2021年全国高中生化学竞赛初赛模拟试题（06）.pdf

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1、12021 年全国化学竞赛初赛冲刺试卷（六）（时间：3 小时 满分：100 分）题 号12345678910111213合计满 分118661075889787100得 分评卷人竞赛时间竞赛时间 3 小时。迟到超过小时。迟到超过 30 分钟者不能进考场。开始考试后分钟者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离小时内不得离场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。

2、不得持有任何其他纸张。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。论。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。H1.008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

3、.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207

4、.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLrRfDbSgBhHsMtDsRg第第一题（题（11 分）分）铀是重要的核燃料，自 1939 年铀核裂变发现以来，引起人们对铀化学的深入研究，并导致超铀元素的发现。天然存在的铀含有三种同位素，99.3的238U，0.7的235U 和痕量234U。铀能形成多种氧化态的化合物，其中以6 氧化态的化合物（UO3、UF6）最为重要。1235U 受到 1 个热（慢）中子的辐射，核裂变生成140Ba 和92Kr，释放出原子能，写出核反应方程式；2在一放射性系列中，238U 经一系列 、 衰变得到206Pb，写出总的核反应方程式；3U

5、 遇沸水只生成 2 种含 U 产物，比例为 43，写出反应方程式；24UO3是一种两性氧化物，它在溶液中可以以 UO22和 U2O72形式存在，写出 UO3与强酸、强碱反应的离子方程式；酸：碱：5UF5晶体显示出金属的畸变五角双锥配位，画出其大致结构片段；6说明 U2F9显黑色的可能原因；7海水中蕴藏了大量的铀（总量约 45 亿吨） ，各国科学家拟提取这些铀加以利用。请你提出一个方案。8235U 是当前的重要能源，请你提出一个从同位素中分离得到235U 的方法。第第一题（题（8 分）分）1把 PbO2固体投到用硫酸酸化的 MnCl2溶液中，加热溶液变为紫红色，写出反应方程式。250%的氯酸是分

6、解所得混合气体的摩尔质量为 45g/mol，写出该分解反应方程式。3半导体 CdS 传统上由 ZnS 和 CdO 通过高温固相反应制得，现多用 Cd(CH3)2与另一物种通过化学气相沉淀反应制得。（1）写出新方法的反应方程式；（2）说明新方法的 3 个优点。第第一题（题（6 分）分）某有机物 X 中含有四种短周期元素，其式量为 75。X 在水溶液中相当稳定，常温时水解很慢，加热时水解加快，在酸性、碱性溶液中加热均易发生水解，分别生成 3 种产物（忽略“水”） ，且分别有强烈刺激性气味的气体生成。1写出 X 的结构简式名称；32X 的水溶液在微型实验中有何作用？3写出 X 在酸性、碱性溶液中加热

7、水解的离子方程式。第第一题（题（6 分）分）1若气象局预报天气太冷，可以降霜，果然常常再要降霜之前，在他们的果园地上洒水以保证所种植的柑橘不致于冻伤。请问水在这里的作用为何？2白磷在空气中能自燃，利用这个特点，一战期间英国海军曾用飞机向自己的舰艇投放含有白磷的物质作烟幕弹而巧妙地掩蔽了舰队。请说明用白磷制造烟幕弹的化学原理，写出主要的化学反应方程式。3玻璃中含有 Fe()往往呈现绿色，但只要加入适量 MnO2，可以呈现无色，请解释原因。第第一题（题（10 分）分）在液氨中，由氯的歧化作用可制得其中一种化合物物 A，其产率可达 5060%。1试写出化学反应方程式。2让液氨与叔丁基次氯酸盐反应也可

8、以制备 A。试写出化学反应方程式。在 A 中，氮氯键的极性非常小，这种键易被适合的反应试剂在不同的方向极化。因此一种情况是带负电端可能是氯，而在另一种情况下也可能是氮。试写出下列反应方程式：3氨基丙酸能与 A 反应，其产物之一是碱性气体。4A 能与 NH3反应，产物之一是酸性气体。45A 能与乙醛发生反应，产物之一为B。B 既能与酸性氧化物反应，又能与碱性氧化物反应。6A 能与联氨发生氧化还原反应。7在光照的情况下，A 能发生分解，分解成等物质的量的一种酸性气体和一种活性很高的物质 C。第第一题（题（7 分）分）已知：标准电极电位（V）氧化还原电对在 pH0 的情况下在 pH14 的情况下Mn

9、3/Mn21.51Mn(OH)3/Mn(OH)20.13O2/H2O1.230.39I2/I0.620.62S4O62/S2O320.090.09请根据上表数据，测定水中溶解了的 O2的浓度。有关试剂为NaOH、MnSO4、H2SO4、KI、Na2S2O3（标准溶液浓度为 x mol/L） 、淀粉。1请写出主要的测定操作步骤；2写出相关反应的方程式。3根据你自己测定的数据，写出 O2的浓度的表达式。第第一题（题（5 分）分）BiFeO3是一种钙钛矿型晶体，r(Bi)108pm，r(Fe)64pm，r(O)140pm。1计算晶胞参数。52计算晶胞的空间占有率。3计算晶体的密度。第第一题（题（8

