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2014年高中化学奥林匹克竞赛模拟训练6


赣州三中化学竞赛训练 6

2014-5-23

一. (7 分) 固体 A 是离子晶体,结构类似于 CsCl,组成中含氮的质量分数为 73.68%,它的所有原子 的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构。该物质适当加热就分解成两种气体 单质。试回答下列问题: 1.写出 A 的化学式 ,A 的电子式 ;阳离子的结构为 体,其中 心原

子的杂化形态为 。 2.A 溶于水后溶液呈 性(填“酸” 、 “碱”或“中” ) ,其原因是(用化学方程式 表示) 。 3.A 与 CuI 在一定条件下可合成一种化合物 B。B 是一种红棕色、难溶于水的固体,X 一 射线衍射证实 B 是一种六方晶体,结构类同于闪锌矿(ZnS)测后的化学式为_________;生成 B 的化学反应为 。将 B 投入酸性溶液中(如盐酸溶液)可能看到的现象 为 ,其化学反应方程式为 。 4. 写出 A 受热分解的化学反应方程式 。 该反应 (填 “是” 或 “否” ) 属于氧化还原反应。 二. (5 分) 篮烷分子的结构简式如右图所示,试回答: 1.写出篮烷分子的化学式 2.篮烷分子的一氯取代物的种数为 3.篮烷分子的二氯取代物的种数为 三. (7 分) 1.1–二溴丙烷在过量的 KOH 乙醇溶液中加热生成物质 A,该物质在气相光照或 CCl4 溶 液中均可与氯气反应, 在 HgSO4-H2SO4 的水溶液中与水反应生成物质 B, B 不能发生银镜反应, 但 B 的同分异构体 C 却可以;B 能发生碘仿反应,但 C 却不能。B 能在 Pt 的存在下与 H2 反应 生成物质 D,D 在浓硫酸存在下加热形成物质 E,E 与 O3 反应,然后在 Zn 存在下水解,形成 物质 F 和物质 G,其中 F 的水溶液俗称“福尔马林” ,G 与 CrO3 在酸性介质中反应生成醋酸。 试根据以上过程写出 A~G 的结构简式。 A B C D E F G 四. (6 分) 金属铌能与卤素形成簇状化合物,下图所示为三种 NbaXb 的结构单元。它们的共同特点是 六个 Nb 原子形成八面体骨架,卤原子通过双桥基(-X-)或三桥基( 连,结构单元之间通过双桥基相连。请据图写出以下三个物质的化学式: )与 Nb 原子相

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五. (7 分) BiCl3 易水解生成 BiOCl,试回答: 1.写出水解反应方程式: 2.医药上把 BiOCl 叫做次氯酸铋,你同意此名称吗?

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3.如何配制 100mL 0.100mol/L BiCl3 溶液?(BiCl3 的相对分子质量为 315.34)

4.把适量 BiCl3 固体置于浓 NaCl 液,得澄清液,请说出可能的原因。

六. (9 分) 阅读①②③有关光合作用与葡萄糖的材料,回答下问题: ①.光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢,生物体生命活动所需的有机物与能 量,从根本上说都来自光合作用。在绿色植物光合作用中,每放出一个氧分子要吸收 8 个波长 - - 为 6.88×10 7m 的光子 (一个光子的能量为 E=hc/λ, h=6.63×10 34J· s) , 同时每放出 1mol O2, 植物储存 469kJ 能量。 ②.糖是体内的主要能源,人体所需的各种热量,70%由糖类提供。理论上,每摩尔葡萄 糖在体内完全氧化时,释放的热量为 2872kJ。葡萄糖完全氧化分解时的能量变化方程式为: C6H12O6+6O2+38H3PO4+38ADP→6CO2+44H2O+38ATP ATP+H2O→ADP+H3PO4+30.6kJ ③.假想把光合作用的逆过程设计成原电池,在一个电极上把 O2 还原成水,而在另一个 电极上把葡萄糖氧化成 CO2,该原电池的电动势为 1.24V。 1.估算光合作用中绿色植物的能量转换效率 (保留 3 位有效数字) 2.人体内葡萄糖完全氧化分解时,能量的利用率为 (保留 3 位有效数字) 3.写出原电池正负极的电极反应式和总反应式。

