2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题5答案.pdf

1第 22 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题及答案和评分标准及答案和评分标准题题号号123456789总分总分满满分分666121211171614100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：（6 分）超分子(supramolecule) 通常是指由两种或两种以上分子依靠分子间相互作用结合在一起,组装成复杂的、有组织的聚集体,并保持一定的完整性,使其具有明确的微观结构和宏观特性。由分子到超分子和分子间相互作用的关系,正如由原子到分子和共价键的关系一样。1、下面超分子是由两个有机分子通过氢键作用堆积而成，请你写出这两个有机分子的结构。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 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRnRfDbSgBhHsMt2（每个 2 分，共 4 分）2、上述两种有机分子其中一种可以有互变异构体，请写出该种互变异构体的结构。第二题：（6 分）液态氧在 54K 以下可以凝固为固态氧，固态氧有，三种晶型，在一定的温度区间内，三种晶型的蒸汽压方程如下，请通过计算，粗略地估计三种晶型的相对稳定性。NNNOHOHHO（2 分）22g1212OO11lg() 22.30330,4011lg=-478.4-2.055lg30-lg40 =-3.7330 40=8.57/=7.28/=7.24/1HR TTTK TKHkJ molHkJ molHkJ mol A AAA AA（）（）1212以过程：为例：该过程的焓变应满足：p（分）p分别取代入p（）（）p同理：；（每个分）忽略不同相之间转变的熵变值，则可以判断固态氧222OOO1（）（）（）气的稳定性为（分）3 第三题：（6 分）舒马曲坦已被证明是一个很好的抗偏头痛的药物，但是比起第二代的舒马曲坦类药物，它又有不少的弊端，舒马曲坦药物最早是在英国的 Glaxo 公司通过下面的路线发现的。请在下面的路线中填上合适的有机物的结构。提示：Fischer 吲哚合成：NNNHPPE,etc.4（每个结构 2 分）第四题：（12 分）某中学化学实验兴趣小组的同学在课外活动中进行了一个有趣的名为“碘酒五变色”的试验，具体的过程如下：1、准备物品：医用碘酒，火柴棒，双氧水，面包，6mol/L NaOH2、操作：1）取一只无色透明的小瓶子，加入 10ml 水，再加入 24 滴碘酒，瓶子变为啤酒色。2）将几根火柴头并在一起，划燃后迅速插入小瓶子中，待火柴头在液面上燃尽后取出火柴杆，盖紧盖子，摇匀后，小瓶子_瓶内颜色褪去，变无色透明_（1 分）_。3）向上述小瓶子中加入几滴双氧水，瓶内_瓶内啤酒色复现_（1 分）_。4）在小瓶子内再加入一些面包屑，瓶内_瓶内变深蓝紫色_（1 分）_。5）在 4）后向瓶子内再加入几滴氢氧化钠溶液，瓶内_瓶内出现乳白色_（1 分）_。1、请在上述试验叙述中填入现象。2、请写出所有有关的化学反应方程式。第五题：（12 分）NaCN 是无色的晶体，可溶于水和酒精，由于水解作用，水溶液显碱性。NaCN 大量用于配制电镀液，特别是贵金属电镀液，NaCN 也用来提取银和金。1、氰化钠早期的工业制备方法是将2NaNH与碳反应制得，请写出化学反应方程式。2、现在是由氰氨化钙（2CaCN） 、碳酸钠和碳一起熔融，再用水浸取得到 NaCN，请写出化学方程式。3、HCN 为无色液体，有剧毒，最大允许蒸汽压为 10ppm，在低温下 HCN 可以结晶成晶体，请问在此种晶体中各结构微粒之间的作用力有哪些？232223MnOKClOKClO （1 分）；22SOSO（1 分）；2222422ISOH OHIH SO（2 分）；222222HIH OIH O；（2 分）2323653INaOHNaINaIOH O（2 分）22NaNHCNaCNH （2 分）22332CaCNNa COCCaCONaCN （2 分）氢键，分子间作用力（每个 1 分，共 2 分）氢键的参考图形：54、在没有稳定剂（或理解为溶剂）的液态中，HCN 可以形成三聚体和四聚体，三聚体和四聚体中均有两种碳和两种氮，请写出三聚体和四聚体的结构。