2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（26）

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2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷（26）（时间：3小时满分：100分）题号12345678910111213满分287756814968812HHe相对原子质量1.0084.003LiBeBCNOFNe6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18NaMgAlSiPSClAr22.9924.3126.9828.0930.9732.0735.4539.95KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe85.4787.6288.9191.2292.9195.94[98]101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3CsBaLa－HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn132.9137.3Lu178.5180.9183.8186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0[210][210][222]FrRaAc－RfDbSgBhHsMtDs[223][226]Lr第一题（2分）若不慎将AgNO3溶液滴落在皮肤上，则在皮肤上留下黑色斑点。写出该变化完整的化学方程式。第一题（8分）1．人类在寻找火箭燃料的过程中，曾历经挫折。有人曾试图利用反应：B2H6＋3O2B2O3＋3H2O来推动火箭，但最终放弃了这一想法，为什么？2．液态氢做为航空燃料，利用了其哪个显著优点？3．哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作为高性能的复合固体火箭燃料。其工作原理是什么？4．写出一种不需要助燃剂，也不必通过燃烧反应的火箭燃料，并指出能量的来源。5．请设想一种未来的火箭燃料，其释放的能量远远高于目前的化学燃料。第一题（7分）化合物X及其衍生物是重要的光电子功能材料化合物，具有良好的空穴传输功能，在电照相及电致发光器件上有着广泛的应用。通过X的燃烧反应可得消耗O2与产生CO2、H2O的物质的量之比是29︰24︰10，核磁共振显示X分子有3类氢原子。1．如果X的结构中存在20e的共轭π电子体系，画出其结构简式。2．如果X的结构中存在的是14e的共轭π电子体系，画出其可能结构简式。第1页共8页 第一题（7分）－＋实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研MgAl究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：如图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“－”、“＋”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/LNaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片1mol/LNaOH表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，溶液且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。1．写出开始阶段的电极反应方程式。2．写出随后阶段的电极反应方程式。3．铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是什么？第一题（5分）（）V1.36V（）V1.36V已知HClOCl2Cl－和OCl－Cl2Cl－1．将0.40和1.36两个数值填入什么的空格，说明判断理由；2．计算氯气分压力为101.3kPa时的氯水的pH值（已知：nFE电池＝RTlnK）。第一题（6分）硫属化合物二硫化亚铁半导体材料由于具有合适的禁带宽度和较高的光吸收系数，成为具有潜在应用价值的光伏转换材料。实验室中可以绿矾、硫尿和硫粉为原料，在酸性或碱性条件下进行制备。1．写出制备反应方程式；2．