2012全国化学竞赛初赛模拟试卷3.doc

2012全国化学竞赛初赛模拟试卷3 H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMt一A是一种四面体型的分子, A与NaOH溶液共热反应产物中B与C的物质的量之比为13，其它相关物质的转化见下图:EFGHDIABCBBNaOH CaO2H2OH2O (1)试写出A-I物质的分子式：(2)试写出E与F分子的结构式：(3)实际在A和NaOH制C时，加入少量H可使产物更纯，这是因为：二铁是自然界分布最广的金属元素之一，在地壳中的质量约占5%左右。1.钢铁是最重要的金属材料。我国年产钢铁产量已超过1亿吨，居世界第一位。工业上用铁矿石和焦炭来炼铁。(1)铁矿石的种类很多，写出以下铁矿石主要成分的化学式：磁铁矿_、赤铁矿_、菱铁矿_、黄铁矿_。(2)请写出用菱铁矿和焦炭为原料来炼铁的化学方程式：(3)从高炉冶炼得到的生铁，含铁约95%左右，要得到纯铁（含铁99.9%以上）可采用电解的方法。电解槽的阳极材料应选用_，阴极材料应选用_， 电解质溶液应采用_溶液。要获取1.0kg纯铁，电极上通过的电量理论值为_.2.在常温下，铁跟水不起反应。但是，在水和空气里的氧气及二氧化碳等的共同作用下，铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材占世界钢铁年产量的四分之一。(1)刷油漆是重要的防腐蚀措施之一，油漆防腐蚀的主要原理是:(2)土壤中严重缺氧，又无其它杂散电流时，按理说金属较难电化腐蚀，但事实上埋在地下的钢铁构件仍遭严重腐蚀。有人取下腐蚀造成的锈瘤，呈黑色并有难闻气味，每克腐蚀产物中约有一千条硫酸盐还原菌。多数土壤中都有SO42-，硫酸盐还原菌的存在对钢铁构件的电化腐蚀起了催化作用。试写出反应式：3. 1183k以下纯铁晶体的基本结构单元与CsCl相同，1183k以上转变为与干冰相似（如图示）两种晶体中最邻近的铁原子间距离相同。求转变温度时两者的密度比（取两位有效数字）。4. FeO晶体基本结构单元为NaCl型（如图示）。实际上FeO晶体中存在着空位、错位、杂质原子等缺陷。晶体缺陷对晶体的性质产生重大影响。由于晶体缺陷，在FeO晶体中Fe和O的比值发生了变化，变为FexO，X值小于1，测知FexO晶体密度为5.71gcm-3，基本结构单元边长为4.2810-10m。求：FexO中X值（精确至0.01）为: 晶体中的Fe分别为Fe2+、Fe3+，在Fe2+和Fe3+的总数中，Fe3+所占分数（用小数表示精确至0.001）为:此晶体化学式为 5.铁元素是人体的重要营养元素，举一例说明铁元素在人体中的重要作用：三维生素C是一种水溶性维生素，分子式是C6H8O6(M=176.1gmol1)，人体缺乏这种维生素会得坏血症，所以，维生素C又称抗坏血酸。维生素C是一种还原剂，半反应为：C6H8O6C6H6O62H2e-.在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C。为测定某牌子的软包装橙汁中维生素C的含量,取20.00mL待测橙汁，加入标准碘溶液20.00mL，然后用0.1050 molL1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点，读得Na2S2O3溶液消耗的体积为25.02mL。另取20.00mL标准碘溶液进行空白实验, 消耗上述Na2S2O3标准溶液27.16mL.(1)上述滴定方法称为_法, 滴定橙汁时所采用的滴定方式是_。(2)此橙汁中维生素C的含量是 mgL1。(3)待测橙汁中加入标准碘溶液后，能否剧烈摇动锥形瓶？为什么？(4)滴定时能否剧烈摇动锥形瓶？为什么？(5)如何确定滴定终点？四已知：Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=1.810-10 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=1.910-12现有0.001摩/升AgNO3溶液滴定0.001摩/升KCl和0.001摩/升的K2CrO4的混和溶液，试通过计算回答：(1)Cl-和CrO42-中哪种先沉淀?(2)当CrO42-以Ag2CrO4形式沉淀时，溶液中的Cl-离子浓度是多少? CrO42-与Cl-能否达到有效的分离? 五已知：某温度下反应N2O4（g）2NO2（g）的平衡常数。(1)现有总压1atm下NO2和N2O4的混合气体，其密度为同状态下H2密度的34.5倍，求平衡常数KP。(2)如将这些气体全部用水吸收转变为HNO3，需用同压下几倍体积的O2？