2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（05）

2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（05）（时间：3小时 满分：100分）题 号123456789101112满 分4588101210888910H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLrRfDbSgBhHsMtDs第第题（3分）实际上，水分子之间的氢键可把多个水分子连接成团，这是一个动态的过程，从单个分子到较大的分子团同时存在，氢键不停的连接和断裂，因此根本没有固定的大分子团，小分子团。题（4分）水是生命之源。水主要是通过渗透的方式送到身体的各个部分，那么给水分子增加点活力不是更好吗？现在出现了各种活力水，比如用电的，磁的等各种方法，来把水分子团打碎，这就是所谓的小分子团水。据说这样的水渗透压增大了，有利于健康，还可以治病。运用你的化学知识，判断上面说法的合理性。第第题（4分）1He2的分子轨道电子排布为：(1s)2(*1s)2，键级为零，所以He2分子是不稳定的。2可能的原因是He的1s电子被激发到2s轨道上，使He2分子的键级不为零，可以一直保持弱键合作用到通过辐射或碰撞将其能量散失为止。题（5分）1试用分子轨道理论来解释He2分子是不稳定的。2在光谱分析中检测到He这种惰性气体存在弱键合的二聚物，试解释其原因。第第题（8分）1由于白色粉末状CuCl沉淀会沉积在金属铜上影响反应进行。2NaCl接近饱和，Cl浓度较高，有利于生成NaCuCl2，使产率提高。3加入少量盐酸防止Cu2的水解。4用酒精洗涤目的使CuCl尽快干燥，防止CuCl在空气中被氧化。题（8分）工业上以废铜为原料经氯化生产氯化亚铜，其反应如下：CuCl22Cl2CuCl；Cu2Cu2Na2Cl2NaCuCl2；NaCuCl2CuClNaCl在操作中为了保证质量，必须按一定规范程序进行操作。请回答下列问题：1制备中当氯化完成后须经中间步骤（即生成配合物NaCuCl2），为什么不用一步法制得CuCl？（Cu2Cu2Cl2CuCl）2为什么必须外加NaCl且控制接近饱和？3为什么要在反应体系中加入少量盐酸，它起何作用？4合成结束后为什么用酒精洗？第第题（7分）1环状多烯烃的REPE值（以为单位）化合物1234567891011电子数61014181214161812812Edeloc值8.0013.6819.3124.9316.3819.4522.5125.2716.6210.4616.20Eloc值7.6113.1318.6524.1815.6618.6821.7024.2616.1510.6016.12REPE值0.0650.0550.0470.0420.0600.0550.0510.0560.039-0.0180.007芳香性顺序：15826734910112REPE判据以能量为定量指标，可应用于判断环状（单环、多环、非芳香性、同芳香性）共轭体系的芳香性，应用广泛、定量。题（8分）除了我们常用的休克尔规则以外还有很多其他的判定芳香性的方法。值得一提的是70年代汉斯（Hess）和斯切德（Schaad）运用HMO法计算的约50种环状多烯烃的单个电子的共轭能（REPE）指标，它不仅能判断芳香性的有无，还能判断芳香性的强弱。REPE的计算方法为：REPE(EdelocEloc)/N（式中：N为电子数，Edeloc为环状多烯非定域能，Eloc为环状多烯定域能。）下面给出11种化合物的结构简式：1请补充下表，并排列下列11种化合物芳香性的强弱顺序。环状多烯烃的REPE值（以为单位）化合物1234567891011电子数Edeloc值8.0013.6819.3124.9316.3819.4522.5125.2716.6210.4616.20Eloc值7.6113.1318.6524.1815.6618.6821.7024.2616.1510.6016.12REPE值2请说出REPE指标在判断芳香性时的优点。