全国化学竞赛初赛模拟试卷(07)

全国化学竞赛初赛模拟试卷（07）（时间：3小时满分：100分）题号12345678910111213满分4657479667101415H1.008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（4分）以下是有关问题，请在正确选项上画圈1．[Co(NH3)4H2O]3＋的异构体有A1种B2种C3种D4种2．某元素X的最外层电子排布是2s22p3，下列说法中错误的是A该元素的氢化物在冰醋酸中是一种强碱B其最高氧化物的分子式是X2O5C其含氧酸的分子式是H3XO4D含氧酸中存在分子内氢键3．在地壳内，深度每增加1km，压力大约增加25250—30300kPa，在这样大的压力下，对固体物质的平衡会发生较大影响。如CaAl2Si2O8＋Mg2SiO4＝CaMg2Al2Si3O12钙长石镁橄榄石（钙镁）石榴子石摩尔质量/g·mol－1278140.6413.6密度/g·cm－32.703.223.50在地壳区域变质的高压条件下，有利于A钙长石生成B镁橄榄石生成C钙长石和镁橄榄石共存D（钙镁）石榴子石生成4．分别向Na3PO4，NaH2PO4，Na2HPO4三种溶液中滴加AgNO3溶液，其沉淀物A都是Ag3PO4B分别是Ag3PO4，AgH2PO4Ag2HPO4C都是AgH2PO4D都是Ag2HPO4第二题（4分）2004年一月，一个由俄罗斯及美国科学家组成的团队宣布，他们创造出两个称为超重元素的化学新元素（113和115）。多年的研究发现，随着原子序的增大，原子核的存在寿命急剧下降。比如，92号铀原子核能够存在10亿年，但112号元素只能存在0.00002秒。但科研人员认为存在着一个区域，在这个区域内的超重原子核是相对稳定的，这就是上世纪60年代提出的“稳定岛”理论。1999年和2000年杜布纳联合核研究所先后合成了114号和116号元素，对其衰变过程释放出来的α射线的能量和各种同位素寿命的测定结果表明，整个衰变过程与“稳定岛”假说相吻合。在研究像115号和113号原子序为奇数的元素的衰变性质时，科研人员认为，115号元素应该在发生α衰变后转变成113号元素，随后再转变成111号元素、109号元素、107号元素等。俄科研人员进行的实验也证实了这一规律。为了合成115号元素，尤里·奥加涅相院士领导的科研小组用加速到1/10光速的钙离子（20号）轰击用镅元素（95号）制成的靶，并在分离115号元素的原子核后进行了衰变记录。3次实验记录的原子核衰变过程完全一样：经过5次持续时间大约20秒左右的α衰变后，得到了105号元素的同位素（Db），的同位素存在的时间超过了20小时，从而再次证实了“稳定岛”假说。这项实验利用杜部那研究所的一个回旋粒子加速器完成，由于还要等待另外一个实验室证实，所以113号元素符号暂且称为Uut，115号元素简称Uup。1．Uup是第几周期第几族元素？Uup价电子排布？2．Uup是金属还是非金属？3．你认为Uup的最高氧化态至少可以达到多少？第三题（5分）某生化实验室有pH为7.50动脉血液样品20.00mL。若在298K、101kPa气压下酸化此样品后，能释放出12.2mL的CO2，求血液中溶解的二氧化碳浓度（H2CO3）和HCO3－的浓度分别为和。（pKa1＝6.37）第四题（7分）1．一种氮的无色氧化物，加热后密度逐渐减小，在473K时减小到原来的一半，继续加热则密度继续减小，至873K时密度为473K时的2/3（整体过程容器压强保持不变）。当温度降低时气体密度增大，至起始温度仍得原无色氧化物。写出下述变化的化学方程式（1）由低温至473K；（2）由473K至873K2．在一个由旋塞控制并将容器体积均分为两半的异形容器内，一半充有N2和O2；另外一半通入NO。实验时，打开旋塞，使气体混合，然后将容器上端倒置入水中，使混合气体与水接触，充分反应后，容器内剩余气体的体积中N2占75%。试计算原混合气体中NO，O2，N2的体积比。（气体体积都是在同温、同压下测定）第五题（4分）化学实验中经常出现与理论不符的现象、数据，不放过一点异常认真的进行原因探究，这是科学的精神。初中化学中我们对于实验室氧气制法就很熟悉了，实验测知：取3.5gKMnO4晶体加热到220℃，分解放出的O2多于按照KMnO4K2MnO4＋MnO2＋O2↑计算的理论值，此理论值为0.354gO2。将0.354gO2换算为标准状况下的体积为248mL，而实际测得的O2体积为308mL（标准状况），超过理论值60mL。用实验证明超理论值O2是由K2MnO4分解产生的方法。第六题（7分）微波在化学过程中的功效，愈来愈引起人们的关注；并已将微波用于化学中更多的领域。微波具有比激光低得多的能级，却能在相同的温度甚至更低的温度下，产生比常规方法高几倍甚至几十倍的效率。机理探讨说明：从分子的电性角度来看，在外电场不存在时，不管分子有无极性，对大量分子来说，分子平均偶极矩总是为零的(极性分子虽然有永久偶极矩，但是由于分子的热运动，偶极矩的各个取向机会均等)。但是在外电场存在的情况下，不管是极性分子还是非极性分子（包括原子），它们的平均偶极矩都不等于零，即极化现象；非极性分子被极化后，其化学性质应有所变化。