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第27届全国高中生化学竞赛(省级赛区)模拟题(二)


第 27 届全国高中生化学竞赛(省级赛区)模拟题(二) 题 卷

考试时间 3 小时,迟到超过 30 分钟不能进考场。开始考试 30 分钟内不能离开考场。 本试题由题卷和答题卷组成,用黑色签字笔或黑色圆珠笔答题。在答卷题序号设定的方 框内答 题,答在其它地方无效。 第 1 题 (15 分) 1-1 说明为何 AlF3 和三卤化硼 BX3 均不形成双聚体的原因,

比较 B2H6 与 Al2Cl6 结构上的异 同点。 分) (3 1-2 酸化的 Co2+的溶液可在空气中保存较长时间, 但加入氨水先得到红棕色的溶液, 然后立 即变成紫红色,分析原因。用适当的方程式表示。 分) (2 CrO42-溶液检出 Pb2+为什么只能在弱酸或弱碱性介质中进行? 1-3 结合离子方程式回答:用 (2 分) 1-4 向硝酸酸化的 NaBiO3( aq) 中慢慢滴入 MnCl2( aq) , 先出现紫色, 然后紫色又逐渐变成棕色, 用离子方程式解释之。 分) (2 1-5 已知钴的两种配离子 A 和 B,A 的化学式为[Co2(NH3)10H2O2]4+ ,B 的化学式为 [Co(NH3)5(OH)]2+,A 离子含有桥键,A 离子的桥键均裂后产生两个 B 离子。 画出 A、B 两种离子的结构式,指出钴元素的氧化态及钴离子的杂化轨道类型,并判断这两 种离子是顺磁性还是抗磁性。 分) (6 第 2 题(9 分) 化合物 A 为非放射性主族元素 M 与氧的化合物,将 13.712gA 与过量热 稀硝酸充分反应后,得到不溶物 B 和溶液 C,将 B 洗净后与过量草酸混合,加入过量稀硫 酸并充分反应,生成的气体全部通入过量的熟石灰溶液中,得到 4.004g 不溶物质。控制温 度,M 的单质与氧反应,生成具有较强氧化性的 D,D 含氧 10.38%。 2-1 通过计算给出 D 的化学式。 分) (3 2-2 通过计算给出 A 的化学式。 分) (4 2-3 给出 B 在硫酸溶液中与草酸反应的离子方程式。 分) (2 第 3 题(10 分) 一容积可变的反应器,如图 3 所示,通过活塞维持其内部压力由于恒外 压相等。

图 3 容积可变的反应器示意图 在恒温、有催化剂条件下,反应器内进行如下反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 3-1 若平衡时,反应器的容积为 1.0L,各物质的浓度如下: 物质 c/(mol· ) l
-1

N2 0.11

H2 0.14

NH3 0.75

现向平衡体系中注入 4.0mol N2。试计算反应的平衡常数 Kc 和反应商 Qc,并由此判断 反应将向什么方向进行。 分) (5
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3-2 若平衡时,反应器的容积为 V,各物质的浓度分别为 c(N2),c(H2)和 c(NH3),现向平 衡体系中注入体积为 x V 的 N2(同温同压) 。设此条件下 1mol 气体的体积为 V0,试推导出 Qc 的表达式,并判断反应方向。 分) (5 第 4 题(8 分) 甲酸和乙酸都是重要的化工原料。移取 20.00ml 甲酸和乙酸的混合溶液, 以 0.1000mol· NaOH 标准溶液滴定至终点,消耗 25.00ml。另取 20.00ml 上述混合溶液, l-1 加入 50.00ml0.02500mol· KMnO4 强碱性溶液, l-1 反应完全后, 调节至酸性, 加入 40.00ml0.2 + -1 2 000mol· Fe 标准溶液,用上述 KMnO4 标准溶液滴定至终点,消耗 24.00ml。 l 4-1 计算混合溶液中甲酸和乙酸的总量。 4-2 写出氧化还原滴定反应的化学方程式。 4-3 计算混合酸溶液中甲酸和乙酸的浓度。 第5题 (10 分) 用邻苯基—双—(二甲砷) (简记为 diars,常做配体)与 FeCl3 作用,可生

