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2011年全国高中化学竞赛模拟试题


2011 年全国高中化学竞赛模拟试题 样题及难度参考
1.008

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] 132.9137.3La Lu 178.5 180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] [222] Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

相 原 质 对 子 量

第一题(本题共 6 分) 、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是极有开发前景的发电技术,欧美国家 先后建立了 100kW-2MW 的 MCFC 发电系统,燃料多样化可以为 H2 ,CO,CH4 等。 1-1、熔融碳酸盐燃料电池的导电离子为_______ 1-2、氢气为燃气时的电极反应,阴极为 CO2 与空气的混合气,写出电极反应 阳极________________________________,阴极________________________________ 1-3、MCFC 可使用 NiO 作为多孔阴极,但容易发生短路现象,试分析其原因?

第二题(本题共 10 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。 2-1 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。


2-2

预测 A 的化学性质是否活泼?为什么?

2-3

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。

2-4

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。

1

第三题(本题共 6 分) 2O5 是一种重要的碘氧化物,为易吸潮的白色固体,可与 CO,H2S 、I 等气体发生反应 3-1.在分析化学中可以用来分析气体中 CO 的含量,方法如下: 将 150mL(在 25℃,101kPa 下测定)气体样品通入盛有过量的 I2O5 的干燥管中,控制温度 在 170℃,生成了易升华的紫黑色固体,收集紫黑色固体加入 20.00mL0.100mol/L 的 Na2S2O3 充分反应,将所的得溶液稀释到 100mL,取 25.00mL,以淀粉为指示剂,用 0.100mol/L 的 I2 标准溶液滴定,消耗 1.50mL.试计算气体中 CO 的体积分数. (假设气体样品中无其他与 I2O5 反应的气体)

3-2.I2O5 吸收空气中的水份得到物质 A,A 在 200℃时又失水生成 I2O5,失重率为 1.766%, 请给出 A 的化学式_________________ 3-3.I2O5 与过量的水生成物质 B,B 也可以由 Cl2,I2 和水反应得到,写出有关反应的方程 式.并给出 B 的结构

3-4.I2O5 与 SO3 反应得到一含盐 C,I2O5 在浓硫酸中与 I2 反应得到另一种盐 D,C,D 含有 相同的四面体型的阴离子, 阳离子由相同的元素组成, 均带一个电荷, 给出 C, 的化学式. D

第四题(本题共 11 分)、铬铁矿(FeCr2O4 或 FeO·Cr2O3)是一种重要的铬矿石,于是工业上主 要的铬源.炼钢常用的铬常由铬铁矿和碳在电炉中反应得到,这样制得的铬纯度不够高,工 业上用如下工艺由铬铁矿制得较纯的铬: (1) 反焰炉中用固体 Na2CO3 与铬铁矿高温下混熔,通入空气 (2) _______________ (物理变化) (3) ________________(化学变化) (4) _______________(物理变化) (5) 将所得到的 Na2Cr2O7 晶体用碳还原 (6) 将(5)所得产物溶解,过滤,得到的固体与 Al 反应 回答如下问题: 4-1.写出铬铁矿与碳反应的化学方程式 4-2.用简要的语言补充(2),(3),(4)的操作(填在题中横线上) 4-3.写出(1),(5),(6)的化学反应方程式

2

若对 Na2Cr2O7 溶液中添加试剂 X,会发生非氧化还原反应,随着 X 的量的增加陆续生成含 铬质量分数为 49.4%, 50%的离子... ... 4-4.确定这两种离子的化学式并画出其结构

4-5.指出 X 为什么试剂

4-6.若进一步添加试剂 X,得到的含铬物质含铬质量分数最大值为多少?组成该物质的基 本单元是什么?