七. (13 分) 根据以下条件,确定某芳香烃 A(相对分子质量不超过 225)的结构简式: ①.取少量烃 A,完全燃烧需 O2V 升(27℃,101.325kPa) ,燃烧完全后混合气体体积为 1.6V 升(127℃,101.325kPa) ; ②.0.1mol 烃 A 在过量的 Br2/CCl4 作用下,只与 0.1mol Br2 反应; ③.如果在液溴作用下(FeBr3 为催化剂) ,0.1mol 烃 A 最多 可与 0.9mol Br2 反应; .. ④.烃 A 在酸性 KMnO4 溶液作用下,得到唯一产物 B,质子核磁共振谱确定其苯环上的 氢原子完全等价。 ⑤.烃 A 与 O3 反应并水解还原得到唯一产物 C,质子核磁共振谱确定其苯环上的氢原子 有两类。C 能与银氨溶液反应。 1.根据条件①确定烃 A 的最简式 2.根据条件②确定烃 A 分子中的双键数目 3.根据条件③确定烃 A 分子中苯环上的氢原子数 和苯环数 4.根据条件④确定 B 的结构简式
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5.根据条件⑤确定 C 的结构简式 6.根据以上条件确定 A 的结构简式 7.烃 A 对映异构体, 顺反异构体。 (有 or 无)

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八. (12 分) 某城市的管道煤气是水煤气和焦炉煤气混合而成的,但煤气泄露能致人中毒。煤气中毒 就是 CO 中毒,其原因是 CO 与血红蛋白(Hb)结合成 Hb·CO,使血红蛋白失去输送 O2 功能 的缘故。CO 进入血液后有如下平衡:CO+Hb·O2 O2+Hb·CO,已知该反应平衡时, c?O2 ?c?Hb ? CO ? 的比值是一个不受浓度影响的常数,在人体体温 37℃下,该常数为 220。试 c?CO ?c?Hb ? O2 ? 回答: 1.生产水煤气的化学反应方程式是 2.燃气灶具因燃气成分、供气压力不同而结构不同。如果该城市管道气改通液化石油气 (C4H10) ,则居民厨房中的炉灶改装时在燃气进口直径不变的情况下,通风口直径应怎样改 变? (增大 or 减小) ,原因是 3.门窗紧闭的厨房内一旦发生煤气大量泄漏,极容易发生爆炸。当你从室外进入厨房嗅 到极浓的煤气异味时,在下列操作中,你认为合适的是 (可以多选) A 立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源 B 立即打开门和窗,关闭煤气源 C 立即打开电灯,寻找泄漏处 4.煤气中毒病人,可以通过进入高压氧舱的方法来救治,请用化学平衡的原理加以说明: 5.已知当血液中 c?Hb ? CO ? 的比值大于 0.02 时,人的智力会受到损伤,此时 c(CO)与 c?Hb ? O2 ? c(O2)的比值应 (<、>or=) 。 -4 - 6.抽烟时,进入肺部的空气中 c(CO)=10 mol/L,c(O2)=10 2mol/L,则 c(Hb·CO) 为 c(H·O2)的 倍,因此长期抽烟对人智力 影响。 (有 or 无)

九. (8 分) 有人发现乙炔可与金属羰基化合物发生反应,结果生成环状化合物: Fe(CO)5+CH≡CH→ +CO

现做如下实验,将 Fe(CO)5 与 C2(CH3)2 一起在光照下反应,完毕后分离出产物 A,元素分 析得出如下结果:Fe 18.4%;C 51.3%;H 3.9%。 1.推断 A 的化学式。 2.画出 A 的结构式。 3.写出生成 A 的化学反应方程式。

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十. (25 分)

