2008年高中化学竞赛初赛模拟试卷（2）

2008年高中化学竞赛初赛模拟试卷（2）第第题（5分）15KClO36P3P2O55KCl（1.5分）2强氧化剂和还原剂反应，反应剧烈，有暴鸣声（1分）；所得产物P2O5、KCl为白色固体，会产生白烟（1分）。3不能（0.5分） 白磷易自燃，引发爆炸。题（5分）据悉，多哈亚运会上发令枪所用“火药”的主要成分是氯酸钾和红磷，撞击时发生化学反应。1写出该反应方程式；2为什么该反应可用于发令枪；3“火药”中的红磷能否用白磷代替？为什么。第第题（9分）1实验法、观察法、比较法（2分）2夏天由于蒸发溶剂，会有大量的氯化钠和一些碳酸钠析出（析出的氯化钠明显比碳酸钠多）；冬天是运用了冷却热饱和溶液的原理了，碳酸钠溶解度受温度影响较大，而氯化钠受温度影响不大，析出的物质大部分是碳酸钠。（各1.5分）3干冰易升华，放在密封的瓶中因体积澎涨，会引发冰箱爆炸。（2分）4HC(OC2H5)3（2分）557.6%（2分）题（11分）1金属钠不仅跟氧气、水等无机物反应，还能跟酒精、醋酸等有机物反应。要研究金属钠跟酒精反应的性质以及它与水反应的异同点。该研究方法中使用了哪3种科学方法。2我国青海湖地区素有“夏天晒盐，冬天捞碱”之说。请用科学原理进行解释。3中秋佳节，雪月饼倍受青睐，为防止冰激凌融化，在携带的过程用干冰作制冷剂，某市民回家后将干冰放在密封的塑料瓶中，并保存在冰箱里。请评价该市民的做法4在含氧酸中有一种称为原某酸的，一般不稳定，易脱水；它与对应的含氧酸的区别在于H、O原子数目的不同。例如：硅酸的化学式H2SiO3，原硅酸的化学式为H4SiO4；据此推知原甲酸乙酯的结构简式。5工业上以CuO和H2SO4为原料制备CuSO45H2O晶体。为确保制备过程中既不补充水，也无多余的水分。试确定所用硫酸溶液溶质的质量分数。第第题（7分）1SO2Cl24NH3SO2(NH2)22NH4Cl（1.5分）3SO2(NH2)23NH4(SO2N)33（1.5分）(SO2N)333Ag3HCl3AgClH3(SO2N)3（1分）(SO2N)333Ag3CH3I3AgISO2N(CH3)3（1分）2C： D：（各1分）题（7分）某些含硫氮环的游离酸可通过下列串连反应制得：氯磺酰通过氨解反应得到A；将A加热得B，B是一种硫酰胺的离子态物质；B与某些重金属盐，例如银盐在盐酸溶液中反应便得含硫氮环的游离酸（代号C）；将上反应中的HCl用CH3I替代，则可制得含硫氮环的有机衍生物（代号D）。1请完成的化学反应方程式；2并写出C与D的化学结构式。第第题（7分）1（4分）2环中的N原子和C原子分别采取sp2杂化，端连的C、N原子分别采取sp杂化。键型有各原子之间的键和一个键、一个（或者一个和二个键）（3分）题（7分）在液态SO2中用叠氮酸铯与氰气反应定量生成铯的离子化合物。其阴离子中含氮量为74.47%。1试画出该离子化合物中阴离子的结构式；2说明每个原子的杂化类型和化学键型。第第题（14分）1H2TiO3SrCl22KOHSrTiO32H2O2KCl（2分）2（1）（2分）（2）1/4（1分）（3）容纳Ti4的八面体空隙处于晶胞的中心，是由6个最邻近的O2氧负离子所构成。其他的八面体中心均位于晶胞边棱的中心，虽然最邻近的微粒数也是6，但其中只有4个是O2，另外两个是Sr2。两个正离子Sr2和Ti4彼此靠近，从静电学角度分析是不利的。（2分）（4）Sr2半径为(390.51402)/2136pm；Ti4半径为(390.51402)/255pm（各1分）Sr2半径与O2半径相近，而Ti4半径小得多，适合填充在八面体空隙中（1.5分）4M/NAa35.12g/cm3（1分） Vd3/65.571018cm3（0.5分）mV2.851017g（1分） N5V/a34.68105个（1分）题（14分）钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO3相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研究日益受到重视。我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形，粒径分布较均匀，平均22nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a390.5pm。1写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式；2SrTiO3晶体的结构可看作由Sr2和O2在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由O2构成，另一种由Sr2和O2一起构成，Ti4只填充在O2构成的八面体空隙中。（1）画出该SrTiO3的一个晶胞（Ti4用小球，O2用大球，Sr2用大球）（2）容纳Ti4的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？（3）解释为什么Ti4倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？（4）通过计算说明和O2进行立方密堆积的是Sr2而不是Ti4的理由（已知O2半径为140pm）3计算22nm（直径）粒子的质量，并估算组成原子个数。