为什么不选择在中性条件下进行制备？3．如果酸性或碱性过强对制得产品的质量有什么影响？第一题（8分）某离子晶体X属立方晶系，晶胞参数a＝583.5pm；X由简单阴阳离子组成，其中阴离子的质量分数为21.4%；晶胞中阳离子组成立方最密堆积，阴离子占据全部八面体和四面体空隙。1．确定X中阴阳离子个数比2．确定X的化学式；3．画出X的晶胞；4．计算阴阳离子间和阴阴离子间的最短距离。第2页共8页 第一题（14分）A可从天然产物如咖啡豆、木焦油中分离得到，是一种在食品工业中广泛使用的调味剂。A具有光学活性；A在浓硫酸作用下发生消去反应得到B，B没有光学活性，也无顺反异构体；B发生臭氧化反应，在氧化条件下水解得到C，C的化学式为C6H8O4；A也能H2还原为D，D能被HIO4氧化为二元羧酸E。1．写出A、B、C、D、E的结构简式；2．系统命名法命名A3．标出D中手性碳原子，并确定旋光异构体的数目4．A与VOCl2溶液反应合成了一种变形八面体构形的氧钒配合物分子F，F进一步失重19.0%后生成了另一种变形八面体构形的氧钒配合物分子G。请通过分析和计算，确定F、G的化学式。第一题（9分）锌是重要的生命元素，是一些重要酶的活性中心，因此对锌配合物的研究一直是十分活跃的领域。为进一步探索锌配合物的结构与性能的关系，某研究小组以醋酸锌和2－吡咯硫代甲酸钠（C4H4NCS2Na）为原料，合成了锌（Ⅱ）与2－吡咯硫代甲酸的配合物。用X－射线单晶衍射表明，锌原子为畸变的四面体构型。该配合物的晶体测定结果为：Z＝1，V＝0.731nm3，ρ＝1.590g/cm3。1．确定该晶体的化学式。2．配体中N原子能否作配位原子，为什么？3．画出该配合物的合理空间结构。第一题（6分）(CH3)2N－－COOH不仅是优良的紫外线吸收剂，也是重要的有机合成中间体，主要用于制备压敏材料、热敏材料、纤维材料、防晒、防紫外线材料等。实验室中可用相应的醛进行氧化制备，制备方法如下：在反应器中加入KOH、蒸馏水、(CH3)2N－－CHO、Ag2O。搅拌，并通入空气，使反应温度保持在50℃～60℃反应。趁热抽滤除去催化剂，滤液用稀盐酸酸化至pH＝6～7，析出白色沉淀，过滤，滤饼用乙醇重结晶得白色针状晶体。1．系统命名法命名：(CH3)2N－－COOH2．Ag2O用量由10%增至20%时，产率无明显变化，继续增加用量，产率则明显下降。为什么？3．随着KOH浓度的增加，产率有降低的趋势。为什么？4．着反应温度的增加，产率先增高后下降。为什么？第3页共8页 第一一题（8分）自由基A是很多烃燃烧反应的重要中间体，广泛存在于地球大气环境和星际中；自由基B在大气光化学反应体系中常常是一种重要的且具有很强活性的中间体。自由基A与B都分别由2种元素3个原子构成，A是直线型而B是角型；它们能以等物质的量互相反应，主要生成两种常见的气体C、D；C是双原子分子、D是共平面的四原子分子，它们对人体都有毒害作用。1．写出A、B、C、D的化学式；2．画出A、B分子的立体结构。3．给出A、B的自由基名称。第一一题（8分）化合物X是某物质分解在110℃时生成的产物，取5.10gX，溶于水，显酸性；所得溶液恰好被0.500mol/L的Ba(OH)2溶液30mL完全中和，并得到7.31g沉淀。另取1.02gX，溶于水后加入足量的KI固体，所得溶液可被1.000mol/L的Na2S2O3溶液36mL完全滴定。1．通过计算确定X的化学式；2．分别写出X的水溶液与Ba(OH)2、KI反应的离子方程式；第一一题（12分）有机合成是以有机反应为工具，通过设计合理的合成路线，从较简单的化合物或单质经化学反应合成有机物的过程。有机合成一般包括分子骨架的形成和官能团的引入、转换及保护等方法。保护羟基官能团常用2，3－二氢吡喃，该化合物与醇在氯化氢或浓硫酸催化下形成缩醛，脱除这个保护基通常只要简单的酸性水解（如下图所示）：H+HO+3ROH+ROH+OROOOHOH2,3-¶þÇâßÁà«ËõÈ©一个目标化合物通常可经由多条合成路线合成，请设计两条路线合成5－甲基－1，5－己保保保保保保保保保二醇。无机试剂任选，可供选择的有机原料如下：甲醛、乙炔、乙烯、丙烯、丁烯（4种）。第4页共8页 参考答案（0626）第一题（2分）2AgNO32Ag＋2NO2↑＋O2（2分，其中反应条件1分）第一题（8分）1．因为生成的B2O3易堵塞管道（1分）及硼氢化合物毒性较大（0.5分）2．氢的能量密度很高（单位质量燃料释放的能量）（1分）3．