中国化学会2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题5.pdf

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1、1中国化学会 2021 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题（2021 年年 9 月月 16 日日 9：00 - 12：00 共计共计 3 小时）小时）竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 1 小时内不得离场。小时内不得离场。时间到，把试卷时间到，把试卷( (背面朝上背面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何

2、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论姓名、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处。处。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。 1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 2

3、4.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.62102102

4、10126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn-RfDbSgBhHsMt第第 1 题题近年来正在开发一种新型绿色化学介质离子液体。通常离子化合物的熔点较高，而离子液体是室温下表现为液体的离子化合物。最早发现的离子液体硝酸乙基胺的熔点只有 12。离子液体由有机阳离子和无机阴离子组成。制备方法非常简单，如卤盐和金属卤化物直接化合，酸碱中和，复分解反应等。写出下列离子液体的制备反应方程式。1硝酸乙基胺 2由甲基咪唑NHNH3C 制氯化 1丁基3甲基咪唑，再与三氯化铝作用。3由甲基咪唑制碘化 1乙基3甲基咪唑，再在甲醇中与四氟硼酸银作

5、用。第第 2 题题3.07 g 的化合物 D 溶解解在过量 NaOH 水溶液中。由硝酸中和到 pH=7，并加入过量硝酸钙，获得的溶液过滤了白色沉淀后, 烘干并称量，沉淀的质量是 3,1 g.。剩余的溶液中，加入过量硝酸银溶液得到 8,61 g 另外的白色沉淀。1确定物质 D 写出所有提及到的反应的方程式。2 D 与氨反可能形成什么物质?姓名学校赛场报名号赛区省市自治区2第第 3 题题1874 年德国化学家 Piter Austen 合成出 F。由于物质 F 的有趣性质，它在工业上开始生产。物质 F 按照如下表合成: F 的1H-NMR 谱只有两个信号，加入 D2O 后其中一个信号消失。 1.

6、确定 F。2. 能不能用简单的方法得到 F？ 3. 现在 F 用于测定 K+, Rb+,Cs+离子。怎样测定？ 第第 4 题题氯化铵在高温下分解成两种气体。在密封容器中，含有 NH4Cl ，在 427C 达到平衡。测出固体的蒸汽压为 608 kPa。在 459C 的平衡压力为。a) 写出分解的方程式。b)计算在 427C 和 459C，气态产物的分压。c)计算两个温度下的 KP。d)求出在 427C 下反应的 Gibbs 自由能变?e)求出在 427C 下反应的焓变和熵变。假设两个值在 400C 到 500C 之间为常数。第第 5 题题配合物 A 是临床批准使用的抗癌配合物之一，它有某些不同于

7、顺铂和反铂的特性，它是由四氯合铂酸钾与 B 的光学异构体作用，然后与草酸铵反应制得，B 在其同分异构体中是最稳定得环状化合物，它的两个官能团处于相邻的位置；A 的元素分析实测值为：C：24.64，H：3.51，N：7.05，Pt：49.30。1写出 Pt（II）离子的电子结构，说明配合物 A 有无磁性。2写出 B 的平面结构式并命名3写出配合物 A 的分子式及结构式第第 6 题题用NaNO2 /HCl水溶液处理A得到化合物 (N6Cl)。小心加热这个化合物生成一种活性很高的中间体X。若在反应混合物中存在乙烯，则生成烃 (58)。这个烃在1H-NMR谱中只有一个信号。 1. 确定 ,。2. 给出

8、生成 X 的方程式。 3. 如果在反应体系中加入 trans-2-丁烯，则生成 3 对对映异构体。给出立体结构式。 3第第 7 题题H2O2是一种强氧化剂，在去年战胜非典的过程中它是生产消毒剂过氧乙酸的重要原料,.工业上大多采用电解方法生产 H2O2，首先电解(NH4)2SO4H2SO4溶液，在电解产物中加入KHSO4，再将沉淀产物在酸性溶液中水解，便得到 H2O2的溶液，经蒸馏得到 35的 H2O2溶液。近年国际上生产 H2O2普遍用蒽醌法， Pd 催化下用氢气将 2-乙基蒽醌（ORO）氢化为 2-乙基氢蒽醌（HOROH） ， 再与空气中的 O2反应，此时游离态的 O2被还原为O22，同时

9、2-乙基氢蒽醌又被氧化成 2-乙基蒽醌，重新用于生产，过程可表示如下：OROH2/PdHOROHH2O2OROO2(注：过二硫酸铵难溶于水)回答下列问题1出电解时两极的电极反应及总的电池反应2出加入 KHSO4的作用及加入 KHSO4前的电解产物的分子式3出加入 KHSO4后两步的化学反应方程式。4醌法的原子利用率5写出蒽醌法的三个优点第第 8 题题RuO4与 C2H4、H2O2H2O 发生下列一系列反应：(C2H4)RuO4+ORuOOOCBDEFA、中加入 H2O2H2O，、中加入 C2H4。A 与 B、E 与 F 有相同的化学式，但是不属于立体异构体。1画出上图 AF 各字母所代表的化合

