全国高中生化学竞赛初赛模拟试题（04）.pdf

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1、全国高中生化学竞赛初赛模拟试题（04）（时间：3 小时 满分：100 分）题 号123456789101112满 分866871188715117H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92

2、Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLrRfDbSgBhHsMtDsRg第第一题（题（8 分）分

3、）Some properties of 8 elements belonging to the short periods are listed in the following table.Element No.Atomic radius（1010m）0.741.521.601.100.990.751.860.82Highest/lowest valence2125371531318 种元素中位于同主族的有 对；28 种元素中位于第二周期的有 种；3 号元素最高氧化物的水化物的酸性比其他 7 种元素的相应化合物都强；4号元素基态原子核外电子构型为 ；5 号元素和 号元素最易形成含非极性共价键

4、的化合物6写出上述元素形成原子晶体的物质的化学式 ；7列举由上述元素形成的 4 种非极性化合物分子的化学式 。第第一题（题（6 分）分）锂离子电池的正极材料是锂过渡金属氧化物（例如 LiCoO2）混以一定量的导电添加物（例如 C）构成的混合导体，负极材料是可插入锂的碳负极。充、放电时电池中的变化简单表示为：LiCoO2xLi（Li0.5CoO2）eLixC6。1写出 a、b、c、d 所表示的电极变化；2写出放电时两极的电极反应式。3充电时 Li如何移动；4电池放电时若转移 1mol e，计算消耗负极材料的质量（用 x 的式子）第第一题（题（6 分）分）回答下面 2 个问题：1生物学家发现生活在

5、南极冰天雪地内的鱼类，其血液内含有相当浓度的丙二醇，这种现象与其维持生命有关。请解释这种现象；2某些科学家发布消息，认为现在地球上的温室效应的主要元凶之一是“牛”。依你的看法，牛是如何造成温室效应？第第一题（题（8 分）分）加热钠盐 A，生成物质的量为 21 的钠盐 B 和钠盐 C，电解 B 的水溶液生成钠盐 D 和氢气。另有气态化合物 E（沸点 284K）是一种强氧化剂，它跟氢氧化钠的水溶液反应生成 A、B 和水。E 臭氧化将生成化合物 F（式量约为 167），F 跟氢氧化钠的水溶液反应生成化合物 B、D 和水。1E 具有 （“顺”或“反”）磁性。2将钠盐 A、B、C、D 中钠元素的质量分数

6、从高到低排列；3写出化合物 AF 的化学式；第第一题（题（7 分）分）Polyazides 家族化合物是一种高能量密度的材料，Tetraazidomethane 是其中成员之一，美国化学会的 Chemical&Engineering News 在 2006 年报道了通过理论计算得到的 Tetraazidomethane 结构。虽然这种二元化合物（只含两种元素）的高度不稳定性可能排除了它在真实世界的有力发展，但它可以控制分解形成有趣的不同氮化物。该物质的一种制备方法可由含锑盐 A 与一种钠盐 B 在一定条件下发生复分解反应制得：盐 A 的阳离子为正三角形，含氮质量分数约为 91.30%；阴离子为

7、 SbCl6。钠盐 B 的阴离子和 CO2是等电子体。A和 B 反应得到的 Tetraazidomethane 是一种高沸点的液体，含氮质量分数约为 93.33%，有一定危险性。虽然这种方法生成率较高，但起始反应材料 A 既昂贵又有爆炸性。1写出与 Tetraazidomethane 含有相同元素的最简单的二元固态化合物的化学式；2判断 A、B 的阴离子的空间构型；3Tetraazidomethane 分子中有三种不同化学环境的 N，请画出 Tetraazidomethane 的结构简式，并判断中心原子的杂化类型。第第一题（题（11 分）分）一种昆虫的性荷尔蒙的化学结构式如右：其合成路线如下所

