全国化学奥林匹克竞赛(初赛)模拟试题(1).doc

湖南师大附中化学竞赛教练组命制，不得翻印

全国化学竞赛初赛模拟试卷（1）
（时间：3小时 满分：100分）
题 号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
总分
满 分
11
11
9
10
10
8
9
7
7
7
6
5
100

H
1.008
相对原子质量
He
4.003
Li
6.941
Be
9.012

B
10.81
C
12.01
N
14.01
O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La－Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac－La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds

La系
La
138.9
Ce
140.1
Pr
140.9
Nd
144.2
Pm
144.9
Sm
150.4
Eu
152.0
Gd
157.3
Tb
158.9
Dy
162.5
Ho
164.9
Er
167.3
Tm
168.9
Tb
173.0
Lu
175.0
第一题（11分）
化合物A含硫（每个分子只含1个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；少量A与水反应可完全水解而不被氧化或还原，所有反应产物均可溶于水；将A配成水溶液稀释后分成几份，分别加入一系列0.1 mol/L的试剂，现象如下：
①加入硝酸和硝酸银，产生微黄色沉淀。
②加入硝酸钡，无沉淀产生。
③用氨水将溶液调至pH＝7，然后加入硝酸钙，无现象发生。
④溶液经酸化后加入高锰酸钾，紫色褪去，再加入硝酸钡，产生白色沉淀。
⑤加入硝酸铜，无沉淀。
1．①、②、③的目的是为了检出什么离子？试分别写出欲检出离子的化学式。
2．写出④发生的反应的离子方程式。
3．⑤的欲测物质是什么？写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。
4．以上测试结果表明A可能是什么物质？写出 A的化学式。
5．称取7.190g A溶于水稀释至250.0cm3。取25.00cm3溶液加入HNO3和足量的AgNO3，使沉淀完全，沉淀经洗涤、干燥后称重，为1.452g。写出A的化学式。
6．写出A与水的反应的方程式。若你未在回答以上问题时得到A的化学式，请用SO2ClF代替A。

第二题（11分）
1998年，中国科大的化学家把CCl4(l)和Na混合放入真空容器中，再置于高压容器中逐渐加热，可得一些固体颗粒。经X－射线研究发现：该固体颗粒实际由A和B两种物质组成，其中A含量较少，B含量较多。试回答下列问题：
1．CCl4和Na为何要放在真空容器中？随后为何要置于高压容器中？
2．指出CCl4分子的结构特点和碳原子的杂化态。
3．上述实验的理论依据是什么？请从化学反应的角度加以说明。
4．试确定A、B各为何物？A、B之间有何关系？
5．写出上述反应方程式，并从热力学的角度说明A为何含量较少，B为何含量较多？
6．请你从纯理论的角度说明：采取什么措施后，A的含量将大幅度增多？
7．请评述一下上述实验有何应用前景？

第三题（9分）
某一简易保健用品，由一个产气瓶、A剂、B剂组成，使用时，将A剂放入产气瓶中，加入水，无明显现象发生，再加入B剂，则产生大量的气体供保健之用。经分析，A剂为略带淡黄色的白色颗粒，可溶于水，取少量A溶液，加入H2SO4、戊醇、K2Cr2O7溶液，戊醇层中呈现蓝色，水层中则不断有气体放出，呈现蓝绿色。B剂为棕黑色粉末，不溶于水，可与KOH和KClO3共溶，得深绿色近黑色晶体，该晶体溶在水中又得到固体B与紫红色溶液。回答下列问题：
1．填表：

主要成分
在保健用品中的作用
A剂

B剂

2．写出各过程的方程式。
3．在A剂、B剂的量足够时，要想在常温下使产气速率较均匀，你认为关键是控制什么？

第四题（10分）
配位化学是化学的一个重要分支。在十九世纪，维尔纳的老师认为：六配位化合物是一种链式结构，如：M—A—B—C—D—E—F或M—B—A—C—D—E····；而维尔纳认为：六配位化合物是一种八面体。
1．请你设想一下：维尔纳是如何否定老师的论断得出他的正确结论的？
在配合物中，乙酰丙酮（CH3COCH2COCH3）是常见的一种配体。试回答：
2．乙酰丙酮（）可作双齿配体。请从有机化学的角度加以解释。
3．某同学用乙酰丙酮与CoCl2、H2O2在一定条件下反应得到一晶体A。为测定晶体组成，该同学设计以下实验：准确称取A晶体0.4343g，煮沸溶解后，用氢离子交换树脂（即HR型）充分交换至看不出有Co2＋的红色，过滤；用0.1013mol/L的NaOH标准溶液滴定，用去24.07mL。（原子量请用：Co：58.93、H：1.01、C：12.01、O16.00、CI：35.45）求：
（1）A中Co的质量分数。
（2）预测A的化学式，画出A的结构并写出Co的杂化形态。
（3）写出制备A的化学反应方程式。
（4）在铁粉的催化下，A能与液溴发生取代反应。试写出其化学反应方程式。阐述其原因。

