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2009年高中化学竞赛初赛模拟试卷(4)


2009 高中化学竞赛初赛模拟试卷(4)
(时间:3 小时
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

满分:100 分)
5 6 7 8 9 10
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.

80 Xe 131.3 Rn [222]

1

2

3

4

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] La 系 B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc 44.96 Y 88.91 La- Lu Ac- La

Ti 47.88 Zr 91.22 Hf 178.5 Rf

V 50.94 Nb 92.91 Ta 180.9 Db

Cr 52.00 Mo 95.94 W 183.8 Sg

Mn 54.94 Tc [98] Re 186.2 Bh

Fe 55.85 Ru 101.1 Os 190.2 Hs

Co 58.93 Rh 102.9 Ir 192.2 Mt

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第一题(4 分) 1.下列物质中,可溶于水的是

A

胆固醇:

B 芬必得:

C

维生素 C:

D 保幼激素 JH-I:

2.信息、材料和能源被称为新科技革命的三大支柱。下列有关说法错误的是 A 在即将到来的新能源时代,核能、太阳能、氢能将成为主要能源 B 目前中美日等国掌握的陶瓷发动机技术,大大提高了发动机的能量转化效率 C 2002 年 12 月 30 日发射成功的“神州四号”使用了大量的复合材料 D 法国已经掌握了核燃料的循环使用,并应用在各核电站中 3.下列热化学方程式中△H 的绝对值能表示可燃物的燃烧热的是 A CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ;△H=-802.3kJ/mol B H2(g)+Cl2(g)=2KCl(g) ;△H=-184.6kJ/mol C 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ;△H=-571.6kJ/mol D CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ;△H=-283kJ/mol 4.右图为一种冰的晶胞,请问该每个晶胞中有几个氢键 A 2 B 4 C 8 D 12 第二题(8 分) 不同温度下 CuSO4·5H2O 脱水的平衡压力为: 化 学 反 应
-1-

p(H O)/kPa
2

298K

323K

5H (1)CuSO4· 2O(s) 3H (2)CuSO4· 2O(s) H (3)CuSO4· 2O(s)

CuSO4· 2O(s)+2H2O(g) 3H CuSO4· 2O(s)+2H2O(g) H CuSO4(s)+H2O(g)
2 2

1.04 0.75 0.11
2

6.05 4.12 0.60

平衡关系表明:298K 时,若 p(H O)>1.04kPa,CuSO4·5H2O 不分解;p(H O)=1.04kPa 表明 CuSO4·5H2O 和 CuSO4·3H2O 处于平衡;1.04kPa>p(H O)>0.75kPa,是 CuSO4·3H2O 稳定区, 而没有 CuSO4·5H2O、CuSO4·H2O 和 CuSO4;p(H O)=0.75 kPa 是 CuSO4·3H2O 和 CuSO4·H2O 处于平衡?? 1.请把以上结果按下列要求作图
2

p(H2O)/kPa

1

3

5

p(H2O)/kPa

固相中n(H2O)/n(CuSO4)

T/K

2.若 CuSO4·5H2O(固)处于水的饱和蒸气压,如 3.13kPa(298K) 、12.3kPa(323K)下, 可能会发生什么作用?

第三题(8 分) 红磷是暗红色粉末,需密封保存,若保存不当易变质,呈粘稠状。变质后的物质用水洗 涤、过滤,将固体物干燥,得到纯净的红磷。向洗涤液中滴入硝酸银溶液,得到黑色固体和 无色气体,该气体在空气中变成棕色气体。 1.用化学方程式表示红磷保存不当变质的原因,及洗涤液和 AgNO3 所发生的反应。 2.洗涤液中所溶物质为 A,A 是 P 通过五个共价键和其他原子结合的产物,其中含有 2 个-OH,请写出该物质的结构式。 3.写出 A 物质和过量 NaOH 溶液反应的离子方程式。

第四题(8 分) SO3 和 O3 的混合气体经光解作用可产生两种气体 A 和 B。其摩尔质量之比约是 1︰3。经 振动光谱测试:气体 B 具有两种不同的氧原子。 1.确定 A 和 B 物质,并画出 B 分子的结构。 2.上述反应可看作光化学反应。请写出上述两步反应的反应机理。 3.请根据 B 的物质结构预测其稳定性和化学性质。 第五题(12 分) “细菌冶金”是利用某些细菌的特殊代谢功能开采 金属矿石,例如氧化亚铁硫杆菌在溶液中能将黄铁矿氧 化为 Fe2(SO4)3,并使溶液酸性增强,其过程如下: 1. (1)从生物代谢看, (b)过程属 作用; (2)氧化亚铁硫杆菌的代谢类型应是 。 2.写出(a)过程的化学反应方程式。 3.人们可利用 Fe2(SO4)3 作强氧化剂溶解铜矿石(Cu2S) ,然后加入铁屑进一步得到铜,请 你写出其离子反应方程式。
-2-