8、示：CH3CHCHCH2CH3HBrNa2O2AMg(CH3CH2)2OBOH2OCPBr3DCH3CH(CH2)4CCHCH3NaNH2/NH3(l)ECH3CH(CH2)4CCH3C(CH2)9CH3H2Pd/CaCO3FG 1该荷尔蒙含几个手性碳原子？有多少种立体异构体？2写出该荷尔蒙及中间体 F 的系统名称。3写出该合成路线中所需试剂及中间体的结构简式。第第一题（题（8 分）分）20 世纪 50 年代是钠化学飞速发展的时期。其间，发现钠有一系列不寻常的化学性质：1分子式为 C26H20的烃 A 是一种高度对称的平面型烃，其中碳原子的化学环境有 5 种。研究发现：1mol A 恰好与 2

9、mol Na 发生反应，生成化合物 B。试写出化学反应方程式。2Na 与二苯基酮也能发生上述类似的化学反应。试写出化学反应方程式。3碱金属如钠能裂解某些醚类化合物。比如：苯醚与钠反应，生成两种含钠的化合物。试写出化学反应方程式。上述反应常常会产生副产物联苯。这说明了什么问题？4在室温下，若将分散于甲苯中的钠同氯苯混合，生成化合物 C 和 D。已知 C 和 D 溶液的焰色反应均为黄色。其中 D 加入酸化的 AgNO3溶液，可产生白色沉淀。试写出生成 C 和 D 的化学反应方程式。OHH5C 与上述溶液中的甲苯可以继续发生置换反应。试写出化学反应方程式。第第一题（题（8 分）分）向 NiCl2溶液

10、中加入 KCN，可以得到灰蓝色化合物 A 的沉淀，向 A 中继续加入过量的 KCN 溶液，可以生成杏黄色物质 B，B 的阴离子为平面四边形。1确定 A 和 B 的化学式，并说明 B 分子中 Ni 原子的杂化形态。2在有氨存在下，A 可以生成一种分子间化合物。当用苯与 A 在氨水中的溶液一起摇荡时，产生一种淡紫色沉淀物，其结构如右：（1）推导出此化合物的化学计量式；（2）简单描述它的结构；（3）当用吡啶（C5H5N）和萘分别代替苯时，会得到相似的化合物吗？为什么？第第一题（题（7 分）分）有色物质溶液颜色的深浅与溶液中有色物质的浓度有一定关系，利用比较颜色深浅来测定溶液中某种组分的含量的分析方法

11、称为比色分析法。可以是目视比色，或是利用分光光度计测试仪器，目前很多中学已经采用传感器技术中的色度计进行测量。其原理基于朗伯比尔定律，简单地说就是在吸光物质的性质、入射光波长及温度等因素一定的情况下，溶液对光的吸收程度与吸光物质浓度及吸收层厚度成正比。如果你的学校没有传感器，也可以用以下比色法进行测定“平衡常数”：取口径大小相同的干净试管 2 支，贴上标签 A、B 号，分别加入 0.0020mol/L 的 KSCN 溶液 5.0mL，并在 A 号试管内加入0.20mol/L 的 Fe(NO3)3溶液 5.0 mL，将此混合液作为标准液（所有的 SCN离子几乎完全变成 Fe(SCN)2+离子，当

12、作标准溶液）。另取 10.0mL 0.20mol/L 的 Fe(NO3)3溶液，加入蒸馏水到总体积为25.0mL，然后将此溶液充分混合，再取出 5.0mL 该溶液加入中的 B 号试管内。然后进行比色，测定其平衡常数值。回答下列问题：1计算 B 号试管内 Fe(NO3)3的初浓度；2比色时，所见溶液的颜色深浅，随着管内溶液的高度与溶液的浓度而改变。欲调整两试管溶液的色度直至相等，具体操作是以滴管从色度较深的 A 号试管中，抽出过量的溶液，放在干净的小烧杯中，然后再滴回 A 号试管中，由试管口上方向下俯视，直至所呈色度相等为止。量取两试管溶液的深度，得A 号试管为 6.4cm，B 号试管为 8cm

13、；求 B 号试管内的Fe(SCN)2+的浓度；3求此反应的平衡常数。第第一题（题（15 分）分）芳香族有机物 A 由三种元素组成，其中碳元素的质量分数是 80.7%；A 是平面型非极性分子，具有多种顺反异构体；A 在无水条件下与 Cl2反应，得到含氯元素的质量分数为 25.6%的有机物 B；A 在有少量水存在下与 Cl2反应生成 C，C 是平面型不含 Cl 的极性分子，红外光谱检测到苯甲酰基的存在；A、B、C 的相对分子质量都不足 300。1通过推理确定 A、B 的化学式；2写出 A 的结构式；A 的顺反异构体共有多少种（包括 A）；3写出 B 的结构；AB 的反应类型是什么？4写出 C 的结

