全国高中化学竞赛模拟题

2006年衢州二中全国化学竞赛初赛模拟试卷（02）（时间：3小时满分：100分）题号12345678910111213满分H1.008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－LrRfDbSgBhHsMtDs第一题（7分）1．肼（N2H4）可用作火箭的推进燃料，在K3[Cu(CN)4]催化剂存在下，与H2O2水溶液反应。后来改用N2O4（或液氧）氧化不对称二甲基肼的方法。分别写出上述反应方程式。2．金属锌溶于氨基钠(NaNH2)的液氨溶液中，并释放出氢气；小心加入碘化铵产生白色的沉淀，若继续加入碘化铵，沉淀溶解。分别写出上述反应方程式。第二题（5分）请解释下列问题：1．如果在宇宙飞船上划燃火柴，火焰会立即熄灭。2．正常人胃液的pH在0.3～1.2之间，酸多了需要治疗。酒石酸钠可以用来治疗胃酸过多。3．用2份95%的酒精溶液和l份水混合，再浸入手帕一块。取出，点燃手帕上的酒精，用镊子夹起燃烧的手帕，当手帕上的火焰即将熄灭时，将手帕迅速摇动几下，火熄灭，手帕却完好无损。第三题（10分）乙烷、乙烯、乙炔在25℃、101.325kPa时，在水中的溶解度分别为60mL、131mL、940mL（1L水中）。1．乙烷、乙烯、乙炔的溶解度依次增大的主要原因是什么？2．实验室中从乙烷、乙烯、乙炔中分离得到纯净乙烷的方法是什么？3．工业上从乙烷、乙烯、乙炔中分离得到乙炔（较高含量）的简便方法是什么？4．乙烯在亚铜盐或银盐的水溶液中溶解度比在纯水中大得多，为什么？5．乙烷、乙烯、乙炔中，乙炔的C－H键键能最大，而它又是酸性最强者。这两个事实是否矛盾？第四题（8分）今年秋季，在我国有些地区相继出现了高致病禽流感，引起了政府及有关部门的重视，Tamiflu（达菲）是抗禽流感病毒药，商品通用名为磷酸奥司他韦，它是由我国特有中药材八角的提取物莽草酸（shikimicacid）为原料合成的。合成路线如下：1．在上图莽草酸的结构上，用Z、E、R、S等符号具体标明其立体化学；2．系统命名法命名达菲（注意例题结构）3．由莽草酸合成中间产物A时需要添加哪2种原料，写出化学名称；4．由莽草酸合成达菲使用了10个步骤，除引入一些基团外，还有1个重要作用是什么？第五题（7分）1．在[Cr(NH3)4Cl2]＋的光谱中是否存在金属－氯的振动红外光谱带，为什么？2．为了证明旋光性与分子中是否存在碳原子无关，Wemer制备了[Co{(HO)2Co(NH3)4}3]6＋。画出此配离子的结构式并说明Werner是如何解释其旋光性的。3．电极电势的理论计算公式是E＝E＋n059.0lg][][还原型氧化型（其中n表示得到或失去的电子数目）。ECu2+/Cu+和EI2/I-分别是＋0.15V和＋0.54V。但是，在水溶液中，Cu2＋离于可以从碘化钾中释放出I2。写出化学方程式，并解释该反应为什么能发生。第六题（10分）3.25mL浓度为0.02mol/L的酸性高锰酸钾溶液加入到0.1204g含有Na2C2O4、NaNO2和Na3AsO3的混合物中，用FeSO4溶液返滴定过量的KMnO4，消耗0.02mol/LFeSO4溶液5mL。另取一份重量相同的混合物样品，向其中加入过量KI和H2SO4，反应完成后，生成的碘以溶于NaHCO3的浓度为0.02mol/L的硫酸肼返滴定，消耗5mL，计算混合物的定量组成（％）。第七题（11分）离子晶体X是由三种短周期元素组成，晶体密度为2.95g/cm3。经测量获得如下数据：晶胞参数a＝780pm，阳离子间最近、次近距离分别为337pm、390pm；阴离子间最近、次近距离分别为552pm和780pm。