2022年全国高中化学竞赛模拟试卷.pdf

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1、全国化学竞赛预赛模拟试卷8 时间： 3 小时满分： 100 分一 （4 分）锡石的化学式是SnO2，地质工作者为了确定某矿石是锡石常用的一种方法是：用小刀或小锤取出一小粒矿石，放在锌片上， 再往放矿石位置的锌片上滴一两滴稀盐酸，锌片会马上起泡。 待锌片起泡完了以后，仔细观察矿石的表面。此时如果发现矿石的表面生有一层很薄的银白色金属膜的话，就可以完全肯定它是锡石。但是如果被检验的矿石颗粒不纯，带有硫化物，如黄铁矿、闪锌矿、方铝矿之类的矿物等，则反应进行得比较缓慢。1写出检验锡石的化学反应方程式。2为何带硫化物时反应较慢，写出反应方程式（以黄铁矿为例）二 （4 分）如右图所示实验中，把四根洁净的金

2、属条A、 B、C、D 轮流放置在浸有盐溶液的滤纸上面并压紧。在每次轮流实验时，记录了电压表指针的移动方向和电压表的读数（如下表）。金属电子流动方向电压A ACu0.78 B CuB 2.15 C CCu1.35 D 0.30 1金属 D 与 Cu 之间电子流动方向为；2金属可能是最强的还原剂；3金属不能从硫酸铜溶液中置换铜。三 （6 分）单质碘与红磷在常温下混合不反应，但滴入几滴水后能剧烈反应，生成HI和 H3PO3。但实验室制取氢碘酸的方法是把H2S 通入 I2水中，过滤生成的硫，可得质量分数为 50%的氢碘酸。1写出实验室制取氢碘酸的化学方程式；2氢碘酸在空气中放置易易氧化变质，写出可能发

3、生反应的化学方程式；精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 3为防止氢碘酸在空气中氧化变质，可在氢碘酸中加入少量，写出有关反应的化学方程式。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 四 （8 分） 2000 年诺贝尔化学奖授予在导电高分子领域作出突出贡献的三位科学家。在一定的掺杂条

4、件下，高分子材料（俗称塑料）完全可以具有金属的性能，从而变成导体。1下列塑料，你认为可作为导体的是A 聚氯乙烯B 聚乙炔C 聚苯乙烯D 聚异戊二烯E 聚乳酸2简述该塑料（第一题答案）的分子结构特点。3你认为导电高分子材料在结构上应具备何种特性。五 （11 分）下图所示是大气中红外光透射率的光谱特性（横坐标是波长，纵坐标是能穿透大气的程度） 。1试说明大气中的CO2吸收红外线的能力与频率的关系？2大气对红外线的吸收会产生什么效果？什么因素加剧形成这一效果？加剧的后果是什么？3除 CO2气体外， CH4、N2O、氟里昂也是温室气体，请再举两例温室气体。说明温室气体分子有何特点。4利用实验室常用药品

5、和仪器，设计一个实验装置，证明较高浓度的CO2对阳光中的红外线有高吸收率（画出图示，简述实验原理和方法）。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 六 （ 10 分）苯与苄氯（）能发生经典的付氏反应，生成二苯基甲烷（） ，但同时还存在副产物A（） 。1计算 A 的极限碳含量；2写出生成A 的两步化学反应方程式（注明具体催化剂）；3计算光照下A 一氯取代物的种数（包括光学异构体）4计算光照下A 二氯取代物的种数（不包括光学异构体）七 （18

6、 分）将一种盐溶于水中时，会使水的冰点降低，究竟冰点降低多少，与盐在溶液中的浓度有关。如果将此溶液降温，则在零度以下某个温度，将析出纯冰。但当盐在水中的浓度比较大时，在将溶液冷却的过程中析出的固体不是冰而是盐，这时该溶液称为盐的饱和溶液，盐在水中的浓度称为“ 溶解度 ” ，溶解度的大小与温度有关。右图所示为不同浓度的CaCl2溶液冷却析出晶体时所对应温度的曲线图。1指出区域、内各物质组成（说明是何种固体或溶液是否饱和） ；2指出曲线AB 、BC 分别具体表示的含义；3点 B 在坐标如何，有何意义；4273K 时， 60g 浓度为 10%的 CaCl2溶液持续降温，何时析出晶体，计算最多可析出单

7、一晶体的质量。 （只需保留整数）5根据右上图分析，如何提纯粗盐CaCl2，得到 CaCl2 6H2O 晶体。6CaCl2溶液可用作冷冻剂，当CaCl2 6H2O 晶体与冰以何比例（质量比）混合时，冷却效果最好。7在大雪纷飞的北方国家，对CaCl2有很大的需求量，你认为CaCl2在这些国家有何用途？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 八 （19 分）某同学在学习等径球最密堆积（立方最密堆积A1和六方最密堆积A3）后，提出了另一种最密堆

