2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（09）.docx

2006 年全国化学竞赛初赛模拟试卷（年全国化学竞赛初赛模拟试卷（09）（时间：3 小时满分：100 分）题 号1234567891011满 分5488911149111110H1.008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第第一题（题（5 分）分）最近，齐齐哈尔第二制药有限公司在制作亮菌甲素注射液时，错把二甘醇当成丙二醇作为药用原料，致使多位用药患者因肾功能衰竭而死亡，由此引起社会广泛关注。二甘醇又名乙二醇醚、二乙二醇醚、一缩乙二醇，其具有无色、无臭、透明、吸湿性的粘稠液体，有着辛辣的甜味，有毒。二甘醇主要来自于环氧乙烷水合生产乙二醇的副产物。1系统命名法命名“二甘醇”；2已知芥子气（C4H8SCl2）的结构与二甘醇相似，主要物理性质与二甘醇的比较如右图，比较它们水溶性和沸点差异的原因？3写出制备二甘醇的反应方程式；4二甘醇进一步反应可得三甘醇和二恶烷，分别写出化学式。第第二题（题（4 分）分）1粗盐酸呈黄色，但与锌反应，则溶液颜色褪去。解释原因。2一般不用玻璃容器盛 NH4F 溶液（K(NH3H2O)6108，K(HF)1.8105）的原因是什么？第第三题（题（8 分）分）取试管夹夹住 1 根表面发黑、一端绕成螺旋状的铜丝，在酒精灯的外焰加热烧红，趁热插入氯化铵晶体。1预测可观察到什么实验现象？2写出涉及的反应方程式；3从操作方法和实验现象看，中学教材中哪个实验与此最相近；4从原理上分析这 2 个实验的是否有共同之处。分子式量水溶性沸点二甘醇106易溶245芥子气159难溶217第第四题（题（8 分）分）镁和锌等金属的晶胞通常用如下图左式表示（图中的细虚线是为帮助你理解画的辅助线）。下图右式是这种晶胞的另一表达，但不完全。1请在右图中画出这一晶胞内的所有原子。2简述你画的晶胞为什么是正确的。3已知 Zn 的原子半径为 139pm，估算晶体锌的密度。第第五题（题（9 分）分）化合物 M 是白色晶体，不溶于水、微溶于苯和氯仿中，对热碱溶液稳定。化合物 M 中含有 23.89%的 X 元素。将 10.00g 的 M 在足量氧气中燃烧，得到标准状况下 3.44g 固体氧化物，13.27L CO2气体和 4.73g 液态水。在沸腾的四氯化碳中 M 被溴分解，生成的化合物中含 20.82%的 Br。1写出 M 的化学式，并画出结构式；2写出 M 被 Br2分解的反应方程式；3M 可由 X 的氯化物与另一物质反应在乙醚甲苯中反应，并用金属钾还原制得，写出总反应方程式。第第六题（题（11 分）分）C12 炸药是一种高能炸药，学名六硝基六氮杂异伍兹烷（C6H6N12O12），在航空航天领域被广泛用作火箭的推进剂。C12 炸药的结构可看作是三棱柱烷（C6H6）的衍生物，但结构中没有三重对称性（旋转120重合），而只有二重对称性（旋转 180重合）以苄胺与另一原料反应可生成 C12 炸药的基本母体（六苄基六氮杂异伍兹烷），再经氧化脱苄乙酰化和硝解即得；生产过程中二乙酰基四苄基六氮杂异伍兹烷是其主要中间体。1写出 C12 炸药爆炸的反应方程式；2画出 C12 炸药的立体结构；3写出第一步反应制备六苄基六氮杂异伍兹烷的反应方程式；4二乙酰基四苄基六氮杂异伍兹烷有几个位置异构体；5两个乙酰基取代苄基后会使异伍兹烷笼体分子的稳定性大大增强，可以耐受更为强烈的氧化脱苄乙酰化条件和进行硝解。试分析异伍兹烷笼体分子稳定性增强的原因。第第七题（题（14 分）分）“II2平衡常数的测定”实验后，会产生大量 I和 I2的废液，若随手倒掉，不仅造成碘资源浪费，而且带来环境污染。因此，将此废液回收提取碘再利用，具有明显的经济效益和重要的环保意义。回收方案如下：取含的废液 500mL，加热至 30，在不断搅拌下加入 2.0g Cu(NO3)23H2O 固体粉末，再加 4.0g Na2S2O35H2O，搅拌，立即产生大量白色沉淀。将分离得到的沉淀转移到 250mL 三角瓶中。向三角瓶内的沉淀物上逐渐滴加浓硝酸，有黑色碘生成；加浓硝酸至沉淀物上不再起泡。减压抽滤，用少量蒸馏水淋洗粗碘，抽滤至干，把粗碘转移到蒸发皿中，在 50水浴上烘干至散状。1写出回收 I2的过程中 3 个主要的反应方程式；2直接往废液里通入足量 Cl2，是否可行？3完善沉淀物与硝酸反应的装置，除三角瓶外还要配套什么仪器？4蒸馏水淋洗粗碘的目的是什么？如何判断已经淋洗干净？5滤出碘后的滤液如何处理，对整个实验有什么影响？6什么方法可提纯粗碘？