2006年福建省高中学生化学竞赛(预赛)试题.pdf

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1、2006 年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题（2006 年 05 月 28 日 8:00-11:00 共计 3 小时） 题号 一二三四五六七八九十十一总分得分一、 10 分 (1)于酸性溶液中混合等物质的量的 KBrO3和 KI，生成哪些氧化还原产物，它们的物质量的比是多少？(2)用漂白粉漂白物料时，常采用以下步骤： 将物料浸入漂白粉溶液，然后暴露在空气中；将物料浸在稀盐酸中； 将物料浸在大苏打溶液中，最后取出放在空气中干燥；试说明每一步处理的作用，并写出有关的反应方程式。二、 （8 分）设计以银币（约含 50Cu）为原料制备硝酸银和胆矾的简单步骤并写出有

2、关的化学反应方程式 。三、 （12 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。试问： (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。（3）热电材料 Bi2Te(3-x) 的性质在 x 由正值变负值时会发生急剧的变化，欲使 x 由 +0.01 变到 -0.01，应在 5.000 g Bi2Te(3-x) 中加碲多少克？(相对原子质量： Bi 209， Te 127.6) 四、 （ 10 分）水中 Ca2+、Mg2+能形成“水垢”使水质变得不适于家庭和工业

3、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。A. 用方程式表示离子交换过程B. 如何对树脂进行再生？C. 离子交换水可作为饮用水吗？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。五、 （10 分）含有 SO3的发烟硫酸试样 1.400g 溶于水后用 0.8050 mol/L NaOH 溶液滴定时消耗 36.10 ml。假设试样中不含其它杂质，己知 M（S

4、O3）=80.06 M（H2SO4）=98.08，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)。六、 （10 分）一种作为接触法制备硫酸的催化剂 A，在它的催化作用下，二氧化硫被氧化为三氧化硫。1.写出这种催化剂 A 的化学式。2.A 溶于盐酸得到一种化合物 B、氯气和水，写出该反应的化学反应式和 B 的化学式。3.B 在水溶液中是形成一种正二价的六配位的络离子 C，写出该络离子 C 的结构式。4.B 与乙酰丙酮（2，4-戊二酮）反应可得到兰色的五配位络合物 D，写出该络合物 D的结构式。七、 （10 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

5、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和三硫化二钠作用合成出新型无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.由白磷和氯气反应生成一种磷的氯化物 X，写出该反应的反应式和 X 的化学结构式。2.由 X 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 n=4，那么它能构成几种骨架为（P4N4）环状聚合物的构型。 八（10 分）某同学取 20ml 水放入园底烧瓶中，小心加入 29ml

6、浓硫酸，冷至室温后，依次加入 15 克 1丁醇及 25 克研细的溴化钠。充分振摇后，加入几粒沸石，装上回流装置，通过加热回流合成 1溴丁烷。(该题的反应式不要求配平)（1）请根据上述投料情况，写出合成 1溴丁烷的主要反应式。（2）写出此合成反应可能发生的副反应的反应式。（3）合成后蒸馏出油状的 1溴丁烷粗产品略带有红色是因为在反应中产生微量的溴所致，写出生成溴的反应式。该同学继而加入 NaHSO3消除红色，写出其反应式。九、 （10 分）化合物 A（C7H12） ，在酸性高锰酸钾溶液中加热回流，反应液中只有环己酮一种有机物，A 与氯化氢反应得化合物 B，B 与乙醇钠乙醇溶液共热生成化合物 C，

7、C能使溴的四氯化碳溶液褪色并生成化合物 D，再将 D 与乙醇钠乙醇溶液共热则得到化合物 E，E 与高锰酸钾溶液加热回流得丁二酸和丙酮酸。化合物 C 若经臭氧解（O3氧化，然后用 H2O/Zn 处理）则生成 6氧代庚醛。CH3CCO2HOCH3CCH2CH2CH2CH2CHOO丙酮酸6-氧代庚醛（1）写出化合物 AE 的结构式（不考虑化合物的立体异构） 。（2）用系统命名法命名化合物 B，C，D，E（3）上述化合物中哪个可以由乙烯和 2甲基1,3丁二烯经一步反应而制得？请用反应式表示。（4）如何将 6氧代庚醛转化为 1,6庚二醇？请用反应式表示。十（10 分）以苯和丙酰氯为原料制备 1(4溴苯基

