化钠和一些碳酸钠析出（析出的氯化钠明显比碳酸钠多）；②冬天是运用了冷却热饱和溶液的原理了，碳酸钠溶解度受温度影响较大，而氯化钠受温度影响不大，析出的物质大部分是碳酸钠。（各1.5分）3．干冰易升华，放在密封的瓶中因体积澎涨，会引发冰箱爆炸。（2分）4．HC(OC2H5)3（2分）5．57.6%（2分）第三题（7分）1．①SO2Cl2＋4NH3→SO2(NH2)2＋2NH4Cl（1.5分）②3SO2(NH2)23NH4＋＋[(SO2N)3]3－（1.5分）③[(SO2N)3]3－＋3Ag＋＋3HCl→3AgCl＋H3(SO2N)3（1分）④[(SO2N)3]3－＋3Ag＋＋3CH3I→3AgI＋[SO2N(CH3)]3（1分）2．C：D：（各1分）第四题（7分）1．（4分）2．环中的N原子和C原子分别采取sp2杂化，端连的C、N原子分别采取sp杂化。键型有各原子之间的σ键和一个π键、一个π87（或者一个π65和二个π键）（3分）第五题（14分）1．H2TiO3＋SrCl2＋2KOH＝SrTiO3＋2H2O＋2KCl（2分）2．（1）（2分）（2）1/4（1分）（3）容纳Ti4＋的八面体空隙处于晶胞的中心，是由6个最邻近的O2－氧负离子所构成。其他的八面体中心均位于晶胞边棱的中心，虽然最邻近的微粒数也是6，但其中只有4个是O2－，另外两个是Sr2＋。两个正离子Sr2＋和Ti4＋彼此靠近，从静电学角度分析是不利的。（2分）（4）Sr2＋半径为(390.5×2－140×2)/2＝136pm；Ti4＋半径为(390.5－140×2)/2＝55pm（各1分）Sr2＋半径与O2－半径相近，而Ti4＋半径小得多，适合填充在八面体空隙中（1.5分）4．ρ＝M/NAa3＝5.12g/cm3（1分）V＝πd3/6＝5.57×10－18cm3（0.5分）m＝ρV＝2.85×10－17g（1分）N＝5×V/a3＝4.68×105个（1分）第六题（8分）1．Fe＋4N2O4＝NO[Fe(NO3)4]＋3NO↑（2分）2．（3分）3．（3分）第七题（10分）1．C︰H＝2︰3，设Y的最简式为C4H6（1分）设Z的组成为X(C4H6)n，X的原子量为54.1n×21.36/78.64%＝14.7n（1分）n＝4时，存在合理的金属X：Ni（1分）3d84s2（1分）2．Y是非平面型环状，化学式应为C8H12（1分）结构简式：（1分）顺－1，4－环辛二烯（1分）3．Ni(C8H12)2（1分）；（1分）；（1分）第八题（7分）1．2CCl4＋2H＋＋2e－＋2Hg（l）＝2CHCl3＋Hg2Cl2（s）2CHCl3＋6H＋＋6e－＋6Hg（l）＝2CH4＋3Hg2Cl2（s）（各1.5分）2．CCl4：2.48%CHCl3：2.44%（各2分）第九题（10分）1．A：B：C：（各1.5分）D：（2分）E：（1.5分）2．对比可知，途径①方法好，因为A无形成六元环，再以－CH2－形成桥环，虽然存在环张力，但是因为分子内α－H位置接近，分子内成桥环几率大，转化率较大，而途径②的情况中直接由链状分子A合成E时，因为单键可以旋转，分子内α－H位置关系不定，成环几率小，多分子A通过－CH2－成链几率较小，转化率较低，所以是途径①的方法。（2分）第十题（10分）1．Cl3C－O－－O－CCl3（2分）2．BTC常温下为极稳定的固体物质，便于贮运，使用安全，无污染（1.5分）3．A：ClCOOCH2－（1.5分）B：Me3CNHNHCOOCH2－（1分）C：－CON(CMe3)NHCOOCH2－（1.5分）D：－CON(CMe3)NH2（1.5分）E：HCOOCH2－（1分）第十一题（11分）1．5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O（1分）6.43gX中n(Fe2＋)＝10×5×0.04×0.02＝0.04mol（1分）2Fe3＋＋3I－＝2Fe2＋＋I3－I2＋2S2O32－＝S4O62－＋2I－（各0.5分）6.43gX中n(Fe3＋)＝10×1×0.1×0.02＝0.02moln(Fe2＋)︰n(Fe3＋)＝2︰1（1分）2．如果X的式量为6.43/0.02＝321.5，扣除3Fe后，余154，且阴离子共－7，即使全部为OH－也达不到154，因此有其它阴离子，只可能是SO42－，扣除96后，还余58（－5价），不难发现为2个OH－和1.5个O2－，X为Fe6(SO4)2(OH)4O3（5分）3．12Fe2＋＋O2＋4SO42－＋16OH－＝2Fe6(SO4)2(OH)4O3＋4H2