4.工业上可利用粗铜(含 Zn、Ag、Au 等)经电解制得精铜(电解铜) 。写出电解过程中 的电极材料和电极反应。某工厂按此原理,平均每秒生产 A mol 精铜,求电解机槽中平均电流 强度。 (设阿伏加德罗常数为 N,每个电子带电量为 e C) 5.请评价细菌冶金的优点。 www.ks5.u.com 第六题(8 分) 草酸铂亦称奥沙利铂,是继顺铂之后的第三代铂类抗肿瘤临床药物,它由 K2PtCl4 与 1,2 -二胺基环己烷(A)经下列反应而得(D) 。
3 2 2 4 ? K2PtCl4+A ?? ? B ????? C ??? ? D ? B 为淡黄色晶体,含 Pt 约为 51.3%;C 为 1︰2 型电解质;将 D 在 N2 中热分解,于 250~ 270℃间有剧烈反应,残重为 48.6%。请回答: 1.画出 A、B、C、D 的化学结构式 2.写出 B→C、C→D 和 D 热分解的反应方程式。 www.ks5.u.com

25o C

AgNO 溶液

K C O /Δ

第七题(11 分) 某元素 A 能直接与ⅦA 族某一元素 B 反应生成 A 的最高价化合物 C,C 为一无色而有刺鼻 臭味的气体,对空气相对密度约为 3.61 倍,在 C 中 B 的含量占 73.00%,在 A 的最高价氧化物 D 中,氧的质量占 53.24%。 (1)列出算式,写出字母 A、B、C、D 所代表的元素符号或分子式。 2.C 为某工厂排放的废气,污染环境,提出一种最有效的清除 C 的化学方法,写出其化 学方程式。 3.A 的最简单氢化物可与 AgNO3 反应,析出银,写出化学方程式。

第八题(5 分) + 称取含 CaCO3 60%的试样 0.25g,用酸溶解后加入过量(NH4)2C2O4,使 Ca2 沉淀为 CaC2O4。 在过滤、洗涤沉淀时,为了使沉淀溶解损失造成的误差不大于万分之一,应该用 100mL 质量 + — 百分比浓度至少为多少的(NH4)2C2O4 作洗涤液?已知溶液中当 Ca2 和 C2O42 离子物质的量浓度 - 的乘积等于或大于 2.3×10 9 时会析出 CaC2O4 沉淀。 www.ks5.u.com 第九题(13 分) Parecoxib 为第二代环氧合酶—2(COX 一 2) ,由美国 Phamarcia 公司专为治疗与外科手术 或外伤有关的剧烈疼痛而开发,其合成路线如下:

1.写出 A~E 的结构简式。 2.命名 A 和 B。 4.为什么 E 可与 NaOH 反应?
-3-

4.用﹡标出化合物 F 中所有的手性碳,F 的光学异构体数目为 。 第十题(11 分)www.ks5.u.com 碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐,碳酸钙难溶于水,但能溶于 CO2 的水溶液中。 碳酸钙矿床的地下水流出地面后,由于压强减小而放出 CO2,年深日久可形成石笋或钟乳石。 - - 25℃时,大气中的 CO2 分压约为 pCO2=3×10 4≈10 3.54 atm。已知: - CO2(g)+H2O=H2CO3 K0=[H2CO3]/pCO2=10 1.47 + - -6.4 H2CO3 H +HCO3 K1=10 pK2=10.3 -8.3 2+ 2- CaCO3(s) Ca +CO3 Ksp=10 1.写出石灰岩地区形成钟乳石的化学方程式。 - 2.试计算雨水的 pH 及 CO32 浓度。若测得某时某地雨水的 pH 为 5.4,试分析产生此结 果的可能的原因。 - 3.石灰岩地区的地下水流入河水,设河水 pH=7,在 25℃、pCO2=10 3.54 atm 下,当达 + 到平衡时,Ca2 浓度是多少? 4.试述 NaHCO3 比 Na2CO3 溶解度小的原因。 www.ks5.u.com 第十一题(12 分) 天津大学化学系张明杰先生等作了由苯甲醇在 NaOH 作用下,用 CuCl2 催化并通入空气得 到苯甲酸的实验,提出了该实验的机理是 CuCl·2H2O ?NaOH ? Cu(OH)2,Cu(OH)2 作为氧化剂 ? ? 使
[ O] -CH2OH ???

-CHO 再发生歧化反应,请回答下列问题:

1.此实验反应分两步,一步是产物生成与处理,另一步是催化剂回收。请详细介绍如何 使原料与产物分离? 2.用反应方程式表述该反应机理。 3.这个实验是较理想的绿色化学实验,请对此评价。 www.ks5.u.com

-4-

参考答案

第一题(4 分) 1.C 2.D 3.D 4.B 第二题(8 分)

1.

