2012高中化学竞赛初赛模拟试卷(含答案)(16)

2012高中化学竞赛初赛模拟试卷（16）第一题（4分）元素X的单质及X与Y形成的化合物能按如右图所示的关系发生转化：1．若X为金属，则X为；n＝。2．若X为非金属，则X为；置换反应方程式为。第二题（8分）1．将尿素与钠分散液在60～110℃发生反应，然后加热（140～200℃）可制备NaCNO。该方法同氧化法相比，能够制备较纯净的氰酸盐。写出反应方程式。2．含某化合物的较浓的溶液中加入少量的AgNO3溶液出现白色沉淀，然后滴加几滴浓NaOH溶液，振荡后沉淀立即溶解。写出反应方程式。3．用Mn2O3/H2SO4直接氧化法将对溴甲苯氧化对溴苯甲醛是一条绿色工艺流程，写出反应方程式。第三题（7分）有人建议根据“最高价阳离子”电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如：S、Cr规定为ⅥA族；Se规定为ⅥB族。1．写出S、Cr、Se最高价阳离子的电子构型；2．周期数和每周期元素个数是否发生变化；3．新旧周期表中哪些族的元素是统一的（即完全相同）4．不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做怎样的变动？第四题（7分）乙烯的制备可以用卤代烷脱卤化氢和乙醇脱水的方法制取。实验室制取乙烯通常采用95%的乙醇和浓硫酸（体积比为1∶3），混合后在碎瓷片的存在下迅速加热到160～180℃制得。1．实验室为什么不采用氯乙烷脱氯化氢进行制备；2．实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯中浓硫酸的作用是什么？3．列举实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯的不足之处；4．有人建议用浓磷酸代替浓硫酸与乙醇反应，结果发现按醇酸体积比为（1∶3）进行反应时，反应混合物在110℃已经沸腾，温度升到250℃以上仍没有乙烯产生。（1）解释实验现象；（2）请提出进一步改进实验的方案。mn第五题（6分）吡啶－2－甲酸，是重要的有机合成中间体。电化学直接氧化2－甲基吡啶法是一条对环境友好的绿色合成路线。下表是某研究者通过实验获得的最佳合成条件。2－甲基吡啶H2SO4阳极电位反应温度选择性电流效率一0.5mol/L1.5mol/L1.95V40℃95.3%45.3%二0.6mol/L1.5mol/L1.85V30℃84.1%52.5%1．写出制备吡啶－2－甲酸的电极反应方程式；2．比较途径一、二，引起选择性、电流效率不同的原因是什么？请用电极反应表示。第六题（11分）以Ba(OH)2·8H2O和无水TiO2粉体为反应物，在300℃时连续反应8h得到BaTiO3晶体。该晶体具有显著的压电性能，用于超声波发生装置中。该晶体中每个Ba2+离子被12个O2－离子包围形成立方八面体；BaO12十二面体在晶体中的趋向相同，根据配位多面体生长习性法则的特例，晶体的理论习性与BaO12多面体的形状相同。由于BaO12多面体的形状为立方八面体，因此该晶体的生长习性为立方八面体。1．BaTiO3晶体的晶胞如右图所示。该晶体中Ba、O联合组成哪种类型的堆积形式；Ti的O配位数和O的Ba配位数分别是多少？2．我们在研究该晶体时，溶液中存在的生长基元为2种阴离子，其O配位数与晶体中相同。请写出这2种生长基元和形成生长基元的反应方程式。3．右图所示CeO2结构，O2－离子位于各小立方体的角顶，而Ce4+离子位于小立方体的中心。判断CeO2晶体的生长习性为什么，说明判断理由。4．