化学竞赛模拟试题

化学竞赛初赛模拟试卷江西省临川一中第一题（2分）右图是同学们经常使用的某品牌修正液包装标签。请仔细阅读，结合自己的生活经验和所学知识，得出2条重要化学性质。第二题（5分）羟胺（NH2OH）熔点33.05℃，沸点56.5℃，是有机合成上最常用的还原剂，工业上可电解硝酸制得，羟胺盐酸盐在工业上用途非常广泛。1．写出电解硝酸时在电极上生成羟胺的电极反应方程式；2．写出能体现羟胺弱碱性的离子方程式；3．羟胺能还原溴化银，写出该反应的化学方程式；4．酸性条件下羟胺能将硫酸亚铁氧化，写出反应的离子方程式；5．系统命名右图所示物质。第三题（8分）磺酸型离子交换树脂是最常见的阳离子交换树脂。1．某磺酸型离子交换树脂X（网型）由常见单体烃A和交联剂烃B通过加聚、磺化反应而得树脂。已知X中C、H原子个数比是1︰1。写出满足条件的A、B的结构简式；2．具有不同交联程度的磺酸型离子交换树脂可作为不同用途要求，如何控制交联的程度？3．除阳离子交换树脂外还有阴离子交换树脂，阴离子交换树脂的结构上有什么特点？4．如何用阴、阳离子交换树脂制备去离子水，简要说明。5．在氯碱工业中使用的离子交换膜，实际上是阳离子交换树脂还是阴离子交换树脂？为什么？第四题（7分）某离子化合物钾盐X具有超导性，超导临界温度为18K。它的晶体结构经测定阴离子作立方面心密堆积，K＋填充在全部八面体和四面体空隙中，晶胞参数a＝1424pm，晶体密度1.928g/cm3。1．计算该晶体X的摩尔质量；2．确定该晶体X的化学式；3．画出晶体X正当晶胞沿着体对角线方向的K＋投影（○表示K＋的投影，◎表示2个K＋的重叠投影）。修正液（Correction）使用方法：使用前摇匀修正液涂于修正处少许待完全干后书写注意事项：用完后请及时盖上帽严禁食用CH3NOH第五题（10分）杂多化合物是一类含有氧桥的多核配合物，由于具有独特的分子结构及分子易于设计和组装的特点，现已广泛用作新型高效催化剂、药物、磁性材料、高质子导体……1．右图所示为1︰6系列的平面型杂多阴离子的典型代表，配离子Mo（Ⅵ）与氧形成八面体配位，杂原子I（Ⅶ）。（1）写出化学式；（2）借助右图正方体，画出6个Mo的相对位置（体心为I）2．右图所示为1︰12系列的四面体型杂多阴离子的典型代表，配离子Mo（Ⅵ）与氧形成八面体配位，杂原子P（Ⅴ）。（1）写出化学式；（2）本图中P－Mo距离与上图I－Mo是否相等（或何者长），具体说明理由（假设MoO6八面体都等价）。第六题（8分）HPE是合成苯氧基及杂环氧基苯氧基丙酸类除草剂的重要中间体，其结构简式如右图所示：1．系统命名法命名HPE；2．以烃的含氧衍生物为起始原料，用最佳方法合成HPE（限用具有高产率的各反应，标明合成的各个步骤）。3．上述合成过程中易生成三种副产物，请列举其中2种第七题（9分）为确定晶体X的化学式，某学生取该晶体1.252g，以水溶解，配成100.0mL溶液（以下称X液），经下列测定步骤：（1）取X液3.00mL，用硝酸及氢氧化钠调至pH＝7，以铬酸钾作指示剂，用0.0200mol·L－1硝酸银滴至砖红色铬酸银沉淀出现，消耗硝酸银溶液15.00mL；（2）取X液3.00mL，用硝酸调至pH＝1，加入25.00mL0.0300mol·L－1硝酸银溶液，振荡后，再加入硝基苯，用0.0200mol·L－1硫氰化钾溶液滴至终点，消耗硫氰化钾溶液15.00mL；（3）取X液10.0mL，加入10.0mL2.00mol·L－1氢氧化钠溶液，加热蒸馏，馏出物用50.00mL0.100mol·L－1盐酸吸收，蒸馏半小时后，用0.100mol·L－1氢氧化钠溶液滴定盐酸吸收液至甲基红变黄，消耗氢氧化钠溶液25.00mL；（4）取X液5.00mL，用硝酸调至pH＝5～6，加入10mL、pH＝5.5的缓冲溶液，以二甲酚橙作指示剂，用0.0100mol·L－1EDTA溶液滴至终点，消耗EDTA溶液25.00mL。1．