2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题1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1234567总分总分满满分分4131413152318100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（分）第一题（分）、有一种物质的化学式内包含五个原子，它的式量为，请写出一种可能的物质、有一种物质的化学式内包含五个原子，它的式量为，请写出一种可能的物质4(2)CI分。、有一种物质的化学式内包含六个原子，它的式量为，请写出一种可能的物质、有一种物质的化学式内包含六个原子，它的式量为，请写出一种可能的物质4(2)LiBH分。第二题（第二题（1分）分）人们知道有有机金属化合物是比较早的事情，早在人们知道有有机金属化合物是比较早的事情，早在 1827 年丹麦化学家年丹麦化学家 Zeise 制得了一制得了一种鈀的有机化合物种鈀的有机化合物322() KPdCl CHCH，比，比 Frankland 发现二乙基锌早了发现二乙基锌早了 22 年，著年，著名的名的 Grignard 试剂也是一种有机金属化合物。试剂也是一种有机金属化合物。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 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRnRfDbSgBhHsMt21、 请说出请说出 Zeise 的的322() KPdCl CHCH中中 Pd 的化合价。的化合价。价（分）价（分）不写号，或写其他价数均分不写号，或写其他价数均分2、 科学家用苯基氯化镁与氯化锌反应生成了二苯锌，请写出方程式。科学家用苯基氯化镁与氯化锌反应生成了二苯锌，请写出方程式。3、 下面可能引起下面可能引起 1 中试验失败的因素是（中试验失败的因素是（） 。 （分）（分）选对一个给分选对一个给分A锌源使用锌源使用427ZnSOH OB.使用苯基溴化镁使用苯基溴化镁C仪器未干燥仪器未干燥D.反应使用碘作催化剂反应使用碘作催化剂科学家在某次试验中，用碘甲烷与金属锌反应，蒸馏后得到了一种有机科学家在某次试验中，用碘甲烷与金属锌反应，蒸馏后得到了一种有机金属化合物金属化合物 X。4、请写出这种金属化合物的化学式，并说出中心原子的轨道杂化类型与分子的几何构型。、请写出这种金属化合物的化学式，并说出中心原子的轨道杂化类型与分子的几何构型。5、X 与甲醇反应得到另一种有机化合物与甲醇反应得到另一种有机化合物 Y，其中各元素的质量百分含量如下：，其中各元素的质量百分含量如下：CHOZn21.55%5.43%14.36%58.67%1） 请写出由请写出由 X 生成生成 Y 的化学方程式。的化学方程式。2） 在在 Y 的分子结构中碳、氢有两种化学环境，氧、锌均只有一种化学环境，的分子结构中碳、氢有两种化学环境，氧、锌均只有一种化学环境，Y 分子结构对分子结构对称，请写出称，请写出 Y 的一种最可能的立体结构。的一种最可能的立体结构。第三题（第三题（1分）分）荷兰榆树病大约是在荷兰榆树病大约是在 1930 年从欧洲进口镶板工业用的榆木节时被引进美国的。年从欧洲进口镶板工业用的榆木节时被引进美国的。病菌侵入到树木的输水导管中，其孢子通过树汁的流动而扩散开来，并且由于具有病菌侵入到树木的输水导管中，其孢子通过树汁的流动而扩散开来，并且由于具有毒分泌物及阻塞作用而致使树枝枯萎，使榆树死亡。该病是由榆树皮甲虫从生病的毒分泌物及阻塞作用而致使树枝枯萎，使榆树死亡。该病是由榆树皮甲虫从生病的树传播到健康的树上去的。下面工作涉及榆树皮甲虫性引诱激素（树传播到健康的树上去的。下面工作涉及榆树皮甲虫性引诱激素（multistriatin）的合成。