【化学竞赛试题】6

化竞吧吧题 编者 广东 陈槺 一 5 分 固体 A与稀硫酸反应得 B和 C 可用于 制取 B 纯 B介电常数很高 理论上能 很好地溶解许多离子化合物 却几乎从不被用作溶剂 C 在石油工业中有重要用途 B与有 毒的二元化合物 D 反应可得 C E 是一种主族元素组成的二元化合物 其中一种元素与 A 中的一种元素处于同族 熔点 1521K 常用于光学镜片的镀膜 E 难溶于水 但溶于硝酸 将该溶液蒸干得组成不定的固体 得到的气体除了氮氧化物外还有一种气体 F 液态 F 存在 分子间氢键 可是其气化热并没有所预想的大 1 1 A D E 分别是什么化合物 1 2 如何理解 气化热并没有所预想的大 二 9 分 考虑羰基插入反应 该反应每一步都是可逆的 现有三种可能机理 a 外来的 CO 直接插入甲基与中心原子之间 b 与甲基相邻的 CO 迁移 插入甲基与中心原子之 间 外来的 CO 进入空位 c 甲基迁移到相邻的 CO 上 外来的 CO 进入空位 2 1 用同位素标记的 CO 与五羰基一甲基合镍反应 发现得到的乙酰基中没有标记原子 哪一种可能机理可以被排除 乙酰基相邻的其中一个羰基被标记 在相同条件下反应 得到三种产物 假设标记的与未标 记的 CO 反应性相同 2 2 可以得出是哪一 种机理 得到的三种产物是什么 比例可能是多少 2 3 若按照剩下的一种机理反应 得到哪几种产物 比例是多少 三 10 分 一种铜络合物的制备步骤如下 硝酸铜与氨基乙酸在三乙胺存在的情况下在甲 醇中反应生成 A 然后加入硝基乙烷与甲醇 甲醛溶液 回流 90min 得 B B 与锌粉和盐酸 在 65 反应 30min 过滤 滤液 用 6 mol L NaOH溶液调至 pH 12 过滤 滤液 用浓盐酸调 至 pH 9 加入硝酸铜 用浓盐酸调至 pH 3 静置 析出蓝色晶体 C 已知 B 中铜的质量 分数为 20 45 B分子中含有硝基 A与 B中与铜原 子配位的原子的种类与排列顺序均未 改变 3 1 写出 A B C 的结构 3 2 用 6 mol L NaOH 溶液调至 pH 12 与 用浓盐酸调至 pH 3 的目的分别是什么 3 3 写出 B与锌粉 盐酸反应这一步的反应方程式 3 4 本反应中铜离子起到的作用叫什么 四 7 分 以双指示剂甲醛滴定法测定味精中谷氨酸钠含量的步骤如下 称取味精 m 0 9800g 溶解 定容至 50 00ml 分别吸取两份溶液各 10 00ml 其中一份加中性红指示剂 用 0 0500mol L NaOH 标准溶液滴 定至终点 消耗 V1 2 10ml 另一份加百里酚酞和中性甲醛 充分反应 用 0 0500mol L NaOH 标准溶液滴定至终点 消耗 V2 18 50ml 4 1 为什么要加入甲醛 4 2 计算样品中 一水合 谷氨酸钠含量 一水合谷氨酸钠分子量为 Mr 187 1g mol 4 3 样品中掺有氯化铵会使结果偏低 偏高还是无影响 五 6 分 5 1 一种晶体由钙 铍 氮三种元素组成 结构中含有铍与氮 组成的平面网格 每层网 格中的每个原子同属于二个八元环与一个四元环 每个环中铍原子与氮 原子交替排列 这些层按 ABABAB 排列 其中 铍原子与氮 原子在垂直于层 方向交替排列 所有层间的八棱柱空隙由钙填充 写出这种晶体的化学式 并写出每个结构基元的内 容 5 2 右图是尿素的晶体结构 每个尿素分子中的氧 与多少个 N H键形成氢键 图中的一个晶胞中含有多少个尿素分子 六 10 分 6 1 X与 Y两种元素组成的化合物 A是一种高选择性氧化剂 它能使醛基转化为二氟甲 基 A中元素 X 