第五题（10分）
车祸严重危害了司乘人员的生命安全，为了降低车祸给司乘人员所带来的损害，有人利用化学反应在小汽车前排设计了一气袋。气袋由固体化合物A＋B＋C组成，在汽车受到撞击的一刹那，由于剧烈碰撞，导致气袋里发生化学反应，气袋迅速膨胀，随及弹出，从而保护司乘人员的头颈不致于撞到钢架、挡风玻璃，该气袋已挽救了成千上万人的生命。
化合物A为白色固体，通常情况下相对稳定，碰撞时剧烈分解，产生熔融状态的D与气体E。D常温下为固体，性质十分活跃，直接与O2作用生成F，F为黄色粉末，可用做高空飞行或潜水时的供氧剂。气体E十分稳定，但可与金属锂作用生成白色固体G，G强烈水解，生成易溶于水的化合物H与气体I，H与气体I的水溶液均为碱性。
化合物B为钾盐，无色晶体，易溶于水，其溶解度随温度升高急剧增大。B加热时易分解，生成固体J与气体K，气体K可使带有余烬的火柴复燃。
化合物C为氧化物，无色、坚硬、不溶于水，在自然界中以原子型晶体存在，能与HF气体作用生成L与气体氟化物M。
1．判断A、B、C为何种化合物？
2．分析A、B两种盐阴离子杂化方式及成键情况，并画出示意图。
3．写出剧烈碰撞后，气袋中所发生的化学反应。
4．固体C在气袋里起到什么作用？

第六题（8分）
把铜粉放入装有浓氨水的试管中，塞紧试管塞，振荡后发现试管塞越来越紧，且溶液逐渐变为浅黄色（近乎无色）溶液A，打开试管塞后，溶液迅速变为蓝色溶液B。试回答下列问题：
1．写出上述变化的化学方程式。
2．试从结构上解释：A为何为无色，B为何为蓝色？
3．上述反应有何用途？
4．若将铜粉换成氧化亚铜，重复上述实验，现象是否一样？

第七题（9分）
据报道，近来已制得了化合物A（白色晶体），它是用NaNO3和Na2O在银皿中于573K条件下反应7天后制得的。经分析，A中的阴离子与SO42－是等电子体，电导实验表明：A的电导与Na3PO4相同。
1．写出A的化学式并命名；写出A的阴离子的立体结构图并说明成键情况。
2．预测A的化学性质是否活泼？为什么？
3．实验表明：A对潮湿的CO2特别敏感，反应相当剧烈，试写出该反应化学方程式。
4．近年来，化学家已经制备了物质B。其中，组成A和B的元素完全相同，B的阴离子与A的阴离子表观形式相同（元素和原子个数均相同），但电导实验表明，其电导能力与NaCl相同。试写出B阴离子的结构式，并写出其与水反应的离子方程式。

第八题（7分）
将NH4Cl溶液用盐酸调制成pH＝4的溶液，然后进行电解，发现制成了一种常见的二元化合物A，用空气把气体产物带出电解槽即得到较为纯净的A。A是一种挥发性的易爆炸的浓稠液体，沸点只有700C，其结构与NH3相似。
1．试确定A，写出生成A的离子方程式。
2．比较A和NH3的极性大小。
3．将A与NaClO2按物质的量之比1∶6混合，可得到一种绿色环保的消毒剂B以及能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体C。A的消毒效果是同质量的Cl2的2.63倍。试写出其反应的离子方程式。
4．已知A中两元素的电负性相同。试设计一个试验确定A中哪一种元素带部分正电荷，哪一种元素带部分负电荷？简述其实验步骤。

第九题（7分）
MgF2能够溶于水，试回答下列问题：
1．已知MgF＋离子的形成常数为63；氟化镁在水中的溶解度等于0.13g·dm－3。试求氟化镁的饱和溶液里镁离子、氟镁络离子和氟离子的浓度。若加入氟离子使它的浓度达0.1mol/L，求溶解度。
2．从上述计算看出：电解质在水中的电离有什么特点？