的合成。Victor Grignard22222PhMgClZnClPh ZnMgCl 无水醚（分）反应物或产物错分，未配平分反应物或产物错分，未配平分3 2()CHZn，sp 杂化，直线型（每个答案分，共分）（每个答案分，共分）方程式：3 23334()CHZnCH OHCH OZnCHCH （分）反应物或产物错反应物或产物错分，未配平分分，未配平分结构：（分）31 1、 请画出上述过程中请画出上述过程中AFAF的结构。的结构。2 2、请预测产物中、请预测产物中multistriatinmultistriatin与与epi-multistriatinepi-multistriatin的含量何者高，为什么？的含量何者高，为什么？第四题（第四题（13 分）分）亚硝酸盐广泛用于肉制品的保鲜发色剂和防腐剂。但是，过量的亚硝酸盐有毒亚硝酸盐广泛用于肉制品的保鲜发色剂和防腐剂。但是，过量的亚硝酸盐有毒, ,还可以还可以与胺类物质生成强的致癌物亚硝胺，故有必要严格控制食品中的亚硝酸盐的含量，要建立与胺类物质生成强的致癌物亚硝胺，故有必要严格控制食品中的亚硝酸盐的含量，要建立一个快速，简便，准确的测量亚硝酸盐方法是很有必要的。某分析小组进行了如下的实验：一个快速，简便，准确的测量亚硝酸盐方法是很有必要的。某分析小组进行了如下的实验：1 1、试剂与仪器：试剂与仪器：亚硝酸钠，硫酸亚铁铵，邻菲罗啉，硫酸铈铵等试剂均为分析纯。实验中所用的仪器亚硝酸钠，硫酸亚铁铵，邻菲罗啉，硫酸铈铵等试剂均为分析纯。实验中所用的仪器有紫外有紫外- -可见分光光度计（可见分光光度计（UV762UV762型上海精科仪器厂），型上海精科仪器厂），PHSPHS2525型型pHpH计（上海精科雷磁厂）。计（上海精科雷磁厂）。储备液的配制如下：储备液的配制如下：A（分）B（分）C（分）D（分）E（分）F（分）MultistriatinMultistriatin 含量高（分）；含量高（分）；epi-multistriatinepi-multistriatin 中有直键甲基，热力学不稳定（分）中有直键甲基，热力学不稳定（分）4NaAc-HAcNaAc-HAc缓冲溶液：称取乙酸钠缓冲溶液：称取乙酸钠 8.2g8.2g放入放入100mL100mL容量瓶中，再量取容量瓶中，再量取 25mL25mL无水乙酸加入容量无水乙酸加入容量瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。瓶中，用蒸馏水稀释至刻度。硫酸铈铵溶液：准确称量硫酸铈铵硫酸铈铵溶液：准确称量硫酸铈铵16.50g16.50g在烧杯中溶解后，定量在烧杯中溶解后，定量 转移入转移入250ml250ml 容量瓶中，容量瓶中，用（用（1 1：1010）的硫酸稀释至刻度。）的硫酸稀释至刻度。2 2、实验方法：、实验方法：一、一、_指示剂的配制（指示剂的配制（1分）分）_（1 1）准确称取）准确称取0.1996g0.1996g 六水合铁六水合铁()()铵于小烧杯中，溶解后转至铵于小烧杯中，溶解后转至250mL250mL容量瓶中，稀释至容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。即得到刻度，摇匀。即得到510510 -3-3mol/Lmol/L 的的FeFe 2+2+标准溶液。标准溶液。（2 2）称取）称取0.0996g0.0996g邻菲罗啉置入邻菲罗啉置入100mL100mL容量瓶中，加容量瓶中，加5mL5mL乙醇溶解，再用蒸馏水稀释到刻度。乙醇溶解，再用蒸馏水稀释到刻度。（3 3）吸取）吸取510510-4-4mol/Lmol/L亚铁标准溶液亚铁标准溶液10.0mL10.0mL于于50mL50mL容量瓶中，加入容量瓶中，加入NaAc-HAcNaAc-HAc 缓冲溶液缓冲溶液5mL5mL，然后再加入，然后再加入510510-3-3mol/Lmol/L 3mL3mL邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度。