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高中化学竞赛初赛模拟试卷2


高中化学竞赛初赛模拟试卷(2)

第一题( 4 分)
元素 X 的单质及 X 与 Y 形成的化合物能按如右图 所示的关系发生转化: 1.若 X 为金属,则 X 为 ;n = 。 2.若 X 为非金属,则 X 为 ;置换反应方程式为 m n 。

第二题( 8 分)
1.将尿素与钠分散液在 60 ~110 ℃发生反应,然后

加热( 140~ 200 ℃)可制备 NaCNO。 该方法同氧化法相比,能够制备较纯净的氰酸盐。写出反应方程式。 2.含某化合物的较浓的溶液中加入少量的 AgNO3 溶液出现白色沉淀,然后滴加几滴浓 NaOH 溶液,振荡后沉淀立即溶解。写出反应方程式。 3.用 Mn 2 O3 /H2 SO4 直接氧化法将对溴甲苯氧化对溴苯甲醛是一条绿色工艺流程,写出反 应方程式。

第三题( 7 分)
有人建议根据“最高价阳离子”电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如:S 、 Cr 规 定为ⅥA 族;Se 规定为Ⅵ B 族。 1.写出 S 、 Cr、 Se 最高价阳离子的电子构型; 2.周期数和每周期元素个数是否发生变化; 3.新旧周期表中哪些族的元素是统一的(即完全相同) 4.不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做怎样的变动?

第四题( 7 分)
乙烯的制备可以用卤代烷脱卤化氢和乙醇脱水的方法制取。实验室制取乙烯通常采用 95% 的乙醇和浓硫酸(体积比为 1∶ 3 ) ,混合后在碎瓷片的存在下迅速加热到 160~ 180 ℃制得。 1.实验室为什么不采用氯乙烷脱氯化氢进行制备; 2.实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯中浓硫酸的作用是什么? 3.列举实验室用乙醇浓硫酸法制取乙烯的不足之处; 4.有人建议用浓磷酸代替浓硫酸与乙醇反应,结果发现按醇酸体积比为( 1∶ 3 )进行反 应时,反应混合物在 110℃已经沸腾,温度升到 250℃以上仍没有乙烯产生。 (1)解释实验现象; (2)请提出进一步改进实验的方案。

第五题( 6 分)
吡啶- 2-甲酸,是重要的有机合成中间体。电化学直接氧化 2-甲基吡啶法是一条对环境 友好的绿色合成路线。下表是某研究者通过实验获得的最佳合成条件。 2-甲基吡啶 H2 SO4 阳极电位 反应温度 选择性 电流效率 一 0.5mol/ L 1.5mol/ L 1.95V 40 ℃ 95.3% 45.3% 二 0.6mol/ L 1.5mol/ L 1.85V 30 ℃ 84.1% 52.5% 1.写出制备吡啶- 2-甲酸的电极反应方程式; 2.比较途径一、二,引起选择性、电流效率不同的原因是什么?请用电极反应表示。

第六题( 11 分)
以 Ba(OH)2 · 8H2 O 和无水 TiO2 粉体为反应物,在 300℃时连续反 应 8h 得到 BaTiO3 晶体。该晶体具有显著的压电性能,用于超声波发 - 生装置中。该晶体中每个 Ba2+离子被 12 个 O2 离子包围形成立方八 面体; BaO12 十二面体在晶体中的趋向相同,根据配位多面体生长习 性法则的特例,晶体的理论习性与 BaO12 多面体的形状相同。由于 BaO12 多面体的形状为立方八面体,因此该晶体的生长习性为立方 八面体。 1.BaTiO3 晶体的晶胞如右图所示。该晶体中 Ba、O 联合组成 哪种类型的堆积形式; Ti 的 O 配位数和 O 的 Ba 配位数分别是多少? 2.我们在研究该晶体时,溶液中存在的生长基元为 2 种阴离 子,其 O 配位数与晶体中相同。 请写出这 2 种生长基元和形成生长 基元的反应方程式。 - 3.右图所示 CeO2 结构,O2 离子位于各小立方 体的角顶,而 Ce4+离子位于小立方体的中心。判断 CeO2 晶体的生长习性为什么,说明判断理由。 4. 判断 NaCl 晶体的生长习性, 画出 NaCl 晶胞 中体现其生长习性的单元。

