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高中化学竞赛初赛模拟试卷（02）（时间：3小时满分：100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－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第一题（2分）在正确选项上画圈1、下列物质处于气态时，移走一个电子所需能量最小的是ANaBNa＋CNa2＋DNa3＋2、下列分子中Cl的活泼性最大的是AC6H5ClBC6H5CH2ClC(C6H5)2CHClD(C6H5)3CCl第二题（6分）某蛋白质水解得一溶于水的固体化合物A，A在电场中因pH不同分别移向阴极和阳极。A无旋光性，加热得一固体化合物B，其摩尔质量为114g/mol。写出A、B的结构简式。第三题（6分）高氯酸铵（AP）作为一种优良的固体推进剂被用于导弹和火箭发射上，下面制备高纯AP的工艺是电解高纯次氯酸得到高纯高氯酸，再与高纯氨进行喷雾反应制成。1．写出这种方法制高氯酸的电极反应和总反应方程式；2．如果以100A电流通电于次氯酸溶液20.0h，反应放出40.0gH2，同时可得高氯酸多少克；该过程电流效率。第四题（5分）氰尿酸（如右图）和NaOH溶液作用后生成物质A，在干燥的N，N－二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，90.95℃下使A与五溴苄基溴反应20h以上合成了一种三取代对称三嗪衍生物B，元素分析知B的化学式为C24H6O3Br15，红外光谱中有强烈的羰基（1709cm－1）吸收。1．画出物质B的结构简式2．通过热重分析，发现B的热稳定性很好，所以B可以用于生活中什么用途？3．B属于有机物中的什么种类？第五题（7分）碳酸二苯酯（简称DPC）是一种重要的有机碳酸酯,主要用于塑料工业,制造聚碳酸酯和对羟基苯甲酸甲酯、单异氰酸酯、二异氰酸酯和制备塑料增塑剂，还可用作NNNOHOHOH溶剂和载热体DPC低毒无污染，是一种重要的环保化工产品。生产碳酸二苯酯的传统方法也是光气法，随着对环保要求的增加，70年代以来国内外相继开展了非光气法合成DPC的新工艺研究。1．碳酸二苯酯可以采用两种有机物A和B反应生成，（A分子中有苯环），同时还有副产物甲醇，请写出该反应的化学方程式。这种反应在有机化学上称作。2．其实A和B直接反应合成DPC在热力学是不利的，其实该反应机理分两步进行：首先1分子A和1分子B按照同样的反应类型生成C，然后两分子C反应生成DPC。请写出机理反应式。3．另外一种合成DPC的方法是用A和两种无机小分子在催化剂作用下反应生成，反应物物质的量之比为4︰2︰1，那么另外两种小分子分别是。第六题（10分）四烃基二锡氧烷类化合物在酯化、酯交换、氨基甲酸酯的合成及羰基缩合等反应中有良好的催化活性，而且与多数金属有机化合物不同，它具有对空气水分不敏感与结构稳定的特点，是一种性能稳定的中性催化剂。有一种采用微波辐射促进合成的方法。合成方法如下：Sn＋RMgCl→AA＋SnCl4→2BB＋H2O→C＋2DC＋E→ClR2SnOSnR'2Cl（二氯代四烃基二锡氧烷）1．请分别写出A、B、C、D、E的化学式2．只用R’MgX这一种有机物合成（无机物任选）的四烃基二锡氧烷类化合物，在空间上是由二锡氧烷单体形成的二聚层状结构，并且有两个Y原子（或原子团）作Sn之间的桥键，内环与外环上有两种五配位的锡原子。