14、构；AC 的反应历程。5已知 C 的晶体结构参数为：a878pm、b1046pm、c1312pm，90，1.236g/cm3，计算 C 的晶胞内的原子个数。6虽然 B 的式量大于 C，但沸点却要比 C 低，解释原因（尽可能详细）。第第一一题（题（11 分）分）1在 CuSO4的碱性溶液中加入双缩脲（C2H5N3O2），呈现特征的紫色。已知显紫色的配离子A 含铜元素 42.2%，具有良好的对称性，其中Cu()的配位数是4，且带有2 单位的负电荷，画出A 的结构。2解释下面 2 个问题（1）(Cu2/Cu)0.159V (I2/I)0.535V，但 Cu2却能氧化 I；（2）向 Cu(NH3)42

15、逐滴加 HCl 溶液的过程中有淡蓝色沉淀生成3已知：K稳Cu(NH3)42Cu(NH3)42/Cu2NH344.81012，KspCu(OH)22.21020，Kb(NH3)1.77105。现有一溶液含有 0.100mol/L 的自由 NH3、0.0100mol/L NH4Cl 和0.15mol/L Cu(NH3)42，问此溶液中能否生成 Cu(OH)2沉淀？第第一一题（题（7 分）分）写出字母代表的化合物的结构：OCOOMeCH3OMeONaACH2OB(C10H8O4)AOH-C(C19H12O6)已知 A 的结构中有 2 个六元环；C 结构中有 4 个六元环，其中 3 个并联（类似“菲”

16、的骨架）；红外光谱显示 C 结构中有 1 个羟基、2 个酯基和 1 个酮羰基。参考答案（参考答案（0803）第第一题（题（8 分）分）1224341s22s22p156BN（各 1 分）7P4O6、P4O10、PCl5、BCl3、N2O4（各 0.5 分，答出 4 个即可）第第一题（分）题（分）1a：充电阳极变化、b：放电正极变化、c：充电阴极变化、d：放电负极变化（各 0.5 分）2负极：LixC6C6xLixe 正极：Li0.5CoO20.5Li0.5eLiCoO2（各 1 分）3Li从阳极阴极移动（1 分）46.972/x（1 分）第第一题（题（6 分）分）1根据溶液的依数性质（coll

17、igative property），因为鱼体内的血液有丙二醇，所以血液会因凝固点下降，不会因为血液内的水冻结而死亡。（2 分）2牛放屁的而排泄出来的甲烷，是一种比CO2更有效的温室气体，加剧了温室效应。（2 分）第第一题（题（8 分）分）1顺（1 分）2CABD（1 分）3A：NaClO2 B：NaClO3 C：NaCl D：NaClO4 E：ClO2 F：Cl2O6（各 1 分）第第一题（题（7 分）分）1C3N4（1.5 分）2正八面体，直线形（各 1 分）3（3 分）sp3（0.5 分）第第一题（题（11 分）分）12 个手性碳原子（0.5 分）4 种立体异构体（1 分）2F：Z-2-甲

18、基-7-十八烯（1 分）；荷尔蒙：(7S,8R)-2-甲基-7,8-环氧十八烷（1.5 分）3A：CH3CH(CH3)CH2CH2Br；B：CH3CH(CH3)CH2CH2MgBr；C：CH3CH(CH3)CH2CH2CH2CH2OH；D：CHCNa；E：CH3(CH2)8CH2Br；F：；G：RCOOOH（各 1 分）HH第第一题（题（8 分）分）1(C6H5)2CC(C6H5)22Na（2 分）(H5C6)2CC(C6H5)2NaNa2C6H5COC6H52Na（1 分）CC6H5C6H5NaONa3C6H5OC6H52NaC6H5NaC6H5ONa（1.5 分）说明该反应中有游离基中间体

