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2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(7)

2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(7)

湖南湘乡四中 龙威

第[一]题(4 分) 元素 X 的单质及 X 与 Y 形成的化合物能按如左图所示的关系发生转化: 1.若 X 为金属,则 X 为 为 。 ;n= 。 ;置换反应的化学方程式 2.若 X 为非金属,则 X 为

第[二]题(8 分) 1.将尿素与钠分散液在 60 ℃~110 ℃发生反应,然后加热(140 ℃~200 ℃)可 制备 NaCNO。该方法同氧化法相比,能够制备较纯净的氰酸盐。写出反应的化学方程式。 2.含某化合物的较浓的溶液中加入少量的 AgNO3 溶液出现白色沉淀,然后滴加几滴 浓 NaOH 溶液,振荡后沉淀立即溶解。写出反应的化学方程式。 3. Mn2O3/H2SO4 直接氧化法将对溴甲苯氧化对溴苯甲醛是一条绿色工艺流程, 用 写出 反应的化学方程式。

第[三]题(7 分) 有人建议根据“最高价阳离子”电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如:S、 Cr 规定为ⅥA 族;Se 规定为ⅥB 族。 1.写出 S、Cr、Se 最高价阳离子的电子构型; 2.周期数和每周期元素个数是否发生变化; 3.新旧周期表中哪些族的元素是统一的(即完全相同) 4.不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做怎样的变动?

第[四]题(7 分) 乙烯的制备可以用卤代烷脱卤化氢和乙醇脱水的方法制取。实验室制取乙烯通常采

用 95%的乙醇和浓硫酸(体积比为 1∶3),混合后在碎瓷片的存 在下迅速加热到 160 ℃~180 ℃制得。 1.实验室为什么不采用氯乙烷脱氯化氢进行制备; 2.实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯中浓硫酸的作用是什 么? 3.列举实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯的不足之处; 4.有人建议用浓磷酸代替浓硫酸与乙醇反应,结果发现按醇酸体积比为(1∶3) 进行反应时,反应混合物在 110 ℃已经沸腾,温度升到 250 ℃以上仍没有乙烯产生。 (1)解释实验现象; (2)请提出进一步改进实验的方案。

第[五]题(6 分) 吡啶-2-甲酸,是重要的有机合成中间体。电化学直接氧化 2-甲基吡啶法是一条 对环境友好的绿色合成路线。下表是某研究者通过实验获得的最佳合成条件。 2-甲基吡啶 一 二 0.5 mol/L 0.6 mol/L H2SO4 1.5 mol/L 1.5 mol/L 阳极电位 1.95 V 1.85 V 反应温度 40℃ 30℃ 选择性 95.3% 84.1% 电流效率 45.3% 52.5%

1.写出制备吡啶-2-甲酸的电极反应方程式; 2.比较途径一、二,引起选择性、电流效率不同的原因是什么?请用电极反应表 示。

第[六]题(11 分) 以 Ba(OH)2·8H2O 和无水 TiO2 粉体为反应物,在 300 ℃时连续反应 8 h 得到 BaTiO3 2+ 晶体。该晶体具有显著的压电性能,用于超声波发生装置中。该晶体中每个 Ba 离子被 2- 12 个 O 离子包围形成立方八面体;BaO12 十二面体在晶体中的趋向相同,根据配位多面 体生长习性法则的特例,晶体的理论习性与 BaO12 多面体的形状相同。由于 BaO12 多面体 的形状为立方八面体,因此该晶体的生长习性为立方八面体。

1.BaTiO3 晶体的晶胞如下图所示。该晶体中 Ba、O 联合组成哪种类型的堆积形式; Ti 的 O 配位数和 O 的 Ba 配位数分别是多少?

2.我们在研究该晶体时,溶液中存在的生长基元为 2 种阴离子,其 O 配位数与晶 体中相同。请写出这 2 种生长基元和形成生长基元的反应方程式。

3.如图所示 CeO2 结构,O 离子位于各小立方体的角顶,而 Ce 离子位于小立方体 的中心。判断 CeO2 晶体的生长习性为什么,说明判断理由。

2-

4+

4.判断 NaCl 晶体的生长习性,画出 NaCl 晶胞中体现其生长习性的单元。

第[七]题(4 分) 如图所示,甲、乙之间的隔板 K 可以左右移动,甲中充入 2 mol A 和 1 mol B,乙 中充入 2 mol C 和 1 mol He,此时 K 停在 0 处。在一定条件下发生可逆反应: 2A(g)+B(g) 2C(g),反应达到平衡后,恢复到反应发生前时的温度。 是否可以根据活塞滑动与否可判断左右两边的反应是否达到平衡?如果能,说明理由; 如果不能, 计算活塞还在 6 处时隔板 K 最终停留在何处 (不能解出答案, 列方程也可) ?

