2016年全国高中化学竞赛模拟试题24

2016年全国高中化学竞赛模拟试题二十四第一题、近几十年发展起来的关于超重元素核稳定性理论认为：当原子核中质子和中子数目达到某一“幻数”(奇异的、有魔力的数)时，这个核将是特别稳定的。在周期表中铀以前的元素中具有2、8、20、28、50、82个质子或中子的核是特别稳定的，中子数126也是一个重要的幻数。氦、氧、钙、铅的质子数和中子数都是幻数，具有这种双幻数的原子核更为稳定。科学家们用计算机算出下一个具有双幻数的元素将是含114个质子和184个中子的第114号元素X(称为超重元素)。若已知原子结构规律不发生变化，该元素X就是第_周期第_族元素，其最高氧化物的分子式为_，再下一个具有双幻数的超重元素是质子数为164、中子数为318的164号元素Y，它应是第_周期第_族元素。第二题、液氨是一种无色液体，沸点为239.6K,是研究最多的非水溶剂。2-1PH3的沸点为185.3K ，为什么液氨的沸点比 PH3 高？2-2某些金属可以溶解在液氨中，并显示一定的颜色，可用方程式为 M + (x+y)NH3 (l) M(NH3)x+ + e(NH3)y- 表示，金属液氨溶液可以用来制备一些物质，如由O2 制备O2-,由C6H5I 制备联苯，请写出反应的方程式。2-3液氨中能发生许多有趣的反应，如ZnCl2与NaNH2反应可生成沉淀，NaNH2过量时沉淀将溶解；AgCl与Ba(NO3)2 的液氨溶液混合可得到白色沉淀BaCl2，写出反应的方程式并，指出上述反应为什么能够发生第三题、PdCl2 是一种棕红色的晶体，是有机合成，汽车尾气转换的重要催化剂，可由Pd(NH3)2Cl2为原料合成。步骤如下：(1)将Pd(NH3)2Cl2溶于盐酸得到一种铵盐A（2）加入NaClO3溶液除铵，同时得到酸B（3）加入适量NaOH得到沉淀C，过滤洗涤（4）将C与足量盐酸反应又得到酸B，浓缩结晶，分解生成PdCl23-1、推测A，B，C的结构简式3-2、写出反应（1）（2）（3）（4）的化学方程式3-3、若在第（2）步中除铵不彻底，将生成可溶性络盐D，影响第（3）步中钯的沉淀效率，推测D的结构简式3-4、若在第（3）步中NaOH过量也将影响钯的沉淀效率，试分析原因 第四题、据报道一种低温生产消化烷烃的新方法已经问世。该方法是以-羟基邻苯二甲酰亚胺为催化剂用和在70下氧化烷烃。这种烷烃低温硝化的方法的最大优点是产率高，不发生烷烃的断链，并且叔碳原子优先被硝化用该法硝化环己烷得到产率为70%的硝基环己烷和30%的硝酸环己酯及极少量的环己醇。异丁烷用该法硝化得到的产率最高的硝基烷的产率为46%。就以上信息完成下列各题： 4-1写出该硝化反应的催化剂的结构式 。4-2写出环己烷发生上述反应的三个化学反应方程式（并配平）。4-3写出异丁烷发生上述反应得到产率为46%的产物的结构式并命名。第五题、分析化学中常用H2S 系统（含H2S ,HS-,S2-）对金属离子进行沉淀分析。目前常用硫代乙酰胺的水溶液做为沉淀剂。试回答：5-1 写出硫代乙酰胺的结构式5-2 为什么不直接用H2S 进行沉淀分析？5-3 写出硫代乙酰胺在酸性溶液和碱性溶液中作用的方程式第六题、进行下列反应并通过小心的蒸馏、重结晶或层析将产品分离。 （1）(R)-3-羟基环己烯 + KMnO4 C6H12O3 （2）(E) -2-戊烯 +Br2(CCl4) C5H10Br2 6-1试推测在两个反应中各收集到多少种产物。6-2写出每一种产物的立体结构式。6-3指出反应产物中具有旋光性的物质并说明具有旋光性的原因。6-4标出旋光分子的构型并指出各立体结构之间的关系。第七题、四氯化钛(TiCl4)是制备金属钛及钛化合物产品的重要中间产品。四氯化钛熔点250K，沸点409K。二氧化钛又称钛白粉，在当今社会具有很广泛的用途。目前生产钛白粉最主要的方法是氯化法：以金红石(主要成分为TiO2)为主要原料，氯气可以回收循环使用。该方法分为两个阶段：加热金红石与另一原料的混合物，同时通以氯气，获得四氯化钛；收取四氯化钛后在氧气中燃烧得到钛白粉，并回收氯气。