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第28届化学竞赛省级赛区模拟试题1


中国化学会 2014 年全国高中生化学竞赛(省级赛区)模拟试题
命题人:王圣钦,李俊泽 题 号 满 分 得 分 评卷 人 ? ? ? ? 竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时 间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿 纸在最后一页。不得

持有任何其他纸张。 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.09 30.97 32.0735.45 39.95 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.9083.80 Sn Sb Te I Xe Ru Rh P d Ag Cd In Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc 85.4787.62 88.9191.22 92.91 95.94 98.91101.1 102.9106.4 107.9 112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba [210] [222] -Lu 178.5180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] 132.9137.3La Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

1

2

3

4

5

6

7

8

9

总分

12 23 8 10 7 10 10 9 11 100

1.008

相对原子质量

第 1 题 (12 分)写出下列方程式: 1-1 硫氰在硫代硫酸钠溶液中的反应方程式。

1-2 叠氮酸与铜发生氧化还原反应生成 Cu(N3)2 和一比一的气体的反应方程式。

1-3 奈斯勒试剂(四碘合汞酸钾)在碱性条件下与 NH4+生成沉淀的反应方程式。

1-4 二氧化氯与过氧化钠作用以制备纯亚氯酸钠的反应方程式。

1-5 黄血盐(K4Fe(CN)6)分解产生唯一气体产物 N2 的方程式。

1-6 一氯三(三苯基膦)合铱(I)加热的反应方程式。

第 2 题 (23 分) 2-1 已知在 325K 与 100kPa 时, 反应 N2O4(g) 2NO2(g)中 N2O4 的摩尔分解率为 50.2%。 若 保持温度不变,压力增加至 1000kPa,计算 N2O4 的分解率是多少?

2-2 一正离子只含 C、H、N 三种元素,含 C:19.99%,N:69.95%,它能与 CH3SO3 按 1:1 的比例形成一二维层状波纹型超分子,请画出该正离子以及该超分子的结构。

-

2-3 实验室制得一化合物 MCxHyNzCl3(M 为一金属元素),测得其中 C 和 N 的质量分数分 别为 25.854%和 22.619%。 将其转化为硫氰酸盐测得其中含 C 和 H 的质量分数为 30.056%和 5.962%。计算 MCxHyNzCl3 的化学式并画出其仅由一种配体组成的所有可能结构。

2-4 分析化学中做基准物质的氧化剂通常为 K2Cr2O7, 然而熔化铬矿石式生成的往往是钠盐。 为什么不用 Na2Cr2O7 代替 K2Cr2O7?请写出由 Na2Cr2O7 制取 K2Cr2O7 的化学反应方程式并 简要解释。

2-5 图为 SmCo5 的晶胞,其晶胞参数为 a=b=498.9pm,c=398.1pm,α =β =90o,γ =120o, Co 均位于晶胞面上。 2-5-1 根据其特征对称元素判断该晶体结构属于何种晶系。 2-5-2 计算并指出 Sm 的配位数。 2-5-3 指出 Co 填入同层 Sm 组成的何种空隙。 2-5-1 2-5-2 2-5-3 2-6 将 OsO4 气体缓慢通入含有 NH3 的 KOH 的溶液中得一黄色物质 X(291.3g/mol)其固体 在真空中加热到 200 oC 可分解放出 N2,其所对应的酸只存在与溶液中,其阴离子中含有 3 个 两两夹角为 60o 的镜面, 3 个镜面的交线为三重旋转轴。 写出 X 的化学式并画出阴离子的结构。

2-7 在标准条件下,利用反应 H2(g)+Ag2O(s)=2Ag(s)+2H2O(l)设计电池(即写出电池符号)。

2-8 硼砂(Na2B4O7﹒10H2O)中含有四硼酸根阴离子,其中有 2 种化学环境不同的硼原子 以及 4 种化学环境不同的氧原子。画出其阴离子结构。

2-9 液苯的标准摩尔生成焓为 49.1kJ/mol,C2H2(g)的标准摩尔燃烧焓为-1.30 ? 103kJ/mol。已 知 H2O(l)的标准摩尔生成焓为-286kJ/mol,C2H2(g)的标准摩尔生成焓为 227 kJ/mol,计算液苯 的标准摩尔燃烧焓。

第 3 题 (8 分)1801 年墨西哥矿物学家在铝矿石中发现了一种新元素 M 最初研究时将其列

为了磷的同族元素。经过长期的研究,M 现已广泛应用在钢铁工业和炼油工业上。下面是 关于 M 的性质:在隔绝空气的条件下,将 M 的氧化物 A 与硫在一起加热得到黑色粉末 B, B 易分解的 C(A 和 C 中 M 均为+3 价)和单质硫,C 也可由 A 与硫化氢在 750 oC 下反应制 得。将 B 在空气中加热则转变为 M 的氧化物 D。在 1000 oC 下用氢气还原得黑色顺磁性物质 E,E 具有 NiAs 的结构。在隔绝空气的条件下用钾汞齐还原 A 的酸性溶液,随后加入 KCN 得一种红色的溶液。加入乙醇后得棕黄色沉淀 F,其中 M 的质量分数为 14.0%。 请写出 A-F 各代表什么物质以及生成 F 的离子反应方程式。

