全国高中化学竞赛初赛模拟试卷5

本卷第1页（共11页）_________________________________________________________高中化学竞赛初赛模拟试卷（17）（时间：3小时满分：100分）题号123456789满分91089127191610H1.008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（9分）光气学名“碳酰氯”，化学式COCl2，是窒息性毒剂之一。1．光气化学性质活泼，具有酰卤的典型反应，易发生水解、氨解和醇解。（1）光气与足量乙醇反应所得产物的化学名称是【】；（2）光气与足量氨气反应的化学方程式【】；（3）足量苯在AlCl3催化剂作用下与光气反应所得产物的结构简式【】；（4）光气与苯胺分两步反应可得异氰酸苯酯，中间产物的结构简式是【】，异氰酸苯酯的结构简式是【】。2．实验室可用四氯化碳和发烟硫酸（H2SO4·SO3）反应制备光气，写出化学方程式。3．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？（2）第二题（10分）（1）本卷第2页（共11页）_________________________________________________________电解食盐溶液的氯碱生产技术，已由传统的隔膜法变革为离子膜法高新技术。这种技术进步，如下表所示：表1产品液碱质量比较项目离子膜法液碱产品电解即得的隔膜法成品电解碱液电解先得的半隔膜法的碱液产品脱盐浓缩后NaOH%35（已有50%的报道）10～1230NaCl%0.002514～164Na2CO3%0.02（一般不计量）1表2能耗与蒸汽用量比较（以NaOH质量分数为50％作比较基准）项目离子膜法隔膜法电解用电度/吨21602600蒸汽用电度/吨80700隔膜法和离子膜法新技术中所用的膜有本质区别。前者是有条件地阻止阴、阳极电解产物相混合的多孔石棉隔膜。后者由阳离子交换树脂（几类氟碳树脂）组成，树脂的高分子骨架上接有能电离出H＋而可与Na＋等阳离子交换的离子交换基团—SO3H、—COOH，所以是一类厚度虽仅0.l～0.5mm，但一般只允许溶液中的阳离子在膜中通过，更不能自由通过气体或液体的阳离子交换膜。1．在所给离子膜法电解食盐溶液示意图中的括号内，填写开始电解时进入电解槽用作电解液的液体A、B的组成名称，以及电解产出气体C、D的化学式。2．离子膜法电解槽的极间距，由于膜在电极间的结构紧凑而远小于隔膜法电解槽，这将如何影响能耗？3．传统隔膜法的阴极电解碱液，它所含NaOH的质量分数，为什么只能控制得低些？4．离子膜法使用的原料要求Ca2＋、Mg2＋等金属离子的总量控制在0.1ug以下，为什么？5．试对比评价本离子膜法科技进步的经济、社会效益。第三题（8分）本卷第3页（共11页）_________________________________________________________有机物X具有旋光活性，其分子由C、H、O、N4种元素组成，其中C、H、O的原子个数比是3︰5︰2；工业上可以用A和B以物质的量1︰4通过取代反应制备X；X能与4倍其物质的量的NaOH反应，并能与Ca2＋等与大部分金属离子1︰1络合，所得螯合物结构中存在5个五原子环。1．写出X的化学式【】和B的结构简式【】。2．写出满足条件的全部X的结构简式，分别命名和计算光学异构体的个数。第四题（9分）离子晶体X是由三种短周期元素组成，三种短周期元素的简单离子的核外电子排布相同，晶胞参数a＝780pm，晶胞中阴离子组成立方最密堆积，阳离子（r＝102pm）占据全部八面体和四面体空隙。1．写出X的化学式【】和化学名称【】；2．指出阴离子的空间构型【】；3．计算晶体X的密度；4．X在化工生产中有什么用途；5．另有一种晶体Y，其阴离子也组成立方最密堆积，且与X的阴离子互为等电子体，而阳离子与X的阳离子相同，但只占据全部四面体空隙，请写出Y的化学式。第五题（12分）本卷第4页（共11页）_________________________________________________________1866年H.Rithausen从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸，。1890年L.Wollf合成并确定了它的结构，1908年池田菊苗从海带的热水提取物中分离出谷氨酸的钠盐（），它才是具有鲜味的成分，即味精。1．谷氨酸的电离常数Ka1＝6.46×10－3，Ka2＝5.62×10－5，Ka3＝2.14×10－10；pKa＝－lgKa，所以pKa1＝2.19，pKa2＝4.25，pK3＝9.67。目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。当前我国生产的味精主要采用淀粉发酵法。以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉水解葡萄糖尿素发酵等电点谷氨酸铵L－谷氨酸中和、浓缩、结晶谷氨酸－钠盐。若生成谷氨酸二钠盐，则不具有鲜味，所以工业生产中控制各阶段的pH是一项关键。