8、积形式Ax。如右图所示为Ax堆积的片层形式，然后第二层就堆积在第一层的空隙上。请根据Ax的堆积形式回答：1计算在片层结构中（如右图所示）球数、空隙数和切点数之比2在 Ax堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空隙。请在片层图中画出正八面体空隙（用 表示）和正四面体空隙（用 表示）的投影，并确定球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比3指出 Ax堆积中小球的配位数4计算 Ax堆积的原子空间利用率。5计算正八面体和正四面体空隙半径（可填充小球的最大半径，设等径小球的半径为r） 。6 已知金属 Ni 晶体结构为Ax堆积形式， Ni 原子半径为124.6pm， 计算金属Ni 的密度。（Ni 的相对原子质

9、量为58.70）7如果 CuH 晶体中 Cu的堆积形式为Ax型， H填充在空隙中，且配位数是4。则 H填充的是哪一类空隙，占有率是多少？8当该同学将这种Ax堆积形式告诉老师时，老师说Ax就是 A1或 A3的某一种。你认为是哪一种，为什么？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 九 （20 分） L甲状腺素是一种重要的激素，用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类疾病。早期人类都是用动物的甲状腺组织来提取甲状腺素。甲状腺素的光学活性在20 世

10、纪 30 年代首先由Harington 和 Salter 发现，他们从动物甲状腺体的蛋白质用发酵水解方法提取了 L甲状腺素，从而避免了碱性水解的消旋现象，同样的结果也由Foster 和 Palmer 等人在甲状腺体初步发酵后再酸性水解的方法而获得。但是从动物甲状腺体组织提取的L甲状腺素纯度低、光学纯度比较差，而且数量亦受到限制。40 年代起，人们开始用合成方法来生产 L甲状腺素。化学合成法是以L酪氨酸为起始原料合成L甲状腺素有多种路线，最有代表性的为Chalmers 开发的经典路线：（C9H11NO3）423SOHHNOA（C9H9N3O7）NaOHOCOCH23B（C11H11N3O8）HO

11、HCHCH23C（C13H15N3O8）D（C20H21N3O9）PdH2E （C20H25N3O5）HClNaNOKI/2F （ C20H21NO5I2）HAcHIG（C16H13NO4I2）KII2（L甲状腺素，C16H11NO4I4）此合成工艺需要八步反应，虽可保留其光学活性，但操作步骤非常复杂，产率低，成本较高。通过化学工程师们的不懈努力，上海精细化工研究所的研究人员采用3，5二碘 L酪氨酸为原料，经孵化反应（消化偶合反应）合成了高纯度、高生物活性的L甲状腺素，缩短了工艺路线，降低了生产成本，是较理想的合成路线。合成原理如下：L酪氨酸222OHIHIJKL催化剂2OMHAcHClL甲状

12、腺素1为何 L甲状腺素有光学活性，以上反应是否会影响其光学活性？2写出 AM 各物质的结构简式。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 参考答案一 Zn2HCl=ZnZl2H2 2H2SnO2=Sn2H2O （或 2ZnSnO24HCl=S

13、n 2ZnCl22H2O） （2 分）2锌皮与盐酸反应所产生的氢气，首先不是和锡石中的氧反应，而是和硫化物中的硫反应，生成硫化氢（或盐酸先和硫化物反应）：FeS22HCl=FeCl2S H2S（2 分）二 1DCu （1 分）2C（2 分）3B（1 分）三 1I2H2S=2HI S （2 分）24HIO2=I22H2O（2 分）3红磷3I22P3H2O=6HI 2H3PO3（2 分）四 1B（2分）2聚乙炔的结构单元是CH，每个碳原子轨道都是sp2杂化，形成了三个共平面的，夹角约 120 的杂化轨道，这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。其余未成键的PZ轨道与这一分子平面垂直

14、，它们互相重叠， 形成长程的电子共轭体。（4 分）3这种材料是一种简单分子形成的长链聚合物，由重复的单元链段组成，每个单元链段由碳碳单键和不饱和共价键（双键或叁键）交替组成。 （ 2分）五 11.1 1014Hz，7.1 1013Hz，1.9 1013Hz 左右时对红外线的吸收能力最强。（2 分）2会使大气温度升高；CO2过多排放会加剧这一效果；加剧的后果是使地球平均气温上升，地球两极冰雪融化，海平面上升， 以及一系列生态环境问题。（3 分）3H2O、O3（看图）多原子分子，每个分子至少有3 个原子（ 2 分）理想气体的摩尔热容量与分子中原子数有关，原子数多， 摩尔热容量大 （单原子约1.5R

