全国高中生化学竞赛经典套题_(7)

2010年全国化学竞赛初赛模拟试卷（7）（时间：3小时满分：100分）题号12345678910满分12101081212108138H1.008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－LaRfDbSgBhHsMtDs第1题（12分）在我们地球的物质世界里的周期系是根据四个量子数建立的，即n=1，2，3，……；L=0,1,……,(n-1)；ml=0,±1,±2,……±L;ms=±1/2。如果在另一个星球，那里的周期系也是由四个量子数建立的，但它们的关系为n=1,2,3……；L=0,±1,±2,……±(n-1)；ml=0,1,2,……,L-1；ms=±1/2。如果在地球上的基本原理在这个星球上也适用（但不发生能级交错现象），回答下列问题：1、这个星球中第3，4，5，n层各有几种元素？2、写出9，33号元素的价电子构型；3、写出前112号元素电负性最大和最小的元素的原子序数；4、写出第二周期中可能的杂化轨道；5、在这个星球的有机化学最可能是以哪种元素为基础的？写出原子序数；6、如果这个星球中每个轨道只容纳1个电子，其它量子数和基本原理不变，写出前100号元素的稀有气体的原子序数。第2题（10分）1951年，化学家首次在实验室中合成了一种无色的四面体分子气体A。A是由KClO3在-40℃时与F2发生氟化反应而生成的。1、A的化学式是，其中心原子的杂化形态为。2、在300℃时将A通入浓NaOH溶液中，在高压的密封罐中发生非氧化还原反应。试写出该化学反应方程式。3、A能与足量的NH3发生非氧化还原反应，生成等物质的量的两种铵盐B和C。其化学式分别为和。4、在B的水溶液中，加入过量的NaOH溶液，可得盐D。经研究表明，盐D与K2SO4类质同晶。试写出该反应方程式。5、A能与苯基锂发生反应，写出其反应方程式。第3题（12分）SO2是现今空气污染的主要物质之一，如何消除SO2对空气的污染是有待化学家解决的问题。1819年，化学家GayLussac做了一个有趣的实验：将SO2与MnO2作用，生成了A和B两种盐。进一步研究发现：A和B两种盐只有3种离子，其中A的阴离子为正四面体结构，B的阴离子是通过顶角相连的2个三角锥，A和B的阴离子中心原子相同。若将A、B分别溶解在稀酸中，久置后都变成同一种酸。1、试确定A和B的分子式。2、上述反应可看作发生了2个反应。第一个反应是MnO2与SO2生成A；第二个反应是MnO2被SO2还原成C，同时生成D。C再与SO2反应生成盐E。盐E不稳定，分解生成盐F和B。盐E被D氧化成A。已知C、E的结构分别与Fe2O3和Fe2(SO3)3[注：该盐要在非水溶剂中制备]类质同晶。写出C、E、F的分子式。3、写出生成C、E、F的化学反应方程式。第4题（10分）1、2007年北京抽查市面22种随烤鸭销售的甜面酱，其中16种含禁用甜味剂甜蜜素，有超过72%样品不合格，市民摄取过量的甜蜜素，可能会损害肝脏或神经系统。甜蜜素学名环己基氨基磺酸钠，请给出甜蜜素稳定的立体结构；2、日本东京农业及技术大学的H.Ohno和他的助手认为，新型室温氨基酸离子液体用作多肽合成中间体和在药物化学、工业化学中的应用前景非常广阔。把1-乙基-3-甲基咪唑氢氧化物（咪唑结构如右图）的水溶液加到具有光学活性的有机物的水溶液中就可以得到这类化合物。在除去水后，用元素分析和NMR光谱可以确定该离子液体的结构。这种透明的、几乎无色的离子液体能够和多种有机溶剂相混溶。已知该离子液体的式量为213，写出其结构简式；3、1967年，科罗拉多大学的S.Cristol等人合成有机分子X，这个分子让他想起罗马的两面神Janus——罗马的守门神。Cristol的同事Macintyre就建议分子叫做Janusense。X的分子式为C30H22，由苯环和叔碳组成，结构中不存在4元环，且呈现镜面对称，画出其最合理的结构。第5题（8分）二、利用有机金属催化剂便可用甲醇制得乙酸。其中一种含铑的催化剂作用机理如下：NHNACH3IRhCH3IICOCOIBCOCCH3COI1、画出A、B、C的立体结构。2、写出用该方法由甲醇制备乙酸的总反应方程式。第6题（12分）石墨晶体有六方石墨和三方石墨2种结构。六方石墨晶体中堆积次序为ABAB…，三方石墨晶体为ABCABC…（如右图所示）。三方石墨的晶胞参数a=b=245.6pm，c=1004.4pm。1、画出三方石墨的正当晶胞示意图。2、画出三方石墨的正当晶胞（较长）体对角线方向的投影（用圆圈表示C原子的投影，原子若重合请用大小不同的圆圈表示）。3、根据石墨晶体估算C原子的共价半径和范德华半径。4、计算三方石墨的密度。第7题（10分）制备PbS纳米粒子的方法如下：Pb(Ac)2溶液Na2(EDTA)PbY2-加入HAc-NaAc缓冲溶液通入H2SPbS纳米粒子EDTA为乙二胺四乙酸，它是一种弱酸，简写成H4Y,EDTA二钠简写成Na2H2Y，它们可以与Pb2+及其它许多金属离子形成稳定的配离子。1、试从平衡的观点解释增大酸度对PbY2-的影响。