的质量分数在 29 6 到 29 7 之间 写出 A的分子结构示意图 需画 出孤对电子 6 2 元素 X与 Y还能形成一种有高度对称性的分子 B 写出其化学式 B的分子量与正 癸烷相近 可是后者的沸点却比前者高得多 这是为什么 6 3 化合物 C 不稳定 易于通过自由基机理歧化得到 A与 B 写出 C 的化学式 并说 明它为什么易于通过自由基机理进行反应 6 4 C 与氨反应得到三种产物 其中一种具有三次旋转轴 写出该反应的化学方程式 七 8 分 Mn2 CO 10与金属钠反应得到 A A与 B在 THF 溶液中回流 18h 得到在空气中 稳定的黑色晶体 C C 含 Mn 6 03 含氧 7 03 7 1 写出 A B C 的化学式 7 2 常温下 B的分子结构难以测得 为什么 7 3 提出一种方法 使得无需在低温下 即可测得 B的分子结构 八 10 分 霍夫曼降级反应是酰胺 RCONH2在强碱性条件下与次氯酸钠或次溴酸钠反应 若在水溶液中进行则先得到 RNHCOOH 再分解得 RNH2 若在乙醇中进行 则先得到 RNHCOOC2 H5 再分解得到 RNH2 8 1 写出可以解释在不同溶剂中首先得到不同产物这一现象的中间体 8 2 次卤酸成本较高 故工业上采用的是一种替代方法 请写出 8 3 邻苯二甲酸酐与 A反应得到 B C8 H5NO2 B进行霍夫曼降级得到 C C 与二碘 甲烷在碱存在下反应得到 D 写出 A的化学式与 B C D 的结构 简式 九 12 分 本题有关 Bucherer Bergs 反应 的 机理 这是一个多组分反应 含有羰基的化合 物与 KCN 和 NH4 2CO3进行 一锅煮 以丙酮为例 得到右图所示化合物 首先丙酮发生亲核加成 脱水 生成 A A 又发生亲核加成得到 B B 对 CO2 进行亲核加成得到 C C 发生分子内亲核加成得到 D D 发生消去反应得到异 氰酸酯中间体 E E 转化为 最终产物 9 1 写出 A B C D E 的结构 简 式 9 2 碳酸铵 的作用是什么 这样使用有什么好处 十 10 分 10 1 化合物 A属于烃类 每 10g A催化氢 化可消耗 6 59L 氢气 标准状况 1mol A 经过臭氧化 然后 锌粉 水解 可以得到 2mol 乙醛 写出 A的结构简式 不考虑立体化 学 A一共有多少种立体异构体 10 2 化合物 B 如下左图 在碱性环境下与 C 反应生成中间体 D 如下右图 D 失去一分子草酸得到产物 E C4H6O4 写出 C 的化学式与 E 的结构简式 如有立体 化学问题需表示清楚 10 3 F 是一种奇特的化合物 它易于爆炸 1mol F 催化氢化可吸收 2mol 氢气 得到的 化合物 难以被氧化 可是 用酸处理时 非常易于消去而得到 G G 进行臭氧化 锌粉水解 得到乙二醛和 6 甲基 2 5 庚二酮 写出 F 的结构简式 并说明为何 F 催化氢化的产物 在酸中易于发生消去 十一 13 分 溶液中某物种的平衡浓度与其总浓度的比值称为分布系数 记作 例如 醋酸水溶液中醋酸分子的分布系数 HAc AcHAcHAc 11 1 Cu2 NH3水溶液体系中 铜氨配合物的分布系数 浓度图像如图 n 为平均配位 数 请问在水溶液中能否用氨水来滴定铜离子 为什么 11 2 如图是草酸水溶液的 pH图 请将其补全 标明 各交点的 相应数值 草酸的 Ka1 5 9 10 2 Ka2 6 4 10 5 11 3 利用分布系数计算 当 海水的平均 pH值为 8 平均温度 298K时 在体积为 V 2 57 1017m3的海水中 溶解的海洋碳的最大质量 M 忽略其它形式的碳 