成一个双配离子的化合物 A。已知 A 中阴离子是正四面体结构,阳离子中 Fe 为 6 配位,其 配体 diars 和 Cl 的数目相等,为 1:1。 将 A 用硝酸氧化后得到一种晶体 B, 经分析 B 晶体中的正负离子的空间结构与 A 完全相同, 只不过是阴离子与阳离子的个数比不同,A 为 1:1、B 为 2:1。 5-1 试确定 A 和 B 的分子式。 分) (2 5-2 画出 A 中阳离子可能的结构简式,并指明哪一种结构较为稳定。为什么?(3 分) 5-3 指明 A 和 B 中铁元素的氧化数;A→B 属于什么反应?(3 分) 5-4 写出生成 A 的化学反应方程式。 分) (2 第 6 题(10 分)氨基磺酸是一种重要的无机酸,实验测得其分子中的氢原子和氧原子分别 只有一种化学环境,氨基磺酸易溶于水,在水中的酸常数 Ka=1.01×10 ,其酸根离子有三 种键长。 6-1.计算 0.010 mol/L 氨基磺酸水溶液的 pH 值。 分) (2 6-2.画出符合上述结构特征的氨基磺酸分子的立体结构式,标注出分子的偶极(正负极) , 判断该分子有几重旋转轴?(3 分) 6-3.从结构与性质的关系解释为什么氨基磺酸是强酸。 分) (2 6-4.写出用氨基磺酸鉴定石灰岩的反应方程式。 分) (1 6-5.氨基磺酸可用作游泳池消毒剂氯水的稳定剂。用两个反应方程式解释其原因(2 分) 第 7 题(12 分)w.w.w.k.s.5.u.c.o.m 立方氮化硼(cBN)是一种自然界不存在的人工合成超硬材料,硬度仅次于金刚石, 但耐热性、 化学稳定性以及钢材加工等方面表现出比金刚石更加优异的性能, 具有巨大的应 用价值。由美国通用电气公司温托夫等人首次研制成功,随后成为各国争相研制的热点,是 超硬材料领域的最重要成就之一。
-1

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7-1 立方氮化硼由六方氮化硼(hBN)在高温高压下制备,六方氮化硼又称“白石墨”,结构
和许多性质与石墨类似,柔软光滑,由如图1所示的B、N平面层堆叠形成,沿c轴方向相邻 两层的B、N原子投影重合,试画出hBN的一个晶胞透视图。

7-2 立方氮化硼(cBN)的晶胞结构如图2所示,与金刚石的结构相似,面心立方晶胞,晶
胞参数α = 361.5 pm。在cBN晶体中B原子的堆积方式为___ ___ __空隙 ___,B填充N的

7-3 宝石工匠琢磨钻石时,有些晶面特别难抛光,试推测立方氮化硼的那些晶面难抛光?为
什么?

7-4 以知金刚石的晶胞参数α = 356.7 pm,通过计算说明立方氮化硼的硬度略小于金刚石的
原因。 第 8 题 (12 分) 天然产物 Eudesmol 可通过下列途径合成。
O H3C + A B O C O
①K ①NaBH4, THF ②L ③M ④N ①D ②E

O

F

G

O O O

H I

H3O+ O

②H3O

+

J

①O

Eudesmol

CO2Me

②P

OH

8-1 写出用 A~P 标示的中间体和试剂。 分) (8 8-2 指出 J 在①~④试剂条件下反应的类型。 分) (4 O 第 9 题(5 分) O 某化合物 X 的结构为 9-1 写出该化合物的系统名称及所含的官能团名称。 分) (2 9-2 写出与 X 互为同分异构体,且满足下列结构特征的所有异构体的结构简式:①属于芳香 族化合物,且芳香环上的 H 只有两种化学环境;②只含一种官能团。 分) (3 第 10 题(9 分)结构为 应形成酰胺( 的化合物称为酰氯,这类化合物可与胺类化合物(R'NH2)反

) 。化合物 N 一丙基一 N 一[2 一(2,4,6 一三氯苯氧基)乙基]一 1H 一
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咪唑—1—甲酰胺是德国艾格福公司首先开发的一种咪唑类广普杀菌剂,国际通用名为 Prochloraz,商品名为 Sprotak。它可由下列步骤合成:

根据上述合成步骤回答下列问题: 10-1.写出化合物 A、B、C 的结构简式; 分) (3 10-2.写出 A 及 B 的系统名称。 分) (2 10-3.指出 A B、B C、C D 的反应类型。 分) (2 10-4.第一步反应中加入的氢氧化钠和最后一步反应中加入的三乙胺有相似的作用,试分 析它们的作用。 分) (2

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