1997年全国高中学生化学竞赛(初赛)试卷.pdf

1 1 9 9 9 9 7 7年年 全全 国国 高高 中中 学学 生生 化化 学学 竞竞 赛赛(初初 赛赛)试试 卷卷题号题号第一第一第二第二第三第三第四第四第五第五第六第六第七第七第八第八题题题题题题题题题题题题题题题题满分满分10101313191910101010121215151111得分得分第一题第一题次磷酸 H PO 是一种强还原剂，将它加入 CuSO 水溶液，加热到 4050，析出324一种红棕色的难溶物 A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X 射线衍射证实 A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定；A 的主要化学性质如下：(1)温度超过 60，分解成金属铜和一种气体；(2)在氯气中着火；(3)与盐酸应放出气体。1)写出 A 的化学式。2)写出 A 的生成反应方程式。3)写出 A 与氯气反应的化学方程式。4)写出 A 与盐酸反应的化学方程式。第二题第二题 PCl5是一种白色固体，加热到 160不经过液态阶段就变成蒸气，测得 180下的蒸气密度(折合成标准状况)为 L,极性为零，PCl 键长为 204pm 和 211pm 两种。继续加热到 250时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于 148液化，形成一种能导电的熔体，测得 PCl 的键长为 198pm 和 206pm 两种。(P、Cl 相对原子质量为、(1)180下 PCl 蒸气中存在什么分子为什么写出分子式，画出立体结构。(2)在 250下 PCl 蒸气中存在什么分子为什么写出分子式，画出立体结构。(3)PCl 熔体为什么能导电用最简洁的方式作出解释。555 (4)PBr5气态分子结构与 PCl5相似，它的熔体也能导电，但经测定其中只存在一种 P-Br键长。PBr5熔体为什么导电用最简洁的形式作出解释。第三题第三题用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：CuFeS2+SiO2+O2 Cu+FeSiO3+SO2事实上冶炼反应是分步进行的。(1)黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；(2)硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；(3)硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；(4)硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。1)写出上述各个分步反应的化学方程式。(1)(2)(3)(4)2)给出总反应方程式的系数。3)据最新报道,有一种叫 Thibacillus ferroxidans 的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。4)最近我国学者发现，以精 CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和 O2(空气)反应,生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到 CuSO45H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/生成物水溶性 Cu/%酸溶性 Cu/%酸溶性 Fe/%560580600620640660回答如下问题：(1)CuFeS2和 O2主要反应的方程式为:(2)实际生产过程的沸腾炉温度为 600620。控制反应温度的方法是：(3)温度高于 600620生成物中水溶性 Cu(%)下降的原因是：第四题第四题 将固体 MnC2O42H2O 放在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度变化的关系如图所示 (相对原子质量：H,C,O,Mn )。纵坐标是固体的相对质量。说出在下列五个温度区间各发生什么变化，并简述理由：05050100100214214280280943第五题第五题 1964 年 Eaton 合成了一种新奇的烷，叫立方烷，化学式为 C8H8(A)。20 年后，在 Eaton 研究小组工作的博士后 XIONG YUSHENG(译音熊余生)合成了这种烷的四硝基衍生物(B),是一种烈性炸药。最近，有人计划将 B 的硝基用 19 种氨基酸取代，得到立方烷的四酰胺基衍生物(C C)，认为极有可能从中筛选出最好的抗癌、抗病毒，甚至抗爱滋病的药物来。1)四硝基立方烷理论上可以有多种异构体，但仅只一种是最稳定的，它就是(B)，请画出它的结构式。2)写出四硝基立方烷(B B)爆炸反应方程式。3)C C 中每个酰胺基是一个氨基酸基团。请估算，B B 的硝基被 19 种氨基酸取代，理论上总共可以合成多少种氨基酸组成不同的四酰胺基立方烷(C C)4)C C 中有多少对对映异构体第六题NO 的生物活性已引起科学家高度重视。它与超氧离子(O2)反应，该反应的产物本题用 A 为代号。在生理 pH 值条件下，A 的半衰期为 1-2 秒。A 被认为是人生病，如炎症、中风、心脏病和风湿病等引起大量细胞和组织毁坏的原因。A 在巨噬细胞里受控生成却是巨噬细胞能够杀死癌细胞和入侵的微生物的重要原因。科学家用生物拟态法探究了 A 的基本1618性质，如它与硝酸根的异构化反应等。他们发现，当O 标记的 A 在O 标记的水中异构化18得到的硝酸根有 11%O，可见该反应历程复杂。1）写出 A 的化学式。写出 NO 跟超氧离子的反应。这你认为 A 离子的可能结构是什么试写出它的路易斯结构式(即用短横表示化学键和用小黑点表示未成键电子的结构式)。2）A离子和水中的CO2迅速一对一地结合。试写出这种物种可能的路易斯结构式。3）含 Cu+离子的酶的活化中心，亚硝酸根转化为一氧化氮。写出 Cu+和 NO2-在水溶液中的反应。4）在常温下把 NO 气体压缩到 100 个大气压，在一个体积固定的容器里加热到 50oC，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力的 2/3 就不再改变，已知其中一种产物是 N2O，写出化学方程式。并解释为什么最后的气体总压力略小于原压力的 2/3。第七题第七题 回答如下几个问题回答如下几个问题(1)(1)近期发现不需要外加能源、节约水源而能除去废水中的卤代烷(有碍于人类健康)的方法：把铁放在含卤代烷的废水中，经一段时间后卤代烷“消失”。例如废水中的一氯乙烷经后就检不出来了。目前认为反应中卤代烷(RCH2X)是氧化剂。写出反应式并说明(按原子)得失电子的关系。(2)电解 NaClKClAlCl3熔体制铝比电解 Al2O3Na3AlF6制铝节省电能约 30%。为什么现仍用后一种方法制铝(3)NH4NO3热分解及和燃料油以(CH2)n表示反应的方程式及反应热分别为：NH4NO3=N2O+2H2O+kJ/g NH4NO3(1)NH4NO3=N2+1/2 O2+2H2O+kJ/g NH4NO3(2)3nNH4NO3+(CH2)n=3n N2+7n H2O+n CO2 +nkJ/g NH4NO3(3)试问：由以上三个热化学方程式可得出哪些新的热化学方程式(4)参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题：在液态 BrF3中用 KBrF4滴定 Br2PbF10，过程中出现电导最低点。写出有关反应式。第八题乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂 A。核磁共振谱表明 A分子中的氢原子没有差别；红外光谱表明 A 分子里存在羰基，而且，A 分子里的所有原子在一个平面上。A 很容易与水反应重新变成乙酸。1)写出 A 的结构式。2)写出 A 与水的反应方程式。3)写出 A 与氢氧化钠的反应方程式。4)写出 A 与氨的反应方程式，有机产物要用结构式表示。5)写成 A 与乙醇的反应方程式，有机产物要用结构式表示。