请画出这种化合物的结构简式：第七题（8分）在二阶非线性光学材料的探索中，除了倍频性能方面的要求外，人们一直希望能够找到一种生长条件温和，并且容易得到大尺寸单晶的倍频晶体。A·2H2O（Ln＝Pr，Nd，简称KLnN，N是一种原子团）容易生长出大尺寸晶体，是一类有应用前景的可产生蓝绿光的倍频转换材料。1．KLnN（Ln＝Pr，Nd）是水溶性晶体。原苏联化学工作者在6N的酸性条件下，未得到KPrN的单晶。本文采用在水溶液中蒸发溶剂的方法，控制溶液的pH为1～2，恒温在40℃进行晶体生长。在该合成反应中，请选择最简单的无机试剂合成KLnN），写出反应方程式。2．KPrN和KNdN均属正交晶系，KPrN的晶胞参数为：a＝2.1411nm，b＝1.12210nm，c＝1.2208nm；已知晶体密度do＝1.920g/cm3，那么一个晶胞中约有个KPrN“分子”；3．图给出了KPrN的立体结构图。Pr原子的配位多面体是一个略带扭曲的面体。第八题（10分）在氨氧化制硝酸的过程中，先将氨氧化为NO，NO在常压下温度低于150℃时，几乎100%氧化成NO2。NO2在低温时，容易聚合成N2O4，2NO2N2O4，此反应且能很快建立平衡，在140℃左右，气体完全由NO2组成。NO与NO2可发生下列可逆反应：NO＋NO2N2O3，N2O3很不稳定，在液体和蒸气中大部分离解为NO和NO2，所以在NO氧化为NO2过程中，含N2O3只有很少一部分。亚硝酸只有在温度低于0℃和浓度很小时才稳定。试问：1．在NO的氧化过程中，可能有哪些气体产生？2．写出题1所产生的气体与水的反应式。3．写出75℃时用水吸收题1所产生的气体来制取硝酸的总反应式。4．当NO通过三次氧化三次吸收（假设每次氧化和吸收率均为100%），求NO转化为HNO3的转化率。5．对于反应：2NO2(g)N2O4(g)，若开始时，NO2的压力为P，密度为do，维持压力P和温度不变，使其达到平衡，测得混合气体的密度为d，求该反应在此温度下的Kp。第九题（14分）含硼化合物在现代无机盐工业中是具有极重要意义的精细化工产品。1．带4个结晶水的含硼的盐A作为衣物洗涤，几乎是标准的漂白剂，制备方法是：带10个结晶水的含硼的盐B，阴离子是由两个BO3原子团和2个BO4原子团通过共用角顶氧原子联结而成，将加入到30%的NaOH溶液中，再向制得的C溶液中缓慢地加入3%的过氧化氢水溶液，反应析出的晶体只有A一种主产物，物质的量约为B的4倍。（1）画出B的阴离子的结构式；（2）写出该反应的化学方程式；（3）制备A亦可采用较为便宜的纯碱代替氢氧化钠，即向5%的过氧化氢溶液中加入理论量的B及纯碱，写出该反应的化学方程式。2．D作为一种含硼的离子型化合物，与众不同的是在碱性水溶液中和冷水中是十分稳定的；而在酸性水溶液中，或热水中，或有金属催化剂存在下，则十分迅速地完全水解而放出氢气。完整的D生产过程包括：氢化、酯化、缩合及后处理等工序。氢化过程是两种单质之间的化合反应，酯化过程是一种一元弱酸参加的化学反应，前两个过程中的主要产物充分搅拌混合，在一定温度和适当压力下进行反应生成D，同时还有副产物E的生成。后处理过程首先将上述体系中加水，将矿物油从水层中分离出来。在水层中，E极易水解，再通过对水溶液进行蒸馏，即可分离出甲醇，且可以作为原料循环使用。D还可以用不含结晶水的B和二氧化硅及两种单质混合熔融产生。（1）请写出上面两种方法的化学反应方程式。（2）上述工业化生产方法成本都比较高，国外近来开发了电解法制D的新工艺，该法是在中间具有一个离子选择性隔膜的电解槽内进行，原料主要采用偏硼酸盐的水溶液，阴极室产生了D的阴离子。