2009年全国化学竞赛内蒙古赛区初试试题

2009年全国化学竞赛内蒙古赛区初试试题（2009年6月28日上午9:00~12:00共计3小时）第1题选择题（共12分，每小题只有1个正确选项）1、下列解释不科学的是（）A.“温室气体”是指能吸收太阳能在近地表面的长波红外辐射，使大气增温的气体，包括CO2、N2O、CH4、H2O、O3等气体。B.长期盛放NaOH溶液的玻璃塞试剂瓶不易打开，是因为NaOH与瓶中的CO2反应导致瓶内气体减少形成“负压”的缘故。C.“水滴石穿”主要是溶解了CO2的雨水与石头中的CaCO3长期作用生成了可溶性Ca(HCO3)2的缘故。D.草酸可以除去衣服上的铁锈斑点的原因是草酸为双基配位体，容易与铁配位形成可溶性配合物而溶解洗掉衣服表面的铁锈斑点。2、在硝酸铝和硝酸镁的混合溶液中，逐滴加入氢氧化钠溶液，直至过量。下列各图中表示生成沉淀的量(m)和氢氧化钠加入量(x)的关系正确的是（）3、某研究学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理，做了四组实验：①将镁粉投入冷水中，未见任何现象；②将镁粉放入溴水中，观察到只是开始时产生极少量的气泡，但溴水的颜色逐渐褪色；③将镁粉放入液溴中，未观察到任何明显现象；④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水，观察到溴的红棕色很快褪去。下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是（）A.镁粉只直接与溴水中的溴反应。B.镁粉只与溴水中的酸反应。C.产生极少量的气泡是由于镁粉与水反应的结果。D.镁粉在水的催化下与溴发生反应。4、氢气是洁净而重要的能源，但要想充分利用氢气做能源，首先必须解决安全有效储存氢气的问题。镧(La)是重要的稀土元素，镧属于轻稀土，在包头稀土矿中储量丰富。有报道称利用镧和镍(Ni)制备的合金材料具有较大的储氢能力，有潜在的应用价值。改合金材料的晶体结构如右图所示，则这种合金的化学式为（）A.LaNi3B.LaNi4C.LaNi5D.LaNi65、特氟隆(Teflon，也译作特氟龙)是美国杜邦公司研制和开发出的一类高性能涂料，该涂料具有耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有其他涂料无法抗衡的综合优势。杜邦公司生产的不粘锅所用涂层就是其中一种，即以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料。该聚四氟乙烯涂料是以单体四氟乙烯添加分散聚合剂全氟辛酸铵(PFOA)聚合而成。2006年新闻媒体报道，生产不粘锅所用涂层“对人类有可能致癌”。关于其毒性的叙述正确的是（）A.毒性来源于聚四氟乙烯。B.毒性来源于没有聚合的四氟乙烯单体。C.毒性来源于分散聚合剂全氟辛酸铵(PFOA)。D.对以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料的毒性报道时错误的。6、原子的核电荷数小于18的某元素M，原子的电子层数为n，最外层电子数为2n+1，原子中的质子数是2n2-1。有关X的说法正确的是（）mxAmxBmxCmxDA.M一定是氮元素；B.M一定是氯元素；C.M可能是氮元素，也可能是氯元素；D.无法判断M是何种元素。第2题（16分）1.古代人曾梦想“点石成金”，即把廉价的金属转变为黄金，用现代的语言就是把一种元素转变为另一种元素。近代化学家们一直认为这是不可能的事，但是到了1941年，这个梦想变成了现实，一位化学家用中子轰击汞的一种同位素Hg19680，则变成了一种放射性的汞的同位素，该同位素继续衰变，就生成了稳定的金核，请写出这一变化的核反应方程式。核反应方程式：。(2分)2.氧化银电池是一种小型但价格较贵的一次性电池，它属于碱性电池，广泛应用于电子表、计算器、照相机等。氧化银电池正极是氧化银，负极是锌，请写出其正负极的电极反应。正极：。(2分)负极：。(2分)3.