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2004年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题（2004年05月30日8:00-11:00共计3小时）题号一二三四五六七八九十总分得分原子量H：1.0；Ca：40；O：16一、（10分）氮化硅是一种高温陶瓷材料，它的硬度大、熔点高、化学性质稳定，工业上普遍采用高纯硅与纯氮在13000C反应制得。1.根据性质，推测氮化硅陶瓷的用途是（）A．制汽轮机叶片B．制有色玻璃C．制永久性模具D．制造空调机2．现用四氯化硅和氮气在氢气氛保护下，加强热反应，可得较纯的氮化硅，反应化学方程式为：也可用碳在氮气氛中还原二氧化硅制备氮化硅，反应化学方程式为：3.在氮化硅中添加氧化铝，用氧原子取代一部份氮，用铝原子取代一部份硅，通过常压烧结即成为新一代无机非金属材料叫氧氮化硅铝，又名赛伦(Sialen)，化学式为Si6－xAlxOxNy(x：2～4)，则赛伦晶体结构属于晶体类型，并且有、、等特性，化学通式中y值为（用含X的表达式表示）。二、（10分）1．己知反应：3Fe+4H2O=Fe3O4+4H2发生此反应的H2O的状态是：（）A．冷水B．热水C．水蒸气D．碱性2．某地土壤显碱性主要是由于Na2CO3引起的，加入石膏有降低碱性作用。是因为（）A．石膏不溶于水B．与Na2CO3作用生成更难溶的CaCO3C．与Na2CO3混合，抑制Na2CO3水解D．石膏显酸性，与Na2CO3发生中和反应3．在地球的高空大气层中存在着臭氧，最大浓度出现在离地球约25公里处。由于臭氧在附近有一很强的吸收带，所以这层臭氧起着过滤器的作用，使地球免受过多的有害辐射。上层大气中某些痕量组分，、等，可作为O3分解催化剂。臭氧作为氧化剂时，多数是三个氧原子中只有一个氧被“利用”，少数情况下，所有的氧从反应式中看似乎全被“利用”，试写出臭氧分别与PbS、SO2作用的方程式：三、（10分）硫及其化合物是大家十分熟悉的，回答或计算下列问题：1．己知单质硫是以环状S8形式存在，人们现在可以制备出多种环多硫的一氧化物，如在400C低温下，用SOCl2和H2S在CS2溶液中可制备出S8O，该化合物是橙黄色晶体，在室温以上分解。画出S8O结构简图，写出S8O分解方程式：2．SO2是引起酸雨的主要物质，某同学收集一份雨水，放置一夜以后进行测定pH=3.0，假设此时雨水的酸性均来自于硫酸，计算雨水中硫酸的总浓度（Ka2=10－2.00）。3．SO2可用石灰乳法处理，最后可得到生石膏，分步写出反应方程式：4．SO2也可用NaOH、Na2CO3吸收，所得溶液可用于漂白织物时的去氯剂，写出去氯的离子反应方程式并鉴定产物。四、（10分）〈梦溪笔谈〉记载“信州铅山具有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成胆矾，……。”苦泉中之水称胆水。回答下列问题：1.写出胆水中金属原子的价层电子构型。2.如果在熬制胆矾的过程中，过度加热，会发生一系列变化，说明颜色如何变化？并在以下框图中填写主要化合物。颜色变化：375K386K531K923K1273K3.如果用铁釜熬制胆矾，久之会发生什么变化？在该过程中可能还有哪些主要副反应发生？用方程式表示。（3分）4.胆矾中的金属常以其氧化物的形式存在于矿物中，品位较低，从这些矿中冶炼此金属费用较高。在地质条件许可的情况下，可以钻一些深井直达矿层，用一根管子加入A溶液，反应后再用另一根管子抽出，送到蒸发锅里加热，加热后放出两种气体，留在锅内的就是纯度相当高的氧化物，再用碳还原，即可得到金属。而放出的气体可重新溶在水里生成溶液A循环使用。判断溶液A是什么溶液。（2分）五、（10分）一种俗称罗谢尔盐的化学试剂酒石酸钠钾,并可用于制药及供电镀等Cu2O用途。现有该试剂样品0.923g，置于坩埚中灼烧。将灼烧后残渣溶解后，加入HCl50.00ml，需用0.1100mol/LNaOH2.00ml滴至甲基橙变色。