高中化学竞赛初赛模拟试卷(5).doc

高中化学竞赛初赛模拟试卷（5）

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
第第题（3分）
液溴瓶里的反应更剧烈（1分）
大约3mL液溴的物质的量比250mL Cl2的物质的量多，液溴比氯气“浓”，和铝发生剧烈反应（2分）
题（3分）
一个250mL锥形瓶中盛大约3mL液溴（密度为3.18g/cm3），另一个250mL锥形瓶中盛氯气（标准状况下为3.17g/L）。分别加入过量的铝，加塞。
在哪一个瓶子里反应更为剧烈，为什么？

第第题（9分）
1．4KOH＋2MnO2＋O2＝2K2MnO4＋2H2O（2分）
在连续搅拌下，使O2在KOH存在下与MnO2充分接触，发生氧化还原反应（1分）
2．2H＋＋2e－＝H2 2MnO42－－2e－＝2MnO4－
2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2O＋2KOH（各1分）
3．8KMnO4＝K2MnO4＋2K3MnO4＋5MnO2＋5O2（3分）
题（9分）
工业上用MnO2和KOH为原料制取高锰酸钾，主要生产过程分两步进行：第一步将MnO2和固体KOH粉碎，混合均匀，在空气中加热至熔化，并连续搅拌，制取K2MnO4；第二步将K2MnO4的浓溶液进行电解，制取KMnO4。
1．写出第一步制取K2MnO4的反应方程式。连续搅拌的目的是什么？
2．写出电解KMnO4的浓溶液时的两极发生的电极反应式和电解总的反应方程式。
3．高锰酸钾在240～300℃加热时失重12.66%，写出反应方程式。（已知K2MnO4 640℃分解，K3MnO4 800℃分解。）

第第题（7分）
1．74.05%（2分）
2．镍（相对原子质量58.7）（3分）
3．52pm（2分）
题（7分）
某金属是立方面心晶格型式，密度为8.90g/cm3，最临近原子之间的距离为250pm。
1．计算其空间利用率（即原子体积占晶体空间的百分率）；
2．通过计算确定该金属
3．计算能放入到该金属晶体空隙中最大原子半径是多少？

第第题（10分）
1．A：；B：Br(SiMe2)5Br；C：Me(SiMe2)5Me（各2分）
2． Si－O交替成六、八元环都可；
或者是链状的：（2分）
3．（2分）
题（10分）
在THF中以碱金属处理(CH3)2SiCl2，主要产物A为一晶体，摩尔质量为0.290kg/mol，分析其成分为：C 41.4％、H 10.3％、Si 48.3％。在苯中，其质子的NMR谱具有单谱带。化合物A与溴反应生成含溴35.5％的产物B，当B在甲苯中以(CH3)3SiCl和Na处理时，产物之一是液体C。C的质子NMR谱含有四个谱带，面积比为3︰2︰2︰1。
1．写出A、B、C的结构式。
2．写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后的产物结构式。
3．写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水的产物结构式。

第
第题（11分）
1．由题意知：棒状晶体的组成为，加热到148℃，失重32.4％，则34x/(106＋34x)＝0.324，x＝1.5，即Na2CO3·1.5H2O2（2分）（棒状晶体组成）。141℃放热过程，过氧化氢合（相当于水合）的逆过程必是吸热过程。因此放热现象只能是：
Na2CO3·1.5H2O2＝Na2CO3＋1.5H2O2 吸热过程
＋） 1.5H2O2＝1.5H2O＋1.5/2O2 放热过程
Na2CO3·1.5H2O2＝Na2CO3＋1.5H2O＋1.5/2O2 放热过程（2分）
（H2O2分解释放热量98.2 kJ／mol，必大于前一反应的吸热量，否则无法说明实验中的放热现象）脱去H2O2（吸热）和H2O2的分解（放热）同时进行，总结果是放热过程。
2．将物质加热分解，若物质能够脱水而又不失去氧化能力，则必是Na2CO4·H2O；（1分）也有可能两种形式的化合物之间发生重排：Na2CO3·H2O2Na2CO4·H2O，用乙醚可以从过氧化氢合物的水溶液中萃取出H2O2，而从过氧化合物中是萃取不出H2O2的，借此即可加以鉴别。（1分）
3．2Na2CO4＝2Na2CO3＋O2↑（1分）
4．2CO42－＋4H＋＝2CO2↑＋O2↑＋H2O（1分）
5．可以选定下列装置，将Na2CO4置于圆底烧瓶中，稀酸置于分液漏斗中，为了测定生成气体中O2的含量，必须先除去CO2气体，可用NaOH溶液除去CO2气体，再用饱和Ca(OH)2溶液确证CO2气体是否完全除去，最后用排水法测定O2的体积。（3分）
其实验装置的连接顺序为：a→g→h→e→f→d→c→b。

