2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题6.pdf

1第 22 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题题题号号12345678 总分总分满满分分661682021716 100得得分分 竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 1 小时内不得离场。时小时内不得离场。时间到，把试卷间到，把试卷( (背面朝上背面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第一题（第一题（6 分）分）回答下列问题回答下列问题1.在常温常压下为无色无味气体，单但在特定条件下可形成在常温常压下为无色无味气体，单但在特定条件下可形成分子。试解释其原因。分子。试解释其原因。2.在水中可与水形成水合物，其中一种为环状结构，另一种为无限长链结构，试画出在水中可与水形成水合物，其中一种为环状结构，另一种为无限长链结构，试画出这两种结构的结构式。这两种结构的结构式。1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRnRfDbSgBhHsMt因为氧气分子中含有单电子，可以配对。因为氧气分子中含有单电子，可以配对。 （2 分）分）2 （各（各 2 分）分）第二题（第二题（6 分）分）命名下列有机化合物命名下列有机化合物NNNH 苯重氮氨基对甲苯（苯重氮氨基对甲苯（2 分）分） 氯化苯甲基三甲基铵（氯化苯甲基三甲基铵（2 分）分） S 四氢噻吩（四氢噻吩（2 分）分）第三题（第三题（16 分）分）某元素某元素 M 有多种价态。虽然其有多种价态。虽然其+1 价在化合物中较为少见，但经过研究发现其能形成一种价在化合物中较为少见，但经过研究发现其能形成一种硝酸盐单核配合物硝酸盐单核配合物 A，它是由四氧化二氮与，它是由四氧化二氮与在轻油中于在轻油中于 0 摄氏度反应而成的。摄氏度反应而成的。其中部分元素含量为其中部分元素含量为 M：21.38% N：5.45%1.写出写出 A 的化学式，并给出推理过程。的化学式，并给出推理过程。 （2 分）分） 根据十八电子规则可推得金属为根据十八电子规则可推得金属为 Mn，再通过计算可得出化学式（，再通过计算可得出化学式（2 分）分）2.该化合物在室温下稳定，但加热发生歧化反应，又生成该化合物在室温下稳定，但加热发生歧化反应，又生成并放出无色无味气并放出无色无味气体，写出化学反应方程式。体，写出化学反应方程式。（3 分）分） 3.A 易溶于乙醇，丙酮，氯仿，却难溶于苯，水，乙醚和易溶于乙醇，丙酮，氯仿，却难溶于苯，水，乙醚和。在溶液中它是非电解质，。在溶液中它是非电解质，但是其导电性随时间而增大，试分析其可能的原因。但是其导电性随时间而增大，试分析其可能的原因。可能是因为发生了如下的平衡：可能是因为发生了如下的平衡：3（3 分）分）5在冰醋酸中被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成一种配合物在冰醋酸中被酸性高锰酸钾溶液氧化后生成一种配合物 B，其电导率与，其电导率与 NaCl 相同，相同，该配合物阳离子结构为六棱柱型，具有高度的空间对称性。其中各元素的含量为该配合物阳离子结构为六棱柱型，具有高度的空间对称性。其中各元素的含量为 M：30.84% C：26.92% O：38.88% H：3.36%。试写出该物质化学式并画出该阳离子的结构式。试写出该物质化学式并画出该阳离子的结构式。 (2 分分)（4 分）分）第四题（第四题（8 分）分）SiC 晶体，其六方晶胞参数为晶体，其六方晶胞参数为 a=308pm,c=505pm,已知已知 C 原子分数坐标为原子分数坐标为（0，0，0；2/3,1/3,1/2）和）和 Si 原子的分数坐标（原子的分数坐标（0，0，5/8;2/3,1/3,1/8）.请回答或计算下请回答或计算下列问题。列问题。1.晶胞中有几个晶胞中有几个 SiC?2.指出其点阵形式中每个点阵点代表什么。指出其点阵形式中每个点阵点代表什么。3.Si 做什么形式的堆积？做什么形式的堆积？C 填在什么空隙中？填在什么空隙中？4.计算计算 SiC 键键长。键键长。1.两个两个2.2SiC3.hcp,四面体空隙四面体空隙4.189pm (每问每问 2 分分)第五题（第五题（20 分）分）20 世纪世纪 40 年代，年代，TeXas 的的 Frank Hurley 和和 Tom Wier 在寻找以一种温和条件电解三氧化二在寻找以一种温和条件电解三氧化二铝将铝将 N-烷基吡啶加入三氯化铝中，加热试管后，奇怪的现象出现了，两固体的混合物自发烷基吡啶加入三氯化铝中，加热试管后，奇怪的现象出现了，两固体的混合物自发的形成了清澈透明的液体，这就是我们今天说的离子液体的模型。经过近的形成了清澈透明的液体，这就是我们今天说的离子液体的模型。经过近 20 年的研究，离年的研究，离4子液体体系逐渐壮大，但其基本上是有含子液体体系逐渐壮大，但其基本上是有含 N 的杂环正离子如的杂环正离子如 (R=-Et,-n-Bn, ) 和无机负离子（如和无机负离子（如）所构成，随着不断的研究，离子液体凭借其制备简单）所构成，随着不断的研究，离子液体凭借其制备简单以及它的高热稳定性，极低的蒸汽压，不易燃等优点在化学反应的各个方面得到了应用。以及它的高热稳定性，极低的蒸汽压，不易燃等优点在化学反应的各个方面得到了应用。1.离子液体作为盐，为何室温下是液体？离子液体作为盐，为何室温下是液体？由于正离子杂氮环上烷基不对称（由于正离子杂氮环上烷基不对称（1 分）分） ，以及，以及 R 基体积较大（基体积较大（1 分）分） ，使电荷得到，使电荷得到了更广泛的分布，降低了晶格能（了更广泛的分布，降低了晶格能（1 分）分） 。2.离子液体被称为离子液体被称为“绿色溶剂绿色溶剂” “绿色介质绿色介质”试比较它与传统溶剂（水相，有机相）试比较它与传统溶剂（水相，有机相）相比的优势（至少答出三点）相比的优势（至少答出三点）（1）高极性：可以高浓度溶解有机或无机物。）高极性：可以高浓度溶解有机或无机物。 （2）通过变化正负离子种类，该溶）通过变化正负离子种类，该溶剂可以适合多种特殊反应。剂可以适合多种特殊反应。 （3）不配位：避免了因强配位（如水）溶剂而导致的）不配位：避免了因强配位（如水）溶剂而导致的反应物溶剂化而使某些反应难以进行。反应物溶剂化而使某些反应难以进行。 （4）易于再生，可多次使用。）易于再生，可多次使用。 （5）避免了）避免了使用会造成污染的溶剂体系。使用会造成污染的溶剂体系。 （答出任意三点均给分）（答出任意三点均给分） （3 分）分）3.下面是离子液体作为反应溶剂的例子，试写出下面是离子液体作为反应溶剂的例子，试写出 A-H 所代表的化合物。所代表的化合物。 (bmim=1-丁基丁基-3-甲基咪唑甲基咪唑)5 （AB 各各 1 分，分，CH 各各 2 分）分）第六题（第六题（21 分）分）某元素某元素 A，在地壳中的含量不大，仅为，在地壳中的含量不大，仅为 0.0005%,但却是广泛分布与自然界的一种元素，下但却是广泛分布与自然界的一种元素，下面的问题均与面的问题均与 A 元素有关。元素有关。1 A 可以与另一元素可以与另一元素 B 形成多种化合物，较为常见的是形成多种化合物，较为常见的是 M 和和 N 两种化合物，其中两种化合物，其中 M呈橘红色，最简式为呈橘红色，最简式为 AB，A 的含量为的含量为 70%，其空间结构具有高度的对称性，而且，其空间结构具有高度的对称性，而且仅有一种化学键存在。