第第题（10分）1A： B：C： D：E：2保护脂基。32，4，5三氟3甲氧基苯甲酰氯题（10分）加替沙星是一种含甲氧基的第四代喹诺酮类合成抗菌药物。下面是文献报道的家替沙星的一种新的合成路线：1画出A，B，C，D，E的结构简式。2从a到b反应的作用是什么？3对A进行命名。第第题（12分）1金属卡宾是指一类有机分子，其中有一个碳原子与一个金属原子以双键连接，它们也可以看作一对拉着双手的舞伴。在与烯烃分子相遇后，两对舞伴会暂时组合起来，手拉手跳起四人舞蹈。随后它们“交换舞伴”，组合成两个新分子，其中一个是新的烯烃分子，另一个是金属原子和它的新舞伴。后者会继续寻找下一个烯烃分子，再次“交换舞伴”。23（1） （2） （3）题（12分）2005年11月5日瑞典皇家科学院宣布，将2005年诺贝尔化学奖授予法国化学家伊夫肖万、美国化学家罗伯特格拉布和理查德施罗克，以表彰他们在烯烃复分解反应研究领域作出的贡献。烯烃复分解反应（Olefin metathesis）是由金属烯烃络合物（又称金属卡宾）催化的不饱和碳碳双键或者叁键之间的碳架重排反应。该反应使得在通常意义下呈化学惰性的双键和叁键能够彼此偶联，极大地拓展了人们在构造化合物骨架时的想象空间。同时，由于烯烃复分解反应具有反应条件温和、产率较高的特点，而且绝大多数的有机基团在这一反应中无需保护，所以近年来该反应受到了学术界和工业界的广泛重视。在烯烃分子里，两个碳原子就像双人舞的舞伴一样，拉着双手在跳舞。所以烯烃复分解反应的原理可用下图形象表示为“交换舞伴”。1试根据对题目的理解用文字描述图中表示的烯烃复分解反应的“交换舞伴”原理。2试根据题目及示意图的叙述，完成下列反应：（1）（2）3试根据给出的反应示例，写出下面反应的产物（可不要求立体化学）示例：（1）（2）（3）第第题（10分）1催化反应中，催化剂参加反应后原来的状态不改变，在诱导反应中，诱导剂参加反应后变成了其他物质。2诱导反应可以增加作用体的消耗而使结果产生误差。3KMnO4氧化Fe2的过程中形成了一系列Mn的中间产物，如Mn(VI)，Mn(V)，Mn()，Mn()它们属于不稳定物质，都能氧化Cl，速度比KMnO4氧化Cl要快。4加入MnSO4H3PO4H2SO4混合溶液，加入的Mn2可与中间产物生成Mn(III)，Mn()与H3PO4络合，使Mn()/Mn()电位降低，即可消除影响。题（10分）有些氧化还原反应在通常情况下并不发生或进行很慢，例如，在酸性溶液中KMnO4氧化Cl的反应速率极慢，但当溶液中同时存在Fe2时，KMnO4氧化Fe2的反应加速了KMnO4氧化Cl的反应。这种由于一个氧化还原反应的发生促进了另一个氧化还原反应的进行称为诱导反应。其中，Fe2称为诱导剂，KMnO4为作用体。1诱导反应是我们常说的催化反应吗？2既然诱导反应可以促进了另一个氧化还原反应的进行，为什么在氧化还原滴定分析中还要防止诱导反应的发生？3试用必要的文字和方程式说明KMnO4氧化Fe2的反应如何诱导了KMnO4氧化Cl的反应。4试提出一个方案，在HCl介质中，用KMnO4法测定Fe2，如何消除诱导反应。第第题（8分）1表示La被包在C82的笼中2EMF容易被氧化，作为电子给体；也容易被还原，作为电子受体。3EMF的极性比空心富勒烯大，与极性强的试剂结合力强。题（8分）C60分子是1985年由Smalley等人发现的，他们当时就预言C60笼内可以包入各种分子和原子，形成结构和性质特殊的分子。这些分子可被称为富勒烯金属包合物EMF。建议用MC2n来表示EMF。1解释LaC82表示的含义。2下表为几种EMF与富勒烯的电离势（Ip）和电子亲和能（Ea）Ip/eVEa/eVScC826.453.08GdC826.253.20LaC826.193.22C607.782.57C827.102.03由上表数据，你可以得出关于EMF的化学性质的什么结论？3合成EMF常用电弧法，在电弧法得到的产物中大部分是无定形碳、C60、C70和其他富勒烯分子，而EMF的总量只是C60的1%，必须经过提取和分离才能得到纯的EMF。早期常用CS2和甲苯为提取剂，但在提取物中EMF的含量仍较少，主要为空心富勒烯。