2008年高中化学竞赛初赛模拟试卷(2)

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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)
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