2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（22）.pdf

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1、2006 年全国化学竞赛初赛模拟试卷（年全国化学竞赛初赛模拟试卷（22）（时间：3 小时 满分：100 分）题 号12345678910满 分976713121261513H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72G

2、e72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLrRfDbSgBhHsMtDs第

3、第一题（题（9 分）分）某液体物质 A 由段周期 2 种元素组成；A 与次氯酸酐作用则生成极毒的气体 B 和透明液体 C；B 和 C 具有相似的组成（原子个数比相同） ，但空间构型不同，B 是平面型分子，C 是三角锥型分子；A 与 Cl2在 MnCl2催化下可得到等物质的量的一种不能燃烧的溶剂物质 D 和一种黄红色油状发烟液体 E；C、E 都易水解，有 2 种共同的水解产物，但 E 还有一种使溶液变浑浊的产物。1试确定从 A、B、C、D、E 代表什么物质？2写出上述 4 个化学反应方程式。第第一题（题（7 分）分）埋藏在地下的青铜器锈蚀过程可以表示为：CuCuClCu2OXClO ，2OH2X

4、 是两种物质的混合物，分别由四种元素组成，其中 X1中 Cu 的质量分数为 57.5%，X2中 Cu 的质量分数为 59.5%；分别加热 X1、X2，都有水珠产生，其中 X1产生的气体能使澄清石灰水变浑浊。1写出化学式；2写出分别生成 X1、X2的条件；3青铜器出土后防止青铜器继续锈蚀的关键是什么？第 1 页 共 8 页第第一题（题（6 分）分）氮、磷、铋都是 VA 族元素，它们都可以形成氯化物，例如：NCl3、PCl3、PCl5和BiCl3。1为什么不存在 NCl5及 BiCl5而有 PCl5？2请写出 NCl3、PCl3、BiCl3水解反应反应方程式。第第一题（题（7 分）分）某学生研究一

5、金属晶体，以 1 个金属原子为中心，考查其它原子与它的距离。已知该晶体属于立方晶系，与该金属原子最近的原子距离为 436pm，次近距离为 504pm。1指出该晶胞的类型，说明理由；2画出该晶胞图3如果该晶体的密度为 3.52g/cm3，通过计算确定该金属的元素符号。第第一题（题（13 分）分）水中 Ca2、Mg2能形成“水垢”使水质变得不适于家庭和工业使用，回答下列问题：1石灰苏打法被用来大规模软化生活用水，写出配平的离子反应方程式。2另一种软化硬水的方法是离子交换法，交换过程是在装有离子交换树脂的交换柱或交换床中完成的。（1）用方程式表示离子交换过程；（2）如何对树脂进行再生？（3）离子交换

6、水可作为饮用水吗？为什么？3工业上常用格氏盐（某种磷酸盐）作为锅炉用水的软化剂，为什么？画出格氏盐的结构示意图以及格氏盐与钙离子结合后形成化合物的结构示意图。4水的硬度常用一种规定的标准来衡量。通常把 1L 水中含有 10mg CaO（或相当于10mgCaO）称为 1。Ca2、Mg2的硬度之和称为总硬度。用配位滴定法分析某水样的硬度时，取 50.00mL 水样放入 250mL 锥形瓶中，加入稀盐酸数滴，煮沸，冷却，加入 2mL 11的三乙醇胺溶液和 10mL NH3H2ONH4Cl 缓冲溶液（pH10） ，及 3 滴酸性铬蓝 K素酚绿 B 混合指示剂。用 0.01000mol/L EDTA 溶

7、液滴定至由红色到蓝色即终点，消耗 EDTA 溶液12.5mL。另取水样 50.00mL，将上述操作中加入缓冲溶液改为加入 20的，NaOH 溶液使pH12，用 0.01000mol/L EDTA 溶液滴定至终点，消耗 EDTA 溶液 7.50mL。（1）试计算水样的总硬度、钙硬度；（2）为什么要加入数滴稀盐酸并煮沸？（3）为什么要加入三乙醇胺溶液？（4）为什么要加入 NH3H2ONH3Cl 缓冲溶液？第 2 页 共 8 页第第一题（题（12 分）分）具有高能量密度的锂二次电池，有可能成为空间卫星等领域的动力源。最近有人采用化学交联法由二氯环磷氮烯聚合物(NPCl2)3和三硫化钠作用合成出新型无

8、机材料三硫代环磷氮烯聚合物(NPS3)3n作为锂二次电池正极材料，以提高其能量密度和良好的循环性能。1写出合成三硫代环磷氮烯聚合物的反应方程式；2白磷的氯化物和氯化铵反应得到(NPCl2)n，写出该反应的反应式并写出(NPCl2)3的化学结构式。3说明(NPCl2)3分子中磷氮间化学健的特性。4若(NPCl2)n聚合物中的 n4，那么它能构成几种骨架为（P4N4）环状聚合物的构型（指出具体构型） 。5在电极扫描程中只有单一电流峰出现，说明在聚合物分子中任一 SS 结构所处的化学环境相同。请画出(NPS3)3n可能结构表达式。6(NPS3)3n作为正极材料，发生了怎样的反应（不要求方程式），该反