7设计定量实验，测定粗碘中碘含量，写出实验过程和计算表达式第第八题（题（9 分）分）金属铜片与浓硫酸加热能迅速反应产生大量气体，但与冷的浓硫酸的反应非常慢，且不产生气体。在经历足够长时间后，可收检测到 Cu2S、CuS、Cu2O、S、CuSO4五种主要氧化还原反应产物。1为什么产物中不包括 CuO？2如何检验产物中有 S？3用氨水溶解上述固体产物，可观察到什么现象，写出反应方程式。4上述五种主要反应产物之间是否有定量关系，写出表达式。第第九题（题（11 分）分）材料 M 由两种元素组成，为确定其成分，先取 3.57g 的 M 在足量的纯氧中充分灼烧，产生了 5376mL 的气体 A 和过氧化物 B（此条件下不考虑 A 与 B 反应）。产生的 B 加入水中能完全溶解，再将其定容为 500mL，取出 25.00mL 加入锥形瓶中，用 0.1150mol/L 盐酸滴定，当滴入 10.00mL 盐酸时，经测定溶液的 pH12。1确定 A、B、M 的化学式；写出推理和计算过程2若取 xg M（甲、乙两种元素化合价均为 0)，加热使其完全溶于浓硝酸，假定浓硝酸还原产物只有 NO 和 NO2且两者的物质的量相同，试通过计算求出反应中消耗硝酸的物质的量 y与材料 M 的质量 x 的函数关系表达式。3已知 M 为平面片层结构，画出该平面投影图。第第十题（题（11 分）分）纳米簇（nanoclusters）几乎是单分散的金属颗粒，直径常小于 10nm，在过去十年间引起广泛关注。原因之一是据信这些纳米簇具有独特的性质，这部分地是由如下事实推论的：这些颗粒及其性质在某些地方正介于大块物体和单一颗粒之间。这些奇特的物质微粒具有诱人的潜在应用价值。纳米簇的重要潜在应用之一为具有高活性和高选择性的新型催化剂。许多金属簇合物具有单一金属原子堆积成层状或壳状的结构。这些金属簇合物具有完整而规则的几何外形，被称为满壳簇合物或幻数簇合物。理想的六方最密堆积满壳幻数簇合物满壳簇合物或幻数簇合物层数12345（每个金属原子有最大数目的最近相邻原子，这在某种程度上导致满壳簇合物额外的稳定性）1在理想的六方最密堆积满壳幻数簇合物中，计算第 1，2，3，4，5 层（最外层）的原子数 y。2在理想的六方最密堆积满壳幻数簇合物中，归纳第 n 层（最外层）的原子数 y。3在理想的六方最密堆积满壳幻数簇合物中，计算第 n 层（最外层）占全部原子数的百分率。4某 Pd(0)n纳米簇颗粒呈球形，平均直径 2.05nm，表面为高分子覆盖。已知 Pd 的密度12.02g/cm3。（1）计算每粒簇合物颗粒 Pd 的原子数（N）。（2）计算上述 Pd（0）纳米簇的壳层数（n）。（3）该纳米簇是否满壳纳米簇？第第十一题（题（10 分）分）有机物 A 与有机物 B（过量）在碱性条件下反应生成 C；改变条件 C 能继续和 B 反应生成 D；D 的化学式是 C9H16O2，核磁共振显示分子中氢原子都存在于亚甲基（CH2）中；E 是 C的氧化产物；E 在碱性条件下自身反应得到 F（酸化后）；F 能缩聚为高分子化合物 G（(C8H12O2)n）；已知 AE 各物质都只有一种官能团，且 A、B、E 属于同类物质。1写出 AG 各物质的结构简式；2系统命名法命名 C；3分步写出 A 转化为 B 的反应方程式。参考答案（参考答案（0609）第第一题（题（5 分）分）1双（2羟基乙基）醚（1 分）2二甘醇易形成分子间氢键，易与水分子形成氢键（各 1 分）3OHOCH2CH2OHHOCH2CH2OCH2CH2OH4HOCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2OH、OO（各 0.5 分）第第二题（题（4 分）分）1粗盐酸中含有少量 Fe3而显黄色，被 Zn 还原得到颜色很浅的 Fe2（1 分）2Fe3ZnZn22Fe2（1 分）2因 K(HF)K(NH3H2O)，所以 NH4F 显酸性，有少量 HF 存在，溶解 SiO2。（2 分）第第三题（题（8 分）分）1有股白烟产生；取出铜丝，可看到光亮的红色铜（各 1 分）2NH4ClNH3HClNH3HClNH4Cl（1.5 分）2NH33CuON23H2O3Cu 或 2NH4Cl3CuON23H2O3Cu2HCl3乙醇的催化氧化（1 分）（1.5 分）4反应原理相似。CH3CH2OH、NH3都可在加热条件下还原 CuO，都可理解为去氢，NH3去氢得 N2，CH3CH2OH 去氢得 CH3CHO，夺取 CuO 中氧生成 H2O（2 分）第第四题（题（8 分）分）1（2 分）图中辅助线不要求，不要求给出原子坐标，新添原子的位置不要求非常准确，但大致位置不应错，画出更多原子均按错误应答论，均不得分。