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2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(2)

2009-1-6 22:02:14  来源:高中化学网  作者:www.gzhxw.cn  【 】  浏览:

 

 

[]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.写出该反应的化学方程式;

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。

 

 

[]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HO原子数目的不同。例如:硅酸的化学式H2SiO3,原硅酸的化学式为H4SiO4;据此推知原甲酸乙酯的结构简式。

 

 

5.工业上以CuOH2SO4为原料制备CuSO4·5H2O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。

 

[]题(7分)

某些含硫氮环的游离酸可通过下列串连反应制得:①氯磺酰通过氨解反应得到A;②将A加热得BB是一种硫酰胺的离子态物质;③B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);④将上反应中的HClCH3I替代,则可制得含硫氮环的有机衍生物(代号D)。

1.请完成①~④的化学反应方程式;

2.并写出CD的化学结构式。

 

[]题(7分)

在液态SO2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。

 

 

 

[]题(14分)

钛酸锶是电子工业的重要原料,与BaTO3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SrTiO3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22 nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a390.5 pm

 

1.写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式;

 

2SrTiO3晶体的结构可看作由Sr2O2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O2构成,另一种由Sr2O2一起构成,Ti4只填充在O2构成的八面体空隙中。

1)画出该SrTiO3的一个晶胞(Ti4用小球,O2用大○球,Sr2用大球)

2)容纳Ti4的空隙占据所有八面体空隙的几分之几?

3)解释为什么Ti4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O2进行立方密堆积的是Sr2而不是Ti4的理由(已知O2半径为140 pm

3.计算22 nm(直径)粒子的质量,并估算组成原子个数。

 

 

[]题(8分)

Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时,火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中,结果腐蚀物中含有Fe(NO3)3·N2O4,该物质实际上是NO[Fe(NO3)4],经X射线晶体结构表示实际为[N4O6][Fe(NO3)4]2。请回答:

1.写出合成NO[Fe(NO3)4]的反应方程式;

2.如果[N4O6]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[N4O6]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。

 

 

 

 

 

[]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ZY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。

 

 

 

 

 

[]题(7分)

用控制电位库仑分析法测定CCl4CHCl3的含量。在-1.0 VvsSCE)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-1.80 V,氯仿可还原成甲烷。

现将0.750 gCCl4CHCl3及惰性杂质的试样溶解在甲醇中,在-1.0 V下电解,直至电流趋近于零,从库仑计上测得的电量数为11.63 C。然后在-1.80 V继续电解,完成电解需要的电量为44.24 C

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CCl4CHCl3的质量分数。

 

 

[]题(10分)

有机酸D可通过如下合成线路合成:

(途径①)

有人提出不经过BC,直接由下面的步骤合成D

(途径②)

称取0.215 g D溶于水,以0.1 mol/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AE的结构简式。

2.对比以上方法,哪个更好,为什么?

 

 

 

 

 

 

 

[]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 ℃。1 mol BTC可在一定条件下分解产生3 mol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BTCBTC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。

1BTC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N1-叔丁基苯甲酰肼(D):

BTCABCD(产物)+E(酯)

写出AE各物质的结构简式。

 

 

 

[十一]题(11分)

化合物X是制备Fe(OH)2过程(FeSO4NaOH)中出现的绿色物质。取6.43 g X,溶于酸,配成200 mL溶液:①取出20.00 mL,用0.0400 mol/LKMnO4溶液滴定,消耗20.00 mL;②取出20.00 mL,加入KI溶液,再用0.100 mol/LNa2S2O3溶液滴定,消耗20.00 mL

1.计算X中不同价态Fe的比例关系,并写出相应反应的化学方程式;

2.通过计算和讨论确定该物质的化学式

3.写出制备X的总反应的离子方程式。

 

 

 

 

 

参考答案


 

[]题(5分)

 

15KClO36P3P2O55KCl1.5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P2O5KCl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。

 

[]题(9分)

 

1.实验法、观察法、比较法(2分)

 

2.①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);②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膨胀,会引发冰箱爆炸。(2分)

 

4HC(OC2H5)32分)

 

557.6%2分)

 

[]题(7分)

1.①SO2Cl24NH3SO2(NH2)22NH4Cl1.5分)

3SO2(NH2)23NH4[(SO2N)3]31.5

[(SO2N)3]33Ag3HCl3AgClH3(SO2N)31

[(SO2N)3]33Ag3CH3I3AgI[SO2N(CH3)]31

 

2C  D(各1分)

 

[]题(7分)

 

14分)

 

2.环中的N原子和C原子分别采取sp2杂化,端连的CN原子分别采取sp杂化。键型有各原子之间的σ键和一个π键、一个π(或者一个π和二个π键)(3分)

 

[]题(14分)

1H2TiO3SrCl22KOHSrTiO32H2O2KCl2分)

 

2.(12分)

 

21/41分)

 

3)容纳Ti4的八面体空隙处于晶胞的中心,是由6个最邻近的O2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O2,另外两个是Sr2。两个正离子Sr2Ti4彼此靠近,从静电学角度分析是不利的。(2分)

 

4Sr2半径为(390.5×140×2)/2136 pm

Ti4半径为(390.5140×2)/255 pm(各1分)

Sr2半径与O2半径相近,而Ti4半径小得多,适合填充在八面体空隙中(1.5分)

4ρM/NAa35.12 g/cm31分)  V=πd3/65.57×1018  cm30.5分)

mρV2.85×1017 g1分)  N5×V/a34.68×105个(1分)

 

[]题(8分)

1Fe4N2O4NO[Fe(NO3)4]3NO↑(2分)

23分)

33分)

 

[]题(10分)

1CH23,设Y的最简式为C4H61分)

Z的组成为X(C4H6)nX的原子量为54.1n×21.36/78.64%14.7n1分)

n4时,存在合理的金属XNi1分)  3d84s21分)

2Y是非平面型环状,化学式应为C8H121分)

结构简式:1分)  顺-14-环辛二烯(1分)

3Ni(C8H12)21分);1分);1分)

 

[]题(7分)

12CCl42H2e2Hgl)=2CHCl3Hg2Cl2s

2CHCl36H6e6Hgl)=2CH43Hg2Cl2s)(各1.5分)

2CCl42.48%  CHCl32.44%(各2分)

 

[]题(10分)

1A  B  C(各1.5分)

D2分)  E1.5分)

 

2.对比可知,途径①方法好,因为A无形成六元环,再以-CH2-形成桥环,虽然存在环张力,但是因为分子内α-H位置接近,分子内成桥环几率大,转化率较大,而途径②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α-H位置关系不定,成环几率小,多分子A通过-CH2-成链几率较小,转化率较低,所以是途径①的方法。(2分)

 

[]题(10分)

1Cl3COOCCl32分)

2BTC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)

3AClCOOCH21.5分)  BMe3CNHNHCOOCH21分)

CCON(CMe3)NHCOOCH21.5分)

DCON(CMe3)NH21.5分)  EHCOOCH21分)

 

[十一]题(11分)

15Fe2MnO48H5Fe3Mn24H2O1分)

6.43 g Xn(Fe2)10×5×0.04×0.020.04 mol1分)

2Fe33I2Fe2I3  I22S2O32S4O622I0.5

6.43g Xn(Fe3)10×1×0.1×0.020.02 mol

n(Fe2)n(Fe3)211

 

2.如果X的式量为6.43/0.02321.5,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SO42,扣除96后,还余58(-5价),不难发现为2OH1.5O2XFe6(SO4)2(OH)4O35分)

 

312Fe2O24SO4216OH2Fe6(SO4)2(OH)4O34H2O1分)


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