9、应是否还能可逆进行？7(NPS3)3n作为聚合物材料，相对于其它含 C、H、O 的聚合物材料，它还应具有怎样的特殊性质。第第一题（题（12 分）分）以苯和丙酰氯为原料制备 X（BrCHCHCH3）的反应式如下：CH3CH2COClABCDX 3AlClHClHgZn/abc1系统命名法命名 X；2写出 A、B、C、D 所得产物的结构和 a、b、c 指代所需的试剂及必要的反应条件3以苯、不超过 4 个碳原子的任何有机物及必要的无机试剂为原料合成 2丁基1硝基4氯苯。第第一题（题（6 分）分）含有 SO3的发烟硫酸试样 1.400g 溶于水后用 0.8050mol/L NaOH 溶液滴定时消耗36

10、.10mL。假设试样中不含其它杂质，求试样中 SO3和 H2SO4的百分含量（要求正确保留最后结果的有效数字位数） 。第 3 页 共 8 页第第一题（题（15 分）分）金属 X 的氧化物 A 是一种重要的催化剂，具有两性；A 溶于盐酸得到一种化合物 B、氯气和水；B 在水溶液中是形成一种六配位的络离子；B 与乙酰丙酮反应可得到兰色的单核配合物分子 C，C 中金属 X 的质量百分含量为 19.2%。1写出 A 的化学式，A 主要用于哪个常见反应的催化剂；2写出能表现 A 两性的化学方程式；3写出 A 与盐酸反应的化学反应式（不要求 B 的真实组成和结构）4画出 B 的结构式；5写出配合物 C 的

11、结构式，并指出其空间构型。6测定 X 含量的方法是先把 X 转化成 A，R 然后用 2 种方法进行测定：在酸性溶液里与草酸反应，再用 KMnO4/H溶液滴定；在酸性溶液里与 KI 反应，再用 Na2S2O3溶液滴定。已知上述 2 种 A 的还原产物中 X 的价态不同，且也有别于 B 中 X 的价态。（1）写出上述反应方程式；（2）在 2 种滴定方案中，草酸或 KI 的用量是否需要定量，为什么？第第一题（题（13 分）分）烃 A 能使溴水褪色，无光学活性，经检测每个碳原子上都有氢原子的存在；0.10g 烃 A能与金属钾反应置换出 14mL H2（标准状况下） ；一定条件下 A 易发生二聚反应得到

12、烃 B，烃B 能被 KMnO4/H氧化为唯一有机产物羧酸 C（无 CO2产生） ，中和 1.00g C 需要 0.500mol/L的 NaOH 溶液 27.75mL；C 具有光学活性，其式量不超过 400；已知 A、B、C 中碳、氢个数比都相同。1通过计算确定 A、B、C 的化学式和结构式2标出 C 中全部手性碳原子，并确定理论光学异构体总数。第 4 页 共 8 页参考答案（参考答案（0622） 第第一题（题（9 分）分）1A：CS2；B：COCl2；C：SOCl2；D：CCl4；E：S2Cl2（各 1 分）2CS23Cl2OCOCl22SOCl2；CS23Cl2CCl4S2Cl2SOCl2H

13、2OSO22HCl；4S2Cl22H2O3SSO24HCl（各 1 分）第第一题（题（7 分）分）1Cu2(OH)2CO3（1.5 分） Cu4(OH)6Cl2（2 分）2H2O、O2、CO2 H2O、O2、HCl（各 1 分）3与 H2O 和 O2隔绝（1.5 分）第第一题（题（6 分）分）1氮为第二周期元素，只有 2s、2p 轨道，最大配位数为 4。故只能形成 NCl3不可能有NCl5。 （1 分）磷为第三周期元素，有 3s、3p、3d 轨道，既可以 sp3杂化轨道成键，也可以以 sp3d 杂化轨道成键，最大配位数为 6。故除可以形成 PCl3外，还可以形成 PCl5。 （1 分）铋为第六

14、周期元素，由于存在 6s2惰性电子对效应，Bi(V)有强氧化性，Cl 又有还原性，所以 BiCl5不会形成。 （1 分）2NCl33H2ONH33HClO PCl3H2OH3PO33HCl BiCl3H2OBiOCl2HCl（各 1 分）第第一题（题（7 分）分）1最近距离与次近距离比为2，说明最近距离在体对角线上，为体心立方晶胞（ 2 分）32（2 分）3M6.0210233.52(5.04108)3/2136g/mol（2 分） ，该元素为 Ba（1 分）第第一题（题（13 分）分）1Ca2CO32CaCO3 Mg22OHMg(OH)2（各 1 分）2 （1）2Na(RCOO)Ca2Ca(