第五题(本题共 8 分) 、离子晶体 X 是由三种短周期元素组成,三种短周期元素的简单离子 的核外电子排布相同,晶胞参数 a=780pm,晶胞中阴离子组成立方最密堆积,阳离子(r =102pm)占据全部八面体和四面体空隙。 5-1 5-2 5-3 写出 X 的化学式 指出阴离子的空间构型 计算晶体 X 的密度; 和化学名称 ; ;

5-4

X 在化工生产中有什么用途;

5-5

另有一种晶体 Y,其阴离子也组成立方最密堆积,且与 X 的

阴离子互为等电子体, 而阳离子与 X 的阳离子相同, 但只占据全部四面 体空隙,请写出 Y 的化学式。 第六题(本题共 11 分)、POCl3 无色透明的液体,是一种重要的工业化工原料,可用于制取 磷酸二苯-异辛酯、磷酸三乙酯等磷酸酯,塑料增塑剂,有机磷农药,长效磺胺药物 等。还可用作染料中间体,有机合成的氯化剂和催化剂,阻燃剂。 6-1.POCl3 在空气中容易发烟,主要产物为两种常见的酸,同时还有少量的物质 A 生成,A 中磷元素质量分数为 24.6%,不含氢元素,试给出 A 的化学式及其结构

6-2.POCl3 可以除去傅克反应中产物中多于的 AlCl3 试分析原因

3

6-3.POCl3 与液氨反应可得物质 B,B 的结构与 POCl3 相似,具有三重轴,同时有少量 C 和 D 生成,C 为平面六元环状,具有三重轴,D 为聚合物,给出 B,C,D 的结构简式

6-4.B 在室温下水解较慢,只能部分水解,得到产物 E,100℃时水解速度加快可水解完全 得产物 F,加热数小时得到易溶的聚合物 G,给出 E,F,G 的结构简式

6-5.-10℃下,向 B 的乙醚悬浊液通入 HCl 得到物质 H,H 是焦磷酸的等电子体,给出合 成 H 的反应方程式,并指出反应的类型

第七题(本题共 8 分) 、由苯及不超过 3 个 C 原子的有机物化合物合成
CHO (1) CH2 CHCH2CH2OH CH3 (2) Cl OH

Cl

第八题(本题共 10 分)、锂电池广泛使用于手表,照相机等电子产品中,具有稳定性好,轻 便,环保等优点.金属锂常用做电池的负极材料,除此以外还有 Al,Cd,Zn 等 8-1.电容量指每 1 克金属完全放电时候提供的电量,单位为 Ah/g,请计算比较 Li,Al,Cd 的电容量,你能得出什么结论?

8-2.虽然 Li 的第一电离能大于 Na 和 K,但 E

Θ

Li+/Li

比E

Θ

Na+ /Na

, E

Θ

K+/K

代数值都有小,

请解释之。尽管如此,Li 与水反应的剧烈程度确不如 Na 和 K,请分析原因。

4

8-3.溶剂 A 可以做锂电池的溶剂,它最有可能是下列哪几种溶剂中的哪一种?请说明理由 (1)H2O (2)CH3CH2OH (3) (CH3)2SO (4)C6H12(环己烷)

8-4.若以 LiPF6 作为电池的电解质,锂为电池的负极,FeS2 做电池的正极,请写出电池的 正极反应,已知正极产物为一种单质和一种化合物。

8-5.在下图中填上 LiPF6,A,Li,FeS2,负载(engine),构成一个完整的电池示意图,并标 出电流方向

8-6.该电池电极材料中哪一种应该过量?为什么?

