2005年全国化学竞赛初赛试卷10.pdf

12005 年全国化学竞赛初赛模拟试卷（60）（时间：3 小时 满分：100 分）题 号1234567891011满 分3775510512111618H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDs第第 i题（题（3 分）分）2004 年 7 月以来，由“塑料王”制造的不粘锅的安全问题受到质疑，在全球（特别是中国）引起了轩然大波。 “塑料王”的化学成分是 （化学式表达） ， “塑料王”又被 ISO（国际标准组织）称为“萤石纤维”，可能原因是 。在甲烷的四种氯代烃中，最可能作为制备“塑料王”原料之一的是 。第第 ii题（题（7 分）分）2000 年美国科学杂志报道，意大利科学家合成了一种新型氧分子，它是由 4 个氧原子构成的 O4分子。O4分子的结构如右图所示。1判断 O4分子是否是极性分子；2判断 O4固体的晶体类型；3指出 O4分子的成键特点；4可燃物在 O4中燃烧比在 O2中燃烧释放的热量大还是小，为什么？5O4具有强氧化性，能将 Fe2氧化为 Fe3，试配平： O4 Fe2 Fe3 H2O O2在该反应中，当生成 1 mol O2，转移电子的物质的量为_mol。第第 iii题（题（7 分）分）磷酸锌铵是一种具有潜在应用前景的新材料，可由等物质的量的 Zn(Ac)22H2O 和(NH4)2HPO4的低温固相合成。1写出制备磷酸锌铵的反应方程式；2指出磷酸锌铵中“锌”和“磷”的含量进行定量分析的方法；3右图为所合成磷酸锌铵样品的 TG 曲线图。由图可知，样品在95115失重约为 2%；200450失重约为 10%。试分析失重的可能原因（有反应的写出方程式） 。第第 iv题（题（5 分）分）化学上将一步完成的反应称为基元反应。只由一个基元反应构成的化学反应称为简单反应；由两个或两个以上基元反应构成的化学反应称为复杂反应。对于基元反应：aAbBcCdD，其速率可以表示为vkc(A)ac(B)b (k 称为速率常数)，复杂反应的速率取决于慢的基元反应。已知反应 NO2CONOCO2，在不同的温度下反应机理不同，请回答下列问题：21温度高于 220时，实验测得该反应的速率方程是 vkc(NO2)c(CO)，则该反应是_（填“简单反应”或“复杂反应” ） 。2温度低于 250时，实验测得该反应的速率方程是 vkc(NO2)2，又知该反应是由两个基元反应构成的复杂反应，其中较慢的基元反应的反应物和生成物均为氮氧化物（目前已被科学家确认的氮氧化物有N2O、NO、NO2、N2O3、N2O4、N2O5、NO3等） 。请你根据上述事实，大胆猜想：反应“NO2CONOCO2” ，在该条件下的反应机理（用方程式表示该反应的历程，并在括号内注明“快反应”或“慢反应” ） 。_（ ） ；_（ ） 。第第 v题（题（5 分）分）1在浓 Na2S 溶液中滴入少量氯水，经振荡，未发现生成沉淀物。写出反应的离子方程式；2在足量氯水中，滴入少量 Na2S 溶液，经振荡，也未发现生成沉淀物写出反应的离子方程式。第第 vi题（题（10 分）分）二硫代乙二酰胺（A）又名二硫代草酰胺，是一种白色结晶，易溶于水，其水溶液较稳定，但水解作用随着酸度或碱度增加以及温度升高而加快。一定条件下 A 与氯化镍（NiCl26H2O）反应生成配合物 B，B 中Ni()离子的配位方式为平面四方形，且 Ni 的质量百分含量为 33.19%。1写出 A 的结构简式；2写出 A 在酸性和碱性条件下水解的离子反应方程式；3写出 B 的化学式；4画出 B 的可能结构；5请从 B 的结构特点分析，B 中 Ni()离子的配位方式为平面四方形而不是四面体型的原因。第第 vii题（题（5 分）分）将 1.00g PbCl2加入 100mL 的蒸馏水中，搅拌使其溶解达饱和状态；用滤纸（质量为 1.00g）过滤，用5mL 冰水将滤纸和滤出的 PbCl2沉淀洗涤数次，再用 2mL33mL 丙酮洗涤数次；将干燥后的 PbCl2及滤纸称量，共重 1.44g。