2方法一：在已知这个晶胞只有 2 个原子的认识基础上，将左图的框架向左下方移动，使左下前顶角的原子移至右图已画原子的位置，然后判断出另一个原子即为原来在左图晶胞内部的原子，其位置移至答案中另一原子的位置。方法二：在已知这个晶胞只有 2 个原子的认识基础上，用原子坐标来证明：0，0，0（2/3，1/3，1/3）2/3，1/3，1/32/3，1/3，1/2（2/3，1/3，1/3）1/3，2/3，5/6（3 分，答出上述任何一个方法均可得分，其它合理答案也可得分）37.15g/cm3（3 分，可按面心立方晶胞计算）第第五题（题（9 分）分）1Ge2C36H30（2 分）GeGe（2 分）2GeGeBr22GeBr（2.5 分）36MgCl2GeCl42KGeGe6MgCl22KCl（2.5 分）第第六题（题（11 分）分）1C6H6N12O123CO3CO23H2O6N2（1.5 分）2（4 分）36CH2NH23OHCCHO6H2O（R1CH2）（2 分）46（2 分）5乙酰基的吸电子作用减少了氮原子上电子云密度（1.5 分）第第七题（题（14 分）分）1I22S2O32S4O622I（1 分）2I2Cu22S2O322CuIS4O62（1.5 分）2CuI8HNO32Cu(NO3)24NO2I24H2O（各 1.5 分，其它合理答案也可）2Cl2易将单质 I2氧化：I25Cl26H2O2HIO310HCl（1.5 分）3三角瓶口配一双空塞，插入曲颈安全漏斗用于加硝酸，另一孔内插入直角玻璃管后再接上导气管，导气管插入盛有稀 NaOH 溶液的小烧杯中，反应产生的 NO2被 NaOH 溶液吸收，防止 NO2有毒气体对环境的污染。（2 分）4洗去粗碘中的硝酸铜，至滤出液无蓝色（1.5 分）5得到的硝酸铜滤液可在蒸发皿中用小火蒸发浓缩至稀粥状，冷后抽滤至干，得三水硝酸铜晶体，可在本实验中重复使用。（1.5 分）6升华（1 分）7准确称取粗碘 m碘（0.0500g）于 250mL 碘量瓶中，依次加入 KI（5mL 0.1mol/L）、水（25mL）和 HAc（1mL 1mol/L），摇匀至碘完全溶解。以淀粉为指示剂，用 cNa2S2O3mol/L Na2S2O3标准溶液（0.010mol/L）滴定，消耗 VNa2S2O3mL。（1.5 分）I2%(cNa2S2O3VNa2S2O3MI2/2m碘)100%（1 分）第第八题（题（9 分）分）1CuO 易溶于 H2SO4中（1 分）2把沉淀放入几毫升酒精中，经充分振荡、静置，然后把上层清液注入盛水的试管中，有明显的白色浑浊现象，得到呈乳白色的硫的水溶胶。（2 分）3部分沉淀溶解呈极浅的蓝色；然后在空气中又缓慢变成很深很深的绛蓝色（1.5 分）Cu2O4NH3H2O2Cu(NH3)22OH3H2O（1 分）4Cu(NH3)28NH3H2OO24Cu(NH3)424OH6H2O（1 分）43n(Cu2S)n(CuS)n(S)n(Cu2O)n(CuSO4)（2.5 分）第第九题题（11 分分）1A：CO2B：Na2O2M：NaC8（各 1 分）气体氧化物 A 物质的量为 0.24mol，其式量小于 3.57/0.2414.875，常见的为 C 元素；B 的物质的量为(0.11500.0100.010.035)100.015molM 中金属质量为 3.57120.240.69g，如果是碱金属，式量为 0.69/0.0323，为 Na 元素（各 1 分）2由氮守恒，消耗的硝酸：n(HNO3)n(NaNO3)n(NO)n(NO2)由得失电子守恒：33n(C8Na)3n(NO)n(NO2)由题意知：n(NO)n(NO2)故有：Yx/1192n(NO)；3x/1194n(NO)解得 Y35.5x/2380.147x（1 分，过程 1.5 分）3（2.5 分）第第十题（题（11 分）分）1y112；y242；y392；y4162；y5252；（各 0.5 分）2y10n22（n1，2，3，）（2 分）36(5n21)/(2n1)(5n25n3)（1.5 分）4（1）N12.02(4/3)3.142(2.05107/2)36.0221023/106.4307（2 分）（2）n4（1.5 分）（3）理论上满壳 309(1124292162)，该纳米簇（基本）是满壳纳米簇（1.5 分）第第十一题（题（10 分）分）1A：CHOB：HCHOC：OHOHD：OOE：CHOCHOF：CH2OHCOOHG：OCH2C(C6H11)CO（各 1 分）22环已基1，3丙二醇（1 分）3CHOHCHO OHCH2OHCHOCH2OHCHOHCHO OHOHOHHCOOH（各 1 分）