8、)丙烯的反应式如下：BrCHBrCH3CH2CClOAlCl3CH2CH2CH3CHCH3(b)(a)(c)(d)(e)(f)CH2CH2CH3（1）请在(a) (f)中填入所得产物的结构或所需的试剂及必要的反应条件；（2）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。十一（10 分）有机合成是以有机反应为工具，通过设计合理的合成路线，从较简单的化合物或单质经化学反应合成有机物的过程。有机合成一般包括分子骨架的形成和官能团的引入、转换及保护等方法。保护羟基官能团常用 2,3-二氢吡喃，该化合物与醇在氯化氢或浓硫酸催化下形成缩醛，脱除这个保护基通常只要简单

9、的酸性水解(如下图所示)：OROH+H+OROH3O+OROH+HOH保 保 保 保 保 保 保 保 保2,3- 一个目标化合物通常可经由多条合成路线合成，下面所列的是两条合成 5甲基1,5己二醇的路线：路线一：HC CHHC CNaHCCCH2CH2OHOHC CCH2CH2OONaC CCH2CH2OCCCH2CH2OHCOHCH3CH3(a)(b)(d)(e)(f)(g)5-甲基-1,5-己二醇(h)(c)路线二：(n)CCH3CH3CH2CCH3CH2BrCH2CCH3CH2MgBrCH2CCH3CH2CH2CH2OHCH2CCH3CH2CH2CH2BrCH2CCH3CH2CH2CH2

10、MgBrCH2CCH3CH2CH2CH2CH2OHCH2 (CH3CO2)2Hg, H2ONaBH4, OH(i)(j)(k)(l)(m)5-甲基-1,5-己二醇(o)(p)（1）请写出上述合成路线中(a)(m)各步骤所需的试剂；（2）在上述合成“路线一”中，哪些步骤属于分子骨架的形成？哪些属于官能团转换？哪些属于官能团保护、脱保护？2006 年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题答案年福建省高中学生化学竞赛（预赛）试题答案一、答：（1） 6KBrO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3Br2 + 5KIO3 + 3K2SO4 + 3H2O 6 mol 5 mol 3 mol 5 mol所余

11、1 mol KI 将和(1/5) mol KIO3作用生成(3/5) mol I2 (2 分) KIO3 + 5KI + 3H2SO4 = 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O 1/5 mol 1 mol 3/5 mol生成 Br2、I2、KIO3，其物质的量比为 3 : 3/5 : 24/5。 (2 分)（2）吸收 CO2释放出 HClO 而进行漂白：ClO + CO2 + H2O = HClO + (2HCO3分)除掉 Ca(OH)2和钙盐： Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O (2分)除漂白过程中放出的 Cl2： 4Cl2 + + 5H2O = 2 + 8Cl

12、+ 10H+ (2 分)S O232SO4二、 答：第一步，将银币溶于 HNO3并蒸发结晶，得 AgNO3和 Cu(NO3)2混合晶体： 3Ag + 4HNO3 = 3AgNO3 + NO+ 2H2O 3Cu + 8HNO3 = 3Cu(NO3)2 + 2NO+ 4H2O （共 3 分，叙述 1 分，方程式各 1 分） 第二步，将混合晶体在 200 300加热分解，AgNO3不分解，而 Cu(NO3)2分解成CuO，再用水浸取分解产物，过滤。前者进入溶液，后者作为沉淀滤出，将它溶于H2SO4后蒸发结晶得胆矾： 2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2+ O2CuO + H2SO4 + 4

13、H2O = CuSO45H2O(胆矾) （共 4 分，叙述 2 分，方程式各 1 分）第三步，将上步滤液蒸发结晶，得 AgNO3产品。 （1 分）三 答：（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。 （2 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。 （2 分） 铋为第六周期元素，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。 （2分） （2） NCl3