1计算 PbCl2的溶解度。2计算饱和 PbCl2溶液中 Cl的物质的量浓度。3如用温水洗涤 PbCl2沉淀，对测量结果有什么影响？4用丙酮洗涤的目的是什么？第第 viii题（题（12 分）分）有机物 X 是合成治疗高血压药物乐卡地平的重要中间体，合成路线如下：A（C9H8O2）B 3AlClC 2SOClD23NHCHE 4LiAlHFG（C4H7Cl）OHSOH242，H NaOHI FIX：1写出 AI 各物质的结构简式；2X 命名时其母体是 ，F、G 的系统命名法分别是 、 。第第 ix题（题（11 分）分）某有机物 A 在乙醚中能稳定存在，但在水中剧烈反应。取 14.7g X 溶于水，得到 2.24L（标准状况）气体B 和一种碱式盐沉淀 C。B 的含碳量为 80%，C 经干燥后质量为 15.3g。A 与足量丙酮在乙醚中反应，所得产物经水解得到 D 和 C，D 易失水生成 E，E 是平面型分子（所有碳原子共平面） 。A 也可与 CO2反应，所得产物经水解、加热失水生成 F，F 是环状分子。1写出 AF 的结构简式。2判断 E 是否存在顺反异构体？第第 x题（题（16 分）分）Al 和 B 是短周期A 族的两个元素，它们之间能形成化合物 X。在该3晶体的理想模型中，Al 原子和 B 原子是分层排布的，一层 Al 一层 B 地相间，右图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿 C 轴方向的投影，白球是 Al 原子投影，黑球是 B 原子投影，图中的 Al 原子和 B 原子投影在同一平面上，且所投影的原子数目都相同。1确定晶体 X 的化学式 。2请画出 2 个不同表现形式的 X 的晶胞图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示） 。3Al 有一种硬而有光泽的无色晶体 Y，易溶于水，不溶于酒精，水溶液显强碱性。含 25.02g 的 Y 的水溶液可与 200mL 0.2mol/L 的硫酸完全反应。确定 Y 的化学式。4B 也有一种重要的无色半透明晶体 E，用于玻璃和搪瓷工业，也用来制取 Y 的化合物。加热晶体 Z，在 100、150、320分别失重 23.62%、18.90%、4.72%，变为无水物。晶体 E 中元素 Y 的含量为11.34%，确定 Z 的化学式。5Al 的气态氯化物和 B 的气态氢化物有具有相同空间构型，其对称要素完全相同（对称中心、对称面、对称轴的种类和数目完全相同）（1）它们的化学式分别是 和 。（2）画出它们的结构简式；（3）任每一分子对称面的个数是 。第第 xi题（题（19 分）分）1正六价的高铁酸盐是一种强氧化剂。在酸性溶液中其氧化还原电极电位高达 1.9V；在碱性溶液中其氧化还原电极电位也有 0.9V。因此被广泛地用于代替高氯酸盐净化水和氧化生成有机化合物的反应。由高铁酸钡与锌组成的碱性干电池，其理论电压超过 2.0V。分别写出上述 3 个反应的方程式。2高铁酸钡可以电解法进行制备：以铂为阴极，铁为阳极，以饱和 NaOH/Ba(OH)2溶液为电解液，以某阳离子交换膜为隔膜，此反应在惰性气体保护下进行。（1）写出电极反应和总反应方程式；（2）隔膜的作用是什么？（3）电解中溶液的温度在 60左右，不易太高或太低，为什么？3MnO2的掺入可降低高铁酸盐电池的放电电压，其机理是由于正极掺杂的 MnO2也能发生放电反应，其放电产物 Mn2O3可以与 FeO42发生化学反应，原来紫黑色粉末中开始出现铁锈色，生成的 MnO2可以催化FeO42发生还原反应，使得其还原电位向 MnO2的还原电位靠拢，放电电压降低。请写出上面的所有反应式。4高铁酸盐的浓度是通过铬酸盐氧化法进行确定的。在浓碱溶液中，过量的三价铬盐定量还原高铁酸盐而自身被氧化为铬酸盐，所生成的铬酸盐经酸化变为重铬酸盐，再用标准的 Fe2溶液滴定。