题（11分）
Na2CO3（106 g／mol）和H2O2（34.0 g／mol）结合成棒状晶体，Na2CO3·xH2O2（过氧化氢合相当于水合。注意：使用高浓度H2O2时一定要小心，防止爆炸生成水和氧气），可消毒、漂白或作O2源…。现称取一定质量的晶体加热。实验结果以温度和相对质量分数示于右图。
1．写出棒状晶体的组成。在141℃时有一放热反应，解释发生放热反应的原因。
2．有人认为Na2CO3·H2O2（x＝1时）其实应该是Na2CO4·H2O（Na2CO4叫做过氧碳酸钠）。请你设计一个实验证明该结论的正确性。（只要求简述实验方案）
3．国外的洗衣粉中常常加入适量的Na2CO4以提高洗涤质量。加入Na2CO4的目的是对衣物进行漂白、消毒。试用化学方程式表示上述洗涤原理。
4．请写出Na2CO4与稀酸反应的离子方程式。
5．商品过碳酸钠中一般都含有Na2CO3，为了测定它的纯度，取一定量的样品和盐酸反应，通过测量产生的氧气的体积，可以计算出过氧碳酸钠的含量。试设计出测定商品中Na2CO4含量的实验方案。

第第题（9分）
A： B： C： D：
E： 香豆素：（各1.5分）
题（9分）
香豆素（C9H6O2）是一种天然产物香料，其合成过程如下：
A＋CH3CH＝OBCDE香豆素
请推断A、B、C、D、E及其香豆素的结构简式。

第第题（6分）
1．2Cu(IO3)2＋24I－＋24H＋＝2CuI↓＋13I2＋12H2O（1分）
Cu(IO3)2～13Na2SO3（1分）
c[Cu(IO3)2]＝3.23×10－3rnol/L（2分）
2．用固态Cu(IO3)2配得的是不饱和溶液（1分）
按1︰2（物质的量之比）配得的为过饱和溶液（1分）
题（6分）
量取室温下饱和Cu(IO3)2溶液25.00mL，用H2SO4酸化并加过量KI，而后用0.1020mol/L的Na2S2O3溶液滴定生成的I2（提示：有CuI沉淀生成），达终点时消耗10.29mL。
1．求室温下饱和Cu(IO3)2溶液的物质的最浓度。
2．实验中发现，室温下用Cu(IO3)2晶体配制“饱和溶液”，或用CuSO4溶液和KIO3溶液反应（物质的量之比为1︰2），经搅拌约15min并待Cu(IO3)2晶体沉降后的“饱和溶液”，按上述步骤测定“饱和溶液”中Cu(IO3)2的浓度均和文献值有明显的差值。请说明可能的原因。

第第题（14分）
1．B为sp2杂化，平面分子（1分），有π大π键（1分）；非极性（1分），因结构对称。
2．B由sp2杂化变为sp3杂化（1分）。因B缺电子，有空轨道（1分），能接受乙醚分子中O的孤对电子，形成新的化学键（1分）。
3．BF3·H2O：[H3O→BF3]＋[HO→BF3]－；BF3·2H2O：[H3O]＋[HO→BF3]－（各1分）
4．BF3＋HF＝HBF4（1分）
5．4H3NBF3BN＋3NH4BF4（2分）
6．BF3＋nH2O＝HB(OH)nF4－n＋(n－1)HF（1分）；BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl（1分）；由于B和F位于同一周期，大小相匹配，因此BF3形成的大π键较BCl3强（1分），导致BCl3的水解能力较BF3强。
题（14分）
三卤化硼都是硼原子配位未达饱和的缺电子化合物，因此都是很强的路易斯酸。
1．写出BF3的结构式和其成键特点。分子的极性又如何？
2．如果把BF3与乙醚放在一起，B—F键长从130 pm增加到141 pm，试问所生成的新化合物成键情况及其极性如何？BF3分子结构发生了哪些变化？
3．BF3有两种水合物BF3·H2O和BF3·2H2O。经测定在一水合物的液相中存在着与分子数相同的离子，其中一半为＋1价阳离子，一半为－1价阴离子。而在二水合化合物中，存在着与分子数相同的＋1价阳离子和同样数目的－1价阴离子。写出它们的结构。
4．BF3和弱酸HF作用，可以得到一个很强的酸。写出该反应的化学方程式。
5．BF3与NH3反应得到一个加合物H3NBF3，后者在125℃以上分解得到两种晶体，一种晶体的结构与石墨相似，另一种晶体中含有两种离子，均为正四面体结构，比例为1︰1。写出H3NBF3分解的化学反应方程式。
6．BF3和BCl3的水解性能差别很大，前者可以得到一系列的中间产物，而后者则迅速彻底地水解。写出二者水解反应的化学方程式，并解释两者差别的原因。