7-1 2006年8月18日，广州市某钛生产企业发生四氯化钛泄露事故，事故现场产生大量白色烟雾， 现场能见度极低，给事故处理带来困难。写出四氯化钛在潮湿空气中发烟的反应方程式。7-2从反应原理和工业生产实际（如尽可能使用廉价、易得的原料）推测，氯化法制钛白粉第一阶段另一种原料可能是什么？7-3写出第二阶段得到钛白粉并回收氯气的反应方程式第八题、8-1、已知18冠-6的内腔直径约为260 320 pm，又知Na+、K+、Cs+离子的半径分别为45、133、167 pm，请预计18冠-6与Na+、K+、Cs+离子生成的配合物的稳定性顺序。而15冠-5的内腔直径为170 220 pm，上述金属离子的15冠-5的配合物的稳定性次序又是什么？8-2、比较下列冠醚配合物的稳定性，简述理由。(1) (2) 第九题、Tetraazidomethane是化学家2006年新制得的一种只由两种元素构成的化合物。这两种元素一种是有机物中必不可少的，而另一种则是大气中含量最高的元素。制备Tetraazidomethane的一种方法是由含锑盐A与一种钠盐B在一定条件下发生复分解反应。盐A的阳离子为三角锥形，含氮质量分数约为91.30；阴离子为SbCl6。钠盐B的阴离子和CO2是等电子体。Tetraazidomethane是一种高沸点的液体，含氮质量分数约为93.33，有一定的危险性。9-1与Tetmazidomethane含有相同元素的二元化合物可能有着截然不同的性质，比如按照化合价一般规律组成的最简单形式的化合物X在材料科学中有着特殊的研究意义。其化学式为_。9-2已知SbCl6的中心原子上的价电子都用于形成共价键了，则SbCl6的立体构型为_；B的阴离子的立体构型可能为_；9-3 B与KNO3混合，点燃后产生相当慢的爆炸，分两步进行反应，首先是B分解，产生金属和一种气体；该金属再与KNO3反应，释放出一种气体，同时得到两种用一般点燃法无法制备的金属氧化物。请写出可能发生反应的化学方程式：_9-4 硝化甘油是丙三醇与硝酸形成的酯，它分解能释放氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气。请写出反应的化学方程式，并配平：_。Tetraazidomethane、硝化甘油与B均易发生爆炸反应的主要原因是：_ _。第十题、沸石分子筛是重要的石油化工催化材料。下图是一种沸石晶体结构的一部分，其中多面体的每一个顶点均代表一个T原子（T 可为Si或Al），每一条边代表一个氧桥（即连接两个T原子的氧原子）。该结构可以看成是由6个正方形和8个正六边形围成的凸多面体（称为笼），通过六方柱笼与相邻的四个笼相连形成的三维立体结构，如下图所示： 笼六方柱笼 10-1. 完成下列问题：1 若将每个笼看作一个原子，六方柱笼看作原子之间的化学键，上图可以简化成什么结构？在答题纸的指定位置画出这种结构的图形。2 该沸石属于十四种布拉维点阵类型中的哪一种？指出其晶胞内有几个笼。3 假设该沸石骨架仅含有Si和O两种元素，写出其晶胞内每种元素的原子数。4 已知该沸石的晶胞参数a = 2.34 nm，试求该沸石的晶体密度。 （相对原子质量：Si: 28.0 O: 16.0）10-2. 方石英和上述假设的全硅沸石都由硅氧四面体构成，下图为方石英的晶胞示意图。Si-O键长为0.162 nm AED=109o281 求方石英的晶体密度。2 比较沸石和方石英的晶体密度来说明沸石晶体的结构特征。第十一题、一电解质溶液含NaCl、NaClO和NaClO3，取25cm3此溶液加入醋酸和过量的KI，析出的I2需与18.75cm3、1.00kmolm3的硫代硫酸钠溶液完全反应，在此反应中仅ClO- 参加反应，ClO3- 不参加反应。 另取25cm3此溶液，加入过量的Fe2+ 溶液，加热至沸。冷却后发现在此过程中有5.40102mol的Fe2+ 被氧化，此时ClO- 和ClO3- 都反应。 再取25cm3此溶液，用SO2还原，再加入AgNO3溶液，得到AgCl沉淀2.8668g，计算此溶液中Cl- ，ClO- 和ClO3- 的浓度各为多少？ 