(3 分) (图中标反应方程式与否均可) 2.可能发生 CuSO4· 2O 潮解,得饱和 CuSO4 溶液。 分) 5H (2 第三题(8 分) 1.4P+3O2=2P2O3(1 分) 2O3+3H2O=2H3PO3(1 分) ;P (若除答出上述答案外,还写出 4P+5O2=2P2O5;P2O5+3H2O=2H3PO4 不扣分) 2H3PO3+AgNO3=Ag↓+NO↑+2H3PO4(2 分)
O

(3 分)

2. HO P OH (2 分)
H

3.H3PO3+2OH-=2H2O+HPO32-(2 分) 第四题(分) 1.A:O2(1 分) ;B:SO4(1 分) ; 2.O3 O2+O;SO3+O=SO4(2 分) (2 分)

3.SO4 分子存在三元环,并有过氧键,因此不稳定,易分解,2SO4=2SO3+O2(1 分) ; 并具有强氧化性,漂白性等(1 分) 第五题(12 分) 1. (1)化能合成(1 分) (2)自养需氧型(1 分) 2.4FeS2+15O2+2H2O 3.①Cu2S+10Fe3++4H2O
2+ 2+

2Fe2(SO4)3+2H2SO4(2 分) 2Cu2++10Fe2++8H++SO42-(2 分)

②Fe+Cu =Fe +Cu(1 分) 4.正极:粗铜 Cu-2e-=Cu2+;负极:精铜 Cu2++2e-=Cu;ANe(各 1 分) 5.①对贫矿、尾矿的开采更有价值;②能大大降低能源消耗,利于减少污染(2 分) 第六题(8 分)

-5-

1.A:

B:

C:

D:

(各 1 分) 2. +2H2O+2AgNO3→ (NO3)2+2AgCl↓(1 分)

(NO3)2+K2C2O4→

+2KNO3+2H2O(1 分)

C8H14N2O4Pt

Pt+CO2↑+N2+C6H14(2 分)

第七题(11 分) 1.设 C 为 ABx,D 为 AOx/2,则有: A+xB=3.61×28.84=104.11

xB =73.00% A ? xB

x ? 16 2 =53.24% x A ? ? 16 2

求得 x=4,A=28.11,B=19.00(3 分) 可知 A:Si;B:F;C;SiF4;D:SiO2(各 1 分) 2.用纯碱溶液吸收 SiF4,反应式为: 3SiF4 十 2Na2CO3+2H2O=2Na2SiF6↓+H4SiO4+2CO2↑(2 分) 3.SiH4+8AgNO3+2H2O=Ag+SiO2↓+8HNO3(2 分) 第八题(5 分) 0.019% 第九题(13 分) 1.A: (1 分) ;B: (1 分) ;C: (2 分) ;

D:

(2 分) ;E:

(1 分)

2.A:苯乙酰氯(1 分) B:苄基苯酮(1 分) 3.N 上的未共用电子与碳氧双键共轭而离城,使 N 上的电子云密度降低;其盐的负离子 有很大的共振稳定性,因而使其共轭酸酸性大大增强。 分) (2

4.

(1 分) ,光学异构体 4 种(1 分)

-6-

第十题(分) 1.Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2(各 1 分) - + - 2.因为 Ka1 Ka2,所以可忽略 HCO3 的第二步电离。所以[H ]=[HCO3 ] 所以[H ]= [CO32-]=


=2.012×10 6,所以 pH=5.70(2 分) =5.012×10
-11



(1 分)

雨水中溶解了 SO2、NO2 等酸性气体(1 分) - - - 3.[H2CO3]=P·K0=3×10 4×10 1.47=1.016 5×10 5 [CO32-]=
2+ 所以[Ca ]=

=2.028 4×10- (2 分) =0.247mol/L(1 分)

8

4.因为 NaHCO3 中 HCO3-能发生双聚或多聚


,与水的作用比 CO3

2

弱,所以使 NaHCO3 溶解度减小。 分) (2 第十一题(分) 1.phCH2OH+Cu(OH)2→CuOH+H2O+phCHO

? phCHO ?? ? phCOONa(phCH2OH) ??? phCOOH
NaOH HCl

(1)phCOONa/Cu(OH)(+H2O+NaCl) 碴:CuOH+H2O+[O]→Cu(OH)2 重复使用 (2)液 phCOONa(NaOH+H2O)+HCl→phCOOH(+NaCl+H2O) phCOOH(+NaCl+H2O) (5 分)

2.反应机理:

可见该反应在通入空气下 phCH2OH 可全部转化为 phCOOH,所以只须作 phCOOH 的提取 分离即可。 分) (4 3. 这个实验是无溶剂的绿色化学实验, 反应特点是原料 -CH2OH 可全部转化成 -COOH,因此后处理也较简便,催化剂又可反复使用,因而是较理想的绿色化学实验。 分) (3

-7-


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