2008年高中化学竞赛初赛模拟试卷（2）

江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 2008 年高中化学竞赛初赛模拟试卷 2 第 一 题 5 分 据悉 多哈亚运会上发令枪所用 火药 的主要成分是氯酸钾和红磷 撞击时发生 化 学 反应 1 写出该反 应方程式 2 为什么该 反应可用于发令枪 3 火药 中的红磷能否用白磷代替 为什么 第 二 题 11 分 1 金属钠不仅跟氧气 水等无机物反应 还能跟酒精 醋酸等有机物反应 要研 究金 属 钠跟酒精反应的性质以及它与水反应的异同点 该研究方法中使用了哪 3 种科学 方法 2 我国青海 湖地区素有 夏天晒盐 冬天捞碱 之说 请用科学原理进行解释 3 中秋佳节 雪月饼倍受青睐 为防止冰激凌融化 在携带的过程用干冰作制冷剂 某 市民回家后将干冰放在密封的塑料瓶中 并保存在冰箱里 请评价该市民的做法 4 在含氧酸中有一种称为原某酸的 一般不稳定 易脱水 它与对应的含氧酸的区别在 于H O 原子 数目的不同 例如 硅 酸的化学式H 2 SiO 3 原硅酸的化学式为H 4 SiO 4 据此推知 原甲酸乙酯的结构简式 5 工业上以CuO 和H 2 SO 4 为原料制备CuSO 4 5H 2 O 晶 体 为确保制备过程中既不补充水 也无多余的水分 试确定所用硫酸溶液溶质的质量分数 第 三 题 7 分 某些含硫氮环的游离酸可通过下列串连反应制得 氯磺酰通过氨解反应得到A 将A 加热得B B 是一种硫酰胺的离子态物质 B 与某些重金属盐 例如银盐在盐酸溶液中反应 便得含 硫氮 环的游 离酸 代号C 将上 反应 中的HCl 用CH 3 I 替代 则 可制得 含硫 氮环的 有 机衍生物 代号D 1 请完成 的化学反应方程式 2 并写出 C 与 D 的化学结构式 第 1 页 共 7 页 江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 第 四 题 7 分 在液态SO 2 中用叠氮酸铯与氰气反应定量生成铯的离子化合物 其阴离子中含氮量为 74 47 1 试画出该 离子化合物中阴离子的结构式 2 说明每个 原子的杂化类型和化学键型 第 五 题 14 分 钛酸锶是电子工业的重要原料 与BaTO 3 相比 具有电损耗低 色散频率高 对温度 机械应变 直流偏场具有优良稳定性 因此可用于制备自动调节加热元件 消磁元器件 陶 瓷电容器 陶瓷敏感元件等 制备高纯 超细 均匀SrTiO 3 的方法研究日益受到重视 我国 研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶 粒子呈球形 粒径分布较均匀 平均 22nm 已知SrTiO 3 立方晶胞参数a 390 5pm 1 写出水热 法合成纳米钛酸锶的反应方程式 2 SrTiO 3 晶体的结构可看作由Sr 2 和O 2 在一起进行 面心 立方最密堆积 ccp 它 们 的排列有序 没有相互代换的现象 即没有平均原子或统计原子 它们构 成两种八面体空隙 一种由O 2 构成 另一种由Sr 2 和O 2 一起构成 Ti 4 只填充在O 2 构成的八面体空隙中 1 画出该SrTiO 3 的一个晶胞 Ti 4 用小 球 O 2 用大 球 Sr 2 用大 球 2 容纳Ti 4 的空隙占据所有八面体空隙的几分之几 3 解释为什么Ti 4 倾向占据这种类型的八面体空隙 而不是占据其他类型的八面体 空 隙 4 通过计算说明和O 2 进行立方密堆积的是Sr 2 而不是Ti 4 的理由 已知O 2 半径为 140pm 3 计算 22nm 直径 粒 子的质量 并估算组成原子个数 第 六 题 8 分 Apollo 号 宇宙 飞船在执行 空间任务时 火箭中的 液体N 2 O 4 贮 存于含铁的 容器中 结 果腐 蚀物中含有Fe NO 3 3 N 2 O 4 该物质实际上是NO Fe NO 3 4 经X 射线晶体结构表示实际为 N 4 O 6 Fe NO 3 4 2 请回答 1 写出合成NO Fe NO 3 4 的反应方程式 2 如 果 N 4 O 6 2 是平面型的离子 存在 3 重对称 轴 旋转 120 重合 但不存在对称面 试画出其可能离子结构示意图 3 如果 N 4 O 6 2 是非平面型的离子 不存在 3 重和 2 重对称 轴 但存在对称面 试画出 其可能离子结构示意图 第 七 题 10 分 某金属单质 X 可以与烃 Y 形成一种新型单核配合物 Z Y 是 非平面型环状 核磁共振显 示只有 2 中 类型的 H 原子 