第第题（10分）
1．A：Cu2(OH)2CO3；B：K2[Cu(CO3)2]·nH2O（各2分）
2CuSO4＋2K2CO3＋H2O＝Cu2(OH)2CO3↓＋2K2SO4＋CO2↑（1分）
CuSO4＋2K2CO3＋nH2O＝K2[Cu(CO3)2]·nH2O＋K2SO4（1分）
2．①用硫酸溶液溶解矿粉：Cu(OH)2CO3＋2H2SO4＝2CuSO4＋CO2↑＋3H2O（1分）；②过滤（1分）；③以碳棒作阳极，薄精铜片作阴极，用直流电电解滤液（1分）：2CuSO4＋2H2OH2Cu＋2H2SO4＋O2↑（1分）
题（10分）
将热的浓CuSO4溶液与热的浓K2CO3溶液混合后，静置冷却，发现烧杯底部有大量绿色粉末状固体A，并有蓝色粒状晶体B。将A、B溶于稀硫酸，均有气体放出。又据分析，B中含有大量的K＋；A和B晶体中均含有铜元素。将A、B加强热，均产生水蒸汽，其中A失重28.06%。
1．请写出绿色粉末A和蓝色晶体B的化学式及沉淀A、B的化学反应方程式。
2．试用最少的非置换反应和简单的操作，从A中获得精铜。请写出你的设计方案（包括主要操作和化学反应方程式）。

第第题（10分）
1．n(H)＝2m(H2O)/M(H2O)＝2×2.37/18.02＝0.263mol；（0.5分）
n(C)＝pV(CO2)·(RT)－1＝106.3×6.24/8.314×303.7＝0.263mol；（1分）
n(O)＝（m(A)－n(H)·M(H)－n(C)·M(C)）/M(O)＝0.098 mol。（0.5分）
n(C)︰n(H)︰n(O)＝8︰8︰3（2分）
化学式：C8H8O3（1分）
2．A：（3分） B：（2分）
题（10分）
已知草莓可以减轻轻微的头痛。常添加在泡泡糖里的物质A也具有这种药效；它是一种芳香族化合物，并无草莓味。A的摩尔质量不超过200g/mol。在303.7K，106.3kPa下，5.00g A 生成2.37g水和6.24L二氧化碳；1H-NMR检测分子中存在3个完全等价的氢原子，另有1个氢原子存在于分子内氢键中；1mol A最多可与2mol NaOH反应。所得产物之一酸化后与乙酸酐反应可得B，B也是广泛用于治疗头痛的药物。
1．计算确定A的化学式；
2．写出A、B的结构简式，并画出A中的氢键。

第第题（11分）
1．A：(C7H7)2S·AuCl2（2分）；＋2（1分）
2．2HAuCl4＋2(C7H7)2S＝2(C7H7)2S·AuCl2＋2HCl＋Cl2↑（2分）
3．B：(C7H7)2SAuCl（1分），＋1，sp杂化（1分）；
C：(C7H7)2SAuCl3（1分），＋3，dsp2杂化（1分）。
4．SO2＋KAuCl4＋(C7H7)2S＋2H2O＝(C7H7)2SAuCl＋KCl＋2HCl＋H2SO4（2分）
题（11分）
将HAuCl4·3H2O放在干燥器中干燥后，加到过量的二苄基硫醚中反应，生成物中有一种含Au的化合物A。经分析，在化学反应前后，C—C键、C—H键和C—S键都没有遭到破坏，且A中只含有一个金原子，且金的质量分数为40.9%，氯的质量分数为14.8%。
1．试确定A的化学式，并确定其中金元素的化合价。
2．写出生成A的化学反应方程式。
3．X射线研究发现，A中Au元素的化合价并不是表观下的化合价。A实际上由B和C两种物质组成，即：A→B＋C（未配平）。其中，在化学反应前后，C—C键、C—H键和C—S键仍然没有遭到破坏，且B用氯气氧化即可得到C。
试写出B和C的分子式，标明B和C中Au元素的化合价，并说明B和C中金原子的杂化形态。
4．将SO2通入KAuCl4的乙醇一水溶液中，然后加入二苄基硫醚，即可得到无色结晶B。试写出生成B的化学反应方程式。

5参考答案
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