2021年全国高中生化学竞赛初赛模拟试题（05）.docx

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1、2021年全国化学竞赛初赛冲刺试卷（五）（时间：3小时 满分：100分）题 号123456789101112满 分43685119111391110H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.9

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

3、eX（1.5分）2U（1分），先制成UF6，再进行气相扩散，利用它们扩散速度差异来分离（1.5分）题（4分）某锕系元素X于1944年由粒子轰击Pu靶（Pu是锕系第6个元素）而得，并以某法国科学家的名字命名，已知上述反应只涉及3种粒子，且反应物总质量数为243。1写出合成X的核反应方程式。（可用X代表该元素）2X发生两次衰变生成核素Y，Y是一种常用核燃料，但Y与其一同位素难以发生分离，Y的元素符号是什么？如何分离出Y？第第题（3分）1微小的碳颗粒（或说炭粒）（1分）2蔗糖高温炭化脱水，水呈气态，则呈沸腾状（2分）题（3分）实验室中观察丁达尔现象一般是用Fe(OH)3胶体，但Fe(OH)3胶体须现

4、场制取，不能保存，现有一种解决方法：取一支试管，加入一些蔗糖，用酒精灯缓慢加热使熔化1你以为这样制得的胶体颗粒是什么物质？2加热至200以上，蔗糖会“沸腾”，请解释这种“沸腾”现象。第第题（6分）1Bi(CH3)3（1分） 三角锥（1分）2Bi(CH3)36HClH3BiCl63CH4（2分）32Bi(CH3)33SBi2S33CH3CH3（2分）题（6分）化合物X是铋的共价型分子，含Bi 82.25%；X有较强的化学活性，能与盐酸作用，生成一种酸（酸根为正八面体构型），同时得到一种常见气体。在沸腾的酒精溶液中，X也能与硫磺反应生成铋的硫化物和另一种气体。1写出X的化学式，并判断分子构型；2写

5、出上述X发生的2个化学方程式；第第题（8分）1SiCl4（1.5分）2SiS2（1分）3SiCl44C2H5OHSi(OC2H5)44HCl；SiS24C2H5OHSi(OC2H5)42H2S（各1分）4Si(OC2H5)42CH3MgBr(CH3)2Si(OC2H5)22MgBrOC2H5（1.5分）52Si(OC2H5)4H2(C2H5O)3SiSi(OC2H5)32C2H5OH（2分）题（8分）化合物X为一无色透明液体，是由短周期元素组成的非极性分子，沸点77，对氢气的相对密度为85。1确定X的分子式。2若在X中通入H2S气体，可以得到Y沉淀，试确定Y的化学式。3已知X和Y都能发生醇解，

6、生成化合物Z，试写出X和Y分别与过量乙醇发生化学反应的方程式。4Z能与格氏试剂CH3MgBr反应，生成化合物M，该反应可看作酯基部分被烷基所取代。假设反应中Z与CH3MgBr的物质的量之比为12。试写出该化学反应方程式。5Z也能被氢气还原，已知该反应过程中Z与H2的物质的量之比为21，且生成物中有N生成外，还有C2H5OH生成。试写出该化学反应方程式。第第题（6分）118（1分） CZn6Cl18（1.5分，）210（1分） 28（1分） V10O286（1.5分，）题（6分）1某团簇分子由C、Cl、Zn三种元素组成，具有正八面体的对称性；其中心为C，且处于由6个Zn组成的八面体的中心；Zn都

7、等价，处于由1个C和5个Cl组成的八面体的中心。该分子中Cl有 个，其化学式为 。2钒酸根（VO43）有缩合性，某多聚钒酸根（外观模型如右图）可看作由若干个钒氧八面体（VO6，中心为V，顶点为O）共棱（共用O原子）连接而成；而其中钒原子（忽略氧原子）的空间相对位置可看作由2个钒八面体（顶点为V，实际V与间无作用力）共用一条棱而成。该某多聚钒酸根中V有 个，O有 个，离子化学式为 。第第题（11分）1Zn22Fe34C2O42ZnFe2(C2O4)4（1分）ZnFe2(C2O4)4ZnFe2O44CO4CO2（1分）2（1）8（1分）（2）Mn2 四面体（各0.5分） 1/8（1分） Mn3 八