第第题（8分）1Fe4N2O4NOFe(NO3)43NO（2分）2（3分）3（3分）题（8分）Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时，火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中，结果腐蚀物中含有Fe(NO3)3N2O4，该物质实际上是NOFe(NO3)4，经X射线晶体结构表示实际为N4O6Fe(NO3)42。请回答：1写出合成NOFe(NO3)4的反应方程式；2如果N4O62是平面型的离子，存在3重对称轴（旋转120重合），但不存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。3如果N4O62是非平面型的离子，不存在3重和2重对称轴，但存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。第第题（10分）1CH23，设Y的最简式为C4H6（1分）设Z的组成为X(C4H6)n，X的原子量为54.1n21.36/78.64%14.7n（1分）n4时，存在合理的金属X：Ni（1分） 3d84s2（1分）2Y是非平面型环状，化学式应为C8H12（1分）结构简式：（1分） 顺1，4环辛二烯（1分）3Ni(C8H12)2（1分）；（1分）；（1分）题（10分）某金属单质X可以与烃Y形成一种新型单核配合物Z。Y是非平面型环状，核磁共振显示只有2中类型的H原子；配合物Z中碳元素的质量分数为69.87，氢元素的质量分数为8.77%。1通过计算确定X的元素符号及外层电子排布；2写出Y的结构简式并命名；3试写出Z化学式和可能的立体结构。第第题（7分）12CCl42H2e2Hg（l）2CHCl3Hg2Cl2（s）2CHCl36H6e6Hg（l）2CH43Hg2Cl2（s）（各1.5分）2CCl4：2.48% CHCl3：2.44%（各2分）题（7分）用控制电位库仑分析法测定CCl4和CHCl3的含量。在1.0V（vsSCE）电位下，在汞阴极上，在甲醇溶液中把四氯化碳还原成氯仿；在1.80V，氯仿可还原成甲烷。现将0.750g含CCl4、CHCl3及惰性杂质的试样溶解在甲醇中，在1.0V下电解，直至电流趋近于零，从库仑计上测得的电量数为11.63C。然后在1.80V继续电解，完成电解需要的电量为44.24C。1写出在汞阴极上2次发生的电极反应（溶液中有自由移动的H）2试计算试样中CCl4和CHCl3的质量分数。第第题（10分）1A： B： C：（各1.5分）D：（2分） E：（1.5分）2对比可知，途径方法好，因为A无形成六元环，再以CH2形成桥环，虽然存在环张力，但是因为分子内H位置接近，分子内成桥环几率大，转化率较大，而途径的情况中直接由链状分子A合成E时，因为单键可以旋转，分子内H位置关系不定，成环几率小，多分子A通过CH2成链几率较小，转化率较低，所以是途径的方法。（2分）题（10分）有机酸D可通过如下合成线路合成：（途径）有人提出不经过B、C，直接由下面的步骤合成D：（途径）称取0215g D溶于水，以0.1mol/L NaOH中和，当加入25mL时反应完全，且D中含2个甲基，1个季碳原子。1写出AE的结构简式。2对比以上方法，哪个更好，为什么？第第题（10分）1Cl3COOCCl3（2分）2BTC常温下为极稳定的固体物质，便于贮运，使用安全，无污染（1.5分）3A：ClCOOCH2（1.5分） B：Me3CNHNHCOOCH2（1分）C：CON(CMe3)NHCOOCH2（1.5分）D：CON(CMe3)NH2（1.5分） E：HCOOCH2（1分）题（10分）BTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为7882，沸点为203206。1mol BTC可在一定条件下分解产生3mol光气，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备BTC。BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。1BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式2除毒性外，BTC比光气还有什么优点？3某研究者设计了以光气和苯甲酰氯、盐酸叔丁基肼等为主要原料合成了N1叔丁基苯甲酰肼（D）：BTCABCD（产物）E（酯）写出AE各物质的结构简式。第第题（11分）15Fe2MnO48H5Fe3Mn24H2O（1分）6.43g X中n(Fe2)1050.040.020.04mol（1分）2Fe33I2Fe2I3 I22S2O32S4O622I（各0.5分）6.43g X中n(Fe3)1010.10.020.02moln(Fe2)n(Fe3)21（1分）2如果X的式量为6.43/0.02321.5，扣除3Fe后，余154，且阴离子共7，即使全部为OH也达不到154，因此有其它阴离子，只可能是SO42，扣除96后，还余58（5价），不难发现为2个OH和1.5个O2，X为Fe6(SO4)2(OH)4O3（5分）312Fe2O24SO4216OH2Fe6(SO4)2(OH)4O34H2O（1分）题（11分）化合物X是制备Fe(OH)2过程（FeSO4NaOH）中出现的绿色物质。取6.43g X，溶于酸，配成200mL溶液：取出20.00mL，用0.0400mol/L的KMnO4溶液滴定，消耗20.00mL；取出20.00mL，加入KI溶液，再用0.100mol/L的Na2S2O3溶液滴定，消耗20.00mL。1计算X中不同价态Fe的比例关系，并写出相应反应方程式；2通过计算和讨论确定该物质的化学式3写出制备X的总反应离子方程式。参考答案第 7 页（共7页）