第十题（7分）
避蚊胺（F，分子式C12H17NO）是一种驱虫药，对蚊虫有很强的驱避作用。据报道，避蚊胺的驱避效能是产生了其对蚊虫感觉器的阻塞作用，对人畜无毒，使用安全。F可由下述方法合成：
ABCDEF（C12H17NO）（避蚊胺）
1．请你根据上述合成路线写出化合物A～F的结构式。
2．请给出避蚊胺的学名（系统命名法）

第十一题（7分）
羰基化合物有一个重要反应，就是在稀碱的作用下，具有－活性氢的醛（酮）生成－羟基醛（酮）。该反应是可逆反应，称为醇（羟）醛缩合。其反应历程为（表示一对电子转移）： ＋ H2O

（β－羟基醛）
问：由下面化合物进行如下反应，应得到何种产物，并写出相应的反应历程。

第十二题（5分）
在强酸性的非水溶液，如SbF5的HF溶液中通入H2S气体，结果只得到一种晶体A。经分析，A的阴离子具有八面体结构，阳离子与PH3是等电子体。
1．确定A的结构简式，写出生成A的化学反应方程式。
2．在上述反应中，H2S起着什么作用？
3．A物质能对石英有腐蚀作用，问A的哪一种离子对石英具有腐蚀作用？
4．如何贮存A？
全国化学竞赛初赛模拟试卷（1）参考答案

No.1
1．A：SOmXn，X＝F、Cl、Br、I之一或几种，∴A为卤氧化硫，∴A与水的反应可能是：SOX2＋H2O→HSO3－＋X－或SO2X2＋H2O→SO42－＋X－（不可能是氧化还原反应），由①、②、③、④、⑤知：A可能是SOCl2、SOClBr或SOBr2。由⑤的反应现象无I3－色出现并不能判断无I－，因为有：I2＋SO32－→I－＋SO42－。（3分）
2．若A为SOX2，则水解产生SO2：SOX2＋H2O→SO2＋2HX；
5SO2＋2MnO4－＋2H2O→5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋
若为SO2X2，则水解：SO2X2＋H2O→SO42－＋X－（2分）
3．初步判断有无I3－离子，其离子方程式为：2Cu2＋＋4I－→2CuI↓＋I2。需要指出的是：由⑤的反应现象无I3－色出现并不能判断无I－，因为有：I2＋SO32－→I－＋SO42－。（2分）
4．A可能是SOCl2、SOClBr或SOBr2。（1分）
5．最后经计算A为SOClBr。若A为SOBr2，经计算可得沉淀1.29g；而A为SOClBr，可得沉淀1.45g。（2分）
6．SOClBr＋H2O＝SO2＋HCl＋HBr（1分）

No.2
1．放在真空容器中是为了防止Na被空气中的氧气氧化；随后放在高压容器中是为了生成金刚石，因为生成金刚石需要高温高压。（2分）
2．正四面体；碳原子的杂化形态为sp3；（1分）
3．上述实验是武慈反应，即卤代烃与钠的反应，生成碳原子数更大的烃。因为CCl4中碳原子为sp3杂化，反应后，许许多多的碳原子通过sp3杂化学形式成键，即组成网状的金刚石。（2分）
4．A为金刚石；B为石墨，它们互为同素异形体。（2分）
5．化学反应为：CCl4＋4Na→C＋4NaCl金刚石和石墨的稳定形态相比，金刚石的内能大，不稳定，易转化为内能较低的石墨。（2分）
6．从纯理论的角度看，采取高温高压，将使一部分石墨转化成金刚石，使金刚石的含量大幅增多。（1分）
7．上述实验开辟了人造金刚石的另一途径。（1分）

No.3
1．A剂：Na2O2，供氧剂；B剂：MnO2，催化剂；（4分）
2．Na2O2＋2H2O→2NaOH＋H2O2；2H2O22H2O＋O2↑；
4H2O2＋H2SO4＋K2Cr2O7→K2SO4＋2CrO5＋5H2O；
4CrO5＋12H＋→4Cr3＋＋6H2O＋7O2↑；
3MnO2＋6KOH＋KClO33K2MnO4＋KCl＋3H2O
3K2MnO4＋2H2O→2KMnO4＋MnO2＋4KOH（4分）
3．关键是控制加水的量和加水的速度，可用分液漏斗来控制。（1分）