配合物 Z 中碳元素的质量分数为 69 87 氢元素的质量分数为 8 77 1 通过计算 确定 X 的元素符号及外层电子排布 2 写出 Y 的 结构简式并命名 3 试写出 Z 化学式和可能的立体结构 第 2 页 共 7 页 江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 第 八 题 7 分 用控制电位库仑分析法测定CCl 4 和CHCl 3 的含量 在 1 0V vs SCE 电位下 在汞阴 极上 在甲醇溶液中把四氯化碳还原成氯仿 在 1 80V 氯仿可还原成甲烷 现将 0 750g 含CCl 4 CHCl 3 及惰性杂质的试样溶解在甲醇中 在 1 0V 下电解 直至电流 趋近于零 从库仑计上测得的电量数为 11 63C 然后在 1 80V 继续电解 完成电解需要的电 量为 44 24C 1 写出在汞 阴极上 2 次 发生的电极反应 溶液中有自由移动的H 2 试计算试 样中CCl 4 和CHCl 3 的质量分数 第 九 题 10 分 有机酸 D 可通过如下合成线路合成 途径 有人提出不经过 B C 直接由下面的步骤合成 D 途径 称取 0215g D 溶于水 以 0 1mol L NaOH 中和 当加入 25mL 时反应完 全 且 D 中含 2 个甲基 1 个 季碳原子 1 写出 A E 的结构简式 2 对比以上 方法 哪个更好 为什么 第 十 题 10 分 BTC 是一种 稳定的白色结晶体 熔点为 78 82 沸点为 203 206 1mol BTC 可在 一定条件下分解产生 3mol 光气 所 以又被称为 三光气 工业上可以利用碳酸二甲酯的氯 代反应制备 BTC BTC 的反应活性与光气类似 可以和醇 醛 胺 酰胺 羧酸 酚 羟胺 等多种化合物反应 因此低毒性的 BTC 在化学 反应中完全可替代剧毒 被禁用 的光气合成 相关的化工产品 1 BTC 分子 中所有氯原子都等价 试写出结构简式 2 除毒性外 BTC 比光 气还有什么优点 3 某研究者设计了以光气和苯甲酰氯 盐酸叔丁基肼等为主要原料合成了N 1 叔丁基苯 甲酰肼 D BTC A B C D 产物 E 酯 苯甲醇 盐酸叔丁基肼 苯甲酰氯 C Pd H 2 写出 A E 各物质的结构简式 第 3 页 共 7 页 江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 第 十一 题 11 分 化合物X 是制备Fe OH 2 过程 FeSO 4 NaOH 中出 现的绿色物质 取 6 43g X 溶于酸 配成 200mL 溶液 取出 20 00mL 用 0 0400mol L 的KMnO 4 溶液滴定 消耗 20 00mL 取 出 20 00mL 加入KI 溶 液 再用 0 100mol L 的Na 2 S 2 O 3 溶液滴定 消耗 20 00mL 1 计算 X 中 不同价态 Fe 的比例关系 并写出相应反应方程式 2 通过计算 和讨论确定该物质的化学式 3 写出制备 X 的总反应离子方程式 第 4 页 共 7 页 江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 参考答案 第 一题 5 分 1 5KClO 3 6P 3P 2 O 5 5KCl 1 5 分 2 强 氧化剂 和还原剂 反应 反应剧 烈 有暴鸣声 1 分 所得产 物P 2 O 5 KCl 为白色固 体 会产生白 烟 1 分 3 不 能 0 5 分 白 磷易 自燃 引 发爆 炸 第 二题 9 分 1 实 验法 观察法 比较 法 2 分 2 夏天 由 于蒸发溶 剂 会有大量 的氯 化钠和一 些碳 酸钠析出 析 出的氯化 钠明 显比碳酸 钠 多 冬 天 是运用了 冷却 热饱和溶 液的 原理了 碳酸 钠溶解度 受温 度影响较 大 而氯化钠 受温 度 影响不大 析 出的物质 大部 分是碳酸 钠 各 1 5 分 3 干 冰易升 华 放在 密封 的瓶中因 体积 澎涨 会 引发 冰箱爆炸 2 分 4 HC OC 2 H 5 3 2 分 5 57 6 2 分 第 三题 7 分 1 SO 2 Cl 2 4NH 3 SO 2 NH 2 2 2NH 4 Cl 1 5 分 3SO 2 NH 2 2 3NH 4 SO 2 N 3 3 1 5 分 SO 2 N 3 3 3Ag 3HCl 3AgCl H 3 SO 2 N 3 1 分 SO 2 N 3 3 3Ag 3CH 3 I 3AgI SO 2 N CH 3 3 1 分 2 C D 各 1 分 第 四题 7 