第[八]题(8 分) 有机物 X 属于芳香族混合物,化学式为 C10H7NO2;是目前树脂生产中常用的一种耐热 改性剂。已知 X 是平面型分子,且呈现镜面对称。 1.写出 X 的结构简式; 2.系统命名法命名 X; 3.选用 2 种常见的有机物,分 2 步合成 X。已知反应过程中仅生成水分子。 (1)写出反应物及中间产物 (2)上述合成中需用乙酸乙酯、醋酸酐和无水醋酸钠。其中无水醋酸钠作催化剂, 那么乙酸乙酯、醋酸酐的作用分别是什么?

第[九]题(8 分) 研究发现,氯化钴与 6-甲基吡啶-2-甲醇反应形成电中性分子的单核配合物分 子,实验测得其钴的质量分数为 17.4%。 1.确定该配合物的化学式; 2.画出它的立体结构,指出构型。 3.实际测得该配合物分子以二聚体形式存在,且呈现双螺旋结构。 (1)二聚体分子间的作用力是什么? (2)画出该配合物的双螺旋结构。

第[十]题(11 分) 写出下面有机反应产物的结构简式: 1.CH3CHO+HCHO(足量) 2.

3.

4



第[十一]题(10 分) 将由短周期 4 种元素(不含氢)组成 的物质 X 4.83 g 溶解于 1 L 水中。用碱滴定所得溶液的等分试样(V=10.0 mL),消 耗 0.028 mol/L NaOH 溶液 23.8 mL。经过一段时间,重新从溶液中取等分试样(V=10.0 mL),滴定消耗 0.028 mol/L NaOH 溶液 47.5 mL。将第二次滴定之后所得的溶液分为二 等份,向一份溶液中加入 MgSO4 溶液,生成沉淀 5.2 mg;向第二份溶液中加入 BaCl2 溶 液,生沉淀的质量为 53.5 mg。 1.确定 X 的化学式; 2.试写 X 与水反应的化学方程式。 3.以 pH-V(X)︰V(NaOH)为坐标画出第二个等分试样的 pH 滴定简图。

第[十二]题(16 分) 某离子化合物 X 由一种有机阳离子和一种无机阴离子组成; 元素分析得到 H: 5.33%、 C:21.17%、N:6.17%、S:35.33%、Ge:32.00%;该阳离子和阴离子都具有正四面体型 的空间对称性。 1.确定 X 的组成式(阴阳离子分开写); 2.画出阴离子的空间构型; 一定条件下 X 能与 HgI2 反应, 通过自组装合成了微孔硫化物 Y; 的阴离子是通过 X Y 的阴离子和 HgS4 变形四面体共用 S 形成的无限网状结构。 3.写出合成 Y 的反应的化学方程式; 4.2,3-二巯基丙醇在合成 Y 中是不可缺少的,其可能作用是什么? 5.Y 的阴离子是通过 1 个 X 中的阴离子和几个(2、3、4)Hg 相连的,说明理由; 衍射法测得该晶体 Y 属于四方晶系,晶胞参数 a=0.9269 nm,c=1.4374 nm,Z=2。 6.计算晶体 Y 的密度。 对样品进行了 DSC-TG 研究,在 320 ℃附近有一个强的吸热峰,详见右图。 7.试确定残留物中的主要成分是什么?

