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2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷(20)


全国化学竞赛模拟试题选编( 全国化学竞赛模拟试题选编(模拟卷 20) )
(时间:3 小时 满分:100 分)
第一题 题 Ni(Ⅱ)的配合物可以形成四配位的四面体形或平面正方形,亦可形成六配位的八面 体形,若以 CN-和 H2O 为配体,写出符合下列条件的配合物化学式. 1.一种非电解质的八面体配合物 . 2.两个平面正方形配合物 A 和 B,它们均是 1∶

1 电离类型,A 是 ,B 是 . 3.在 Ni(CN)25H2O 中的配离子 . 第二题 题 要测量一个大容器的体积,但是手边没有大的量具,某人将固体 380g NaCl 放入容器 中,加水充满容器,混匀后取出 100mL 该溶液于锥形瓶中,用 0.0747mol/L AgNO3 标准溶 液滴定,终点时消耗 32.24mL,计算该容器的体积. 第三题 题 3 2 2 3 有一酸性的氯化物渣,其中主要含有 PbCl2,还可能含有 Fe +,Fe +,Cu +,Bi +, Ag+(少量)离子,现以氯化物渣为原料生产 Pb(Ac)2,问要采取哪些步骤. 1.用简要的方式,说明采取的主要步骤; 2.欲使 PbCl2 完全转化为 Pb(OH)2,需要加多大浓度的氨水.

第四题 题 将 18g 铁, 铜屑的混合物与氯气反应, 反应物用过量 NaOH 溶液处理后将不溶物过滤, 灼烧,得到残留物 12g,试求该混合物中铁和铜的百分含量.

第五题 题 一棕黑色固体 A 不溶于水,但可溶于浓盐酸,生成近乎无色溶液 B 和黄绿色气体 C; 在少量 B 中加入硝酸和少量 NaBiO3(s) ,生成紫红色溶液 D;在 D 中加入一淡绿色溶液 E, 紫色褪去; 在得到的溶液 F 中加入 KNCS 溶液又生成血红色溶液 G; 再加入足量的 NaF 则溶液的颜色又褪去;在 E 中加入 BaCl2 溶液则生成不溶于硝酸的白色沉淀 H.试确定各 字母所代表的物质并写出有关反应的离子方程式.

第六题 题 将 1.00g NH4Cl 和 100g Ba(OH)28H2O 溶于 80mL 水,在 25℃下,稀释到 100mL. 1.计算溶液的 pH [pKa(NH4+)=9.24]. 2.计算溶液中所有离子的浓度. 3.在上述溶液中加入 100mL 1.00mol/L HCl,计算所得溶液的 pH. 4.计算新的溶液中的[NH3].
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第七题 题 C60 是碳的第三种稳定的同素异形体,C60 的分子构型是由五边形和六边形面成的 32 13 面体,其中五边形面 12 个,每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成化学键,C60 的 C 核 磁共振谱中只现一个峰. 1.已知立方面心堆积的 C60 晶体中,C60 分子占据立方体顶点和面心,立方晶胞边长 为 a=1420pm,试问其晶胞中包含几个结构基元?每个结构基元的内容是什么?计算 C60 球的接触半径?指出晶胞中 C60 与各类空隙数之比. 2.K3C60 化合物晶胞型式和晶胞参数均与 C60 晶体相同,其中 C603-位于立方体顶点和 面心,已知 rK+=133pm,通过计算说明 K+离子在晶胞中占据何种类型空隙?占据空隙的 + 比率是多少?标出 K 离子在晶胞中的位置. 3.与 C 同族的 Si,Ge 等元素能否生成类似 C60 的分子,如 Si60,Ge60 分子,为什么? 推测哪些元素可以形成骨架掺杂的 C60 分子?说明理由的.

第八题 题 一未知无机物 A 发生如下反应:A 为黄白色固体,加热升华,相对分子质量为 266, A 和水强烈反应,生成溶液 B.在 B 中加入 NH4Cl 和 NH3H2O,得白色胶状沉淀,在 B 中加稀 HNO3–AgNO3 溶液得到白色凝胶 C,再加入稀 NH3H2O,白色沉淀 C 溶解,加 入过量 NH3H2O 生成白色胶状沉淀 D,过滤得沉淀 D,加入过量 NaOH 得澄清溶液 E; D 在 E 中通入 CO2 气体又得沉淀 D; 能溶解在乙醚中并保持不变, 该溶液和 LiH 反应生成 F.LiH 过量,F 转化为 G.回答下列问题: 1.确定 A 是何物质 2.写出各步骤的化学反应方程式,并确定 B 至 G 的各物质是什么?