简单地来看，微波对物质的作用在于电磁波对带电粒子产生的一种作用力，其中最简单的作用是物质在外加电磁场作用下内部介质的极化产生的极化强度矢量滞后于电场，从而导致与电场同相的电流产生，构成了材料内部的功率耗散，这显然是与微波频率有密切关系的。1．化学工作者用ZnSO4、H3PO4、尿素合成磷酸锌（非氧化还原反应），在沸水浴中进行常规反应，不断有氨气放出，产率很低，要提高产率，就必需不断地补充尿素；而在沸水浴条件不变，增加微波辐射的情况下，氨气逸出很少，一次按化学反应计量配比投料，产率即可高达98%，得到了磷酸锌的四水合结晶体。其实该反应产物中并无氨气，而有另外一种常见气体产生。请写出微波合成磷酸锌的化学方程式2．目前的一些实验研究，揭示了一些问题的存在:很多反应在微波条件下副反应增加;有些反应在微波条件下并不比常规加热效果更好;微波可诱导一些选择性反应的发生，如Giguere等人对分子间的Diels－Alder反应，进行了研究，下面反应中:表现出明显的区域选择性.在通常情况下，简单烯和不对称亲烯体的反应生成异构体混合物，其中烯和亲烯体的β－碳反应所得产物b占优势，但上面的反应式清楚地表明在微波条件下是在亲烯体的α－碳上形成新键，得到产物a，而且未观察到异构体b的生成。假设两种条件下都只进行两步反应，每种条件的第二步进行D－A反应的同时—COOMe被转化成甲基。请分别写出两种条件下的反应路线：第七题（9分）图1图2图31︰6系列的杂多阴离子具有典型的Anderson结构，配离子M（Mo，W氧化态均为＋6）与氧（O氧化态为－2）形成八面体配位，杂原子X（化合价设为＋n，可以是Te6＋，I7＋，Cr3＋，Co3＋等）。Anderson结构配合物分为A系列和B系列。1．上图1是B系列阴离子的示意图，中心八面体XO6被六个MO6（M为Mo或W，）八面体包围，这六个MO6八面体处于同一平面且每个八面体与相邻八面体共用边相连，请写出该阴离子的化学式通式2．图2表示每个杂原子与六个OH基团形成八面体配位，与杂原子相配位的氧原子和氢原子成键，当X是Cr3＋，M是Mo，请写出这种类型B系列阴离子的化学式3．第2题中结构的阴离子还可以形成双聚体，双聚体中两个阴离子之间形成了7个氢键，化合价为－7，但其晶胞所含的原子个数仍可以表示为传统的分子式形式如图3所示。图中Ot表示端氧，Ob是与两个Mo相连的氧，Oc是与两个Mo和一个Pt（氧化态＋4）相连的氧。写出双聚体的化学式第八题（6分）由实验事实推定化学反应方程式：Na2S2O3是常用的还原剂，与弱氧化剂（如I2）作用，被氧化成Na2S4O6。现有下列实验事实：（1）将10.0mLSO2水溶液稀释到500.0mL，取稀释溶液10.0mL加到25.0mL碘溶液中。滴定过量碘需要9.30mL含S2O32－为0.1mol/L的硫代硫酸盐溶液。若取25.0mL的上述碘溶液需要此硫代硫酸盐溶液22.5mL。（2）10.0mLS2Cl2（密度为1.68g/mL）溶于石油醚中，得到100mL有色溶液，将它慢慢加到50.0mL上述原始SO2水溶液中，并振荡，当有色溶液加到66.7mL时，反应达到完全。水层以KOH水溶液进行中和，得到无水钾盐的结晶，除水外，唯一的另一产物KCl保留在水溶液中。（3）称取上述无水钾盐50.0mg作为试样，溶解在50％HCl水溶液中，它需要与23.2mL含IO3－为0.025mol/L的碘酸钾溶液完全反应。试推定1．SO2和S2Cl2在水溶液中的反应方程式；2．无水钾盐和KIO3在50％HCl水溶液中的反应方程式。第九题（6分）烟草甲虫（TobaccoBeetle）是世界性烟草的主要害虫之一。在世界上及我国的烟草行业中，烟草甲虫给库存、陈化烟叶和烟草制品造成了巨大的经济损失。采用化学杀虫剂来防治该害虫有许多弊端，效果也不理想。七十年代以来，日本专卖会社中央研究所的Chuman.T等发现了烟草甲虫的雌性信息素（5）及其衍生物，近年来，应用这些性信息素合成品对烟草甲虫的诱捕试验取得了良好结果。这就为烟草甲虫的有效防治提供了一种新的无污染的好方法。因此烟草甲虫性信息素的合成受到广泛关注，很多合成方法步骤较多，原料难寻，反应条件苛刻，较难实用化。下面是一条新的、简便的合成方法。以3－戊酮为原料，经三步反应成功合成了烟草甲虫性信息素的前体4，6－二甲基－3，7－壬二酮（4）。化合物（4）经过一步（部分）还原，就可以得到烟草甲虫性信息素（5）。请写出3、4、5的结构简式第十题（7分）1．Fe(III)能与大多数阴离子（除还原性阴离子外）从溶液中析出浅紫色或近于无色的盐，例如Fe(ClO4)3·10H2O，Fe(NO3)3·9（或6）H2O，及Fe2(SO4)3·10H2O。然而Fe(III)盐的水溶液却为黄色。这是由于Fe(III)在水溶液中的水解所造成的。Fe(III)水溶液中的水解状况是很复杂的，与溶液的pH有关。当pH＜1，完全以浅紫色的[Fe(H2O)6]3＋存在，但pH在1以上即发生逐级水解，溶液为黄色（水合羰基铁离子），显酸性。[Fe(H2O)6]3＋[Fe(OH)(H2O)5]2＋＋H＋水解过程中第二步发生缩合，形成逆磁性的μ－氧·二（五水合铁(III)）离子，请写出缩合反应的离子方程式：2．微波～水解法制备纳米级α－Fe2O3