参考答案

第[一]题(4 分)
1.Fe 3 2.C C+H2O CO+H2↑(各 1 分)

第[二]题(8 分)
1.2Na+2NH2CONH2 NaNHCONH2 2NaNHCONH2+H2↑ NaCNO+NH3↑(各 1.5 分)

2.NH4Cl+AgNO3=AgCl↓+NH4NO3 AgCl+2NH4++2OH-=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O(各 1.5 分) 3.Br- -CH3+2Mn2O3+4H2SO4=Br- -CHO+4MnSO4+5H2O(2 分)

第[三]题(7 分)
1.S6+:1s22s22p6;Cr6+:[Ne]3s23p6;Se6+:[Ne]3s23p63d10。(0.5 分) 2.不变(1 分) 3.ⅠA,ⅡA,ⅠB,ⅡB 族是统一的,即ⅢA~ⅦA 族为不完全相同的族,ⅢB~VIIIB 族为完全不同的族。(2 分) 4.其变化情况如下:原周期表中第四、五、六周期的ⅢA~VIIIA 族元素,依次为新周 期表中ⅢB~ⅦB 族元素,原周期表中第一、二、三周期的ⅢA~ⅦA 族元素,依次和ⅢB~ⅦB 族元素合并成为新周期表中的ⅢA~ⅦA 族元素。(2.5 分)

第[四]题(7 分)
1.氯乙烷沸点低,蒸气有毒,应尽量防止吸入(1 分) 2.催化剂、干燥剂(各 0.5 分) 3.产生乙烯的温度难控制;副反应多,产生的乙烯纯度低,产率低;耗时长,且实验效 果不够理想。(2 分) 4.(1)磷酸中含水较多,乙醇沸点较低,整个反应混合物挥发性较强有关。(1.5 分) (2)加入适量 P2O5 固体(1.5 分)

第[五]题(6 分)

1.阳极:C5H4N-CH3+2H2O→C5H4N-COOH+6H++6e-(2 分) 阴极:2H +2e =H2(1 分) 2.选择性低由于发生副反应:C5H4N-CH3+H2O→C5H4N-CHO+4H++4e-(1.5 分) 电流效率低由于发生副反应:2H2O=O2↑+4H +4e (1.5 分)
+ - + -

第[六]题(11 分)
1.立方密堆积 6 4(各 1 分) 2.Ba(OH)1210


Ti(OH)62 (各 1 分)



Ba2++2OH-+10H2O=Ba(OH)1210-+10H+ Ti4++4OH-+4H2O=Ti(OH)62-+4H+(或 TiO32-+3H2O=Ti(OH)62-)(各 0.5 分) 3.立方体(1.5 分) Ce4+离子的配位数为 8(1 分)

4.八面体(1.5 分)

(1 分)

第[七]题(4 分)
不能判断(1 分) K 所在位置的数值 x 满足:[x/(2-x)]5=(3+0.5x)/(3-0.5x)(3 分)

第[八]题(8 分)

1.

(3 分)

2.N-苯基丁烯二酰亚胺(N-苯基马来酰亚胺)(1 分)

3.(1)



(3

分) (2)乙酸乙酯作溶剂、醋酸酐作脱水剂(各 0.5 分)

第[九]题(8 分)
1.CoC14H17N2O2Cl(2 分) 2. (2 分) 四方锥(1 分)

3.(1)氢键(1 分)

(2)

(2 分)

第[十]题(11 分)
1. (2.5 分)

2.

(2.5 分)

3.

(2.5 分)

4.(3.5 分)

第[十一]题(10 分)
1.NO2SO3F(5 分) NaOH+HNO3=NaNO3+H2O NaOH+HSO3F=Na2SO4+H2O; NaOH+HF=NaF+H2O 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O; Mg2++2F-=MgF2↓ SO42-+Ba2+=BaSO4↓ Ba2++2F-=BaF2↓ 2.NO2SO3F+H2O=HNO3+HSO3F HSO3F+H2O=H2SO4+HF(缓慢进行)(各 1.5 分) 3.(2 分)

第[十二]题(16 分)
1.[(CH3)4N]4Ge4S10(3 分,最简式给 1 分) 2.(2 分) 3.[(CH3)4N]4Ge4S10+HgI2=[(CH3)4N]2HgGe4S10+2(CH3)4NI(1 分) 4.与 Hg2+形成稳定的可溶性螯合物(起矿化剂作用,同时也阻止了难溶 HgS 沉淀的生 成)(1 分) 5.每个 Ge4S10 与 3 个 HgS4 相连,每个 HgS4 与 3 个 Ge4S10 相连(1.5 分) 4 个相连时为正四面体结构;2 个相连时为无限线型结构(各 1 分) 参考图形: 6.v=a2c=1.2349 nm3(1 分) ρ=ZM/NAv=2.58 g/cm3(2 分)

7.GeS2(GeS2、GeS)(2.5 分)