5、氰化物2()Pd CN是无限层状结构，在每一层内，中心金属原子是平面正方形配位，请画出无限层状结构的一个基元（基本单位，类似一个晶胞）第六题：（11 分） 2005 年的诺贝尔化学奖由 3 位科学家分享：法国人伊万肖夫(Yves Chauvin)和美国人罗伯特H格拉布(Robert H. Grubbs)与理查德H施罗克(Richard R.Schrock)。瑞典皇家科学院称他们是以“发展了有机合成中的复分解方法”而获此殊荣的。他们的成果主要可以由下面的方程式来概括：其中是他们采用的催化剂，如下图分子：1、对于上述过程，他们提出了下面的机理，请在下面的空白中填上合适的有机结构。三聚体：（2 分）四聚体：（2 分）（2 分）62、上述过程在合成大环中有很重要的应用，例如下面的反应，请填写产物，并指出产物分子中有几个手性中心。7第七题：（17 分）硒元素可以与乙酰丙酮或乙酰丙酮的盐反应生成一系列的配合物，例如四氯化硒与乙酰丙酮铜盐在氯仿或乙醚中反应可以得到一种含硒的配合物（化合物 I） ，对这中配合物进行元素分析发现其中各种元素的质量分数为：元素SeCHO质量分数（%）44.4933.833.9818.03该配合物分子空间结构具有对称性。1、请写出该配合物分子的最简式与其最可能的立体结构。2、请写出生成上述化合物的化学方程式。3、请分析该配合物分子有无对称中心。4、上述配合物在 HI 还原的条件下能够转变成另一种配合物（化合物 II） ，配合物中含有-Se-Se-键及六元环。请写出这个新配合物的结构简式。最简式：562SeC H O（2 分）几何结构：（3 分）（2 分）有（1 分） ，在中间的四元环中 C 与 Se 原子都是 sp3 杂化，由于受环两侧的基团的排斥力限制，四元环应为平面型结构，所以有对称中心（2 分）参考图型：85、化合物 I 与两倍物质的量的乙酰丙酮，在氯仿中回流可以得到第三个化合物（化合物III） ，它是白色固体，分子中兼有化合物 I 和化合物 II 的结构特征，且分子中只含有一个 Se原子，请写出化合物 III 的结构简式，并指出其中的 Se 的化合价。第七题：（16 分）Linezolid 的起源开始于 1978 年，杜邦公司的专利描述了一个新颖的抗菌剂 S-6123。这个化合物和两个以后被优化的药物候选物 DuP721 和 DuP105 都未能变成上市药物。其原因是无法接受的毒性。受到这个创新的鼓舞。Upjohn 的科学家们通过彻底的构效关系（SAR）的研究，发现了这类化学物，得到了 Linezolid,一个具有良好的药理、药代动力学和安全特征的化合物。1、请在下面的方框中填入合适的结构（3分）结构简式;（3 分） ；其中 Se 是+3 价（1 分）910（每个 2 分）2、请为下面两个化合物命名FFNO2ClOCH2PhO3、请比较 Linezolid 中 3 个 N 原子的碱性强弱。4-硝基-2-氟氟苯（2 分）氯甲酸苯甲酯（2 分）11第八题：（14 分）3TiCl是工业上重要的催化剂，例如在著名的烯烃定向聚合的齐格勒-纳塔催化剂中就有3TiCl成分，3TiCl有许多种晶型（有, , 等多种晶型） 。1、下图是3TiCl晶体沿 c 轴的投影图（大球代表氯离子，小球代表钛离子）：在该晶体中氯离子采取_AB（2 分）_（选填“ABC”或“AB” ）堆积；钛离子填充_八面体（2 分）_（选填“四面体”或“八面体” ）空隙；钛离子的填充率是_33.3%（2 分）_。2、下图为33,TiClTiCl晶体的堆积模型图（大球代表氯离子，小球代表钛离子）：N1N2N3（2 分）12请还原一个33,TiClTiCl的层内结构图，并验证层内 Ti 离子与 Cl 离子的个数比：3、请回答33,TiClTiCl晶胞参数与3TiCl的晶胞参数的倍数关系。（4 分）如上图在每个单位内：氯离子的个数：826()2个钛离子的个数：2 个Ti 离子：Cl 离子=1：3（2 分）33,TiClTiCl层堆积的周期是3TiCl周期的 3 倍，所以晶胞参数也是 3 倍关系（2 分）