（1）Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个？（2）计算谷氨酸等电点的pH（所谓等电点，就是谷氨酸呈电中性时所处环境的pH）。在下面正确的选项上画圈。A2.19B3.22C4.25D6.69（3）中和、脱色、结晶时的pH应保持在多少？在下面正确的选项上画圈。A3.22B4.25C6.69D9.67（4）用什么物质脱色？【】2．味精中有效成分是谷氨酸钠，可用沙伦逊甲醛滴定发测定其含量。准确称取味精1.000g，加蒸馏水溶解后稀释到10.0mL；从中取2.0mL放入100mL锥形瓶中，加入2.0mL36%的甲醛溶液，加入20mL水。以酚酞为指示剂，用0.1000mol/L的标准NaOH溶液进行滴定，消耗10.80mL。（1）谷氨酸钠与甲醛反应得到化学式为C6H8NO4Na，写出结构简式。（2）加入甲醛的目的是什么？（3）计算该味精中谷氨酸钠的含量。本卷第5页（共11页）_________________________________________________________3．味精中往往会加入食盐，某学生设计如下实验方案测定NaCl含量：取味精样品5.0g，并溶于蒸馏水；加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，使沉淀完全；过滤；用蒸馏水反复洗涤沉淀多次；将沉淀低温烘干、称量；重复操作3次，计算NaCl含量。另一学生觉得这个实验方案的误差较大，且测定沉淀的质量很不方便。于是他设计了另一个实验方案来测定NaCl的含量。已知AgSCN是难溶于水的沉淀。请简要写出测定NaCl含量的新方案。第六题（7分）化合物（A）是我国蟾蜍皮中的一种物质，由（B）合成该化合物的路线如下：BaCD4LiAlHE吡啶/ClCH23FbA1．写出C～F各物质的结构简式；2．写出a、b的反应条件或使用的无机试剂；3．E→F中吡啶（）的作用是什么？第七题（19分）周期表中汞与锌、镉等元素同族，原子序数80，常见的氧化态＋2、＋1，熔点－38.72℃，沸点357℃，是室温下呈现液态的唯一金属单质。汞是古代就已认知的元素之一，大多数汞来自于辰砂矿，主要用于温度计、气压计、荧光灯和电池。1．写出汞原子的核外电子排布式；2．汞用于制造温度计，主要利用了它的什么性质？本卷第6页（共11页）_________________________________________________________3．已知下列电对的标准电极电势。ΦøHg2＋/Hg22＋＝0.905V，ΦøHg22＋/Hg＝0.799，ΦøAg＋/Ag＝0.800V。（1）试判断：Ag与Hg(NO3)2溶液能否反应？若能，则写出反应的离子方程式。若不能，则说明理由；（2）写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式。4．重金属引起的污染中以汞的毒性最大。在汞蒸气浓度为10－5kg/m3的空气中停留一两天人就会中毒，因此水银温度计车间必须采取措施防止汞中毒。（1）万一不慎将汞撒落在工作台上或地面上，将如何处理，用方程式表示；（2）室内有汞蒸气时应该通风以降低汞的浓度，通风口装在墙上部还是下部，为什么？（3）液态汞的蒸气压与温度的关系式为lgp＝a－b/Ta＝7.08，b＝3190，p的单位为kPa，打碎一根温度计会洒失0.5gHg，某温度计厂一车间空间为30m3，若在288K时不慎打破了一根水银温度计，试通过计算判断在该车间工作是否合会导致汞蒸汽中毒。5．硫醇的英文名字也叫Mercaptan，来源于拉丁文（Mercuriumcaptans）是捕获汞的意思。医学上常用硫醇类来解除汞中毒，常用一种叫巴尔（）的作解毒剂。（1）乙醇在常温下可以和水混溶，而乙硫醇在常温下的溶解度仅为1.5g，请解释。（2）反应C2H5OH＋NaOH→不能反应；C2H5SH＋NaOH→C2H5SNa＋H2O。解释其原因。（3）闻名世界的八大公害之一的【】，主要就是由重金属汞污染造成的。海洋中的汞是通过生态系统的【】进入人体的。人长期食用由于海水、湖水中含有汞离子而中毒的鱼，会吸入汞积聚体内，可引起中毒，其原因是Hg2＋能使含有巯基的蛋白酶（酶(SH)2）失去活性，产生汞中毒，临床常用一种解毒剂，如二巯基丙醇（巴尔）可以解毒使蛋白酶恢复活性。试用有关化学反应解释这种现象。6．汞有一种化合物X，室温下是无气味、白色结晶粉末，不溶解于水，400～500℃时升华，光照能分解，常用做电极材料。X俗名轻粉，可由水银、明矾、食盐等混合炼制，有攻毒杀虫消水肿之功效。本卷第7页（共11页）_________________________________________________________（1）写出X的化学式【】和电子式【】；（2）写出制备X的化学方程式；（3）从反应体系中分离出X的方法。第八题（16分）化学发展史上，有许多偶然事件引起科学发现的事例，碘的发现也得益于Courtoris对意外现象的注意。碘是人类发现的第二个生物必需微量元素，它以碘化物形式存在于海水、海藻及人体甲状腺中。人类缺碘会引起甲状腺肿大，我