1．确定该晶体的阴阳离子组成比；2．计算阴阳离子间最近、次近距离和阴离子间、阳离子间第三近距离；3．计算该晶体的摩尔质量；4．如果阳离子的质量百分含量为32.85%，确定该晶体的化学式。第八题（10分）下列所举化合物（1～6）中均由短周期X、Y、Z三种元素组成特征化合物123456W（X），%29.0826.4120.7019.3136.4832.37W（Y），%40.5636.8328.8726.9324.4422.57性质还原性还原性酸性氧化性碱性、还原性中性根据上表确定X、Y、Z的元素符号和化合物1～6的化学式，并写出分析和计算过程。第九题（15分）硫和氮组成的二元中性化合物有S4N4、S2N2、(SN)x等。它们是一类结构复杂，不符合经典化学键理论的化合物。S4N4是亮橙色固体，一般用S2Cl2在CCl4中氨解制得。S4N4是制其它重要硫氮化物的起始物，如523K、133Pa和金属银的作用下，S4N4反应生成等物质的量的S2N2，S2N2在室温下可聚合生成蓝黑色固体(SN)x。虽然(SN)x早在1910年就已合成，但直到最近才制得纯单晶体无机聚合物。(SN)x具有与聚乙炔相似的空间结构，它不仅有黄铜金属光泽和金属导电性，而且它是第一个不含金属而显示出超导性（0.26K）的共价聚合物。1．写出制备S4N4的化学反应方程式（副产物之一与S4N4具有相似的八元环结构）2．S4N4与SnCl2的乙醇溶液反应生成S4N4的氢化物，写出化学反应方程式。3．根据题意写出由S4N4生成S2N2的化学反应方程式。4．S2N2是正方形结构（准确的说是近似正方形的菱形），画出其结构，并用经典化学键理论描述其结构。5．根据聚乙炔结构特点画出(SN)x的结构，指出其的结构基元，并简要描述其结构特点。6．(SN)x属于何种晶体类型，它的导电性能与金属导体的最显著不同是什么？第十题（17分）尿酸是嘌呤的衍生物，结构简式如右图，简写为HUr。尿酸是鸟类和爬行类动物体内核酸代谢的最终产物；人类尿中也含有少量的尿酸。尿酸在体内积聚，可引起痛风症。尿酸的白色结晶，无臭、无味。尿酸在冷水、乙醇、乙醚中的溶解度不大（37℃时1L水中仅溶解0.5mmol，pKa＝5.40），但能溶于甘油、氢氧化钠水溶液和醋酸钠水溶液。化学合成尿酸的方法是由尿素与α–氯代–β,β－二乙氧基丙烯酸乙酸经缩合、环合制得。尿酸用于有机合成及生物化学研究。1．画出所给尿酸结构的互变异构体，并用系统命名法命名尿酸；2．为什么尿酸在甘油中的溶解度比在乙醇中大得多？3．计算尿酸在1mol/L的NaAc中的溶解度多大（已知醋酸的pKa＝4.76）4．痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体。已知，37℃时NaUr的Ksp＝6.4×10－5。（1）第一次关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处，为什么？（2）通过计算说明：关节炎的发生与尿酸在血清（pH＝7.4，[Na＋]＝130mmol/L）中是否沉淀无关。（3）痛风病人常患肾结石，肾结石是由尿酸晶体所组成。形成它的原因是病人尿的尿酸盐浓度过高。若病人尿中尿酸与尿酸盐的总浓度为2.0mmol/L，计算尿的pH值为何值时，病人的尿中会形成尿酸结石。5．写出化学合成尿酸的2步反应方程式（中间产物不含Cl元素）嘌呤尿酸参考答案（02）第一题（7分）1．N2H4＋2H2O2＝N2＋4H2O（1分）(CH3)2NNH2＋2N2O4＝2CO2＋3N2＋4H2O（2分）2．