请写出阴极反应式和总反应式。第十题（15分）在元素周期表中，位于Mn之下的是锝（Tc）和铼（Re）。1．锝在自然界不存在，是用人工方法制备的第一个元素，锝的希腊文的原意是“人工制造”的意思。1937年美国加利福尼亚洲立大学的意大利教授B.Segere和C.Perrier，用能量约500万电子伏特的氘核轰击质量数为96的Mo而制得。请写出核反应方程式。2．铼是1925年由W.Noddack等人发现的，并以莱茵河的名字给它取名为铼。已知高铼酸的氧化性比高锰酸弱的多。铼是以Re2O7存在于烟道灰中，它的制备反应如下：Re2O7＋H2OXKClY2HRe其中第二步反应是复分解反应；请写出各步反应的化学方程式：3．可是上面的方法制得的铼纯度不高，所以改用以下方法：将上面所得的Y酸化，再通入足量硫化氢气体，只有两种产物生成，两产物组成元素都不相同。其中一种Z可溶于过氧化氢的氨溶液中生成含氧酸盐，用氢气还原即得99.98%的铼。请写出Z的化学式为；并由Z完成制得Re的两个化学方程式：4．在乙二胺水溶液中，用金属钾与KReO4反应可得到无色化合物M，已知该化合物含K28.59%，含Re68.09%，写出M的化学式；制备M的化学方程式；你认为M是顺磁性还是抗磁性的，为什么？在M的阴离子结构中，Re处于中心位置，另一原子L与之配位，L有两种不同的位置，其比例关系为1︰2，试画出该阴离子的草图。核磁共振实验结果却只显示了一种L粒子的信号，试简要解释原因。第十一题（6分）已知某金属M浸入Mn＋溶液中，其电极电势E与[Mn＋]有如下关系：（式中E为某一常数）现设计如下实验：在两个烧杯中分别注入相同的混合溶液，即由50.0mL0.0100mol/LAgNO3和50.0mL0.100mol/LNH4NO3组成的混合溶液。将两根银电极用铜线相连，分别浸入到上述两烧杯的混合溶液中；两根相同的参比电极（电极电势为定值）通过电位计相连，也分别浸入到上述混合溶液中。现往其中一个烧杯中逐渐加入50.0mL0.100mol/L的氨水，生成[Ag(NH3)2]＋。由电位计测得两参比电极间电势差为0.254伏特。据此求[Ag(NH3)2]＋的解离常数。第十二题（11分）长期以来人们一直认为金刚石是最硬的物质，但这种神话现在正在被打破。1990年美国伯克利大学的A.Y.Liu和M.L.Cohen在国际著名期刊上发表论文，在理论上预言了一种自然界并不存在的物质－C3N4，理论计算表明，这种C3N4物质比金刚石的硬度还大，不仅如此，这种物质还可用作蓝紫激光材料，并有可能是一种性能优异的非线性光学材料。这篇论文发表以后，在世界科学领域引起了很大的轰动，并引发了材料界争相合成－C3N4的热潮，虽然大块的－C3N4晶体至今尚未合成出来，但含有－C3N4晶粒的薄膜材料已经制备成功并验证了理论预测的正确性，这比材料本身更具重大意义。其晶体结构见图1和图2。○为N原子●为C原子图1－C3N4在a-b平面上的晶体结构图2－C3N4的晶胞结构1．请分析－C3N4晶体中，C原子和N原子的杂化类型以及它们在晶体中的成键情况；2．请在图1中画出－C3N4的一个结构基元，并指出该结构基元的组成；3．实验测试表明，－C3N4晶体属于六方晶系，晶胞结构见图2（图示原子都包含在晶胞内），晶胞参数a＝0.64nm，c＝0.24nm,请计算其晶体密度，并与金刚石的密度（3.51g/cm3）比较，说明什么问题？4．试简要分析－C3N4比金刚石硬度大的原因。参考答案第一题（2分）1、A2、D第二题（6分）A：H2N－CH2－COOHB：（各2分）第三题