10、分）分）在较低温度下，某固体 A 和液体 B 均为氧化物，其氧元素的质量分数分别为 74.07%和 94.12%。将 A 和 B 以适量的比小心混合后再加入适量的水，可得到两种酸性和氧化性均很强的物质 C和 D。已知 C 和 D 中氧元素的质量分数分别为 76.19%和 81.01%。1试确定 AD 的结构简式；ABCD2比较 C 和 D 氧化性强弱，简述原因，并给 D 命名。3D 不稳定，易爆炸。试写出爆炸反应方程式。4若将 F2缓缓通入 C 中，如何反应？写出该化学反应方程式。第第一题（题（8 分）分）金属在化合物中一般显示正价态，显示 0 价态的不多，而显示负价态的则更少。现有某金属X

11、的羰基化合物 A，A 中 X 元素的含量为 23.63%；A 可和钠汞齐反应生成盐 B，B 中 X 元素的含量为 21.84%。1确定 X 的元素符号，并写出核外电子排布式；2确定 A、B 的化学式；3B 溶于水后剧烈反应，除生成 2 种常见气体外还有钠盐生成，写出反应方程式。6第第一题（题（9 分）分）高氯酸盐有许多用途，也有许多有趣的性质：1Fe(ClO4)3可由 HClO4和 Fe(OH)3反应制得，常用作氧化剂，也是研究 Fe3的水合离子的重要试剂，为什么 Fe(ClO4)3适用于研究 Fe3的水合物？2NH4ClO4是一种火箭燃料，其分解产物中有 3 种单质，写出反应式。3高氯酸银可

12、用甲苯提纯，为什么？4现有一些由两种常见高氯酸盐及惰性杂质组成的混合物，取 1.620g 样品，加过量浓盐酸，产生 Cl2气体和一种白色沉淀，沉淀经过滤、干燥后，称重得 0.2249g，剩余溶液中加入过量KI 溶液，又产生一种白色沉淀，此时用 0.3030mol/L 的 Na2S2O3标准溶液滴定，耗去13.58mL，这两种高氯酸盐是什么？质量分数分别为多少？第第一一题（题（7 分）分）写出字母代表的化合物的结构：OOCH3EtONaOANHH+BH2OCH2O CH3OHOO已知：A 的化学式为 C10H14O3；B 为中间过渡产物，化学式为 C14H21NO2，分子结构中既有带正电荷的基团

13、，又有碳负离子；BC 是碳负离子直接参与的反应，得到 C 的化学式为C14H22NO2。ABC7第第一一题（题（8 分）分）皮考林酰胺及其金属配合物具有优良的配位性能和生物活性。所以，近些年来关于它们的合成及性能研究引起人们的广泛关注。同时，因配合物分子间弱的相互作用，在生物、化学、材料科学以及在分子自组装等方面扮演着重要的角色。某研究者合成了一个新超分子化合物X，步骤如下：称取 0.5mmol Co(NO3)26H2O 用 10mL 无水乙醇溶解使呈透明溶液，然后加入含 1mmol 吡啶甲酰胺的乙醇溶液 5mL，60下回流 1h，过滤。室温放置，几天后析出橘红色晶体 X。X 属单斜晶系，晶胞

14、参数：a0.695nm、b1.122nm、c1.204nm，97.7，Z2，1.653g/cm3。配合物 X 基本单元中含有一个 Co()离子，为六配位的畸变的关于中心对称的八面体构型。1计算该配合物 X 的相对分子质量；2写出该配合物的组成式；3画出该配合物（或配离子）的立体结构；4配合物 X 是如何形成超分子的89第第一一题（题（7 分）分）有机物 X 的结构简式如右图所示，是一类重要的有机合成中间体，在药物合成中有着重要作用。1命名 X；2以常见烃为原料，合成 X。ONH2COOH10参考答案（参考答案（0806）第第一题（题（11 分）分）1U nBaKr4 n（1 分）2359210

15、140569236102UPb8He6e（2 分）2389220682420132UO32OHU2O72H2O UO32HUO22H2O（各 1 分）47U6H2O4UH33UO2（1.5 分）5（1.5 分，其它合理答案也可）FU6存在 U到 U的电荷转移（1 分）7选择适当的萃取剂萃取铀或吸附剂吸附铀（1 分）8利用235UF6和238UF6扩散速度不同进行分离（1 分）第第一题（题（8 分）分）17PbO27H2SO42MnCl27PbSO42Cl22HMnO46H2O（2 分）23HClO32O2Cl2HClO4H2O（2 分）3 （1）Cd(CH3)2H2SCdS2CH4（2 分）（