邻菲罗啉溶液，用蒸馏水稀释至刻度。二、二、_亚硝酸钠含量的测定（亚硝酸钠含量的测定（1）_取亚硝酸钠溶液取亚硝酸钠溶液10.00ml10.00ml 于小烧杯中，用硫酸铈铵滴定至溶液变成微黄色后加于小烧杯中，用硫酸铈铵滴定至溶液变成微黄色后加“一一”中最中最后得到的溶液后得到的溶液3 3 滴，再用硫酸铈铵滴定至变色，滴，再用硫酸铈铵滴定至变色，1 1 分钟内不变色即为滴定终点。平均消耗分钟内不变色即为滴定终点。平均消耗了标准液了标准液22.01ml22.01ml。附加信息：附加信息：1 1、 FeFe3+3+与与 FeFe2+2+都可与都可与邻菲罗啉络合，络合物颜色分别为淡蓝色和红色。邻菲罗啉络合，络合物颜色分别为淡蓝色和红色。2 2、3、 Ce 原子量原子量 140.14、硫酸铈铵分子式：硫酸铈铵分子式：Ce(SO4)2(NH4)2SO44H2O问题：问题：1、 请为上述的实验过程中的一，二填上标题。请为上述的实验过程中的一，二填上标题。2、 请写出反应根据的离子反应方程式。请写出反应根据的离子反应方程式。3、43223222CeNOH OCeNOH （2） 反应物或产物错分，未配平反应物或产物错分，未配平分分53、请说明实验方法中二中提到的溶液变色是由什么色变为什么色。、请说明实验方法中二中提到的溶液变色是由什么色变为什么色。4、请根据附加的图说明题中、请根据附加的图说明题中 NaAc-HAc 溶液的作用。溶液的作用。5、请计算亚硝酸钠的浓度。、请计算亚硝酸钠的浓度。6、请说明该测定方法比起、请说明该测定方法比起 Griss 方法（利用萘胺类化和物显色）的优势。方法（利用萘胺类化和物显色）的优势。第五题（第五题（15 分）分）（+）Kelsoene 最早是从一种最早是从一种 Cymbastela hooperi 的海绵中提取的天然产物，现在已的海绵中提取的天然产物，现在已经可以在实验室中由多步化学反应来合成。经可以在实验室中由多步化学反应来合成。 1、 请写出请写出 A、B 的结构，不要求立体构型。的结构，不要求立体构型。红色变为淡蓝色（分）红色变为淡蓝色（分）从图中可以看到亚铁络合物在从图中可以看到亚铁络合物在 pH=4.6 左右时最稳定（图线平坦）左右时最稳定（图线平坦） （分）（分） ，而在滴定过，而在滴定过程中有质子放出，影响体系的酸度，故使用缓冲溶液控制酸度。程中有质子放出，影响体系的酸度，故使用缓冲溶液控制酸度。 （分）（分）标准滴定液的浓度：0316.5010.09873/668.58 250 10cmol L （1 分）亚硝酸钠浓度的测定：0.09873 22.010.1087/2 10.00mol L（2 分）萘胺类化和物致癌，在这种测定方法中对实验员的身体健康无危害。 （1 分）A（2 分）B（2 分）62、 请为下面的化合物命名。请为下面的化合物命名。3、 请写出请写出 C 的结构，并标出所有的不对称的结构，并标出所有的不对称 C 原子。原子。4、 请写出请写出 D，E，F 的结构，不要求立体构型。的结构，不要求立体构型。命名：顺-（6R）-6-甲基-二环-3.3.0-2-壬酮（2 分）C（结构结构 2 分，手性碳全部标对分，手性碳全部标对 1 分分）D（2 分）E（2 分）F（2分）Kelsoene7第六题（第六题（3 分）分）某种重金属元素的单质有块状，粉末，海绵三种，块状金属是很硬的灰蓝色六方金某种重金属元素的单质有块状，粉末，海绵三种，块状金属是很硬的灰蓝色六方金属，可以添加到笔芯，也可以添加到合金等中成为功能材料，粉末状的在常温下即可被属，可以添加到笔芯，也可以添加到合金等中成为功能材料，粉末状的在常温下即可被氧气氧化成为的四氧化物气体，而块状的要在高温下才能被氧化。