全国高中化学竞赛初赛模拟试题.doc
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2008年全国高中化学竞赛模拟试题二十三 第一题、1-1、(1R,2S)-2-甲胺基-1-苯基-丙醇的费歇尔投影式是( ) A B C D 1-2、如右图所示的光学活性化合物的立体化学表述,哪一个是正确的?( ) A 1R,3R,4R B 1R,3R,4S C 1R,3S,4R C 1S,3S,4R E 1S,3S,4S 1-3、二氟二氯(N2F2)分子中的四个原子都在一个平面上,由于几何形状的不同,它有两种同分异构体,如下图所示这种原子排布次序相同,几何形状不同的异构体被称为几何异构体,在下列化合物中存在着几何异构体的是( ) A CHCl=CHCl B CH2=CCl2 C CH2=CHCH2CH3 D CH3C≡CH 第二题、一定条件下乙炔,过氧乙酸,乙醇反应生成一种中间产物A,继续反应得到有机物B,A,B都属于醚类,A各元素化学环境相同,不稳定易分解,分解产物中有苯生成。 2-1.画出A、B的结构; 2-2.写出A分解的反应; 2-3.预测A的用途,解释原因 第三题、硫酸铜溶液(A)与某碱金属卤化物B反应,有白色沉淀C生成,C可溶于浓的B的溶液中。 3-1.根据上述现象,分别写出下列反应的离子方程式: (1)A + B: (2)C + B: 3-2.以反应(1)设计一个原电池,请分别写出两极反应方程式。 正极: 负极: 第四题、高纯乙硼烷在半导体工业中有重要用途,某技术专利中用钠盐A与BCl3 在二乙二醇二甲醚溶剂中反应制得了高纯乙硼烷,已知反应分两步进行,中间产物为钠盐B,组成A,B的元素种类相同,且A中含钠元素60.8%,B中含钠元素44.6%。 4-1、写出两步反应的化学方程式 4-2、二乙二醇二甲醚式量为134.2,给出其结构简式 4-3、上述反应可以用乙二醇为溶剂吗 第五题、纳米材料可以是晶态材料,也可以是非晶态材料。纳米材料具有小尺寸效应,表面效应等多种性能。这些效应,对纳米材料的性质有很大影响。 先有一金属晶体,其大小为边长1mm的立方体。经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。已知该金属为面心立方晶胞,晶胞参数a = 1nm。 5-1 该金属的原子半径约是 nm; 5-2 1mm3的金属晶体,加工成上述纳米材料后,纳米晶体的数量为_______。解答过程: 5-3 1mm3的1粒晶体所含晶胞数为________,它的表面积为_________mm2 ;1粒上述纳米材料含有的晶胞为________,1粒纳米材料表面积为________mm2。上述金属加工成纳米材料后,表面积增加为________倍。 第六题、化合物A是具有腐蚀性的挥发性红色液体,称取化合物A 465mg,使之溶于水中,溶液具有明显的酸性。约需要6mmol的Ba(OH)2才能中和它,同时溶液中产生沉淀B,过滤出沉淀,洗涤后用稀HClO4溶液处理,沉淀B转化成一橙红色溶液C,与此同时又产生一白色的新沉淀D。加入过量的KI后,用S2O32- 滴定所生成的I3- 离子,耗去S2O32- 9.0mmol。终点时生成一绿色溶液,经中和可产生葱绿色沉淀E,过滤得E,使之溶于过量的NaOH溶液中,变成了F。F再与H2O2 共沸,变成黄色溶液G,酸化时进一步变成橙红色溶液H,向H中加入少许H2O2 ,有蓝色I生成,静置又变成J并放出气体K。 试确认各符号所代表的物质,并写出化学反应方程式。 第七题、A: 钒元素在植物和动物细胞中的浓度仅为10-8mol·L-1,钒有+3,+4,+5等氧化态,通常以钒氧键的形式存在。1980年Schecher等首次发现VO2+有很好的体外胰岛素样活性。下面是几种类型的活性钒化合物。 7-1、BMOV已被证实是一个很有潜力的胰岛素模拟试剂,它是由配体A与钒形成的中性配合物,其中钒的含量为16.06%。 (1).画出BMOV的立体结构指明钒的氧化数。 (2).指出配位多面体的几何构型并预测它在水中的溶解度。 7-2、研究发现,钒与呋喃-2-甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用,它是电中性分子,实验测得其氧的质量分数约为38.8%。 (1).写出该化合物可能的化学式; (2).如果该化合物的立体结构为四角锥体,画出合理的结构简式。 第八题、在260K左右时,用惰性材料做电极,以高电流密度电解碳酸钠Na2CO3的浓溶液,在阳极可得到浅蓝色的盐A。经分析,盐A的阴离子是由两个平面三角形通过氧原子相连得到的。 8-1.确定盐A的化学式,画出其阴离子的结构。 8-2.该电解反应中,阳极反应为_________________;阴极反应为______________;电解反应方程式为________________;电解过程中溶液的pH值_____(“增大”或“降低”)。 