2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题7.pdf

1第 22 届全国高中生化学竞赛（省级赛区）模拟试题1 181H1.008213141516172He4.0033Li6.944Be9.01 5B10.816C12.017N14.018O16.009F19.0010Ne20.1811Na22.9912Mg24.30345678910111213Al26.9814Si28.0915P30.9716S32.0617Cl35.4518Ar39.9519K39.1020Ca40.0821Sc44.9622Ti47.8723V50.9424Cr52.0025Mn54.9426Fe55.8527Co58.9328Ni58.6929Cu63.5530Zn65.3831Ga69.7232Ge72.6433As74.9234Se78.9635Br79.9036Kr83.8037Rb85.4738Sr87.6239Y88.9140Zr91.2241Nb92.9142Mo95.9643Tc-44Ru101.0745Rh102.9146Pd106.4247Ag107.8748Cd112.4149In114.8250Sn118.7151Sb121.7652Te127.6053I126.9054Xe131.2955Cs132.9156Ba137.3357-7172Hf178.4973Ta180.9574W183.8475Re186.2176Os190.2377Ir192.2278Pt195.0879Au196.9780Hg200.5981Tl204.3882Pb207.283Bi208.9884Po-85At-86Rn-87Fr-88Ra-89-103104Rf-105Db-106Sg-107Bh-108Hs-109Mt-110Ds-111Rg- 57La138.9158Ce140.1259Pr140.9160Nd144.2461Pm-62Sm150.3663Eu151.9664Gd157.2565Tb158.9366Dy162.5067Ho164.9368Er167.2669Tm168.9370Yb173.0571Lu174.9789Ac-90Th232.0491Pa231.0492U238.0393Np-94Pu-95Am-96Cm-97Bk-98Cf-99Es-100Fm-101Md-102No-103Lr-第一题：（第一题：（7 分）分）最近，第 118 号元素已经被美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室与俄罗斯杜布纳联合原子核研究所的科学家联合合成出来了，他们利用48Ca 轰击含有 151 个中子的 Cf，合成了第 118 号元素（用符号 A 表示） ，并观察到该原子会连续发生 3 次 衰变然后再裂成两个大小相当的原子。（1）.请写出核反应方程式；2（2）.请写出发生 3 次 衰变后该原子原子核内的质子数和中子数分别为多少；（3）.试写出 118 号元素的价电子构型；（4）.幻数理论认为，凡是具有 2、8、20、28、50、82 和 126 个质子或者中子的原子核比其他原子的原子核稳定，那么我们有理由相信第 126 号元素会比其他第八周期的元素先合成出来。试写出该元素原子的价电子构型。第二题：（第二题：（8 分）分）奥运火炬手手中的“祥云”火炬在各种天气条件下都能很好的燃烧，那么它是用什么做为燃料的呢？经调查得知，北京奥运会的火炬燃料用的是丙烷。现在已知 132.30g 丙烷在空气中完全燃烧可以放出 6600KJ 的热量。（1）.请写出丙烷燃烧的热化学方程式；（2）.已知 SOm(CO2(g)=213.74JK-1mol-1，SOm(H2O(l)=69.91JK-1mol-1，SOm(H2O(g)=188.825JK-1mol-1，SOm(O2(g)=205.138JK-1mol-1，SOm(C3H8(g)=270.02 JK-1mol-1，求反应的标准吉布斯自由能变；（3）.试说明用丙烷做燃料的优点。第三题：（第三题：（22 分）分）金属 M 可以与稀盐酸作用生成红色的化合物 A，向 A 中加入少量活性炭，加热，在搅拌下加入过量的浓 NH3-NH4Cl 溶液，再滴加适量 H2O2，继续加热 10 分钟，趁热过滤，得一橙黄色溶液，冷却后有橙色晶体 C 析出，C 含 N 31.43%，含 Cl 39.76%。将 C 与乙二胺反应，得到另一化合物 D，D 含 N 24.86%。（1）.试写出 A，C，D 的化学式并画出 A，C 的结构式；3（2）.D 有几种同分异构体？试分别画出它们，并指出其中是否存在对映异构体；（3）.向 A 中加入无水乙醇，则生成蓝色化合物 B，写出 B 的化学式；一种分析化合物 C 中 M 含量的方法如下：将固体 C 与一定量浓盐酸混合，加热溶解，得一紫红色溶液；加 1 滴 30% H2O2，加热，溶液变为浅红色；煮沸除去过量的 H2O2，冷却，加入过量且定量的 EDTA 标准溶液，再加入一定量六亚甲基四胺至 pH=5.6，加入 2 滴二甲酚橙做指示剂，用 Zn2+标准溶液滴定至终点，通过计算知道 M 的含量。