(3)如将这些氧气预先和NO2、N2O4相混合（设O2和NO2、N2O4不反应），总压仍为1atm，其平衡后混合气体的密度为同状态下H2的多少倍？六化合物A、B、C是著名的香料： A B C1用系统命名法命名A和B。2写出化合物C分别与下列试剂反应的主要产物（1）NaOHH2O/；H，并写出产物的系统名称。（2）KMnO4/H（3）O3；H2O/Zn3请你以苯和乙烯、丙烯及必要的无机试剂为原料，设计一条合成A的路线。4请你以甲苯和2甲基丙烯及必要的无机试剂为原料，设计另一条合成A的路线。5以甲苯、丙烯及必要的无机试剂为原料合成B。七 L甲状腺素是一种重要的激素，用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类疾病。早期人类都是用动物的甲状腺组织来提取甲状腺素。甲状腺素的光学活性在20世纪30年代首先由Harington和Salter发现，他们从动物甲状腺体的蛋白质用发酵水解方法提取了L甲状腺素，从而避免了碱性水解的消旋现象，同样的结果也由Foster和Palmer等人在甲状腺体初步发酵后再酸性水解的方法而获得。但是从动物甲状腺体组织提取的L甲状腺素纯度低、光学纯度比较差，而且数量亦受到限制。40年代起，人们开始用合成方法来生产L甲状腺素。化学合成法是以L酪氨酸为起始原料合成L甲状腺素有多种路线，最有代表性的为Chalmers开发的经典路线：A(C9H9N3O7)B a (CH3CO)2O NaOHCD(C20H21N3O9)EFGC2H5OHH+ b NaNO2-HCl KI HI-HAC I2-KI (L-甲状腺素) 此合成工艺需要八步反应，虽可保留其光学活性，但操作步骤非常复杂，产率低，成本较高。通过化学工程师们的不懈努力，上海精细化工研究所的研究人员采用3，5二碘L酪氨酸为原料，经孵化反应（消化偶合反应）合成了高纯度、高生物活性的L甲状腺素，缩短了工艺路线，降低了生产成本，是较理想的合成路线。工艺流程如下：L酪氨酸HJLML甲状腺素1为何L甲状腺素有光学活性，以上反应是否会影响其光学活性？2写出a试剂、b试剂的化学式3. 写出AM各物质的结构简式。答案一（1）AP4 BPH3CNaH2PO2DCa3P2EP4O6FP4O10(或P2O5)GH3PO3HH3PO4 I.Ca(OH)2（2）（2分）高温（3）白磷亦有可能歧化生成少量的Na2HPO3，加入Ca2可生成CaHPO3沉淀而除去HPO32。二1.(1) Fe3O4、Fe2O3、FeCO3、FeS2 (2) FeCO3+2C = Fe+3CO。(3) 生铁 纯铁片 _FeSO4 3.4106C。2.(1) 是将金属与空气和水隔离。（2）4Fe+SO42-+4H2O=FeS+Fe(OH)2+2OH-30.92。 4.(1) 0.92 (2) 0.174。 (3)5. 血红素中含铁，人体缺铁会造成贫血。三答：（1）碘量法,返滴定或间接滴定。注：也可用直接滴定法。（2）9892（3）不能，因为维生素C被空气中O2氧化而损失，影响测量准确度。（4）不能，因为I2易挥发且I-易被空气中O2氧化。（5）用标准Na2S2O3溶液滴定至溶液由棕色变为淡黄色，加入2mL0.5%淀粉（指示剂）继续滴定至溶液蓝色消失为止。四（1）AgCl饱和所需Ag+浓度Ag+1=1.810-7摩/升 Ag2CrO4饱和所需Ag+浓度Ag+2=4.3610-5摩/升Ag+1Ag+2，Cl-先沉淀。（2） Ag2CrO4开始沉淀时Cl-=4.1310-610-5，所以能有效地分离。五（1）（3分）混合气体分子量为：34.5269（1分）即（1分）KP0.5（2）（3分）设有1molNO2，1molN2O4，共可折合为3molNO2（1分）需O2（1分）需倍体积O2（1分）（3）（5分）设初始时有2molN2O4，1molO2平衡时有（2x）molN2O4、2xmolNO2、1molO2，共（3x）mol气体（1分）（1分）x = 0.7628（1分）平均分子量为：（1分）平衡混合气体密度为H2的：28.7倍（1分）六1A2甲基4苯基2丁醇B2甲基3苯基2丙醇2（1）（Z）4羟基7癸烯酸（2）CH3CH2CO2H（3）CH3CH2CHO3Br2A45CH3CHCH2H2OCl2七.1.L酪氨酸中有一不对称碳原子（手性碳原子），因此有旋光性；反应中该碳原子始终没参与，故不会改变光学活性。2.a.HNO3-H2SO4 b.H2-Pd或Zn-HCl3A：； B：； C：； D：； E：； F：； G： H：； I： (CH3CO)2O； J： ； K：CH3CH2OH；L： ； M：本题给出了两条合成L甲状腺素的途径，第一条途径条件较多，根据反应前后化学式的变化和参与反应的试剂，并不难推出产物；第二条途径是对第一条的改进，可借助第一条的信息帮助解答。7 第 页 共4页