19、生成（0.5 分）4C6H5Cl2NaC6H5NaNaCl（1.5 分）甲苯5C6H5NaC6H5CH3C6H6C6H5CH2Na（1.5 分）第第一题（题（8 分）分）1A：Ni(CN)2；B：K2Ni(CN)4；Ni：dsp2（各 1 分）2（1）Ni(CN)2NH3C6H6（2 分）根据笼型包合物的晶胞，该化合物的化学计量式很容易推出来：Ni 原子个数：81/821/22；NH3分子个数81/42；C6H6分子个数41/22；CN离子个数81/24，因此 NiNH3C6H6CN22241112。（2）描述其结构不很容易，但把该结构分成两部分来看就容易了。上下底（即每一层）是由镍原子与氰根

20、（CN）连接成的二维平面网状结构。一半的镍原子与 CN中的 C 原子配位，另一半镍原子与CN中的 N 原子配位，与 N 原子配位的镍原子还键合着二个氨，分别在其上、下方，正是由于该镍原子配位了两个氨，使其在与 CN配位时，选择了 CN中的 N 原子，这可能是与氨分子配位的 Ni 更显示硬酸的性质的缘故。层与层之间就是靠氨分子连接起来的，苯环在两层之间。（2 分，答出要点即可）（3）结构分析清楚了，关于用吡啶（C5H5N）和萘（C10H8）分别能否取代该结构N中的苯也就很清楚了。由于层与层之间的大小是一定的，所以吡啶能取代苯而萘不能取代苯，因为吡啶大小与苯相似。而萘比苯大多了。第第一题（题（7

21、分）分）1cFe(NO3)30.20mol/L5.0/25.00.04 molL1（1 分）2由于所有的 SCN 离子几乎完全变成 Fe(SCN)2+离子，Fe(NO3)3溶液过量，所以产物 FeSCN2+浓度需要根据 KSCN 溶液求算A 号试管内的 Fe(SCN)2+浓度 c10.0025.0/10.00.001mol/l（1 分）比色法中当颜色相同时，原来浓度与其高度成反比：c1h1c2h2所以 B 号试管内的FeSCN2c2c1h1/h20.0016.4/88.0104mol/L（1.5 分）3平衡时，c(SCN)0.0020/28.01042.0104mol/L（1 分）c(Fe3)

22、0.048.01043.92102mol/L（1 分）Kc(FeSCN2+)/c(Fe3)c(SCN)8.0104/3.921022.0104102（1.5 分）第第一题（题（15 分）分）1B 中 C、Cl 的个数比比约为 CCl(10.256)0.807/12.010.256/35.4571（1 分）A 中 7 个 C 时式量为 104，化学式为 C7H6N（1 分）由于 A 是有顺反异构体的非极性分子，且式量300，因此 A 只能是 C14H12N2（1 分）不难确定 B 的化学式为 C14H10N2Cl2（1 分）2或（1.5 分）NNNN8 种（1.5 分，、2 个双键顺式还有 4

23、种）NNNN3（1 分）取代（0.5 分）NNClCl4（1.5 分）NNOHNN2ClNNClOH2（1.5 分）NNOH重排NNOH5V1.205nm3 ZVNA/M4（1 分）1 个晶胞内原子总数 116（1 分）6C 分子间存在氢键（1 分）羰基 O 和亚氨基 H 间存在氢键（0.5 分）参考：第第一一题（题（11 分）分）1（3.5 分）NHHNNHCuOOHOOHCuHNNHHNOO2-2（1）2Cu24I2CuII2（1 分），由于 0.0592lgCu2/Cu，而Cu很小，使 Cu2/Cu I2/I（1 分，不要求能斯特方程）（2）Cu(NH3)422H2OCu(OH)22NH42NH3，加酸平行右移（2 分）3OHKbNH3/NH4Cl1.771050.100/0.01001.77104 mol/L（1 分）Cu2Cu(NH3)42/K稳NH340.15/4.81012(0.100)43.131010mol/LQspCu(OH)2(3.131010)(1.77104)29.81018Ksp（1 分）（1 分）因此，该溶液有 Cu(OH)2沉淀生成。（0.5 分）第第一一题（题（7 分）分）A：（2 分）B：（2 分）C：（3 分）OOOOOOCH2OHOOOOOOH