第九题 题 铜(Ⅱ)和吡啶(A)及水杨酸(B)能形成 CuAB 型配合物,在 pH 4.0~4.5 时形成 的配合物呈蓝色,pH 为 5.0~5.5 时配合物却呈绿色,虽然两个配合物都是平面正方形, 且为电中性的,但前者的分子质量明显大于后者,用氯仿萃取时,前者使有机相显蓝色, 后者仍显绿色,为了研究这些配合物的结构,有人用水杨酸甲酯和苹甲酸分别代替水杨酸 作了萃取试验,发现在吡啶苯甲酸体系中氯仿层呈蓝色,而吡啶水杨酸甲酯体系中氯仿层 显绿色,并且两种配合物的构型和各组分摩尔比值均无变化.请问: 1.蓝色配合物的化学结构是什么? 2.绿色配合物的化学结构怎样? 3.解释形成两种不同结构配合物的原因 4.虽然在 pH>6 时也有绿色沉淀生成,但它不能为氯仿所萃取,为什么?

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第十题 题 铜是一种生命元素,铜在生物体内担负着传递电子的功能,双核铜配合物作为模拟生 物体系中含铜活性部位的结构,其配位环境和电化学行为等倍受人们关注.希夫碱化合物 作为配体对研究金属离子在生物体内的某些作用亦一直倍受瞩目.前不久有人合成了三种 铜的希夫碱类配合物,方法如下: ①在水杨酸的甲醇溶液中加入等摩尔有机胺,回流 10min,冷却后用无水 K2CO3 干燥 12h, N-二甲基乙二胺反应为产物 A; 过滤减压蒸馏得黄色粘稠液体产物 (用水杨酸与 N, 用 4-甲基-2-甲酸基苯酚和 2-(2-胺基乙基)吡啶反应为产物 B;用水杨醛和 2-(2- 胺基乙基)吡啶反应为产物 C. ②三个圆底瓶中,分别加入配体 A,B 和 C 的甲醇溶液,然后相应加入 Cu(C2O4), Cu(Ac)22H2O 和 Cu(ClO4)26H2O 的晶体,在室温下搅拌 30min 后过滤,滤液在室温下 蒸发,在容器 1 和 3 中分别得到蓝色晶体 X 和 Z,在第 2 个烧瓶中再添加 NaBF4 固体,则 得到蓝色晶体 Y.元素分析(%)结果如下: C X Y Z 48.24 51.06 42.32 H 5.03 4.52 N 9.40 7.47 Cu 21.14 16.89

3.53 7.05 16.01 1 -1 红外光谱表明,三个配合物在 1644~1635cm 处有 C-N 键吸收峰,X 在 1653cm- 1 处有 C-O 键吸收,而 Y 利 Z 在 1605cm- 处有吡啶环吸收峰.红外光谱还指示 Z 配合物 中有水分子存在. 请回答下列问题: 1.写出合成 A,B 和 C 的化学反应方程式(可用通式表示) ,合成过程中使用减压蒸 馏的目的是什么? 2.写出配合物 X,Y 和 Z 的化学式. 第十一题 题 化合物 C6H10 在催化剂存在下能与一分子氢反应,经臭氧还原水解得到醛,酮化合物 C6H10O2,推断化合物可能的结构. 第十二题 题 +氧化氮,对环境造成污染,现有绿色化学反应方 法如下,请填入各试剂完成该反应

A →

B →

C →

D →

E →

F →
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第十三题 题

问: (A)是 (D)是

反应, (B)是 反应, (E)是

反应, (C)是 反应.

反应,

第十四题 题 ,构型为(R) ,在过氧化物存在下(A)和溴化氢反 分子式为 C7H11Br 的化合物(A) 应生成(B)和(C) ,分子式都为 C7H12Br2, (B)具有光学活性, (C)没有光学活性.用 1mol/L 叔丁醇钾处理(B) ,则又生成(A) ,用 1mol 叔丁醇钾处理(C) ,则得到(A)和 它的对映体. (A)用叔丁醇钾处理得 D,分子式为 C7H10, (D)经臭氧化并还原水解可得 2mol 甲醛和 1mol 1,3-环戊三酮( ) .试写出(A)(B)(C)(D)的结构. , , ,

第十五题 题 "敌稗"的构造式为 料,写出其合成的反应方程式. ,是一种有机农药,试以苯和丙醇为原

第十六题 题

1.写出 A 的结构简式 2.在酸作用下生成 B,C 的历程,并推测 B,C 产量哪个多? 3. 的系统命名是 .