14、+ 3H2O = NH3 + 3HClO （1 分） PCl3 + H2O = P(OH)3+ 3HCl （1 分）BiCl3 + H2O = BiOCl + 2HCl （1 分）（3）设需加入 y g Te （3 分） 2003006 .127)01. 03(2209000. 56 .127)01. 03(2209000. 5yy = 0.016 若以 5.00 代入算出这个结果也给满分。四 答：（1） Ca2+(aq) + CO32-(aq) CaCO3(s) （1 分） Mg2+(aq) + 2 OH-(aq) Mg(OH)2 (s) （1 分） （2）2 Na(RCOO)(s) + C

15、a2+(aq) Ca(RCOO)2(s) + 2 Na+(aq) （1 分）A.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，如果没写“高浓度”扣 0.5 分）B.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。 （1 分）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） 格氏盐能同 Ca2、Mg2等离子配位生成可溶性配合物， （1 分）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 分）结构示意

16、图：（各 1 分）五确定 NaOH 作为基本单元 （1 分）则 SO3和 H2SO4的基本单元为 1/2 SO3 （1 分） 和 1/2 H2SO4 （1 分） （1 分）NaOHnSOHnSOn4232121NaOHNaOHsossosVCSOHMmsoMm4232112133 （2 分）31010.368050. 02/08.981400. 12/06.80400. 133soso解得 （2 分）%9 . 7079. 03SO （2 分）%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。其他合理解法答案正确照样给分。六 1. V2O5 （

17、2 分）2. V2O5+6HCl = 2VOCl2 + Cl2 + H2O （2 分） VOCl2 （1 分）3.（2 分） 4. 最中间写 CH2扣 1 分（3 分）七1.P4（白磷）+ 10 Cl2 = 4PCl5 （2 分） （1 分） （2 分）2.n PCl5 + nNH4Cl = （NPCl2）n + 4n HCl （1 分） 3.P 的 d 轨道与 N 的 p 轨道作用形成 d-p 键 （1 分）4.三种：非平面型、反型、顺型。答非平面型、椅型、船型也给 （3 分） 只答“三种” ，给 1 分；若画出三种化学结构式也给 3 分。九 1）本小题 5 分，每个结构式 1 分CH2CH

18、3ClCH3CH3BrBrCH3ABCDE（2）本小题 2 分，每个命名 0.5 分，符号或文字有任何一处错误者不给分。B：1甲基1氯环己烷 写成 1氯1甲基环己烷 不给分C：1甲基环己烯 或 1甲基1环己烯D：1甲基1,2二溴环己烷 写成 1,2二溴1甲基环己烷 不给分E：2甲基1,3环己二烯十 1）本小题 6 分， （a）(f) 每个 1 分CCH2CH3O(a)Zn-Hg /HCl(b)H2NNH2 , NaOH/ (HOCH2CH2O)2 ,或Br2 /FeBr3 Fe(c)Br2 /hv 高温(d)(e)BrCH2CH2CH3(f) NaOH/CH3CH2OH,(2) 本小题 4 分

19、CH3CH2CH2COCl+(CH3CH2CH2CO)2O或AlCl3CCH2CH2CH3OFeCl3 FeCl2CCH2CH2CH3OClZn-Hg /HClH2NNH2 , NaOH/ (HOCH2CH2O)2 ,或CH2CH2CH2CH3ClHNO3H2SO4CH2CH2CH2CH3ClNO2CH2CH2CH2CH3Cl+O2N（1分）（1分）（1分）（1分）十一（1）本小题 6.5 分，每个 0.5 分，(n), (o), (p)不要求作答，如作答不论对错不加分也不扣分。 NaNH2CH2CH2O, H+NaNH2Mg/无水乙醚CH2CH2OO(a)(b)(c)(d)CH3CCH3O(e)H2/Ni(f)(g) H3O+(i)(j)(k)(l)(m)H3O+ H3O+(h)Br2 /hv 高温PBr3 (写成 HBr 不给分)（2）本小题 3.5 分分子骨架的形成：(b), (f) 每个 1 分，共 2 分官能团转换：(h) 0.5 分官能团保护：(d) 0.5 分脱保护： (g) 0.5 分