10、物的结构式并标出 Ru 的氧化态。2说明 H2O2H2O 在上述系列反应中起哪些作用？3H2O2与其它物质反应时，还能起什么作用？试用化学反应方程式说明。第第 9 题题很长时间以来人们吃芦笋后发现在他们的尿液有特殊的恶臭味。19世纪人们认为与臭味相关的物质asparagus-pee 是甲硫醇, CH3SH。而在最近的研究中，从asparagus-pee中并未发现甲硫醇蒸汽。而得到另两种含硫化合物A和B, 并被质谱图确认。化合物A 的M+离子在m/e = 102处; 对于化合物B, m/e =150。为了进行比较， 我们在实验室中由丙烯酸起始合成化合物A和B。4化合物A与HBr反应得Y，与Br2

11、反应给出两种异构体Z1和Z2。Y不是光活性的，M+离子存在两个峰m/e = 182，184 (1:1)。Z1和Z2是对映异构体，它们的M+离子有m/e = 260, 262, 264 (1:2:1)。(a) 指出试剂 DCC的作用。(b) 给出化合物A, B, W, X, Y, Z1, Z2结构。(c) A，B 都能在水中水解，释放出甲硫醇 (先前的假设)。给出A和B的水解方程式。天然的溴是79Br和81Br的1:1 混合物第第 10 题题美国化学家最近合成出了一系列的“NanoPutian”分子，其中的一个 NanoPutian (结构 I, 称作“NanoKid”)的合成方案如下：1. 画

12、出图中所有未知物的结构式。 2. 解释 DE 中三乙基硅基乙炔的用处。这个化合物能用乙炔代替么？ Sonogoshira 反应中，用芳基碘活性要高于芳基溴。 53. 试由 1,4-二溴-2,5-二碘苯起始合成 H。Sonogashira 反应：6参考答案参考答案第第 1 题题1、EtNH2+HNO3=EtNH3NO32、 HNNCH3NNCH3+CIC4H9H9C4+CI-NNCH3H9C4+CI-+AICI3NNCH3H9C4+AICI4- 3、 HNNCH3NNCH3+IC2H5H5C2+I-NNCH3H5C2+I-+AgBF4NNCH3H5C2+BF4-+AgI第第 2 题题首先判断，与

13、硝酸银反应得到的沉淀是 AgCl。设物质 D 为 AClx。因此 A 的相对分子质量为：M(A) = 3,07/(8,61/x*143,5) 35,5*x = x*(3,07/(8,61/143,4) 35,5)解出 = 47 和 x = 3(对于其他 x，A 不为整数)加入硝酸钙得到的沉淀可能为氟化钙，碳酸钙和磷酸钙。因此 A 应该含 C, F 或 P。通过一定的计算，猜测及判断得 A = PO,D = POCl3.从而 D 与氨的反应产物可能为：第第 3 题题17ClNO2ClNO2NO2NH2NHNO2NO2NHNO2NO2O2NO2NNO2NO2H2SO460CHNO3Cl2FeCl3

14、H2SO4120CFe/HCl2HNO3EtOH, t- HClHNO3H2SO42.NH2+ClNH2+NO2NO2NO2ClNHNO2NO2NO2- HClFHNO3HNO3H2SO43.F 能与金属离子成盐。O2NNO2NO2NO2NO2NNO2K+第第 4 题题a)NH4Cl(s) NH3(g) + HCl(g)b)pg = p(HCl) + p(NH3) and p(HCl) = p(NH3) at 427C: p(HCl) = p(NH3) = 304 kPa, at 459C: p(HCl) = p(NH3) = 557.5 kPac)KP = p(HCl)p(NH3) (bar

15、)427C: KP = 9.24459C: KP = 31.1d)kJ 94.12Kln.T.RG7008e)73217001314.8H4,.9,.31lnT1T1RH)T(K)T(Kln211P2Prearrangement and solving gives: kJ 162H700TGHS S.THG700700700700700700After insertion: J/K 2.249S700第第 5 题题15d8 无磁性NH2NH2 NH2NH22顺-1,2-二氨基环己烷 反-1,2-二氨基环己烷3Pt(C6H14N2)(COO)2 / PtC8H14N2O4OPtOOOH2NNH2

16、第第 6 题题1-2NNNHNNH2NNNHNN+NClANaNO2HClBNNNHNN+NClC + N2 + HClX: CC: HHHH93.=第第 7 题题1阴 极：2H2eH2阳 极：2SO422e2NH42NH4S2O82总反应：2NH42HSO42NH4S2O82H2或 ：2SO422HS2O82H22生成难溶的 K2S2O8 ， (NH4)2S2O83(NH4)2S2O82KHSO4K2S2O82NH4HSO4K2S2O82H2O 2KHSO4H2O241005原子利用率高，环境友好，工艺简单可行等第第 8 题题1AORuOOOORu 氧化数为+8BORuOOOORu 氧化数为+6CORuOOORu 氧化数为+4DORuOOOORu 氧化数为+6EORuOOOOORu 氧化数为+810FORuOOOOORu 氧化数为+62氧化剂；取代基（或配位剂）3还原剂 5H2O2+2KMnO4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+5O2+8H2O第 9 题1 脱水剂2311第第 10 题题1.NH2NO2BrBrNO2BrBrNH2BrBrIBrBrBrBrSi(CH3)3Si(CH3)3A =B = C = D = E = F = 2.不能。三乙基硅基是作为保护基保护乙炔的酸性氢，以免发生多分子反应。3