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动画片“大力水手”中,每当大力水手吃下一罐菠菜后就会变得力大无穷。这是影片的 夸张手法,但菠菜确实含有一定的营养成分,如维生素 C、铁质等。然而过量吃菠菜,会造成 人体缺钙。菠菜中富含草酸(乙二酸) ,其味苦涩,溶于水,是一种二元弱酸。以分子形式存 在的草酸,从药理上看,是一种有毒物质,过量草酸会腐蚀胃粘膜,还会对肾脏造成伤害。 为了既能吸收菠菜中的营养,又不被草酸伤害,有两种可用的方法:一种方法是在油炒前, 先把菠菜用热水烫一烫,这样炒的菠菜没有苦涩味;另一种方法是“菠菜烧豆腐” ,也可使涩 味大大降低。 1.食用菠菜后,在胃部草酸主要的存在形式是 (分子 or 离子,用化学式表示) , 原因是 。 2.已知乙酸根离子中两个氧原子是完全等价的,那么草酸根离子中四个氧原子是否也完 全等价,草酸根所有原子是否共平面,指出其中π 键的成键情况。 3.草酸具有较强的还原性,在实验室里用基准物质草酸钠配成的酸性溶液标定高锰酸钾 溶液的浓度,写出离子反应方程式。 某学生在实验中准确称取了三份基准物质 Na2C2O4 (质量分别为 0.1745g 、 0.1763g 、 0.1772g) ,分别置于 250mL 锥形瓶中,加入 60mL 水使之溶解,加入 15mL(1︰5)H2SO4,在 水浴上加热到 75~85℃,趁热用高锰酸钾溶液滴定(滴定终点时消耗体积分别为 25.88mL、 26.21mL、26.25mL) 。开始滴定时反应速度很慢,滴下高锰酸钾溶液的颜色迟迟不退去,但数 滴之后,反应速度迅速加快。 ①实验中,滴定时 KMnO4 溶液应装在 (酸式滴定管、碱式滴定管、移液管)中,原 因是 ②滴定中,目光应注视 ,判断 滴定结束的标准是 ,读数时, 目光应与凹液面的最 (上、下)端水平。 ③计算该同学所标定 KMnO4 溶液的浓度 。 (Na2C2O4 相对分子质量 134.00) ④为何滴定不久后反应速度能突然加快? ⑤由于常温下 C2O42 与 MnO4 的反应速度很慢, 因此滴定反应在 75~85℃的水浴中进行, 但温度过高又有何不利影响? ⑥被标定的 KMnO4 溶液能否用蒸馏水(去离子水)稀释若干倍后再作为标准液使用,为 什么? 4.为什么过量吃菠菜会造成人体缺钙。 5.试说明两种消除菠菜中草酸危害的方法中的原理。
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2014-5-23

参考答案
一.1.NH4H;
;正四面,sp 杂化(各 1 分)
3

2.碱:NH4H+H2O=NH3·H2O+H2↑(各 1 分) 3.CuH,NH4H+CuI=CuH+HI+NH3↑; 生成白色难溶物,并有气体放出;CuH+HCl=CuCl↓+H2↑(各 1 分) 4.NH4H NH3↑+H2↑;是。 (各 1 分)

二.1.C10H12(1 分) 2.4 种(2 分) 3.19 种(2 分) 三.A:CH3C≡CH;B: ;C:CH3CH2CHO;D: ;

E:CH3CH=CH2;F:HCHO;G:CH3CHO(各 1 分) 四.Nb6F15 Nb6Cl14 Nb6I11(各 2 分) 五.1.BiCl3+H2O=BiOCl↓+2HCl(1 分) 2.不同意。 BiOCl 中的 Cl 呈-1 价,而次氯酸盐中 Cl 为+l 价。 (2 分) 3.称取 3.153g BiCl3 固体(1 分) ,溶于约 30mL 浓 HCl 中,然后用少量水洗三次(1 分) , 并全部转移入 100mL 容量瓶中,配成 100mL 溶液(1 分) 。 - - 4.BiCl3 与 Cl 生成 BiCl63 等配离子。 (1 分) 六.1.33.7%(3 分) 2.40.5%(3 分) 3.正极 O2+4H++4e→2H2O(1 分) 负极 C6H12O6+6H2O―24e→6CO2+24H+ (1 分) 总反应 C6H12O6+6O2→6CO2+6H2O(1 分) 七.1.CH(3 分) 2.1 个(1 分) 3.8 个(1 分) 2 个(1 分) 4.HCOO- -COOH(2 分) 5.CH3- -COOH(2 分) 6.CH3- -CH=CH- -CH3(2 分) 7.无 有(1 分) 八.1.C+H2O CO+H2(1 分)