分析上述步骤⑵中为什么使用返滴定（步骤⑴为直接滴定），硝基苯的作用是什么，如何判断该反应的终点？2．通过计算确定该晶体的分子式。HOOCHCOOCH2CH3CH3第八题（15分）化合物A被誉为21世纪的“魔法石”，这种物质可以把普通金属变成金子，或者说金钱；它可以传送光线而不会将能量以热的形式浪费掉；它可以把手机信号扩大十倍，让电脑的速度提高1万倍。A由金属B和非金属C两种元素组成。金属B是在闪锌矿中离析出的；也是化学史上第一个先从理论预言，后在自然界中被发现验证的化学元素。金属B为蓝灰色固体，熔点29.8℃，沸点2403℃。B在常温下几乎不受氧和水的侵蚀，只在高温下才被氧化；它与稀酸作用缓慢，可溶于热的强酸及强碱中；B的氧化物和氢氧化物都是两性的，可溶于酸和碱中。非金属元素C的核外轨道，双电子占据的轨道比单电子占据的轨道少1个。1．写出A的化学式和B、C的电子构型；2．列举单质B的2种用途；3．单质镓需密封保存，但不能存放在玻璃器皿中，解释不能存放的原因。4．B除能与C形成A外，还可以形成另三种类似物，它们的组成和性质都有相似之处。写出这三种物质的化学式。5．A有多种方法进行制备，分别写出反应方程式。（1）B的甲基化合物和C的氢化物反应；（2）B的氯化物和C的碱金属化合物反应；（3）B的偏酸粉末与C的氢化物反应；（4）B的氧化物和C的氢化物以及碳反应（产物中H2O、CO、H2的物质的量比是1︰1︰5）6．通过X射线衍射和扫描电镜研究发现，A粉末是六角纤锌矿结构的粒状微晶，其晶格常数a和c分别为0.3191nm和0.5192nm。计算A的密度。第九题（9分）有机物A在特定条件下反应，生成B和C，A、B、C都有三种元素C、H、O组成；经核磁共振等实验检测发现：A中有2种类型的氢原子，个数比是1︰9，而C、H个数比是2︰5；B中同种类型的原子完全等价，且各化学键的张力很小；C中氢原子也完全等价，且C、H个数比是1︰3。已知A、B、C分属于不同有机类别（如醇、醚、醛、酮、酸、酯……），但都不与金属钠反应。1．写出A、B、C的立体结构式；2．指出A、B、C的物质类别；3．写出A→B＋C的反应方程式。4．写出1种与B具有相同原子数目和构型，但只有两种元素组成物质的分子式。第十题（9分）无机酸酸X1.620g能与1.000mol/L的NaOH溶液40.00mL完全中和；一定条件下1.620gX水溶液加热会分解，所得产物能与1.000mol/L的NaOH溶液50.00mL完全中和。1．通过计算和推理，确定X的化学式。2．写出X的结构简式及其互变异构体；3．写出X的分解反应方程式；第十一题（10分）碳酰肼（CHZ）它可作为多齿配体与多种金属离子配位。由于碳酰肼是肼的衍生物，具有强还原性，可作含能材料的组分。所以碳酰肼配合物具有高能量、低感度的优良特性，GTN是其中具有代表性的一种，因其卓越的性能倍受关注。GTN元素组成为：C：6.83%，H：3.44%，O：33.34，Cl：13.43%（即3︰18︰11︰2）。已知GTN中金属离子与CHZ形成八面体配合物离子。1．写出CHZ的结构式和GTN的化学组成式；2．结构分析证实配合物GTN中的CHZ和游离态的CHZ相比，分子中原本等长的两个键不再等长。画出这种配合物的结构简图（氢原子不需画出），讨论异构现象。3．配合物的外界同配合物内界通过什么作用力结合在一起的。4．GTN具有高能钝感的优良特性，是一种性能卓越的含能材料，具有广阔的应用前景。试从组成和结构等角度分析GTN具有“高能、钝感”两大特性的原因。第十二题（8分）化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到一氧化碳和氢气为主的混合气体。这种混合气体中用于生产甲醇或合成氨。对甲烷而言有如下两个主要反应：CH4＋0.5O2→CO＋H2，ΔH＝－36kJ·mol－1①CH4＋H2O→CO＋3H2，ΔH＝＋216kJ·mol－1②1．由反应①和②推出总焓变为零的总反应方程式［为反应③］。2．