分 1 4 分 2 环 中 的N 原子和C 原 子 分别采取sp 2 杂化 端 连的C N 原子 分 别采取sp 杂 化 键型有 各原子 之间的 键和 一个 键 一 个 8 7 或者一 个 6 5 和二个 键 3 分 第 五题 14 分 1 H 2 TiO 3 SrCl 2 2KOH SrTiO 3 2H 2 O 2KCl 2 分 2 1 2 分 2 1 4 1 分 3 容 纳 Ti 4 的八面体 空隙 处于晶胞 的中 心 是 由 6 个 最邻近的O 2 氧负离子 所构 成 其 他 的八面体 中心 均位于晶 胞边 棱的中心 虽 然最邻近 的微 粒数也是 6 但其中只有 4 个 是O 2 另 外两 个是Sr 2 两 个正 离子Sr 2 和Ti 4 彼 此靠 近 从静电学 角度 分析是不 利 的 2 分 4 Sr 2 半径为 390 5 140 2 2 136pm 2 Ti 4 半径为 390 5 140 2 2 55pm 各 1 分 Sr 2 半径与O 2 半径相近 而Ti 4 半径小 得多 适 合填 充在八面 体空 隙中 1 5 分 第 5 页 共 7 页 江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 4 M N A a 3 5 12g cm 3 1 分 V d 3 6 5 57 10 18 cm 3 0 5 分 m V 2 85 10 17 g 1 分 N 5 V a 3 4 68 10 5 个 1 分 第 六题 8 分 1 Fe 4N 2 O 4 NO Fe NO 3 4 3NO 2 分 2 3 分 3 3 分 第 七题 10 分 1 C H 2 3 设Y 的 最简式为C 4 H 6 1 分 设Z的组 成为X C 4 H 6 n X 的原子量 为 54 1n 21 36 78 64 14 7n 1 分 n 4 时 存 在合理的 金属X Ni 1 分 3d 8 4s 2 1 分 2 Y 是非 平 面型环状 化 学式应为C 8 H 12 1 分 结构简式 1 分 顺 1 4 环 辛二 烯 1 分 3 Ni C 8 H 12 2 1 分 1 分 1 分 第 八题 7 分 1 2CCl 4 2H 2e 2Hg l 2CHCl 3 Hg 2 Cl 2 s 2CHCl 3 6H 6e 6Hg l 2CH 4 3Hg 2 Cl 2 s 各 1 5 分 2 CCl 4 2 48 CHCl 3 2 44 各 2 分 第 九题 10 分 1 A B C 各 1 5 分 D 2 分 E 1 5 分 2 对比可知 途径 方法好 因为A 无 形成六元环 再以 CH 2 形成桥环 虽然存在环张 力 但是 因为 分子内 H 位置接近 分 子内成桥 环几 率大 转 化率 较大 而 途径 的情况 中直 接 由链状分子A 合成E 时 因为 单键 可以 旋转 分 子内 H 位置关系不定 成环几率小 多分子A 通过 CH 2 成链几率 较小 转化率 较低 所以是 途径 的方法 2 分 第 十题 10 分 第 6 页 共 7 页 江苏化学网独家原创资料 仅供学习 请勿复制转载 1 Cl 3 C O O CCl 3 2 分 2 BTC 常温 下为极稳 定的 固体物质 便 于贮运 使用 安全 无 污染 1 5 分 3 A ClCOOCH 2 1 5 分 B Me 3 CNHNHCOOCH 2 1 分 C CON CMe 3 NHCOOCH 2 1 5 分 D CON CMe 3 NH 2 1 5 分 E HCOOCH 2 1 分 第 十一题 11 分 1 5Fe 2 MnO 4 8H 5Fe 3 Mn 2 4H 2 O 1 分 6 43g X 中n Fe 2 10 5 0 04 0 02 0 04mol 1 分 2Fe 3 3I 2Fe 2 I 3 I 2 2S 2 O 3 2 S 4 O 6 2 2I 各 0 5 分 6 43g X 中n Fe 3 10 1 0 1 0 02 0 02mol n Fe 2 n Fe 3 2 1 1 分 2 如 果X 的 式量为 6 43 0 02 321 5 扣 除 3Fe 后 余 154 且 阴 离子共 7 即使全部 为OH 也达不 到 154 因此有 其它 阴离子 只可 能是SO 4 2 扣 除 96 后 还余 58 5 价 不难发 现为 2 个OH 和 1 5 个O 2 X 为Fe 6 SO 4 2 OH 4 O 3 5 分 3 12Fe 2 O 2 4SO 4 2 16OH 2Fe 6 SO 4 2 OH 4 O 3 4H 2 O 1 分 第 7 页 共 7 页