为配制三氯化锑溶液，取三氯化锑固体少许加2~3mL水溶解，此时却产生了白色沉淀。⑴指出此时溶液的PH是7。(填“大于”、“小于”或“等于”)(1分)⑵请写出反应方程式。(1分)⑶指出应该如何配制三氯化锑溶液。(2分)4.氦、氖、氩、氪、氙和氡等6种元素称为稀有气体，也称为“惰性气体”，称为“惰性气体”的原因是这些气体的化学性质呈“惰性”；实际上，惰性气体的“惰性”仅仅是相对的。1962年，在金属容器中加热氟和氙的混合物，就制得了XeF4，同时还有XeF2和XeF6，请判断三种氙的氟化物的结构并填写下表。(6分)第3题（12分）某主体元素的单质A，呈灰黑色固体，化学性质比较稳定，常温下不与水、酸作用，但能与浓NaOH溶液作用，生成无色溶液B和无色气体，B酸化得白色沉淀C；F水解也得白色沉淀C，C中主体元素的含量为29.22%。A是材料化学研究的热点之一，经常被用来制备超硬材料；Z就是利用A制备的一种耐磨、耐腐蚀、耐氧化、抗冷热冲击的超硬材料，其主体元素的含量为60.06%。A能发生下列框图表示的反应：化合物总电子对数孤电子对数分子结构XeF2XeF4XeF6过量NH3△Cl2H2OH+浓NaOH灼热CuOO2高温C红色固体气体ABDHF(气体)HF(溶液)FF高温隔绝空气ZYX⑴写出单质A的化学式。(2分)⑵写出A与浓NaOH反应的化学方程式。(2分)⑶写出D与HF溶液反应的化学方程式。(1分)⑷写出F水解的化学方程式。(1分)⑸写出X与过量NH3反应的化学方程式。(1分)⑹指出Z可能的晶体类型并画出Z的空间构型。(3分)⑺Z的化学性质十分稳定，但能与气态HF和氟化氢溶液反应，写出这两个反应方程式。(2分)第4题（8分）1828年，武勒(Wohler.F)起初设计用氰酸钾和氯化铵共热制备氰酸铵，却在蒸发氰酸铵溶液时，得到了尿素。氰酸铵是一种无机物，尿素是一种有机物，是哺乳动物尿中含有的一种有机物。尿素的人工合成，提供了从无机物人工制备有机物的一个“例证”。当时，动摇了“生命力”论的基础。实际上，氰酸铵可由氯化铵与氰酸银反应制得，尿素也可由氨和二氧化碳反应制得。尿素加热至熔化状态分解放出1:1的氨气和异氰酸。1.写出氰酸和异氰酸的结构式。(2分)2.写出由氰酸铵制备尿素的反应方程式。(1分)3.写出由氨和二氧化碳制备尿素的方程式。(1分)4.写出尿素加热至熔化状态分解的方程式。(1分)5.我们经常利用尿素来破坏有害的亚硝酸及氨的氧化物，使其转变为无害的气体，写出尿素与亚硝酸作用的方程式。(1分)6.尿素也称为中性碳酰胺，可看作碳酸的取代产物，所以有机化学把碳酸看成是羟基甲酸，或看成是共有一个羰基的二元酸，写出碳酸的结构式。(1分)7.碳酰氯也可看作碳酸的取代产物，俗称光气，常温下为气体(mp:8.3℃)，具有窒息性，毒性很强，但它是一种活泼试剂，是重要的有机合成原料，尿素就可通过它与氨作用制得，写出反应方程式。(2分)第5题（12分）由于高分子配合物晶体具有多样化的晶体结构，因此作为功能化材料具有广泛的应用前景，是当前配合物材料领域的研究热点。配合物A为钴的双配体配合物，配体1为叠氮，配体2为endi(结构见图1)。图2给出了配合物A的晶体结构，晶胞参数为：a=5.3A;b=6.1A;c=8.6A。请回答下列问题。⑴给出Co的配位数和价态；(4分)⑵给出配合物A的分子式；(2分)⑶写出配体endi的结构式，并指出endi中与钴配位的原子；(3分)⑷若90，请计算配合物A的密度。(3分)第6题（16分）三聚氰胺是一种白色无味的固体物质，毒性很低，但是，动物实验证明，长期喂食三聚氰胺能出现以三聚氰胺为主要成分的肾结石、膀胱结石。三聚氰胺是一种重要的化工原料，广泛用于生产合成树脂、塑料、涂料等。⑴写出三聚氰胺的结构简式。(2分)⑵计算三聚氰胺的含氮量。(3分)⑶三聚氰胺可采用下列叙述方法合成：将磨成粉末的碳化钙与氮气在1000-1100℃反应，反应中间经氰化钙，生成一黑色固体氰胺钙和另一固体单质；将悬浮于水中的氰胺钙通入CO2,得到氰胺和一沉淀；过滤，将氰胺水溶液浓缩得氰胺；将氰胺在PH=8～9之间加热至80℃，反应2小时，全部转为无色结晶固体双氰胺；双氰胺在氨存在下加热至熔点以上即聚合为三聚氰胺。