第七题( 4 分)
如图所示,甲、乙之间的隔板 K 可以左右移动,甲 中充入 2 mo l A 和 1 mo l B, 乙中充入 2 mol C 和 1 mo l He, 此时 K 停在 0 处。在一定条件下发生可逆反应:2A (g ) + B(g ) 2C(g ) ,反应达到平衡后,恢复到反应 发生前时的温度。是否可以根据活塞滑动与否可判断左 右两边的反应是否达到平衡?如果能,说明理由;如果不能,计算活塞还在 6 处时隔板 K 最终

停留在何处(不能解出答案,列方程也可)?

第八题( 8 分)
有机物 X 属于芳香族混合物,化学式为 C10 H7 NO2 ;是目前树脂生产中常用的一种耐热改 性剂。已知 X 是平面型分子,且呈现镜面对称。 1.写出 X 的结构简式; 2.系统命名法命名 X ; 3.选用 2 种常见的有机物,分 2 步合成 X 。已知反应过程中仅生成水分子。 (1)写出反应物及中间产物 (2 )上述合成中需用乙酸乙酯、醋酸酐和无水醋酸钠。其中无水醋酸钠作催化剂,那么 乙酸乙酯、醋酸酐的作用分别是什么?

第九题( 8 分)
研究发现, 氯化钴与 6 -甲基吡啶- 2-甲醇反应形成电中性分子的单核配合物分子,实验 测得其钴的质量分数为 17.4% 。 1.确定该配合物的化学式; 2.画出它的立体结构,指出构型。 3.实际测得该配合物分子以二聚体形式存在,且呈现双螺旋结构。 (1)二聚体分子间的作用力是什么? (2)画出该配合物的双螺旋结构。

第十题( 11 分)
写出下面有机反应产物的结构简式: 1. CH3 CHO+ HCHO (足量)
( OH ) 2 / H 2O ?Ca ? ????

2.

3.

O
4.

H N N H S ?NaOH ? ??
CH 3O) 2 SO2 / 相转移催化剂 ? ?? ?(? ??????? ?NaClO

O

第十一题( 10 分)
将由短周期 4 种元素(不含氢)组成的物质 X 4.83g 溶解于 1L 水中。用碱滴定所得溶液 的等分试样( V= 10.0mL) ,消耗 0.028mo l/L NaOH 溶液 23.8mL。经过一段时间,重新从溶液 中取等分试样( V= 10.0mL) ,滴定消耗 0.028mo l/L NaOH 溶液 47.5mL。将第二次滴定之后所 得的溶液分为二等份,向一份溶液中加入 MgSO4 溶液,生成沉淀 5.2mg ;向第二份溶液中加入 BaCl2 溶液,生沉淀的质量为 53.5mg 。 1.确定 X 的化学式; 2.试写 X 与水反应的化学方程式。 3.以 pH- V( X)︰ V(NaOH )为坐标画出第二个等分试样的 pH 滴定简图。

第十二题( 16 分)
某离子化合物 X 由一种有机阳离子和一种无机阴离子组成;元素分析得到 H :5.33%、C: 21.17% 、N :6.17% 、S :35.33%、Ge:32.00% ;该阳离子和阴离子都具有正四面体型的空间对 称性。 1.确定 X 的组成式(阴阳离子分开写) ; 2.画出阴离子的空间构型; 一定条件下 X 能与 HgI2 反应,通过自组装合成了微孔硫化物 Y; Y 的阴离子是通过 X 的 阴离子和 HgS4 变形四面体共用 S 形成的无限网状结构。 3.写出合成 Y 的反应方程式; 4. 2,3-二巯基丙醇在合成 Y 中是不可缺少的,其可能作用是什么? 5. Y 的阴离子是通过 1 个 X 中的阴离子和几个( 2、 3、 4) Hg 相连的,说明理由; 衍射法测得该晶体 Y 属于四方晶系, 晶胞 参数 a= 0.9269n m,c =1.4374n m,Z= 2。 6.计算晶体 Y 的密度。 对样品进行了 DSC-TG 研究,在 320℃ 附近有一个强的吸热峰,详见右图。 7.试确定残留物中的主要成分是什么?