15、，双原子约 2.5R，三原子约3.5R）4如右图所示，取两个完全相同的广口瓶，瓶口加塞子，塞子打孔，恰能插入一玻璃管。以 CaCO3和 HCl 反应制取 CO2，收集在瓶内， 另一个瓶则为空气。玻璃管口滴入数滴石蕊（有颜色易观察） ，形成一段液柱， 并倾斜玻璃精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 管使其进入中部，然后将玻璃管分别插入两瓶内，如右图所示。同时放在阳光中照射，一段时间后，石蕊液柱向盛空气处移动，表明盛CO2瓶温度升高快（气

16、体受热膨胀）。证明 CO2对红外线有高吸收率。 （4 分）六 192.3%（2 分）即重复单位C7H7中的碳含量（ 12/13）23AlClHCl (n1) 3AlCl(n 1)HCl （ 2分）3n 种（ 3 分）n 为奇数、偶数时都一样4n 为奇数， (n1)2/2 种； n 为偶数， n(n2)/2 种（ 3 分）七 1：饱和CaCl2溶液和冰；：不饱和CaCl2溶液；：饱和 CaCl2溶液和 CaCl2 6H2O；：冰和 CaCl2 6H2O（4 分）2AB ：水的冰点（凝固点）线BC：CaCl2在水中的溶解度曲线（2分）3坐标（ 30，218）E 点能同时存在冰、固体CaCl2 6H

17、2O 和饱和 CaCl2溶液； CaCl2溶液所能存在的最低温度（冰和 CaCl2 6H2O 升温时共同熔化的温度，即“ 最低共熔点 ” ） （3 分）4256K 40g（3分）5将粗盐溶于水，加热蒸发浓缩，冷却析出晶体， 母液中再加粗盐，重复操作。（2 分）61:0.69（或 1.45:1） （2 分）7将 CaCl2撒在冰雪覆盖的道路上，促其融化（降低冰点）。 （2 分）八 11:1:2（2 分）一个球参与四个空隙，一个空隙由四个球围成；一个球参与四个切点，一个切点由二个球共用。2图略，正八面体中心投影为平面空隙中心，正四面体中心投影为平面切点1:1:2（2 分）精品资料 - - - 欢迎

18、下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 11 页 - - - - - - - - - - 一个球参与六个正八面体空隙，一个正八面体空隙由四个球围成；一个球参与八个正四面体空隙，一个正四面体空隙由四个球围成。3小球的配位数为12（1 分）平面已配位4 个，中心球周围的四个空隙上下各堆积4 个，共 12 个。474.05%（3 分）以 4 个相邻小球中心构成底面，空隙上小球的中心为上底面的中心构成正四棱柱，设小球半径为 r，则正四棱柱边长为2r，高为2r，共包括 1 个小球（ 4 个 1/4，1 个 1/2） ，空

19、间利用率为rrr223/4235正八面体空隙为0.414r，正四面体空隙为0.225r。 （4 分）68.91g/cm3（3 分）根据第 4 题，正四棱柱质量为58.70/NAg，体积为1.094 1023cm3。7H填充在正四面体空隙，占有率为50%（2 分）正四面体为4 配位，正八面体为6 配位，且正四面体空隙数为小球数的2 倍。8Ax就是 A1，取一个中心小球周围的4 个小球的中心为顶点构成正方形，然后上面再取两层， 就是顶点面心的堆积形式。底面一层和第三层中心小球是面心，周围四小球是顶点，第二层四小球（四个空隙上）是侧面心。（2 分）也可以以相邻四小球为正方形边的中点（顶点为正八面体空

20、隙），再取两层，构成与上面同样大小的正方体，小球位于体心和棱心，实际上与顶点面心差1/2 单位。九 L酪氨酸中有一不对称碳原子（手性碳原子），因此有旋光性；反应中该碳原子始终没参与，故不会改变光学活性。（2 分）2A：； （2 分）B：； （1 分）C：； （1 分） D：； （2 分）E：； （2 分）F：； （1 分）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 10 页，共 11 页 - - - - - - - - - - G：（1 分）H：； （2 分） I： (CH3CO)2O； （ 1 分）J：（1 分） ；K：CH3CH2OH（1 分） ；L：（1 分） ；M：（2 分）本题给出了两条合成L甲状腺素的途径，第一条途径条件较多，根据反应前后化学式的变化和参与反应的试剂，并不难推出产物；第二条途径是对第一条的改进，可借助第一条的信息帮助解答。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11 页，共 11 页 - - - - - - - - - -