8-3.写出盐A与稀硫酸反应的化学方程式。 第九题、9-1、离子液体是一类室温下呈液态的离子化合物,被誉为21世纪的绿色溶剂。其中阳离子通常是N,N’-二烷基咪唑:;阴离子一般是四氟硼酸根或六氟硼酸根。如果你手头现有咪唑、丁醇、碘甲烷和四氟硼酸钠,其他无机试剂可以任意选择,你打算如何合成1-甲基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐,写出有关反应的方程式。 9-2、由苯出发合成间-溴苯酚(用反应式表示,无机试剂任选) 第十题、近年来,在超临界CO2(临界温度Tc = 304.3K;临界压力pc = 72.8×105Pa)中的反应引起广泛关注。该流体的密度在临界点附近很容易调制,可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂,该溶剂早已用于萃取咖啡因。然而,利用超临界CO2的缺点之一是CO2必须压缩。 10-1 计算将CO2从1bar压缩到50bar所需的能量,其最终体积为50ml,温度为298K,设为理想气体。 10-2 实际气体用如下方程描述(近似的): [p+a(n/V)2](V-nb) = nRT 对于CO2:a =3.59×105 Padm6mol-2 b = 0.0427dm3mol-1 分别计算在温度为305K和350K下为达到密度220gdm-3,330 gdm-3,440 gdm-3所需的压力。 10-3 超临界流体的性质,如二氧化碳的溶解能力和反应物的扩散性与液体的密度关系密切,上问的计算表明,在哪一区域——近临界点还是在较高压力或温度下更容易调制流体的密度? 10-4 在超临界二氧化碳中氧化醇类,如将苄醇氧化为苯甲醛,是一种超临界工艺,反应在催化选择性效率为95%的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。 (1)写出主要反应过程的配平的反应式。 (2)除完全氧化外,进一步氧化时还发生哪些反应? 10-5 在另一超流体工艺合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中,二氧化碳既是溶剂又可作为反应物替代光气或一氧化碳。 (1)写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的化学反应方程式,如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯? (2)用适当的催化剂可用吗啉和二氧化碳合成甲酰基吗啉。该反应还需添加什么反应物?写出反应式;若用一氧化碳替代,反应式如何? 10-6 用绿色化学的观念给出用二氧化碳代替一氧化碳和光气的两个理由。与以CO或COCl2为反应物对比,再给出用CO2为反应物的1个主要障碍(除必须对二氧化碳进行压缩外) 注:吗啉的分子式为C4H9NO;结构式为: 第十一题、氟是一种氧化性极强的非金属元素,它甚至能与Xe在一定压强下直接化合,生成XeF2、XeF4、XeF6等固体,这些固体都容易发生水解。其中,XeF2与H2O仅发生氧化还原反应,XeF6与H2O仅发生非氧化还原反应;XeF4与H2O反应时,有一半物质的量的XeF4与H2O发生氧化还原反应,另外一半物质的量的XeF4则发生歧化反应:3Xe+4→Xe+2Xe+6。氟的碱土金属盐,除BeF2外,其余均为难溶于水的盐。试通过计算回答下列问题: 11-1 XeF6完全水解后的固体物质A极不稳定易转化为单质而呈强氧化性。A为分子晶体。将适量的A投入30mL0.1mol/LMn2+的水溶液中,刚好完全反应,放出唯一一种气体单质,该气体单质在标准状况下的体积为56mL。则: 1、A为何物?并通过计算确定反应产物,写出反应的化学方程式。 2、描述该反应的实验现象。 3、若将原溶液稀释至90mL,计算稀释后溶液的PH值。 11-2将20.73gXeF4溶解在大量水中,使之水解完全。再向水解后的溶液中加入过量的Ba(OH)2,产生56.28g沉淀。当把该沉淀过滤、干燥,最后加热到600℃以上时,则生成有助燃性的气体混和物。试通过计算确定56.28g沉淀为何物?写出所进行反应的化学方程式。 2007年全国高中化学竞赛模拟试题二十三答案 第一题、1-1、A 1-2、E 1-3、A 第二题、2-1.A:;B: 2-2.→+3/2O2 2-3.做炸弹。反应放热,熵增加 第三题、3-1. (1) 2Cu2+ + 4I- 2CuI↓白+ I2 (2) CuI + I- CuI2- 3-2. 