（4）.此处 H2O2的作用与合成 C 时的 H2O2作用相同吗？为什么？为什么需要加入H2O2预处理而不能直接滴定？（5）.为什么选择返滴定？加入六亚甲基四胺的作用是什么？终点颜色的变化什么？我们倡导“绿色奥运” ，就要选择清洁的能源，锂电池就是一种清洁的能源。M 的氧化物 MO 与 LiOH 在空气中加热至 700OC 可以得到化合物 E，E 可以作为锂电池的正极材料。（6）.写出反应方程式（可以用 M 代替元素符号） ；（7）.写出电池正极充电反应方程式；（8）.若用部分 Al3+代替 M，则可以防止 Li+完全脱嵌造成的寿命下降问题，试解释原因。4第四题：（第四题：（13 分）分）药物吡洛芬(I)的全合成过程如下： （1）.写出 AI 的结构式； （2）.标出 I 中的手性碳原子，画出 R 构型的结构式。 第五题：（第五题：（12 分）分）磁性材料越来越受人关注，其中 SmCo5是一种性能很好的永磁性材料。经 X 射线衍射证实，SmCo5晶体是由两种层状结构叠加构成的。其中 A 层 Sm 原子做最密堆积，Co填充在所有三角形空隙的正中心；B 层 Co 处于所有棱心和体心。（1）.画出 A 层和 B 层的结构；(2)（2）.画出一个正当晶胞，并在 A、B 层中划出平面的正当晶胞；(3)（3）.已知 a=498.9pm，c=398.1pm，求晶胞密度；(2)（4）.在 A、B 上标记出所有八面体空隙；(2)（5）.计算其中能容纳的最大的原子的半径，设 Co 半径为 116.2pm，Sm 半径为180.2pm；(2)CH2CONH2CH2CNAHNO3H2SO4B(C8H6N2O2)CH3ICH3ONaCH2Pd/CD乙酸酐ECl2FeFH3O+G(C9H9NCl)ClCH2CH=CHCH2ClHH3O+I5（6）.为什么该化合物是一个很好的磁性材料？(1)第六题：（第六题：（8 分）分）从含 Mg2+的酸性废液中提取 MgSO47H2O 时发现杂质很难除尽，经分析得知，其中主要杂质为 Fe2+和 Fe3+。现某化学竞赛小组尝试除去其中的杂质，他们想通过控制 pH的方法除去杂质。(pKsp(Mg(OH)2)=12.7 pKsp(Fe(OH)2)=15.1 pKsp(Fe(OH)3)=37.4)（1）.分别计算 Mg(OH)2，Fe(OH)2，Fe(OH)3开始沉淀和沉淀完全时的 pH 值，设溶液中各离子含量均为 0.1mol/L；（2）.这个方法可行吗？如果可行，请简述操作步骤；如果不可行，请给出原因，并提出一种可行的方案；（3）.另有一混合溶液由 0.3molNaOH，0.25molNa2HPO4，0.25molH3PO4溶于1dm3水里组成，试求该溶液的 pH 和 PO43-的浓度，磷酸的 pK 值分别为2.12，7.20，12.36。第七题：（第七题：（10 分）分）由含 3 个碳及 3 个碳以下的有机原料合成并命名。 命名： 第八题：（第八题：（8 分）分） (NH4)2S 是一种广泛用于定性分析的试剂。这个试剂的制备方法是将硫化氢气体通入(CH3)3CCH2CH2CCH3OO|64-5mol/L 的氨水溶液中然后加入适量水。通过这种方式制备的试剂几乎从来都不纯，只要略多或者略少的硫化氢被加入，其中就可能含有过量的氨或者氢硫酸氢铵。取 10.00cm3的(NH4)2S 溶液稀释到 1L，再取稀释后的溶液 10.00cm3放进蒸馏烧瓶，加入约 40ml 水，然后在另一个接收烧瓶里加入 25.00ml 的 0.1mol/L 的 Cd(NO3).2溶液。此外，在原来的蒸馏烧瓶中加入 20.00ml 的 0.02498mol/L 的硫酸将蒸馏烧瓶中大约一半的液体蒸馏到接收烧瓶里，看到有黄色的沉淀产生将蒸馏烧瓶里剩下的所有东西完全转移到一个锥形瓶里，加几滴甲基红作指示剂，用 0.05002mol/L 的 NaOH 滴定，到终点时用去 NaOH 10.97ml在接收烧瓶里加入溴水，使黄色的沉淀溶解，煮沸溶液 15 分钟除去过量的溴水。溴水将所有负 2 价的 S 氧化成硫酸根。反应中生成的所有 H+可以被 14.01ml 的0.1012mol/L 完全中和请写出所有的反应方程式，并计算该试样中各物质的含量。第九题：（第九题：（10 分）分）奥运会上，运动员们奋力拼搏后往往都会饮用一种黄色的运动饮料来补充自己身体缺失的水分、无机盐等。在这种饮料中除了含有这些之外，往往还都会含有一些人体必须的氨基酸和小分子的蛋白质。于是，就需要生产大量的氨基酸来满足作为食品添加剂的需求。仅仅靠提取自然界中的氨基酸是远远不够的，因此，还需要通过合成来补充。一种传统的合成氨基酸的方法称为“溴代丙二酸酯法” 。用此法合成氨基酸 A 的步骤如下：（1）.画出 A 的结构式，给出 A 的系统命名；（2）.写出生成 B 的反应的反应类型；（3）.已知 A 的某种存在形式可以和多种金属形成配合物，试画出 A 作为双齿配|OONKEtOOCCHBrCOOEt +B1.NaOH2.HClA7体分别与 Zn2+和 Pt2+形成的配合物的所有异构体，并指出中心原子的杂化形式与配合物的空间构型。 （只需标出配位原子，其余部分可用直线替代）（4）.试用上述方法合成丙氨酸。