2016年全国高中化学竞赛模拟试题二十四参考答案第一题七 IVA XO2 八 IVA第二题2-1 氢键 2-2 O2 + e(NH3)y- O2- + yNH3 2 C6H5I + 2e(NH3)y- C6H5-C6H5+ 2I- + 2 yNH3 2-3 Zn(NH2)2 在氨溶液中为两性，BaCl2在液氨中的溶解度小于AgCl与Ba(NO3)2在液氨中的溶解度方程式：ZnCl2 +2 NaNH2 = 2NaCl + Zn(NH2)2 Zn(NH2)2 + 2NaNH2 =Na 2Zn(NH2)4 2AgCl + Ba(NO3)2= BaCl2 + AgNO3第三题3-1、A：（NH4）2PdCl4, H2PdCl4,Pd(OH)23-2、(1)Pd(NH3)2Cl2+ 2HCl = （NH4）2PdCl4(2)6NaClO3 + 5（NH4）2PdCl4 = 3Cl2 + 18H2O + 5N2 + 3 Na2PdCl4 + 2H2PdCl4(3) H2PdCl4 + 4NaOH = Pd(OH)2 + 4NaCl + 2H2O(4) Pd(OH)2 + 4HCl = H2PdCl4 + 2H2O , H2PdCl4 = 2HCl + PdCl23-3、Pd(NH3 )4Cl23-4、Pd(OH)2 + 2NaOH = Na2Pd(OH)4第四题第五题5-1 CH3CSNH2 5-2 H2S 生成操作不方便，毒性大5-3 CH3CSNH2 + H2O = CH3CONH2 + H2S CH3CONH2 + H2O = CH3COO- + NH4+ （写总反应方程式也可以） CH3CSNH2 + 3OH- = CH3COO- + NH3 + S2- + H2O 第六题6-1 a.此反应符合题意的产物有两种。b.其立体结构为： I c.其中I由于分子中具有一个对称面，无旋光性。d.II的构型为(1R,2S,3S),I、II之间的关系为非对映异构体。6-2 a.此反应符合题意的产物有四种，按照卤素与烯烃发生亲电加成的反应规律。其产物应以I、II两种为主。b.四种产物的结构用两种表示方法表示如下： I I c.四种产物均具有旋光性，因为它们的分子结构既无对称面，也无对称中心。d.四种产物的构型分别为I (2S,3R)；(2R,3S)；(2S,3S)；(2R,3R)I与、与之间分别为对映异构体关系；I、与、之间分别为对映异构体关系。第七题7-1 TiCl4+4H2O=Ti(OH)4+4HCl或TiCl4+4H2O=TiO22H2O+4HCl 7-2 焦炭（或C） 7-3 TiCl4+O2=TiO2+2Cl2 第八题8-1、 根据半径匹配性 K+ Na+ Cs+ ，Na+ K+ Cs+ 8-2、(1) ，前者对称性高，后者少一个配位原子。(2) ，；刚性取代基团（苯环）增加，减小了与金属离子配位时构型畸变的应变能力，使配合物的稳定性降低。第九题9-1 C3N4 9-2正八面体 直线形 9-3 2NaN3=2Na+3N2 10Na+2KNO3=K2O+5Na2O+N2 9-4 4C3H5(NO3)36N2+O2+12CO2+10H2O 他们的分解产物中都有N2，氮分子中有叁键，形成时要放出大量的热，以致于产生的气体迅速膨涨，引起爆炸第十题101是金刚石结构 结构如下图所示：2该沸石所属点阵类型为：立方面心晶胞内含8个笼3因为每个晶胞内含8个笼，每个笼有24个硅原子和48个O原子，因此晶胞中原子数分别为Si：192，O：3844晶体密度的计算：=m/V=（M（Si）192+M0384）/a3代入相关数据得：=149kg/dm31021此晶体二氧化硅数为Si：81/8+61/2+4=8；O：82=16即此晶胞共含有8个二氧化硅。晶胞中二氧化硅的总质量：kg=79710-25kg晶胞的体积：V=（AB）3=（AE）3=（23116210-102）3m3=41910-28m3晶体密度：=kg/m3=190103kg/m3=190kg/m3该晶体密度=190kg/dm3 2沸石晶体的密度明显小于石英晶体的密度，说明沸石晶体具有多孔的结构特征。第十一题Cl-=0.19 moldm3， ClO-=0.375 moldm3， ClO3-=0.235 moldm3