正极 :Cu2+ + I- + e CuI 负极 : 2I- - 2e I2 第四题、4-1、由钠原子的质量分数不难得到:A为NaBH4,B为 NaB2H7 4-2、CH3O(CH2CH2O)2CH3 3、不可以,NaBH4,乙硼烷中含-1价氢,不能用质子溶剂 第五题、5-1 0.35 5-2 8.64×1014 1mm3的金属晶体中有原子数约4×1018个,长为为10nm的纳米材料有原子数4631个(=4×103+8×7/8+12×9×3/4+(102+92)×6×1/2) 5-3 1018 6 103 6×10-10 8.64×104 第六题、 CrO2Cl2—A BaCrO4—B Cr2O72-—C Ba(ClO4)2—D Cr(OH)3—E NaCrO2—F CrO42-—G Cr2O72-—H CrO5—I Cr3+—J O2—K CrO2Cl2 + 2H2OH2CrO4 + 2HCl Ba(OH)2 + H2CrO4BaCrO4↓ + 2H2O 4CrO5 + 12H+4Cr3+ + 7O2↑ + 6H2O 第七题、7-1、(1).(二-3-羟基-2-甲基-吡喃酮氧钒,BMOV) (2).配位多面体的几何构型为四方锥。 难溶解在水中。 7-2、(1).V(C5H3O)4 VO(C5H3O3)2 (2). 第八题、8-1.A:Na2C2O6;; 8-2.阳极:2CO32--2e=C2O62-;阴极:2H2O+2e=H2↑+2OH-; 电解反应:2K2CO3+2H2OK2C2O6+2KOH+H2↑; 随着KOH浓度增大,溶液的pH值增大。 8-3.K2C2O6+H2SO4=K2SO4+2CO2+1/2O2+H2O。 第九题、 9-1、 9-2、 第十题、10-1 w = -nRTln(p1/p2) n = pV/(RT)= 0.10 mol w = -0.10 mol×8.314 JK-1mol-1×298.K×ln(1/50)= 969 J 10-2 摩尔体积Vm = Mρ—1 等式[p+a×(nV–1)2](V-nb) = nRT变换为[p+a×Vm-2](Vm-b) = RT,将Vm、ρ、T代入上式,得p = 83.5×105 Pa,同理可得其它压力值 ρ(gdm-3) Vm (dm3mol-1) T (K) p (105Pa) 220 0.200 305 71.5 330 0.133 305 77.9 440 0.100 305 83.5 220 0.200 350 95.2 330 0.133 350 119.3 440 0.100 350 148.8 10-3 在近临界点,通过适当调节压力更容易调制流体的密度 10-4 (1)C6H5-CH2OH+O2→C6H5CHO+H2O(2)C6H5-CHO+O2→C6H5COOH C6H5-COOH+C6H5CH2OH→H2O+C6H5COOCH2-C6H5 10-5 (1)CH3OH+CO2→CH3O-CO-OCH3+H2O CH3OH+COCl2→CH3O-CO-OCH3+2HCl (2)C4H8ONH+CO2+Red →C4H8ON+Red-O 还需要还原剂,如H2等C4H8ONH+CO2+H2→C4H8ON-CHO+H2O C4H8ONH+CO→C4H8ON-CHO 10-6 (1)使用CO2与CO和光气相比,无毒、安全,CO2既是溶剂又是反应物,等等 (2)使用CO2与CO和光气相比能找到的催化剂及参加的反应更少。 第十一题、11-1 1、A为Xe的物质的量==2.5×10-3mol 由XeO3→Xe可知,转移的电子数为6×2.5×10-3mol=1.5×10-2mol 根据得失电子相等,有1.5×10-2mol =30×L×0. 1mol/L×(n-2),得n=7 即氧化产物中Mn元素的氧化数(化合价)为+7,在水溶液中应为, 相关的离子方程式为:5+6+9=6 +5Xe↑+18 2、反应过程中有气泡产生,反应后溶液呈紫红色 3、由上式可知: 的物质的量=3×的物质的量=3×0.1×30×=9×mol []=9×÷0.09=0.1(mol/L),PH=1 11-2 的物质的量=mol 3+6=Xe+2 +12HF ------1) +2=Xe++4HF ------2) 将以上两式合并〖2)×3 +1)〗可得:6+12=4Xe+3+2+24HF 若沉淀全部为,则它的物质的量=0.1×=0. 2mol,它的质量=175×0. 2=35g<56.28g,说明沉淀不全是,还有一部分是与 反应生成某种氙酸的钡盐。因为灼烧产生助燃性的气体混和物,该气体混和物据前面信息可知应为和Xe。设此分子式为xBaO·y,则它的质量=56.28-35=21.28g XeO3的物质的量=XeF4的物质的量/3=0.1/3mol BaO的物质的量=0.1mol 所以x:y=3:1,其氙酸盐为3BaO·或,这56.28g沉淀应为和的混和物。化学方程式为: 6+12=4Xe+3+2+24HF 2HF+=¯+2 +3=+3 2=6BaO+2Xe↑+3↑- 配套讲稿:
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