另一化合物仅有一种化学键存在。另一化合物 N 呈黄色，呈黄色，A 的含量为的含量为 60.9%。且。且 M 和和 N 存在存在如下关系：如下关系： （反应未配平，生成物未写全）（反应未配平，生成物未写全）（1）写出写出 M,N 所代表的化合物的化学式，并描述所代表的化合物的化学式，并描述 M 的空间结构的空间结构6 （M：1 分，分，N：2 分）分） M 中中 8 个原子构成正方体的八个顶点，个原子构成正方体的八个顶点， ，其中，其中 As 占据四个顶点，构成正四面体，占据四个顶点，构成正四面体，S 占据另外四个顶点，也构成正四面体。占据另外四个顶点，也构成正四面体。 （能描述清楚均给分）（能描述清楚均给分） （2 分）分） 完成完成 N 转化为转化为 M 的化学方程式的化学方程式 （2 分）分）2 A 的最高价氟化物是的最高价氟化物是 C，C 是熔点是熔点-79.8 摄氏度，沸点摄氏度，沸点-52.8 摄氏度，密度为摄氏度，密度为 2.33 克克/立方厘米（立方厘米（-55）的物质，）的物质，（1）ClF 与与 C 反应，生成一种离子型化合物，其中阳离子为角型，写出其反应反应，生成一种离子型化合物，其中阳离子为角型，写出其反应方程式。方程式。 （2 分）分）（2）C 往往可以作为氧化剂。往往可以作为氧化剂。Te 在液态二氧化硫中与在液态二氧化硫中与 C 反应，得到一式量为反应，得到一式量为1585.35 的化合物的化合物 D，其阳离子是由六个，其阳离子是由六个 Te 原子形成的簇离子，每个原子形成的簇离子，每个 Te均与另外三个均与另外三个 Te 成键，并且每个成键，并且每个 Te 原子在满足八隅体的条件下，整个簇原子在满足八隅体的条件下，整个簇离子仍有两个剩余电子，写出离子仍有两个剩余电子，写出 D 的分子式，阳离子结构以及生成的分子式，阳离子结构以及生成 D 的方的方程式。程式。 （2 分分） （2 分）分） （2 分分） 4.为测定某样品中为测定某样品中 A 元素的含量，某小组做了如下的实验：取含元素的含量，某小组做了如下的实验：取含 M 的样品的样品0.4000g，溶于水中，加入过量的浓硝酸，溶于水中，加入过量的浓硝酸，B 元素完全转化为单质，过滤，将滤液元素完全转化为单质，过滤，将滤液煮沸，调节煮沸，调节 PH 至强酸性，加入足量的至强酸性，加入足量的 0.1075mol/L 的的 KI 溶液，再用溶液，再用 0.1035mol/L的硫代硫酸钠溶液进行滴定，消耗的硫代硫酸钠溶液进行滴定，消耗 22.18ml。（1）为什么要将滤液煮沸？为什么要将滤液煮沸？7除去过量的硝酸。除去过量的硝酸。 （1 分）分）（2）计算计算 A 的含量的含量 21.50% （2 分）分）（3）写出涉及到的反应方程式。写出涉及到的反应方程式。 第七题（第七题（7 分）分）金属金属 M 在其氧化物中的氧化态为在其氧化物中的氧化态为+II +V，MO、M2O3为碱性，为碱性，M2O4、M2O5呈两性，呈两性，M2O5剧毒，溶于碱成剧毒，溶于碱成 MO43，后者因溶液，后者因溶液 pH 减小成聚阴离子。减小成聚阴离子。M2O5溶于热溶于热 HNO3、热、热H2SO4，生成，生成 MO2+离子，离子，M2O5与与 HCl 反应生成反应生成 MOCl2和和 Cl2。它的一种缺氧化合物（。它的一种缺氧化合物（M 与与O 为非整数比）组成为为非整数比）组成为 M2O(5 x )（xF.F 可形成分子内氢键，故熔点较低（可形成分子内氢键，故熔点较低（1 分）分） ，由于，由于 F 的分子内缔合作用导致其挥发的分子内缔合作用导致其挥发性较大，可用水蒸气蒸馏法将其与性较大，可用水蒸气蒸馏法将其与 E 分开。分开。 （1 分）分）