第九题(本题共 10 分) 、化合物 N-丙基-N-[2-(2,4,6-三氯苯氧基)乙基]-1H-咪 唑-1-甲酰胺是德国艾格福公司首先开发的一种咪唑类广普杀菌剂,国际通用名为 Prochloraz,商品名为 Sprotak。它可由下列步骤合成:

根据上述合成步骤回答下列问题: 9-1、写出化合物 A、B、C 的结构简式: A________________ B________________ C________________ 9-2、从经济角度出发,第一步反应中应该过量的反应物的名称是___________________; 9-3、第一步反应中加入的氢氧化钠和最后一步反应中加入的三乙胺有相似的作用,它们的
5

作用是_________________________________________________________ 第十题(本题共10分) 、据Science杂志报道, 大气中存在一种潜在的温室气体——SF5 - CF3, 虽然其数量有限, 仅达0.1ppt 见右图) ( , 但是它是已知气体中吸热最高的气体。虽然 来源未知,但科学家认为它很可能是用作高 压电绝缘材料的SF6 和含氟高分子反应的产 物。回答下列问题: 10-1 ppt和ppm一样, 都是表示微量物质的符 号 , 全 名 分 别 是 part per trillion 和 part per million,ppt在环境领域表示万亿分之一,则1 ppm =_______ ppt。 10-2 10-3 下列微粒中中心原子杂化类型与高压 。 SiF62 A.


绝缘材料SF6中S原子杂化类型相似的是 由_________(结构简式)聚合而成。

B. 3 PCl

C. 5 BrF

D. 2Cl2 S

重要含氟高分子之一是 CF2-CF2 ,有“塑料之王”的美名。其名称是________, CF2-CF2 反应的方程式。

10-4 画出SF5-CF3的结构式,并写出SF6与

10-5 SF5-CF3中的-CF3是很强的吸电子基团,一般烃基都是给电子基团。试比较下列物 质的酸性:H2CO3,C6H5OH,CF3COOH,CH3COOH

10-6 将右图的标题译成中文(化合物用化学式代替)___________________________ 第十一题 (本题共 10 分) IO4? 离子可以被 I? 还原, 、 还原的方法有两种, 它与 pH 值有关, 在 pH~8 时还原产物为 IO3?, pH~1 时还原产物为 I2, pH = 8 的缓冲溶液中, 25cm3 在 在 某 含 IO4? 和 IO3? 离子的溶液与过量的 KI 反应,放出 I2,产生的 I2 需要 7.60cm3 浓度为 50.0mol?m
-3

的 AsO2 , 再取 25cm3 原溶液, 酸化后与过量的 KI 反应, 生成的 I2 需要 50.0cm3,
-3



浓度为 100.0mol?m

的 S2O32? 溶液完全反应。

11-1、写出题中所涉及反应的方程式

11-2、计算此 1dm3 原溶液中 IO3? 和 IO4? 的摩尔数各为多少?

6

2011 年全国高中化学竞赛模拟试题十参考答案 第一题、 1-1、CO3 2 分 1-2、2H2 + 2CO32- === 2CO2 +2H2O + 4e 1 分 O2 + CO2 + 4e == 2 CO32- 1 分 1-3、NiO 溶于熔融碳酸盐,被阳极气体还原成金属镍而短路 2 分
2O

第二题、2-1 A:Na3NO4;原硝酸钠或正硝酸钠; 2-2

N O O O

;N:sp 杂化;正四面体。4 分

3

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。 分) (2 2-3 Na3NO4+H2O+CO2→NaNO3+NaOH+NaHCO3(2 分)
O

2-4

N O O O

;NO4-+H2O→NO3-+H2O2(2 分)

第三题、 1.32% 1 分 2.HI3O8 1 分 3.HIO3 ,I2 + 5 Cl2 + 6 H2O →2 HIO3 +10 HCl 2 分 各 1 分 4.(IO2+)2SO4 ,(IO+)2SO4 2 分 各 1 分 第四题、 1. FeCr2O4 + 4C = Fe + 2Cr + 4CO 1 分 2. 用水浸取(或溶解) ,酸化,浓缩结晶 3 分 3. 4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O2 = 2Fe2O3 + 8Na2CrO4 + 8CO2 Na2Cr2O7 + 2C = Cr2O3 + Na2CO3 + CO Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3 3 分 - - 4.Cr3O102 ,Cr4O132 1分 结构:分别为三个,四个铬氧四面体共顶点形成,图略,无离子电荷不得分 1 分 + 5.H /或稀硫酸,稀硝酸等强酸,但不能是 HCl,HBr,HI 等还原性强酸 1 分 6.52%,将得到 CrO3,可以看成是无数个铬氧四面体共顶点形成的长链 1 分,各 0.5 分 第五题、5-1 Na3AlF6(1 分) 六氟合铝酸钠(1 分)5-2 正八面体(1 分) 5-3 晶胞内含 4 个[Na3AlF6]单元 Na3AIF6 摩尔质量为 210g/mol。
3 ρ = 6.02 ?1023 ? ?780?10?12 ?3 =2.95g/cm 2 分 5-4