与气体共氧气氧化成为的四氧化物气体，而块状的要在高温下才能被氧化。与气体共热将生成的二氧化物。在氯气中加热得到的氯化物，该氯化物溶于氯化铵溶液热将生成的二氧化物。在氯气中加热得到的氯化物，该氯化物溶于氯化铵溶液得到绿色的溶液。与氢氧化钠在铁坩埚中灼烧得到一种黄红色的钠盐，在酸性溶液得到绿色的溶液。与氢氧化钠在铁坩埚中灼烧得到一种黄红色的钠盐，在酸性溶液中以硝酸为氧化剂蒸馏该钠盐的溶液又得到挥发性的。中以硝酸为氧化剂蒸馏该钠盐的溶液又得到挥发性的。、请写出的化学式。请写出的化学式。、请写出的价电子构型。请写出的价电子构型。、请写出各步反应的方程式。请写出各步反应的方程式。第七题（第七题（19 分）分）碳酸钙主要有方解石与文石两种结构存在，方解石的结构如下图一所示，它可以看成碳酸钙主要有方解石与文石两种结构存在，方解石的结构如下图一所示，它可以看成是是 NaCl 型结构的面心立方晶胞沿三重轴压缩成了菱面体晶胞，在钠离子的位置放置钙离子，型结构的面心立方晶胞沿三重轴压缩成了菱面体晶胞，在钠离子的位置放置钙离子，在氯离子的位置放置碳酸根离子，碳酸根离子是平面型离子，其离子平面与三重轴垂直，在氯离子的位置放置碳酸根离子，碳酸根离子是平面型离子，其离子平面与三重轴垂直，晶胞参数：晶胞参数：0648;101.9apm,如下图一所示。文石为正交晶系晶体，正交晶胞参数如下图一所示。文石为正交晶系晶体，正交晶胞参数为为 a=494pm,b=794pm,c=572pm,平面型碳酸根离子垂直于平面型碳酸根离子垂直于 c 轴排布，其晶体结构的轴排布，其晶体结构的 c 轴投影轴投影图如下图二所示。图如下图二所示。42442624.;.;.;.().(2)AOsOB OsOC OsClDNHOsClE Na OsO每个分6156ds（1 分）24222444426224224342222()24322382234OsOOsOOsNOOsONOsClOsClOsClNH ClNHOsClOsNaOHONa OsOH OOsOHNONOOsOH O 灼烧（每个 2 分）反应物或产物错分，未配平分反应物或产物错分，未配平分8图一图一1、 请计算每个文石结构中有几个钙，几个氧，几个碳。请计算每个文石结构中有几个钙，几个氧，几个碳。2、 请分别指出在方解石与文石型结构中碳酸钙中钙离子的配位数。请分别指出在方解石与文石型结构中碳酸钙中钙离子的配位数。在方解石结构中钙离子为在方解石结构中钙离子为_6（1 分）分）_配位；在文石结构中钙离子为配位；在文石结构中钙离子为_9（1 分）分）_配位。配位。3、 请分别计算方解石与文石型碳酸钙的密度。请分别计算方解石与文石型碳酸钙的密度。4、 下面为一张方解石与文石型结构的相图，请判断下面为一张方解石与文石型结构的相图，请判断 A 相与相与 B 相分别是哪一相？相分别是哪一相？5、 文石型碳酸钙结构中文石型碳酸钙结构中 CaO 距离为距离为 250pm；方解石型碳酸钙中；方解石型碳酸钙中 CaO 距离为距离为 237pm，请参考下表数据并预测在自然界中下列矿物比较适合生长成哪一种结构？请参考下表数据并预测在自然界中下列矿物比较适合生长成哪一种结构？钙：1+2/2+4/4+2/2=4 个氧：6+4+4/2=12 个碳：2+4/2=4 个（3 分）方解石：（3 分）0300323cos78.1sin101.91 ()cos55.954 100.92.71 /6.02 10Vadg cmV文石：（2 分）233034(40.0812.013 16.00)6.02 10572794494 102.96/dg cm A 是_文石（1 分）_相。B 是_方解石（1 分）_相。原因：文石的密度比方解石大，在低温高压条件下比较有利于形成文石（2 分）93MgCO_方解石（1 分）_；3PbCO_文石（1 分）_；3BaCO_文石（1 分）_；3CoCO_方解石（1 分）_