298K时 CO2 在海水中亨利常数为 KH 1 667 108Pa 大气中 CO2分压 pCO2 33 437Pa 反应 CO2 aq H2O aq H2CO3 aq 的平衡常数 K1 0 3193 H2CO3的 Ka1 4 31 10 7 Ka2 4 62 10 11 参考答案 1 1 A BaO2 D BaS E MgF2 各 1 分 1 2 液态 HF 存在很强的分子间氢键 所以预想其沸点较高 1 分 气态的 HF 也存在分子 间氢键 气化时只破坏了部分分子间氢键 因此沸点没有预想的高 1 分 2 1 a 1 分 2 2 c 1 分 五羰基一甲基合钴 标记的羰基与甲基处于反式 标记的 羰基与甲基处于顺 式 没有标记的羰基 各 1 分 1 2 1 1 分 2 3 五羰基一甲基合钴 没有标记的羰基 标记的羰基与甲基处于顺式 各 1 分 1 3 1 分 3 1 A 1 分 B 2 分 C 2 分 3 2 使锌完全沉淀 1 分 使氨基成盐而沉淀 1 分 3 3 2 分 3 4 模 板作用 1 分 4 1 谷氨酸钠形成内盐 1 分 酸性很弱 无法直接用氢氧化钠滴定 1 分 加入甲醛 与 NH3 缩合 释放出 H 相当于使 NH3 完全解离 可以用氢氧化钠滴定 1 分 4 2 含量 V2 V1 cNaOH Mr m 78 28 式子 2 分 结果 1 分 4 3 偏高 1 分 5 1 CaBe2N2 2 分 8 个钙原子 16 个铍原子 16 个氮 原子 2 分 5 2 4 个氢键 1 分 2 个分子 1 分 2 分 6 1 4Zn 11H 4Zn2 Cu 2H 2O 6 2 SF6 1 分 两者均为非极性分子 分子间的相互作用基本上是色散力 1 分 SF6具 有高度对称性 分子不易产生瞬间极化 导致色散力较弱 1 分 6 3 S2F10 1 分 分子中含有较弱的 S S 键 该键易于均裂产生自由基 2 分 6 4 S2F10 NH3 SF4 NSF3 3HF 2 分 7 1 A Na Mn CO 5 B C60 C Na Mn CO 4 2 C60 A B各 1 分 C 2 分 7 2 富勒烯的分子结构高度对称 常温下总是高速旋转 取向无序 2 分 7 3 将富勒烯与一较重金属原子配位 限制其自由旋转 2 分 8 1 R NCO 2 分 8 2 将卤素直接通至碱中 合理即可 2 分 8 3 A NH3 B C D A B各 1 分 C D 各 2 分 9 1 A B C D E 每个 2 分 9 2 碳酸 铵分解 为反应提供氨 与二氧化碳 1 分 省去了向反 应体系通入气体的装置 1 分 10 1 A 2 分 2 种 1 分 10 2 C H2O2 1 分 E 2 分 10 3 F 2 分 羟基质子化后离去 形成的中间体是三级碳正离子 很稳定 1 分 而且消去后的产物含 有共轭双键 热力学上较稳定 1 分 11 1 不能 1 分 因为 3NH 在相当大范 围内变化时 没有一种络合物的存在形式的分 布系数接近 1 2 分 11 2 曲线 1 分 两个 pH数值各一分 0 5 处的水平线 1 分 11 3 当 pH 8 时 H 10 8mol L 2 33322 2aq aq 2 COH C OCOHCO COCO 2 分 2 2a1a11a111 1 H KKK H KKK 0 0660 1 分 由亨利定律 海水中二氧化碳摩尔分数 7 10006 22 2 2 2 H CO OH COCO Kpnnx 2 分 H2O 5 556 104mol m3 M 碳 r222 AVOHx COCO 5 21 1011t 1 分 共 6 分