2.增大(1 分) 同体积液化气比水煤气燃烧耗氧多,故风门口径要增大。 (1 分) 3.B(2 分) 4.在高压氧舱中,煤气中毒患者吸入氧气浓度较高的空气后, CO+ Hb· O2 O2+ Hb·CO,平衡向左移,使 Hb·CO 转化为 Hb·O2,恢复血红蛋白的输氧功能。 (2 分) ? ? = c?Hb ? CO ? c CO ? ? c Hb ? CO ? ? ? ? c O c Hb ? CO 2 5.因为 =220,是一个常数,当 =0.02 时, c?O2 ? c?Hb ? O2 ? c?CO ?c?Hb ? O2 ? c?Hb ? O2 ? ÷220=

0.02 - =9.09×10 5,即小于该值时,人的智力还未受到损伤。 (2 分) 220

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(3)将 c(CO) 、C(O2)数位代入常数表示式:

10?2 ? c?Hb ? CO ? =220 10?6 ? c?Hb ? O2 ?



10?6 c?Hb ? CO ? =220× ? 2 =0.022(即 0.022 倍) 。 (2 分) c?Hb ? O2 ? 10

因为 0.022>0.02,故从这一角度分析,长期抽烟,对人的智力有损伤作用。 (1 分) 九.1.Fe︰C︰H︰O=1︰13︰12︰5。即化学式为 FeC13H12O5。由氢原子数知,产物中的 C2(CH3)2 单元
有 12/6=2,故化学式为:Fe[C2(CH3)2]2(CO)5。 (3 分) 2.Fe 需要的配位电子数为 10 个。若按题给方式配位,则多出两个电子,故产物可能具有如下结构:

(环提供 2 个双键配位) (3 分)3.Fe(CO)5+2C2(CH3)2

Fe[C2(CH3)2]2(CO)5(2 分)

十.1.H2C2O4(1 分) 草酸进入人体后,在胃酸作用下,抑制其电离平衡向右移动,以分子形式存在。 (2 分) 2.四个氧原子完全等价(1 分)
- - +

所有原子共平面(1 分)


8 (1 分) ?6

3.5C2O42 +2MnO4 +16H =10CO2↑+2Mn2 +8H2O(2 分) ①酸式滴定管(1 分) KMnO4 具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管中的橡皮管(1 分) ②锥形瓶中溶液颜色的变化(1 分) 待测液刚好出现浅紫色(微红色)且半分钟内不褪色(1 分) 上(1 分)注:KMnO4 为紫色溶液,看不到凹液面。 ③0.02012(3 分,有效数字不正确最多给 1 分) + ④反应中产生的 Mn2 对该反应有催化作用(1 分) ⑤温度过高草酸易分解:H2C2O4=CO↑+CO2↑+H2O(1 分) ⑥不能,蒸馏水中有好氧性微生物(或水中有还原性物质) (1 分) 2+ 2- 4.Ca 易与 C2O4 形成难溶的 CaC2O4 沉淀,使人体中的钙大量流失(2 分) 5.①用热水烫一烫是利用升高温度增大溶解度的原理,使草酸更多地被溶解出来,在烧 菜之前去除; (2 分) + - ②“菠菜烧豆腐”是利用豆腐中富含的 Ca2 将 C2O42 转化为 CaC2O4 沉淀,进入人体后除 少量溶解外,大部分直接排除体外(豆腐中损失的钙可以从其他食物中补充) (2 分)

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