用CO和H2合成甲醇可用下述两种方法之一。⑴两步法：对应于反应③的起始混合物先从0.100×106Pa压缩到3.00×106Pa，然后将该反应的产物从3.00×106Pa压缩到6.00×106Pa。⑵一步法：将反应③的产物从0.100×106Pa压缩到6.00×106Pa。已知：W＝nRTln[pf（终）/pi（始）]。假定反应③是在恒压下完成的。温度恒定在500K，气体遵守理想气体行为，气体常数R＝8.314J·mol－1·K－1。设有100mol起始混合物，试计算按⑴两步法增加压力的压缩功W两步和按⑵一步法增加压力的压缩功W一步。3．为生产氢气用于合成氨，设某混合气体含40.0mol的CO，40.0mol的H2，18.0molCO2以及2.00molN2，将该混合气体加到200mol水蒸气中，通过反应器，发生如下转化并建立平衡：CO＋H2OCO2＋H2，在给定条件下转化反应的平衡常数K＝3.30，求反应器出口处各种气体的物质的量。参考答案（0701）第一题（2分）有毒易燃（各1分）第二题（5分）1．NO3－＋7H＋＋6e－＝NH2OH＋2H2O（1分）2．NH2OH＋H2O＋NH3OH＋OH－（1分）3．2NH2OH＋2AgBr＝N2↑＋2Ag↓＋2HBr＋2H2O（1分）4．2Fe2＋＋NH2OH＋3H＋＝NH4＋＋2Fe3＋＋H2O（1分）5．E－苯乙酮肟（1分）第三题（8分）1．－CH＝CH2CH2＝CH－－CH＝CH2（各1.5分）2．通过控制CH2＝CH－－CH＝CH2与－CH＝CH2的相对比列来控制磺酸型离子交换树脂的交联程度，CH2＝CH－－CH＝CH2的用量越大，交联程度越高，反之亦然（1.5分）。3．季铵碱（－NR3OH，取代－SO3H）型离子交换树脂（1分）4．将水先通过磺酸型阳离子交换树酯，再通过季铵碱型阴离子交换树脂（1.5分）5．磺酸型阳离子交换树酯，电解中需要阳离子Na＋通过而，而阴离子不通过（1分）第四题（7分）1．M＝ρa3NA/Z＝1.928×14.243×0.6022/4＝838.1g/mol（2分）2．阴离子式量为720.8，应为60个C，化学式K3C60（2分）3．（3分）第五题（10分）1．（1）[IM6O24]5－（3分）（2）（2分）2．（1）[PM12O40]3－（3分）（2）P－O距离比I－O长（1分），前者MoO6八面体只有1个O与P最近，后者MoO6八面体有2个O与P最近（1分，或后者相邻6个六边形共边相连，而前者部分共边，部分共顶点，其它合理答案都可）第六题（8分）1．2－[4－(羟基苯氧基)]丙酸乙酯（1分）2．（1）制备氯丙酸：CH3CH2COOH2ClP，CH3CHClCOOH（2）成盐反应：HO－－HO＋2NaOH→NaO－－ONa＋2H2OCH3CHClCOOH＋NaOH→CH3CHClCOONa＋H2O（3）缩合反应：NaO－－ONa＋CH3CHClCOONa→NaOOCHCOONaCH3＋NaCl（4）酸化反应：NaOOCHCOONaCH3＋H2SO4→CH3CHCOOHOHO＋Na2SO4（5）酯化反应：CH3CHCOOHOHO＋C2H5OH/42SOHHPE＋H2O（5分）3．①盐前对苯二酚易被氧化为醌；②在成盐时，α－氯丙酸的氯基团被碱性介质中的羟基取代而变成乳酸；③在缩合反应中,对苯二酚的两个羟基同时发生亲核取代而生成双取代物。（2分，任意2种）第七题（9分）1．强酸性使内界的Cl－电离，而此条件下Ag2CrO4转化为Cr2O72－而溶解，因此K2CrO4不能作酸性条件下的指示剂。（1.5分）硝基苯（使硝基苯在AgCl上形成薄膜）阻止氯化银沉淀转化为硫氰化银沉淀（1分）Fe3＋为指示剂（0.5分）红色出现为终点（0.5分）2．该物质为配合物，内外界都有Cl，内界还有NH3（0.5分）步骤⑴：n(Cl－)＝0.3000mmol，为外界Cl（0.5分）步骤⑵：n(Cl－)＝0.7500－0.3000＝0.4500mol，为总