8、面体（各0.5分） 1/2（1分）31由于Fe3O4是一种反尖晶石型的结构，它含有遍布于八面体位置上的Fe2和Fe3，由于它们是共边八面体，所以电子能方便地从Fe2迁移到Fe3，所以Fe3O4是良导体。（2分）而Mn3O4具有尖晶石结构，使得距离较近的八面体空穴中只有一种离子Mn3，电子很难迁移；而Mn2Mn3间距大，电子交换不易发生，故Mn3O4是绝缘体。（2分）32Fe2+tFe3+oO4：CFSE总4/9×103×(3/5)3×2/5Dq8/3Dq（2分）Fe3+tFe2+,Fe3+oO4：CFSE总10×4×(2/5)2×3/

9、5Dq4Dq（2分）题（11分）尖晶石的化学式为MgAl2O4，在尖晶石型晶体中，若2价离子填在四面体空隙中，则为正尖晶石型结构；若填在八面体空隙中，则为反尖晶石型结构。1用锌和铁的水溶性盐按一定比例混合，与草酸铵溶液作用，得到沉淀；在大约700时灼烧沉淀，得到一种尖晶石类型的晶体，写出反应式。2Mn3O4可写成Mn2Mn32O4，是一种正常的尖晶石结构，晶胞如右图所示。（1）右图包括 个Mn3O4；（2）A位置的离子是 ，占据的是_空隙，占有率是 ；B位置的离子是 ，占据的是 空隙，占有率是 。下面两个小题请选择其中1题回答：31Mn3O4为尖晶石型结构，Fe3O4为反尖晶石型结构，二价铁进

10、入八面体空隙中，部分三价铁填入八面体空隙中。实验测得，Mn3O4为绝缘体，而Fe3O4具有良好的导电性。解释上述两种化合物导电性的原因。32不考虑电子成对的能量效应，并假设t4/9O（Fe2、Fe3均为高自旋），通过计算说明Fe3O4为反尖晶石型结构而不是尖晶石型结构。第第题（9分）1Fe5COFe(CO)5 Fe(CO)5Fe5CO （各1分）2（2分）3 （各1分）题（9分）1工业上常用CO通过气相转移反应提纯Fe，写出有关反应并画出主要转移物种的结构；22化合物Na5P3O10是许多洗涤剂的添加剂，用来结合（螯合）水中的Ca2、Mg2离子，以防洗衣时形成钙和镁的脂肪酸盐沉淀。设Mg2离子

11、呈八面体配位，画出Mg(P3O10)(H2O)3的结构。3写出化合物PtBrCl(NH2CH2CHCH3NH2)所有的立体异构体。第第题（11分）1（1.5分，其它合理答案也可）2，（各1分，多写扣分）3本题是从有机相向水相中萃取，因此适用公式时要把有机相和水相对调。分配比Dc(水)/c(有)20.6/5.014.111mg/5.01g1/(4.111)nn5.22，即至少需要6次。（3分）4C4H6O62MnO46H2Mn24CO26H2O（1分）5C2H2O42MnO46H2Mn210CO28H2O（1分）根据题意可知：KClC4H6O62MnO4n(KCl)25.00mL×1.

12、000mol/L2/5×5.28mL×1.000mol/L/211.45mmol（1分）c(KCl)11.45mmol/0.0100L1.145mol/L（0.5分）题（11分）酒石酸是分子式为C4H6O6的有机酸，在食品行业用作啤酒发泡剂、食品酸味剂、矫味剂等，为优良之食品添加剂。酒石酸早期在希腊和罗马的许多工厂里被叫做酒石，是发酵葡萄汁的一种沉淀物，酸性，含有钾盐，最早于1769年由瑞士化学家Carl Wilhelm Scheele分离成功。酒石酸为无色结晶或白色结晶粉末，无嗅、有酸味，在空气中稳定。它是等量右旋和左旋酒石酸的混合物，常含有一个或两个结晶水，热至100时