第 4 题 (10 分) MgCl2 与 MgI2 都是常见的碱金属卤化物, 然而其结构却不完全相同。 MgI2 中 I 离子按 hcp 排列,Mg 离子有序地占据其中一半的空隙,其有序方式是平行堆积层中一 层的八面体空隙全部由 Mg 占据,另一层的八面体空隙全部空着。而 MgCl2 结构和 MgI2 相 似,差别在于 MgCl2 中氯离子按 ccp 方式排列。 4-1 以“ ”表示空层,A,B,C 表示 Cl 或 I 离子层,a,b,c 表示 Mg2+离子层,分别给
-

出 MgCl2 和 MgI2 的堆积方式。 MgCl2: MgI2:

4-2 画出 MgCl2 和 MgI2 的晶胞.(MgCl2 以 Cl 原子为晶胞顶点,MgI2 以 Mg 为晶胞顶点)

4-3 已知 MgI2 晶胞参数 a=414pm,c=696pm,计算 MgI2 的密度。

4-4 解释为什么 MgCl2 与 MgI2 之间有一定的结构差异。

第 5 题 (7 分) 一份铜铝合金,为了确定其性质以便决定其用途,要求测定其中铝的含量。 取 0.1926g 样品,加入足量 50ml 稀硝酸后,调节 PH 约为 3,全部转移至 100ml 容量瓶中, 稀释至刻度线。 准确取出 25.00ml 溶液于锥形瓶中, 加入过量的 EDTA 二水合二钠盐并加热。 一段时间后, 加入六亚甲基四胺, 以 PAN 为指示剂, 消耗 0.2045mol/L 的 CuCl2 溶液 8.310ml, 之后加入过量 NH4F 煮沸,充分反应后以 PAN 为指示剂,消耗 0.2045mol/L 的 CuCl2 溶液 7.907ml。 5-1 写出加入过量的 EDTA 二水合二钠盐并加热是发生的反应方程式。

5-2 说明加入六亚甲基四胺的目的。

5-3 说明加入 NH4F 并煮沸的目的。

5-4 计算铜铝合金中铝的质量分数。

第 6 题 (10 分)现有 K2SO4,Pb(NO3)2,SnCl2,SbCl3,Al2(SO4)3 和 Bi(NO3)3 六种试剂配成的溶 液。 请设计实验, 仅用两步鉴别出六种溶液。 要求写清楚所用试剂和反应方程式及实验现象。 所用试剂任选。

第 7 题 (10 分) 写出下列由字母表示的中间产物(均不带电荷),注意表示出立体构型。 7-1 1.C4H9Li 2.C2H5COC2H5 H2SO4 1.NaBH4 B CH3CN + A C 2.H+,H2O 3.H 2O 1.C H Li
4 9

已知 B 中含有 2 个氧原子,C 中含有羰基且仅有 1 个氧原子。 7-2

NaOEt,EtOH I2

D

7-3 OH
-

E

E 中含有一个六元环 7-4 1.PhSeCl 2.H2O2,

F

7-5 KNH2 G + H

G 中 1HNMR 共有 4 种 7-6 1.CH3(CH2)4ONO 2.Zn,NaOH H2SO4

I

J

A:

B:

C:

D:

E:

F:

G:

H:

I

J:

第 8 题(11 分)三环[3.3.1.1(3.7)]癸烷 A 是无色晶状固体,有樟脑气味。化学性质稳定,对 光稳定,亲油性强,天然存在于石油中。它是分子式为 CnHm 的异构体中最稳定的。它只要 从廉价的石化产品 C5H6 发生两分子反应后在经过两步反应即可制得 8-1 请写出两步反应方程式,并指出第一步反应类型。

8-2 请解释为何 A 有较高的熔点。

8-3 以下是一种由 A 合成的炸药的路线,请写出第一步反应产物与炸药的结构式 C10H16 Br2 AlCl3 C10H12Br4 70oC 24h AIBN,CH3CN Br2 Al C18H16O4N4 C10H12I4 CH2I2 50 oC 55min 80 oC 50min 18%HCl Reflux,5h KMnO4 aq.NaOH

一种炸药 第一步反应产物:

Acetone,rt,48h

C10H20N4 炸药:

C10H24N4Cl4

8-4 解释这种炸药的性质: 研究如 IR 和核磁共振分析,实验表明它具有很低的撞击感度(h50%落高大约为 23m) ; 近期理论计算所得负生成热证实其热力学稳定性很好。

8-5 写出下列反应的产物及机理

A
产物:

C11H16O2

机理

第 9 题(9 分)胺类物质有着神奇的化学性质:

X

9-1 写出反应机理

9-2 解释下列实验现象: HNO2

HNO2


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