判断NaCl晶体的生长习性，画出NaCl晶胞中体现其生长习性的单元。第七题（4分）如图所示，甲、乙之间的隔板K可以左右移动，甲中充入2molA和1molB，乙中充入2molC和1molHe，此时K停在0处。在一定条件下发生可逆反应：2A（g）＋B（g）2C（g），反应达到平衡后，恢复到反应发生前时的温度。是否可以根据活塞滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡？如果能，说明理由；如果不能，计算活塞还在6处时隔板K最终停留在何处（不能解出答案，列方程也可）？第八题（8分）有机物X属于芳香族混合物，化学式为C10H7NO2；是目前树脂生产中常用的一种耐热改性剂。已知X是平面型分子，且呈现镜面对称。1．写出X的结构简式；2．系统命名法命名X；3．选用2种常见的有机物，分2步合成X。已知反应过程中仅生成水分子。（1）写出反应物及中间产物（2）上述合成中需用乙酸乙酯、醋酸酐和无水醋酸钠。其中无水醋酸钠作催化剂，那么乙酸乙酯、醋酸酐的作用分别是什么？第九题（8分）研究发现，氯化钴与6－甲基吡啶－2－甲醇反应形成电中性分子的单核配合物分子，实验测得其钴的质量分数为17.4%。1．确定该配合物的化学式；2．画出它的立体结构，指出构型。3．实际测得该配合物分子以二聚体形式存在，且呈现双螺旋结构。（1）二聚体分子间的作用力是什么？（2）画出该配合物的双螺旋结构。第十题（11分）写出下面有机反应产物的结构简式：1．CH3CHO＋HCHO（足量）OHOHCa22/)(2．3．4．NNHHOOSNaOH相转移催化剂/)(223SOOCHNaClO第十一题（10分）将由短周期4种元素（不含氢）组成的物质X4.83g溶解于1L水中。用碱滴定所得溶液的等分试样（V＝10.0mL），消耗0.028mol/LNaOH溶液23.8mL。经过一段时间，重新从溶液中取等分试样（V＝10.0mL），滴定消耗0.028mol/LNaOH溶液47.5mL。将第二次滴定之后所得的溶液分为二等份，向一份溶液中加入MgSO4溶液，生成沉淀5.2mg；向第二份溶液中加入BaCl2溶液，生沉淀的质量为53.5mg。1．确定X的化学式；2．试写X与水反应的化学方程式。3．以pH－V（X）︰V（NaOH）为坐标画出第二个等分试样的pH滴定简图。第十二题（16分）某离子化合物X由一种有机阳离子和一种无机阴离子组成；元素分析得到H：5.33%、C：21.17%、N：6.17%、S：35.33%、Ge：32.00%；该阳离子和阴离子都具有正四面体型的空间对称性。1．确定X的组成式（阴阳离子分开写）；2．画出阴离子的空间构型；一定条件下X能与HgI2反应，通过自组装合成了微孔硫化物Y；Y的阴离子是通过X的阴离子和HgS4变形四面体共用S形成的无限网状结构。3．写出合成Y的反应方程式；4．2,3－二巯基丙醇在合成Y中是不可缺少的，其可能作用是什么？5．Y的阴离子是通过1个X中的阴离子和几个（2、3、4）Hg相连的，说明理由；衍射法测得该晶体Y属于四方晶系，晶胞参数a＝0.9269nm，c＝1.4374nm，Z＝2。6．计算晶体Y的密度。对样品进行了DSC－TG研究，在320℃附近有一个强的吸热峰，详见右图。7．试确定残留物中的主要成分是什么？参考答案第一题（4分）1．Fe32．CC＋H2OCO＋H2↑（各1分）第二题（8分）1．2Na＋2NH2CONH22NaNHCONH2＋H2↑NaNHCONH2NaCNO＋NH3↑（各1.5分）2．NH4Cl＋AgNO3＝AgCl↓＋NH4NO3AgCl＋2NH4＋＋2OH－＝[Ag(NH3)2]＋＋Cl－＋2H2O（各1.5分）3．