①写出由碳化钙与氮气反应，生成氰胺钙的反应方程式。(1分)②写出氰胺钙水溶液通入CO2得到氰胺的反应方程式。(1分)③写出双氰胺的结构式。(1分)⑷食品工业上普遍采用的是被定为国际标准的凯氏定氮法测定食品中的蛋白质含量。其原理很简单：蛋白质是含氮的有机化合物，将其与硫酸和催化剂一同加热消化，使蛋白质分解，分解的氨与硫酸结合生成硫酸铵；然后碱化蒸馏使氨游离，用硼酸吸收后再以盐酸标准溶液滴定，根据盐酸的消耗量测得氮的含量，把测出的氮含量乘以6.38，就可以间接算出蛋白质的含量。所以凯氏定氮法实际上测的不是蛋白质含量，而是通过测氮含量来推算蛋白质含量。那么，凯氏定氮法还是一种准确测定食品蛋白质含量的国家标准呢？为什么？(2分)⑸某实验室称取某奶粉1.025克，用凯氏定氮法处理，游离氨用H3BO3溶液吸收，然后用浓度为0.1250mol·L-1的盐酸标准溶液滴定，终点时消耗17.12mL。写出硼酸吸收游离氨的反应方程式，指出该滴定反应该用什么做指示剂？计算蛋白质的含量。(6分)第7题（8分）在某天然产物中得到一个有机物H，分子式为C10H14。H经酸性高锰酸钾氧化后得到有机物A和B，B的分子式为C7H10O4。A经高碘酸氧化后得到分子式为C2H4O2的某酸性物质C和CO2。而B可由烯烃和双烯加成后再用酸性高锰酸钾氧化制得到。请给出化合物A、B、C和H的结构简式（可用键线式表示）。附：已知高碘酸可使邻二羰基机构氧化断裂：A：B：C：H：+HIO4+H2O1RCOOH+2RCOOH+HIO31R2ROO第8题（16分）已知①醇可以被氧化成酸，酸和PCl3反应得到酰氯，苯在AlCl3催化下与酰氯反应生成酰基苯；②卤代烃RX可以和金属反应生成烃基金属有机物后者能与含羰基化合物反应生成醇。有机物A、B、C分子式均为C10H14O，与钠反应放出氢气；在Fe粉作用下溴代只有三种一元取代产物。A与浓硫酸共热可得到D和D＇，B与浓硫酸共热得到E和E＇，C与浓硫酸共热得到F和F＇。D、E、F分子中所有的碳原子均可共处于同一平面上，且E、F结构相同；而D＇、E＇和F＇中的碳原子不能共处于同一平面。请给出A、B、C、D、D＇、E、E＇和F＇的结构简式。并以最基础的石油产品（乙烯、丙烯、丙烷、苯等）并任选无机试剂为原料依下列路线合成B，合成B的线路如下：写出1到8的结构简式。CH2==CH21324PCl35H2O65AlCl3728B参考答案第1题1.B;2..C;3.D;4.C;5.C;6.C;第2题1、2n01+Hg19680=Hg19880；Hg19880=Hg19779+H112、Ag2O+2e+H2O=2Ag+2OH-;Zn–2e+2OH-=Zn(OH)23、⑴小于；⑵SbCl3+H2O=SbOCl+2HCl⑶加适量盐酸，遏制水解。4、第3题H2SiO4:Si%=29.22%Si3N4Si%=60.06%⑴Si⑵Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2↑⑶SiO2+4HF=SiF4+2H2O⑷3SiF4+4H2O=2H2SiF6+H4SiO4⑸3SiCl4+4NH3=Si3N4+12HCl⑹原子晶体晶格为正四面体的空间网状结构。单个晶格类似于甲烷的结构。完整的讲，N-Si-N键角为109°28′⑺Si3N4+12HF(g)=3SiF4+4NH3Si3N4+22HF(aq)=3H2SiF6+4NH4F第4题1.H-O-CNH-N=C=O2.NH4OCNCO(NH2)23.2NH3+CO2=CO(NH2)2+H2O4.CO(NH2)2NH3+HNCO5.CO(NH2)2+HNO2=2N2+CO2+3H2O6.7.+2NH3=CO(NH2)2+2HCl第5题⑴6，+2⑵Co(N3)4(endi)2⑶C4H6N8⑷AVNnM=化合物总电子对数孤电子对数分子结构XeF253直线XeF462正方形XeF671八面体OHO—C—OHOCl—C—Cl第6题⑴NH2-CN⑵%10068436614=66.7%⑶①CaC2+N2=CaCN2+CCa2+[N—CN]2-②CaCN2+CO