己知1.000mlHCl～1.060mlNaOH，Mr(KNaC4H4O6·4H2O)=282.21.写出酒石酸钠钾灼烧及与测定有关的化学方程式。2.计算试样中KNaC4H4O6·4H2O的质量分数。六、（10分）选择正确答案填于下列各小题的括弧中1.中心原子以dsp2杂化轨道与配位体成键的分子是（）A．H2SO4B．H3PO4C．Re(H2O)4－D．MnO－42.在下列八面体构型的络合物中，哪一个表现出磁性（）A．Fe(CN)64－B．CO(NH3)63＋C．Mn(CN)65－D．Mn(H2O)62+3.具有四面体构型的分子是（）A．PtCl42－B．Ni(CO)4C．Ni(CN)42－D．PtCl2(NH3)24.不具有共轭π键的分子是（）A．RCONH2B．BCl3C．SO42－D．(NH2)2CO5.下列哪个分子的原子是共平面的（）A．B2H6B．C2H4C．C2H6D．CH2=C=CH2七、（10分）燃料电池是一种将贮存在燃料和氧化剂中的化学能等温地转化成电能的电化学装置。它具有高效、环境友好、安静、可靠性高等特点。燃料电池不但可用于集中发电，也可用于飞船、潜艇、电动车的动力源及手机、笔记本电脑的可移动电源。（1）请写出以H2(g),N2H4(g),CH3OH(l)为燃料，以O2(g)为氧化剂的燃料电池的电池反应式。并作简单比较。（2）燃料电池的理论电动势E与电池反应的反应焓增量ΔrHm和反应墒增量ΔrSm间具有如下关系nFHSTEmrmr（ΔrGm=-nFE=ΔrHm-TΔrSm）式中F为法拉弟常数，n为一摩尔燃料与氧化剂发生氧化还原反应所得失的电子的物质的量。设电池反应的ΔrHm和ΔrSm均为常数且符号相同，问当温度（T）升高时，电池的电动势是增大或减小？八(10分)写出下列转化中(a)~(j)所需的试剂和条件：COCH3CH3CCH3CH2CH3(CH3)3COHCH3CHCH2BrCH3CHCH2CCHCH3CH3CH3CHCH2CHCH2CH3CH3CHCH2CH2CH2OHCH3CH3CHCH2CH2CH2BrCH3CH3CHCH2CH2CH2CNCH3CH3CHCH2CH2CH2CO2HCH3CH3CHCH2CH2CH2CO2CH2CH3CH3(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)九（10分）柠檬烯是存在于橙皮油和柠檬油中的一种天然烯烃，在铂催化下与过量的氢气反应，得到1-甲基-4-(1-甲基乙基)环己烷。若将柠檬烯与臭氧反应，再用H2O/Zn处理，则得甲醛和如下所示化合物A。（1）写出柠檬烯及其氢化产物1-甲基-4-(1-甲基乙基)环己烷的结构式；OOOH化合物A（2）化合物A在钯催化下与过量的氢气反应转变为化合物B，B用酸处理得到2个分子式均为C9H18O2的化合物C和D；C和D都不能使溴的四氯化碳溶液褪色，但都能使高锰酸钾溶液褪色。请写出化合物B、C、D的结构式。（3）欲将化合物A转变为B，除催化氢化的方法外，还可用什么方法？请至少举一例，写出所需的试剂。十（10分）甜味剂P4000，是目前已知最甜的化合物之一，它的甜度是蔗糖的4000倍，因具有毒性，故未能使用。其合成方法有两种，一种是以苯为起始原料，另一种是以苯酚为起始原料。具体合成路线如下：甜味剂P4000方法一：方法二：BrBrNO2NO2CH3CH2CH2ONaCH3CH2CH2OHOCH2CH2CH3NO2NO2OCH2CH2CH3NH2NO2OCH2CH2CH3NO2NH2ABCDE(a)(b)Na2S+OHCH3CH2CH2BrNaOHC甜味剂P4000DNa2S+(c)（1）写出上述合成路线中步骤(a),(b),(c)所需的试剂及化合物E的结构式。（2）用系统命名法命名化合物D和甜味剂P4000。（3）方法二中的苯酚可由苯制备，请写出以苯为唯一的有机原料合成苯酚的方法。（4）甜味剂P4000能与氢碘酸溶液在加热条件下发生反应，请写出所生成产物的结构式。