首先铝粉被氧气氧化，放出大量的热，促使高氯酸铵受热分解，分解生成的产物全部是气体（包括氮气、氯气、水蒸气、氧气），不容易造成固体沉积物而堵塞排烟道，因而产生巨大的推动力。（2分）4．高聚氮或N60（1分）在受热情况下瞬间恢复成氮气状态，释放出极大的能量（2分）5．反氢原子，与氢原子结合“湮灭”，释放出γ射线和π介子及极大的能量。（1.5分）第一题（7分）N1．（3分）NNNN2．（各2分）第一题（7分）1．负极：Mg＋2OH－－2e－＝Mg(OH)2正极：2H2O＋2e－＝H2↑＋2OH－（各1.5分）2．负极：Al＋4OH－－3e－＝AlO2－＋2H2O正极：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－（各1.5分）3．铝片中含有杂质，构成原电池。（1分）第一题（分）1．1.630.40（1分）酸性条件下发生反歧化反应，碱性条件发生歧化反应，E(＋)＞E(－)反应自发（1分）2．酸性介质中，反应Cl2＋H2O＝HClO＋Cl－＋H＋的lgK＝nFE/2.30RT＝－4.58K＝2.65×10－5；忽略HClO的电离，c(H＋)＝0.0297，pH＝1.53（3分）第一题（6分）1．Fe2＋＋H2NCSNH2＋S＋2H2O＝FeS2↓＋2NH4＋＋CO2↑Fe2＋＋H2NCSNH2＋S＋3OH－＝FeS2↓＋2NH3↑＋HCO3－（各1.5分）第5页共8页 2．酸性或碱性能加快硫尿的水解速率（1分）3．酸性过强易使产品分解；碱性过强易产生铁的氢氧化物（各1分）第一题（8分）1．3︰1（2分）2．BiF3（2分）3．（2分）4．252.7pm、252.7pm（各1分）第一题（14分）CH3CH3HOOOHH3CO1．A：OB：OC：OHCH3OHOOOHOHD：OHE：CH3（各1分）2．3－甲基－2－羟基环戊酮（1分）CH3**OH*3．OH8（各1分）4．A是一个二齿配体，羰基氧可直接配位，羟基氧去H＋后也可配位（1分）失重失去的是分子，且要带走羟基H，因此失去的是HCl分子（1分）F的式量为192（不合理，相对1个HCl）或384（合理，相对2个HCl）包括1个VOCl2和2个C6H10O2，还剩式量18，应包括1个H2O（1分）F：VOCl2(H2O)(C6H10O2)2G：VO(H2O)(C6H9O2)2（各1.5分）第一题（9分）1．M＝NAρV/Z＝699.9（2分），配合物的化学式为C20H16N4S8Zn2（2分）2．不能，N上孤对电子参与形成了环上大π键。（1.5分）第6页共8页 3．（3.5分）第一题（6分）1．对二甲氨基苯甲酸（1分）2．这是因为Ag2O用量过大，后处理过程中有大量AgCl沉淀析出，增加了纯化难度，造成产品收率降低。（1.5分）3．因为原料在碱性环境中可能会发生如下副反应：（1.5分）2(CH3)2N－－CHO＋KOH→(CH3)2N－－COOK＋(CH3)2N－－CH2OH4．由于氧化反应普遍属于放热反应，降低温度有助于提高化学反应的最终转化率。但是从反应动力学考虑，适当地提高反应温度可以提高反应速度，在有限的反应时间里获得较高的产率。（2分）第一一题（8分）1．A：C2HB：HO2（各1分）C：COD：H2CO（各1.5分）HOO2．A：H－C≡C·B：（各1分）3．A：乙炔基自由基B：过氧化氢自由基（各0.5分）第一一题（8分）1．沉淀式量为7.31/0.015＝487g/mol，其中酸根式量为175（1－价）（1分）该酸根具有氧化性，利用化合价每降1价消耗1份Na2S2O3可得（1分）1.000×0.036/(0.03/5)＝6价，不难确定该酸根为IO3－（2分）如果X是碘酸，其质量为5.28g（差0.18g），说明X是3份碘酸失去1份水的产物，X是HI3O8（2分）2．2H＋＋2IO3－＋Ba2＋＋2OH－＝Ba(IO3)2↓＋2H2OIO3－＋5I－＋6H＋＝3I2＋3H2O（各1分）第一一题（12分）O2/AgH/H2OO2准备：CH2＝CH2CH3CH＝CH2CH3COCH3NaNH2环氧乙烷/H路线一：HC≡CHHC≡CNaHC≡CCH2CH2OH2,3二氢吡喃/HNaNH2CH3COCH3/HH2/Ni5－甲基－1，5－己二醇第7页共8页 Br2/hvMg/乙醚路线二：CH2＝CH3CH2＝CH2BrCH2＝CH2MgBr环氧乙烷/HPBr3Mg/乙醚CH2＝CH2CH2CH2OHCH2＝CH2CH2CH2BrHCHOH/H2OCH2＝CH2CH2CH2MgBrCH2＝CH2CH2CH2CH2OH5－甲基－1，5－己二醇（各6分）第8页共8页