整理:胡 波 2004 年 5 月于浙江慈溪中学 中学综合学科网版权所有,任何网站不得转载

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参考答案
第一题 题 1.[Ni(H2O)4(CN)2] 2.A:[Ni(CN)(H2O)3]CN B:K[Ni(CN)3(H2O)] 3.[Ni(CN)(H2O)5]+ [Ni(CN)(H2O)3]+ 第二题 题 0.02408mol/L , 第三题 题 270L

1.

2.根据下列平衡计算:

解得 x=4,所需 NH3H2O 起始浓度为 4+2×1=6mol/L. 3 3 3 在 6mol/L 氨水中 Fe +,Bi +也能完全沉淀,现以 Bi +为例: 6mol/L 氨水[OH-]=
3 沉淀完全后残留溶液中[Bi +]=3mol/L 5 =1.06×10- mol/L

则需[OH-]=

8 =1.75×10- rnol/L

第四题 题 混合物中铁占 47%,铜占 53% 第五题 题 A:MnO2,B:Mn2+,C:Cl2,D:MnO4-, E:FeSO4,F:Fe3+,G:Fe(NCS)63-, H:BaSO4
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第六题 题 1. 4++OH-→NH3+H2O 18.7mmol NH4Cl 和 3.17mmo1 Ba(OH)2 2O NH 8H (6.34mmol - + + OH )作用生成 6.34mmol NH3,12.4mmo1 NH4 .剩余组成 NH4 -NH3 缓冲溶液,NH4+ =NH3+H+,Ka= ,所以[H+]=
9 =1.13×10- mol/L,

pH=8.95 2.[NH4+]=0.124mol/L [Ba2+]=0.0317mol/L [H+]=1.13×10-9mol/L [Cl-]=0.187mol/L [OH-]=8.85×10-6mol/L 3.10mmol HCl 加入后,有 6.34mmol 被 NH3 中和,假设总体积为 110mL,忽略弱酸 + NH4 ,得[H+]=0.0333mol/L pH=1.48 4.在弱酸溶液中,[NH3],[NH4+]=18.7mo1/110mL=00.170mol/L [NH3]=Ka[NH4+]/[H+]=10/-9.24×0.170/0.0333=2.9×10-9mol/L 第七题 题 1.4 C60 502pm 1∶1∶2 2.C603-构成面心立方堆积时,K+嵌入空隙中,可以嵌入正四面体空隙,也可以嵌入 3 八面体空隙由于每个 C60 -分摊到一个正八面体空隙和二个正八面体空隙,故 K+占据空隙 )处. 比率为 100%,K+在晶胞中位于(1/4,1/4,1/4)和(1/2,0,0, 3.不能,因为 Si,Ge 不能生成稳定的双键,无法以三面共点的形状形成笼状结构; NB 与 C2 是等电子体,可预期将会形成硼,氮掺杂的 C60 分子. 第八题 题 1.Al2Cl6

2.

第九题 题 1.蓝色配合物的结构: ,Py 为吡啶.

2.绿色配合物的结构:

,Py 为吡啶.

3.由于水杨酸中酚基的酸性较羧基小,在低 pH 时酚基上的 H+不易解离,故仅以羧 氧与 Cu(Ⅱ)结合形成蓝色配合物在 pH 较高时,羧基上 H+亦可解离,使水杨酸发挥双 齿配体的作用而形成绿色配合物. 4.pH>6 时,绿色配合物结构被破坏,形成 中含有水分子,亲水性增大,所以不能再溶于氯仿中.
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的配合物,由于分子

第十题 题 1.

减压蒸馏的目的是为了驱除体系中剩余的有机溶剂. 2.根据元素分析结果和红外光谱,三个配合物都为双核,并且配合物中都存在 C=N 键,在 Y 和 Z 中还存在吡啶环. X 的化学式:Cu2(A-)2(C2O4),Y 的化学式:Cu2(B-)2(Ac)BF4 Z 的化学式:Cu2(C-)2(H2O)(ClO4)2 结构中 O⌒N⌒N 表示配体 A,B,C 是以三齿配位的.

第十一题 题
CH 3

,

,

,

,

,

, 第十二题 题

,

第十三题 题 (A)是溴与双键的亲电加成反应, (B)酯在碱催化下起水解反应, (C)是酚氧负离
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子与其反应 Br 所连的碳原子发生饱和碳原子上的亲核取代反应, (D)在碱性条件下的消 去 HBr 反应, (E)是中和反应. 第十四题 题

第十五题 题

第十六题 题

1.

2.新生成的 C⊕离子有两种脱氢的方向,所以有两种产物 B 是共轭体系,故稳定易生 成,产量多.用紫外光谱分析证明有两种产物 B 的λmax>A 的λmax. 3.3,7-二甲基-3,6-辛二烯醛
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