实验发现，DMF和苯胺为选择提取EMF的有效试剂。请解释原因。第第题（8分）1反应式：(CH2O)nnO2nCO2nH2O；2(CH2O)nnCO2nCH4n(气)pV/RT646mol(55%)残留在沉积物中：n(残)45/55646528mol；5283015840g，即15.84kg/d2n(CH4)5/5564658.71mol H88258.715.178104kJ3n(CH2O)n646/0.551174mol V117430/0.25140.9103L140.9m3题（8分）现在对城市污水的处理是一个严峻的问题，处理污水有多种方法。在一个污水处理厂中，用生物方法处理污水。在污水中所含糖类(CH2O)n杂质里，有45被完全氧化，另有10经发酵过程进行无氧分解，生成两种化合物。其余部分仍留在沉积物中。该厂每天一共可产生16m3的气体（25，100kPa）。1每天有多少糖类留在沉积物中？（按kg/d计）2通过燃烧生成的甲烷，每天可以产生多少热能？（燃烧热为882kJ/mol）3如果污水中糖类杂质的浓度为250mg/L，该污水厂每天处理了多少污水？（m3/d）第第题（8分）1Mn2Hg4(SCN)122对该化合物的分子结构描述如下：Hg(1)与4个SCN配位成畸变四面体，Hg(2)与3个SCN和一个NCS配位成畸变四面体，Hg(1)和Hg(2)之间通过Hg(1)S(4)Hg(2)键和Hg(1)SCNHg(2)键相联系，Hg(3)与Hg(4)分别与4个SCN配位成畸变四面体，Hg(3)与Hg(4)之间通过Hg(3)S(7)Hg(4)键和Hg(3)S(8)Hg(4)键相联系；Mn(1)与5个NCS配位成畸变的八面体，Mn(2)与5个NCS配位成畸变的四方锥。题（8分）硫氰酸铵溶液与硝酸汞溶液混合，使之充分反应后再加入硝酸锰溶液，用盐酸，调溶液pH3，将以上配置好的生长母液置于恒温箱中，采用恒温蒸发法生长晶体恒定温度为40，控制精度为0.1，经过20d的生长周期，溶液中析出一淡绿色晶体。对产物进行元素分析后，结果为（质量分数）：C：8.53，N：10.88，S：23.02。Mn/Hg(n/n)0.48。1通过计算写出该绿色晶体的化学式。2该化合物的结构如图：试分析该化合物中Hg与Mn的配位情况。第第题（8分）3Fe2NO34H3Fe3NO2H2O；Fe(H2O)62NOFe(NO)(H2O)52H2O根据题目中信息推断，配合物中心原子Fe的氧化态为1，配位体为NO。也就是说NO与Fe2成键时，NO先后提供3个电子，其中1个电子给予Fe2，另2个电子则参与形成配位键，Fe(NO)(H2O)52中的电子分配如下：题（9分）在放有Fe2和硝酸盐（或亚硝酸盐）的混合溶液的试管中，小心地加入浓H2SO4，在浓H2SO4溶液的界面上出现了“棕色环”。近年来对此“棕色环”物进行了深入研究表明，该棕色环是铁的低氧化态八面体配合物，其分子式可写为Fe(NO)(H2O)5SO4，其中有三个未成对电子，且这些单电子全来源于铁，请根据这些信息描述配合物的成键细节，包括配体形成、中心离子的价态和电子分布、成键情况等。写出形成“棕色环”有关的反应方程式。第第题（10分）HgS(s)S2HgS22 KKsp(HgS)K稳(HgS22)410539.510523.8（可逆）汞废水处理中，硫化物的加入要适量，若加入过量会产生可溶性HgS22配合物，也会使处理后的水中残余硫偏高，带来新的污染。过量的S2的处理办法是在废水中加入适量的FeSO4，生成FeS沉淀的同时与悬浮的HgS发生吸附作用共同沉淀下来。HgS22Fe2HgSFeSK1/HgS22Fe2Hg2S2S2/HgS22Hg2S2Fe2S21/(K稳Ksp(HgS)Ksp(FeS)1/410539.510526.2510184.21016107（反应彻底）题（10分）含汞废水处理是环保工作的重要任务之一，化学沉淀法是在含汞废水中先加入一定量的硫化钠，然后再加入FeSO4。试通过计算说明以上过程为什么要加入FeSO4。已知：Ksp(HgS)41053，K稳(HgS22)9.51052参考答案（0605）