Br－－CH3＋2Mn2O3＋4H2SO4＝Br－－CHO＋4MnSO4＋5H2O（2分）第三题（7分）1．S6+：1s22s22p6；Cr6+：[Ne]3s23p6；Se6+：[Ne]3s23p63d10。（0.5分）2．不变（1分）3．ⅠA，ⅡA，ⅠB，ⅡB族是统一的，即ⅢA～ⅦA族为不完全相同的族，ⅢB～VIIIB族为完全不同的族。（2分）4．其变化情况如下：原周期表中第四、五、六周期的ⅢA~VIIIA族元素，依次为新周期表中ⅢB~ⅦB族元素，原周期表中第一、二、三周期的ⅢA~ⅦA族元素，依次和ⅢB~ⅦB族元素合并成为新周期表中的ⅢA~ⅦA族元素。（2.5分）第四题（7分）1．氯乙烷沸点低，蒸气有毒，应尽量防止吸入（1分）2．催化剂、干燥剂（各0.5分）3．产生乙烯的温度难控制；副反应多，产生的乙烯纯度低，产率低；验耗时长,且实验效果不够理想。（2分）4．（1）磷酸中含水较多，乙醇沸点较低，整个反应混合物挥发性较强有关。（1.5分）（2）加入适量P2O5固体（1.5分）第五题（6分）1．阳极：C5H4N－CH3＋2H2O→C5H4N－COOH＋6H＋＋6e－（2分）阴极：2H＋＋2e－＝H2（1分）2．选择性低由于发生副反应：C5H4N－CH3＋H2O→C5H4N－CHO＋4H＋＋4e－（1.5分）电流效率低由于发生副反应：2H2O＝O2↑＋4H＋＋4e－（1.5分）第六题（11分）1．立方密堆积64（各1分）2．Ba(OH)1210－Ti(OH)62－（各1分）Ba2＋＋2OH－＋10H2O＝Ba(OH)1210－＋10H＋Ti4＋＋4OH－＋4H2O＝Ti(OH)62－＋4H＋（或TiO32－＋3H2O＝Ti(OH)62－）（各0.5分）3．立方体（1.5分）Ce4+离子的配位数为8（1分）4．八面体（1.5分）（1分）第七题（4分）不能判断（1分）K所在位置的数值x满足：[x/(2－x)]5＝(3＋0.5x)/(3－0.5x)（3分）第八题（8分）1．（3分）2．N－苯基丁烯二酰亚胺（N－苯基马来酰亚胺）（1分）3．（1）＋（3分）（2）乙酸乙酯作溶剂、醋酸酐作脱水剂（各0.5分）第九题（8分）1．CoC14H17N2O2Cl（2分）2．（2分）四方锥（1分）3．（1）氢键（1分）（2）（2分）第十题（11分）1．（2.5分）2．（2.5分）3．（2.5分）4．NNCH3OSO2CH3CH3O（3.5分）第十一题（10分）1．NO2SO3F（5分）NaOH＋HNO3＝NaNO3＋H2ONaOH＋HSO3F＝Na2SO4＋H2O；NaOH＋HF＝NaF＋H2O2NaOH＋H2SO4＝Na2SO4＋2H2O；Mg2＋＋2F－＝MgF2↓SO42－＋Ba2＋＝BaSO4↓Ba2＋＋2F－＝BaF2↓2．NO2SO3F＋H2O＝HNO3＋HSO3FHSO3F＋H2O＝H2SO4＋HF（缓慢进行）（各1.5分）3．（2分）第十二题（16分）1．[(CH3)4N]4Ge4S10（3分，最简式给1分）2．（2分）3．[(CH3)4N]4Ge4S10＋HgI2＝[(CH3)4N]2HgGe4S10＋2(CH3)4NI（1分）4．与Hg2＋形成稳定的可溶性螯合物（起矿化剂作用，同时也阻止了难溶HgS沉淀的生成）（1分）5．每个Ge4S10与3个HgS4相连，每个HgS4与3个Ge4S10相连（1.5分）4个相连时为正四面体结构；2个相连时为无限线型结构（各1分）参考图形：6．V＝a2c＝1.2349nm3（1分）ρ＝ZM/NAV＝2.58g/cm3（2分）7．GeS2（GeS2、GeS）（2.5分）