2、为什么不用硫化氢气体直接通入硝酸铅溶液来制备PbS纳米粒子？3、为什么用Na2H2Y2而不用H4Y来制备PbY2-？4、在医学上可以用形成PbY2-来治疗人体的铅中毒，临床上是在葡萄糖输液中加入适量的CaH2Y来代替Na2H2Y给病人输液治疗。请说明这种取代的理由。第8题（8分）按下列信息完成相关问题：1、同位素示踪技术在化学的各个领域都有广泛的应用。利用核辐射探测灵敏度高的特点，已测定了许多难溶化合物的溶解度、难挥发物的蒸汽压、配合物的稳定常数等。用放射性同位素标记的化合物反应以确定反应机理及化合物的键合状态已成为化学上普遍使用的手段。已知HgI2+2NaI=Na2HgI4,请设计实验，说明配离子[HgI4]2-中4个I-是等价的。2、铝与三乙胺形成的单核配合物是电中性分子，实验测得其H的质量分数为14.32%，画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态和杂化类型。要给出推理过程。第9题（13分）RuO4与C2H4、H2O2-H2O发生以下一系列反应：①、②、⑤、⑥、⑦中加入H2O2-H2O，③、④中加入C2H4。A与B、E与F有相同的化学式，但不属于立体异构体。C2H4+RuO4RuOOOOABCD①②③⑤④⑥⑦EF1、请画出上图A~F各字母所代表的化合物的结构式并标出Ru的氧化态。ABCDEF2、说明H2O2-H2O在上述系列反应中起哪些作用。3、H2O2与其它物质反应时，还能起什么作用？试用化学反应方程式说明。第10题(8分)以间二硝基苯为起始原料，用最佳方法合成3-氟-4-碘苯甲醚（限用具有高产率的各反应，标明合成的各个步骤）。参考答案（1007）第1题（12分）1、5,7,9，2n-1（各0.5分）2、1s22s22p22d3，1s22s22p42d63s23p43d63f7（各1.5分）3、13，101（各1分）4、spsp2sp2dsp2d2sp2d3pdpd2pd3p2dp2d2p2d3（2分，写够6个即可）5、8（1分）6、2,11,31,66(2分)第2题（10分）1、ClO3F（1.5分），sp3（0.5分）2、ClO3F+2OH-=ClO4-+F-+H2O（2分）3、NH4ClO3(NH)，NH4F（各1.5分）4、2NH4++ClO3(NH)-+OH-=(NH4)2ClO3N+H2O（2分）5、C6H5Li+ClO3F=C6H5ClO3+LiF（1分）第3题（12分）1、A：MnSO4B：MnS2O6（各1.5分）2、C：Mn2O3E：Mn2(SO3)3F：MnSO3（各1.5分）3、2MnO2+SO2→Mn2O3+SO3Mn2O3+3SO2Mn2(SO3)3Mn2(SO3)3MnSO3+MnS2O6（各1.5分）第4题（10分）1、NHSO3Na（2分）2、NN+C2H5CH3+CHH5C2NH2COO--（4分）3、（4分）第5题（8分）1、ABCRhIICOCORhICOIICOCH3RhCOCH3IICOCOIRhCOIICOCOCH3I或（各2分）2、CH3OH+CORhHICH3COOH（2分）第6题（12分）1、2、CH4CH4CH4CH4CH4CH4CH4CH4（2分）CH2CH2CH2CH（5分）3、共价半径：167.4pm；范德华半径：70.90pm（各1.5分）4、2.28g/cm3（2分）第7题（10分）1、H4Y是弱酸，酸度增大会使Y4-得浓度减小，不利于PbY2-的形成。2、直接通硫化氢气体时，溶液中Pb2+浓度很大，反应速率过快，致使PbS的粒子较大，不能形成纳米粒子。3、因为Na2H2Y2的溶解度比H4Y大；有利于在溶液中得到高浓度的H2Y-,从而有利于PbY2-的形成。4、防止Y4-与人体中钙离子配合，造成钙流失。第8题（8分）1、HgI2+2Na131I=NaHgI2131I2Na2HgI2131I2+2AgNO3=AgI+Ag131I+HgI131I+2NaNO3放射性测定表明131I均匀分布在两种产物Ag131I和Hg131I中，说明[HgI4]2-中4个I-是等价的。（4分）2、铝在化合物中一般显+3价，配体三乙胺是分子，配合物中还应该有3个H-做配体。经计算，化学式为AlH3(N(C2H5)3)2。（4分）第9题（13分）1、（各1.5分）RuOOOOOARuOOOOOBRuOOOOCRuOOOOODRuOOOOOOERuOOOOOOF2、氧化剂；双氧配体（各1分）NH3+HOOH=NH4OOH2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++8H2O+5O2酸性：还原性：3、（各1分）第10题(8分)NO2NO2Na2SNH2NO2NaNO2/HCl低温N2ClNO2H2OOHNO2CH3IOH-OCH3NO2Fe/HClOCH3NH2NaNO2/HCl低温NaBF4OCH3FOCH3FO2N浓H2SO4/HNO3Fe/HClOCH3FNH2NaNO2/HCl低温NaIOCH3FI