15、RCOO)22Na（1 分）（2）再生处理使用浓度较高的 NaCl 水溶液按逆反应方向进行置换。 （1 分）（3）离子交换法软化硬水虽然解决了 Ca2、Mg2等离子带来的问题，但却不是理想的饮用水。由于水中 Na离子浓度升高，因而特别不适于患高血压病的人群饮用。 （1 分）3氏盐能同 Ca2、Mg2等离子配位生成可溶性配合物，阻止水垢形成机理是晶体表面被吸附的多阴离子遮盖，使晶体生长变得缓慢，晶体严重变形，而难以聚结成为水垢，因此它可作为锅炉用水的软化剂。 （1.5 分）第 5 页 共 8 页结构示意图：（1.5 分）4 （1）水样总硬度：14.00 水样钙硬度：8.40（各 1 分）（2）除

16、去 HCO3，否则当 HCO3含量高时，加入氨性缓冲溶液后会析出 CaCO3沉淀，使终点拖长，变色不敏锐。 （1 分）（3）加入三乙醇胺以掩蔽 Fe3、Al3等的干扰。 （1 分） （4）Ca2、Mg2与 EDTA 形成的配合物的稳定性都比较小，在适当大的 pH 溶液中滴定，有利于减小 EDTA 的酸效应，使配位反应定量进行。但 pH 值不可过大，否则 Mg2生成沉淀无法测定，故加氨性缓冲溶液。 （1 分）第第一题（题（12 分）分）1n(NPCl2)33nNa2S3(NPS3)3n6nNaCl（1.5 分）2nPCl5nNH4Cl(NPCl2)n4nHCl（1 分） （1.5 分）3P 的

17、d 轨道与 N 的 p 轨道作用形成 dp 键（1 分）3三种：非平面型、反型、顺型。答非平面型、椅型、船型也给分（3 分，只答“三种” ，给 1 分；若画出三种化学结构式也给满分。 ）5（1.5 分）6SS 键氧化断裂（1 分） 能重新生成 SS 键（0.5 分）7具有阻燃性（1 分）第第一题（题（12 分）分）11（4溴苯基）丙烯（1 分）2A：COCH2CH3 B：CH2CH2CH3 C：BrCH2CH2CH3 D：BrCHBrCH2CH3 a：Br2/FeBr3 b：Br2/hv c：NaOH/C2H5OH，（各1分）3CH3CH2CH2COClCOCH2CH2CH3 （4 分） 3A

18、lCl32/ FeClCl第 6 页 共 8 页HClHgZn/423SOHNHO第第一题（题（6 分）分）确定 NaOH 作为基本单元，则 SO3和 H2SO4的基本单元为 1/2SO3和 1/2H2SO4（1 分）NaOHnSOHnSOn4232121（1 分）NaOHNaOHsossosVCSOHMmsoMm4232112133（1 分）31010.368050. 02/08.981400. 12/06.80400. 133soso解得 （各 1.5 分）%9 . 7079. 03SO%1 .92921. 03142SOSOH（备注：结果的有效数字分别为二位和三位，每错一个扣 1 分。其

19、他合理解法答案正确照样给分。）第第一题（题（15 分）分）1V2O5 接触法制备硫酸（二氧化硫被氧化为三氧化硫） （各 1 分）2V2O5H2SO4(VO2)2SO42H2O V2O52NaOH2NaVO3H2O（各 1 分）3V2O56HCl2VOCl2Cl23H2O（1.5 分）4（1.5 分）5（2 分，最中间写 CH2扣 1 分） 四角锥体（或四方锥体），氧原子位于锥顶。（1 分）6 （1）V2O5C2O426H2VO4CO23H2O（1 分）5C2O422MnO416H2Mn210CO28H2O（0.5 分）V2O56I10H2V23I25H2O（1 分）I22S2O32S4O622

20、I（0.5 分）（2）草酸需要定量，KI 不需要定量（1 分） 前者返滴定，后者间接滴定（1 分）第第一题（题（13 分）分）1A 的式量：0.10/(20.014/22.4n)80n，化学式为(C6H8)n（1.5 分）第 7 页 共 8 页C 的式量：1.00/(0.5000.02775/m)72m，化学式为(C3H4O2)m（1.5 分）C 是 A 二聚体后的产物，因此 m4n4（1 分）化学式：A：C6H8 B：C12H16 C： C12H16O8（各 0.5 分） 结构式：A： B： C：（各 1.5 分）CH3CH3CH3HOOCHOOCCOOHCH3COOHCH32 2664 个（各 1.5 分）*2*1*3*5*4HOOCHOOCCOOH*6CH3COOHCH3第 8 页 共 8 页