13、失掉结晶水，密度1.697g/cm3，其水溶解度20.6g/100mL，乙醇中溶解度5.01g/100mL。1写出酒石酸的缩聚产物(C4H2O4)n的结构式。2写出酒石酸的所有立体异构体的费歇尔投影式，并注明R、S构型。3现每次用100mL水萃取100mL酒石酸的乙醇饱和溶液，要求萃取后乙醇中酒石酸含量小于1mg，计算至少需要萃取几次？4现有10.0mL KCl溶液，加入过量量酒石酸溶液，浓缩结晶得到KHC4H4O6晶体，将该晶体溶解于稀硫酸中，加入25.00mL 1.000mol/L KMnO4溶液，再逐滴加入1.000mol/L H2C2O4溶液，消耗5.28mL。计算原KCl溶液的浓度。

14、第第题（12分）1A： B： C： D：E： F： G：（各1.5分）2B：3（0.5分） F：7（1分）题（12分）有机物A的分子中所有氢原子都等价，一定条件下A二聚为B；B是不含双键或三键的多环烷烃，其氢原子也都等价；C是B的同分异构体，结构中有2种类型的氢原子，个数比是11；C与等物质的量的H2反应得到D，D结构中也有2种类型的氢原子，个数比是23；D在光照下或FeBr3催化下与Br2反应，都得到一种一溴代物。E也是B的同分异构体，结构中有2种类型的氢原子，个数比是13；E与足量H2反应得到F，F是不含双键或三键的多环烷烃，结构中也有2种类型的氢原子，个数比是16；E只有一种臭氧化还原产

15、物G，1g G与银氨溶液反应最多可析出约6.5g Ag。1写出A、B、C、D、E、F、G的结构；ABCDEFG2B三氯取代物和F的二氯取代物各有几种。第第题（9分）1Nb3Sn（1分）2（2分）3 （各3分）题（9分）Sn和Nb可形成如下结构的金属互化物。（白球为Sn，黑球为Nb）1写出其最简式。2若最简式式量为M(g/mol)，阿佛加德罗常数为NA，晶胞参数为a(pm)，求密度(g/cm3)（直接用字母表示）。3分别画出此晶胞沿面对角线和体对角线方向的投影图。第第题（11分）1MMaCln2MaCln。所以n2，n2a。（1分）；AM（1分）当a1时，AM35g/mol，没有此金属元素；当a

16、2时，AM70g/mol，M为Ga；当a3时，AM139g/mol，可能是La，但有放射性，舍去。（1.5分）2Ga2Ga2Cl63Ga2Cl4（1分）2Ga2(OH)2Cl2·2H2O4NaOH2NaCl2NaGa(OH)4H2（2分，其它合理答案也可）32Ga2Cl44H2OGa2(OH)2Cl2·2H2OH2Ga2Cl6 （1分）3Ga2Cl42Ga2Ga2Cl6 （1分）b×c×得：(2b3c)Ga2Cl44bH2ObGa2(OH)2Cl2·2H2ObH22cGa(b2c)Ga2Cl6（1分）4Ga2Cl6：3；Ga(GaCl4)：1、

17、3；GaGa(OH)2Cl2·2H2O：1、3（各0.5分）题（11分）在80时，将MaCln2以物质的量比11的比例溶解在2.80g液体单质M中，得到金属氯化物MaCln，继而将温度升高到170时，可析出16.92g唯一产物MaCln（无放射性，结构中没有MM键）。将MaCln溶解在水中，除产生H2，析出沉淀M和M2(OH)2Cl2·2H2O的混合物外，还得到MaCln2溶液。上述反应因温度和MaCln与水反应的量不同，其沉淀M和M2(OH)2Cl2·2H2O的混合物的量也不同。1试确定金属M及其氯化物。写出制备MaCln化学反应方程式（n、a是自然数）。2M2

18、(OH)2Cl2·2H2O能与NaOH溶液反应，放出气体，无沉淀。写出反应方程式。3解释MaCln与水反应生成M和M2(OH)2Cl2·2H2O不同比值的原因，并用通式表示。4已知上述3个M的化合物都是反磁性物质，标明各化合物中M的化合价。第第题（10分）A： B： C：D： E： F：G： H：（A、D、F、H各1.5分，其余各1分）题（10分）写出字母代表的化合物的结构：A（C5H8O2：酯）B（C5H11O2N）C（C10H19O4N）D（C8H13O3N）E（C15H17O4N）F（C15H19O4N）G（C6H9O2N）H（C7H11O2N）ABCDEFGH参考答案（0805）11