210? 4

1

电解炼铝的助熔剂 1 分 5-5

Na2SiF6 2 分

第六题、1.P2O3Cl4

1分

可画成双键或配位键,或 d-p pai 配键,键角不对不给分 1 分 2.氧原子的孤对电子与强 Lewis 酸 AlCl3 形成了配合物 Cl3PO→AlCl3 1 分

3.

3分

4.E PO(NH2)2(ONH4) 或 PO(NH2)(OH)(ONH4), PO(NH2)(ONH4)2 F (NH4)3PO4 G (NH4PO3)n 3 分 各 1 分
7

5. 2 PO(NH2)3 + HCl =
(1) HCHO HCl, ZnCl2 HBr CH2Cl Mg 乙醇 CH2CHBr Mg CH3 浓H2SO4 OH Cl Cl2 Cl 乙醚 SO3H NaOH 熔融 O

+ NH4Cl
CH3CHO H3O+

1 分 缩合反应 1 分
CH2CH OH CH3

H3O+

CH2CH CH2CH2OH CH3 OH
CH3 CH3

(2)

H3O

+

OH

POCl3
H C N O

CHO

第七题、

CHO

8分

第八题、1. 结论:在三种金属中 Li 的电容量最大 0.5 分 + 2.电极电势是相对于水溶液而言,Li 半径小,有 较大水合能,Li 更易失电子,故电极电势代数值降 低 1 分 LiOH 难溶,覆盖在 Li 表面影响了 Li 与 水反应的速度 1 分 3.(3) ,1 分 (1)(2)含有活泼氢能与锂发生反应, 0.5 分 电解质中含有离子,不能溶解于非极性溶剂 中,故(4)不可以 0.5 分 4. FeS2 + 4Li+ + 4e- = Fe + 2Li2S 1 分 6.FeS2 应该过量,否则剩余的 Li 将遇到水将剧烈反应,发生危险 1 分

第九题、 9-1

6 分 9-2、 l,2-二氯

乙烷 2 分 9-3、 加入氢氧化钠或三乙胺可中和反应生成的氯化氢,使反应往右进行 2 分 6 第十题、10-1 10 1 分 10-2 A、C(等电子体是研究许多分子或离子结构的重要规律)

2 分 10-3 聚四氟乙烯;CF2=CF2 2 分 10-4

1 分;2nSF6+ CF2-CF2 →2nSF5

-CF3 1 分 10-5 CF3COOH,CH3COOH,H2CO3,C6H5OH 2 分 10-6 大气中 SF5-CF3 和 SF6 的同步增长曲线。(parallel 是关键词,由于原因未知,不 应该答“随??变化”的字词)1 分 第十一题 11-1、 在 pH~8 时,IO4? + H2O + 2I? = 2OH? + IO3? + I2 1 分在 pH~1 时,IO4? - - - + 8H+ + 7I? = 4H2O + 4I2 1 分 AsO2 + I2 + 2H2O = AsO43 + 2I + 4H+ 1 分 I2 + -2 -2 22? ? 2S2O3 = 2I + S4O6 1 分 11-2、IO3 为 1.31× 10 mol 2 分,IO4 为 1.52× 10 mol 2 分
8


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