（1）写出上述反应方程式；（2）指出 FeO42与 Fe2的计量关系。4参考答案（参考答案（0560） 第第 i题（题（3 分）分）CF2CF2（1 分） 塑料王由萤石为原料进行制备（1 分） CHCl3（1 分）第第 ii题（题（7 分）分）1非极性分子（1 分）2分子晶体（1 分）33 个非极性共价键和 1 个 （1 分）644在 O4中释放热量多（1 分） O4键能比 2O2键能低（1 分）51；4；4；H；4；2；1（1 分） 4（1 分）第第 iii题（题（7 分）分）1Zn(Ac)2(NH4)2HPO4NH4ZnPO4NH4AcHAc（2 分）2锌的含量由 EDTA 络合滴定法来测量；磷的含量由钼酸铵法来测量（各 1 分）3第一次失重为脱吸附水引起的失重（1 分）第二次失重为 NH3的失去（脱氨） （1 分） NH4ZnPO4NH3ZnHPO4（1 分）第第 iv题（题（5 分）分）1简单反应（1 分）22NO2NO3NO（慢反应） NO3CONO2CO2（快反应） （各 2 分）第第 v题（题（5 分）分）1S2Cl22ClS，(n1)SS2Sn2（各 1.5 分）2S24Cl24H2O8ClSO428H（2 分）第第 vi题（题（10 分）分）1H2N NH2（1 分）2H2NSCCSNH22H4H2OHOOCCOOH2H2S2NH4（1.5 分）H2NSCCSNH26OHOOCCOO2S22NH32H2O（1.5 分）3NiC2H2S2N2（2 分）4（3 分）5平面时，金属离子与配体间具有很好的共轭效应（1 分）第第 vii题（题（5 分）分）10.56g/100g 水（1.5 分）2c(Cl)0.0400mol/L（假设溶液的密度为 1.00g/mL） （1.5 分）3使沉淀量减少，测得溶解度结果偏大（1 分）4丙酮易挥发，可使 pbCl2沉淀和滤纸较易干燥（1 分）第第 viii题（题（12 分）分）1A： B： C： D：5E： F： G：H： I：（各 1 分）2丙醇（N甲基N(3,3二苯基丙基)1氨基2丙醇）E：N甲基3,3二苯基丙胺 G：2甲基3氯丙烯（各 1 分）第第 ix题（题（11 分）分）1A：ClMgCH2CH2MgCl（2 分） B：CH3CH3（1 分） C：Mg(OH)Cl（2 分） D：(CH3)2C(OH)CH2CH2(OH)C(CH3)2（1 分）E：(CH3)2CCHCHC(CH3)2（2 分） F：(CH2CO)2O（2 分）2存在顺反异构体（与 1，3丁二烯类似） （1 分）第第 x题（题（16 分）分）1AlB2（2 分） 2或（各 2 分）3K2Al2O43H2O（2.5 分）4Na2B4O710H2O（2.5 分） 6 （1）Al2Cl6 B2H6 （2） （3）3（各 1 分）第第 xi题（题（19 分）分）1FeO428H3eFe34H2O（各 1.5 分）4FeO4210H2O4Fe(OH)33O28OH（FeO424H2O3e4Fe(OH)35OH）2BaFeO43ZnFe2O32BaZnO2ZnO（2 分）2 （1）阳：FeBa28OHBaFeO44H2O6e阴：6H2O6e6OH3H2总：FeBa(OH)22H2OBaFeO43H2（各 1 分）（2）阻止阳极产生的 FeO42扩散到阴极（1 分）允许阴极产生的 OH进入到阳极（1 分）（3）温度太高会使高铁酸盐发生分解（1 分）温度太低高铁酸盐的溶解度小，覆盖在电极表面，电流效率低，适当升温促进溶解（1 分）32MnO2H2O2eMn2O32OH3Mn2O32FeO422H2O6MnO2Fe2O34OH（各 1.5 分）4 （1）FeO42Cr(OH)4Fe(OH)3CrO42OH2CrO422HCr2O72H2OCr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O（各 1 分）（2）FeO423Fe2（1 分）