Zn＋2NaNH2＋2NH3＝Na2Zn(NH2)4＋H2↑（2分）Zn(NH2)42－＋2NH4I＝Zn(NH2)2↓(白)＋4NH3＋2I－（1分）Zn(NH2)2＋2NH4I＝ZnI2＋4NH3（1分）第二题（5分）1．宇宙飞船处在失重情况下，空气不对流。（1.5分）2．酒石酸是弱酸，强酸制弱酸原理，降低胃中H＋浓度（1.5分）3．酒精燃烧释热，使部分酒精挥发（减少了燃烧释放的热量）；使水蒸发消耗并带走热量；使手帕达不到着火点。（2分）第三题（10分）1．随着乙烷、乙烯、乙炔分子中π电子云密度的增加，其与水分子的作用力也增加（2分）2．混合气体依次通过KMnO4/H＋、NaOH、浓H2SO4的洗气瓶（2分，其它合理答案都可）3．加压下用水吸收乙炔，所得溶液减压下又释放出乙炔（2分，无加压不给分）4．乙烯以π电子与金属离子配合，生成水溶性较大的配合物（2分）5．不矛盾。键能是根据均裂反应（≡C︰H→≡C·＋H·）来衡量的；而酸性则是起因于异裂反应，≡C︰H＋碱→≡C︰－＋H＋（2分）第四题（8分）1．（2分，各0.5分）2．(3R,4R,5S)-4-乙酰胺-5-氨基-3-(1-乙基丙氧基)-1-环己烯-1-羧酸乙酯磷酸盐（2.5分）3．3－戊酮、甲基磺酸（各1分）4．改变4、5位手性碳原子的RS构型（1.5分）第五题（7分）1．可以检测到红外光谱带的存在，因为Cr、Cl间是共价键。（2分）2．（1分）因为同Co(en)33＋一样，此配离子具有不可叠加的镜面结构，所以其具有旋光性（1分）3．2Cu2＋＋4I－＝2CuI↓＋I2（1分）由于CuI是沉淀，则在溶液中[Cu＋]很小，致使0.059lg[Cu2＋]/[Cu＋]值增大，所以ECu2+/Cu+值增大，使E＝ECu2+/Cu+－EI2/I-＞0，上述反应能够自发进行（2分）第六题（10分）加入KMnO4后，发生下列反应：5C2O42－＋2MnO4－＋16H＋＝10CO2＋2Mn2＋＋8H2O5NO2－＋2MnO4－＋6H＋＝5NO3－＋2Mn2＋＋3H2O5AsO33－＋2MnO4－＋6H＋＝5AsO43－＋2Mn2＋＋3H2O加入KI后，发生下列反应：2NO2－＋4H＋＋2I－＝I2＋2NO↑＋2H2O在碳酸氢钠介质中，发生下列反应：AsO33－＋I2＋H2O＝AsO43－＋2I－＋2H＋肼与碘按以下方程式反应：N2H4＋2I2＝N2＋4I－＋4H＋（3分，上述反应各0.5分）这样，我们可以写出以下三个联立方程式，解此方程组，即得混合物中所有组分的摩尔数：①M(Na2C2O4)·n(Na2C2O4)＋M(NaNO2)·n(NaNO2)＋M(Na3AsO3)·n(Na3AsO3)＝0.1204g②(2/5)[n(Na2C2O4)＋n(NaNO2)＋n(Na3AsO3)]＝n(KMnO4)③n(NaNO2)＝4n(N2H4)＋2n(Na3AsO3)（各1分）用下法KMnO4的量n：最初加入KMnO4的量是：25×0.02＝0.5mmol用Fe2＋离子溶液返滴定过量的KMnO4的反应是：5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O反应中，5×0.02＝0.1mmolFe2＋离子相当于0.1/5＝0.02mmolKMnO4，因此n(KMnO4)＝0.5－0.02＝0.48mmol（1分）n(N2H4)＝5×0.02＝0.1mmol解以下方程组得n(Na2C2O4)＝2×10－4moln(NaNO2)＝8×10－4moln(Na3AsO3)＝2×10－4mol（各0.5分）m(Na2C2O4)＝0.0268gm(NaNO2)＝0.