16、2）条件温和、产物纯净、产物可在模具上沉积，易塑型（2 分）第第一题（题（6 分）分）1CH3 NH2 硫代乙酰胺（各 1 分）2在制备硫化物的实验中常用 X 代替硫化氢（1 分）3CH3 NH2H2H2OCH3COOHH2SNH4CH3 NH23OHCH3COOS2NH3H2O（各 1.5 分）第第一题（题（6 分）分）1地上的水凝固时，会放出水的凝固热，使果园的温度略微上升。 （1 分）2 “烟”是由固体颗粒组成的， “雾”是有小液滴组成。烟幕弹的原理是通过化学反应在空气中造成大范围的化学烟雾。当装有白磷的烟幕弹引爆后，下列主要的化学反应迅速发生：4P5O22P2O5；P2O5又迅速与空气

17、中的水蒸汽发生下列反应：P2O5H2O2HPO3、2P2O56H2O4H3PO4（3 分）3MnO2与玻璃熔体中的 Fe()反应生成 Mn()和 Fe()；Mn()红棕色Fe()黄无色（2 分）第第一题（题（10 分）分）1Cl22NH3NH2ClNH4Cl（1 分）液氨112(CH3)3COClNH3NH2Cl(CH3)3COH（1.5 分）3NH2ClNH3（1.5 分）CH3CH COOHNH2CH3CH COOHNHCl4NH3NH2ClH2NNH2HCl（1.5 分）5CH3CH=ONH2ClCH3CHNClH2O（1.5 分）6H2NNH22NH2Cl2NH4ClN2（1.5 分）

18、7NH2ClNHHCl（1.5 分）光照第第一题（题（7 分）分）1实验步骤：量取 amL 水样，迅速加入 MnSO4溶液及含有 NaOH 的 KI 溶液，立即塞好塞子，振荡使反应均匀。开塞，迅速加入适量 H2SO4，此时有 I2生成。用 Na2S2O3溶液和 I2反应，消耗了 VmL（以淀粉为指示剂） 。 （3 分）2Mn22OHMn(OH)2 4Mn(OH)2O22H2O4Mn(OH)32Mn(OH)33H2SO4Mn2(SO4)36H2O 2Mn32I2Mn2I2（可合并）I22S2O322IS4O62（各 0.5 分）31mol O24mol S2O32 O2的浓度 c4xV/a（1.

19、5 分）第第一题（题（5 分）分）1以晶胞上层（或下层）计算，a2(108pm140pm)/1.414351pm以晶胞中层计算，a2(64pm140pm)408pm，取较大数值，a408pm（1.5 分）2V(晶胞)(408pm)36.79107pm36.791023cm3V(原子)4/3(108pm)3(64pm)33(140pm)34.091023cm3空间占有率4.091023cm3/6.791023cm360.2%（2 分）3d(209.055.85316.00)/(6.02210236.791023)7.65g/cm3（1.5 分）第第一题（题（8 分）分）1A：；B：HOOH；C：

20、；D：（各 1 分）NOOONOOOHNOOONOOOH2HNO4HNO3（0.5 分） 因为 HNO4中存在过氧键（1 分） HNO4为过硝酸（0.5分）34HNO42N27O22H2O 或 2HNO4N2OH2O3O2或可能有 NO2气体（1 分）4HNO3F2FNO3HF（1 分）第第一题（题（8 分）分）1设 A 的组成为 X(CO)n，MX/28.01n23.63/76.37，则 MX8.667n（1 分）n6 时，存在合理的 MX52.00，X 为 Cr（1 分）Ar3d54s1（1 分）2A：Cr(CO)6（1 分）B 的式量为 52.00/0.2184238.1 22.99x2

21、8.01y238.152.00，求得整数解 x2，y5（1.5 分）12B：Na2Cr(CO)5 （1 分）32Na2Cr(CO)510H2O2NaCr(OH)42NaOH5H210CO（1.5 分）第第一题（题（9 分）分）1Fe(ClO4)3不易水解 ClO4不与 Fe3形成稳定配合物（2 分）22NH4ClO4N2Cl22O24H2O（1.5 分）3Ag可与苯环形成配合物而溶解在甲苯中，其它无机盐则一般不能。 （1.5 分）466.66% Cu(ClO4)2 20.08% AgClO4（各 1 分）第第一一题（题（7 分）分）A： B： C：OOCH3CH3OOOCH3CH2-N+CH3

22、OHN+O（2.5 分） （2.5 分） （2 分）第第一一题（题（8 分）分）1Vabcsin0.9304nm3，MrVNA/Z463.1（2 分）2(C6H6N2O)2Co(H2O)2(NO3)2（1 分）3（3 分，注意参与配位的原子）4在配合物 X 中，硝酸根的硝酸根的 O 原子与同单元及相邻单元的配位水的原子与同单元及相邻单元的配位水的 H 原子、与酰胺原子、与酰胺 N上上 H 原子原子、与吡啶 N 间位上的 CH 键上的 H 原子分别形成氢键；另外，硝酸根的 N 原子与配位水的 H 原子之间也形成氢键等。 （答出氢键 1 分，答出黑体部分 1 分）第第一一题（题（7 分）分）12(4氨基苯甲酰基)苯甲酸（1 分）2423SOHHNONO2HClFe/NH2COClCH313NHCOCH3OCOOHCOOH52OPOOO产物（6 分）NHCOCH3OOO 3AlClONHCOOHOH