No.4
1．链式结构无旋光异构体，而八面体具有旋光异构关系。若发现某配合物用旋光仪测得有旋光性，且配位数为6，则该配合物一定是八面体结构。（2分）
2．乙酰丙酮之所以可作为双齿配体，是因为该物质始终存在烯醇式和酮式的互变异构： （1分）
3．（1）n(Co)＝n(H＋)＝×＝＝0.001219mol；
MA＝，Co%＝（2分）
（2）由MA推出应为Co(C5H7O2)3；注意不能写为Co(C5H8O2)3。Co：sp3d2。
（2分）
（3）CH3COCH2COCH3＋CoCl2＋2H2O2→Co(CH3COCHCOCH3)3＋H2O＋2HCl＋1/2O2（1分）
（4）＋3Br2＋3HBr。螯环的中央氢原子在两端羰基的作用下，呈现出部分酸性，可以在明显亲电条件下被Br＋取代。（2分）

No.5
1．A：NaN3；B：KNO3；C：SiO2（3分）
2．N3－，结构式为：
N：sp杂化，两个σ键，两个π
NO3－：；
N：sp2杂化；三个N－O σ键，一个π（3分）
3．2NaN3 2Na(l)＋3N2；10Na＋2KNO3→K2O＋5Na2O＋N2；
K2O＋Na2O＋2SiO2→Na2SiO3＋K2SiO3（2分）
4．固体C与反应生成的K2O、Na2O结合生成硅酸盐，可减少气袋使用后，废弃物的腐蚀性，降低环境污染。（2分）

No.6
1．振荡后试管越来越紧，属于减压状态，说明试管中的O2参与了反应。化学反应为：4Cu＋8NH3＋O2＋2H2O→4[Cu(NH3)2]OH；[Cu(NH3)2]OH[Cu(NH3)4](OH)2（3分）
2．A中[Cu(NH3)2]＋中Cu＋为d10结构，d亚层已排满，不能进行d—d跃迁，所以A无色；而在B中，[Cu(NH3)4]＋中Cu2＋为d9结构，d亚层未排满，可进行d—d跃迁，所以B为蓝色。（2分）
3．上述反应可以定量测定O2的含量。（1分）
4．若换成Cu2O上述反应更易进行，此时不需要空气中的O2参与。
Cu2O＋4NH3＋H2O→2[Cu(NH3)2]OH（2分）

No.7
1．A：Na3NO4；原硝酸钠或正硝酸钠；；N：sp3杂化；正四面体。（4分）
2．活泼；因为Na3NO4中中心氮原子半径小，按正常的配位应该是3，即NaNO3较为稳定。因此，当在“挤”入一个氧原子后，排斥能力增强，因此阴离子体系能能增大，不稳定，化学性质变得活泼。（2分）
3．Na3NO4＋H2O＋CO2→NaNO3＋NaOH＋NaHCO3（1分）
4．；NO4－＋H2O→NO3－＋H2O2（2分）

No.8
1．A：NCl3；NH4＋＋3Cl－＋2H＋→NCl3＋3H2↑（2分）
2．NCl3的极性小于NH3的极性。（1分）
3．NCl3＋3H2O＋6ClO2－→6ClO2＋3Cl－＋3OH－＋NH3↑（2分）
4．将NCl3水解。看看水解产物。若产物是HNO2和HCl，即N显正性，Cl显负性；若产物是NH3和HOCl，那么N和Cl的正、负性恰好相反。实验事实是：NCl3的水解产物是N2和HCl，可以想象N2只能是HOCl氧化NH3的产物，HNO2和HCl间不可能产生N2，所以是N－Cl3－。（2分）

No.9
1．[Mg2＋]＋[MgF＋]＝1.29×1010－3mol/L ①
∵F－＋H2OHF＋OH－ K＝2.83×10－11
∴[HF]很小，∴[F－]≈2s－[MgF＋]，∴ ②
联立①、②得：[MgF＋]＝1.73×10－4mol/L≈1.7×10－4mol/L，[Mg2＋]＝1.12×10－3mol/L；[F－]＝2.41×10－3mol/L，[HF]＝2.61×10－7mol/L。（未考虑水的离解）∴Ksp＝[Mg2＋][F－]2＝6.51×10－9（5分）
2．电解质在水中的电离并不是完全的，无论是强电解质，还是弱电解质，主要原因是电解质电离出的阴阳离子能相互牵制，即牵涉到有关离子强度的问题，由此引出活度的概念。（2分）

No.10
1．A：； B：； C：；
D：； E：； F：（6分）
2．（间）—3－甲基－N,N－二乙基苯甲酰胺（1分）

No.11
→＋OH－

No.12
1．A：[SH3]＋[SbF6]－；SbF5＋HF＋H2S→[SH3]＋[SbF6]－；（2分）
2．H2S起着碱的作用（质子接受者）。（1分）
3．SH3＋；（1分）
4．聚四氟乙烯的塑料瓶中（1分）

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