参考答案
第一题( 4 分)
1.Fe 2. C 3 C+ H2 O CO+ H2 ↑(各 1 分) 2NaNHCONH2 + H2 ↑ NaCNO+ NH3 ↑(各 1.5 分)
- + -

第二题( 8 分)
1. 2Na +2NH2 CONH2 NaNHCONH2


2. NH4 Cl +AgNO3 =AgCl↓+ NH4 NO3 AgCl+ 2NH4 +2OH = [Ag(NH3 )2 ] +Cl + 2H2 O (各 1.5 分) 3. Br - -CH3 +2Mn 2 O3 +4H2 SO4 =Br- -CHO+ 4MnSO4 + 5H2 O ( 2 分)

第三题( 7 分)
1.S6+: 1s 2 2s2 2p 6 ;Cr6+:[Ne]3s 2 3p 6 ;Se6+:[Ne]3s 2 3p 6 3d 10 。 (0.5 分) 2.不变( 1 分) 3.ⅠA ,ⅡA ,Ⅰ B,ⅡB 族是统一的,即ⅢA ~ⅦA 族为不完全相同的族,Ⅲ B~ VIIIB 族为完全不同的族。 ( 2 分) 4.其变化情况如下:原周期表中第四、五、六周期的ⅢA~VIIIA 族元素,依次为新周期 表中Ⅲ B~Ⅶ B 族元素,原周期表中第一、二、三周期的ⅢA~ⅦA 族元素,依次和Ⅲ B~ ⅦB 族 元素合并成为新周期表中的ⅢA~ ⅦA 族元素。 (2.5 分)

第四题( 7 分)
1.氯乙烷沸点低,蒸气有毒,应尽量防止吸入( 1 分) 2.催化剂、干燥剂(各 0.5 分) 3.产生乙烯的温度难控制;副反应多,产生的乙烯纯度低,产率低;验耗时长, 且实验效 果不够理想。 ( 2 分) 4. (1 )磷酸中含水较多,乙醇沸点较低,整个反应混合物挥发性较强有关。 (1.5 分) (2)加入适量 P2 O5 固体( 1.5 分)

第五题( 6 分)
1.阳极: C5 H4 N- CH3 +2H2 O→ C5 H4 N- COOH+ 6H +6e ( 2 分) 阴极: 2H + 2e = H2 (1 分) 2.选择性低由于发生副反应: C5 H4 N- CH3 +H2 O→ C5 H4 N -CHO+ 4H + 4e ( 1.5 分) 电流效率低由于发生副反应: 2H2 O= O2 ↑+4H + 4e (1.5 分)
+ - + - + - + -

第六题( 11 分)
1.立方密堆积 2. Ba(OH)12
+ +

6

4(各 1 分)
- - + - -

10 -


Ti(OH)6 2 (各 1 分)
- +

Ba2 +2OH + 10H2 O= Ba(OH)12 10 +10H


Ti4 +4OH +4H2 O=Ti(OH)6 2 +4H (或 TiO3 2 +3H2 O=Ti(OH)6 2 ) (各 0.5 分) 3.立方体( 1.5 分) Ce4+离子的配位数为 8( 1 分)

4.八面体( 1.5 分)

( 1 分)

第七题( 4 分)
不能判断( 1 分) K 所在位置的数值 x 满足: [x/ (2 - x)]5 =(3+ 0.5x)/(3- 0.5x)( 3 分)

第八题( 8 分)

1.

(3 分)

2. N-苯基丁烯二酰亚胺( N-苯基马来酰亚胺) ( 1 分)

3. (1 )



( 3 分)

(2)乙酸乙酯作溶剂、醋酸酐作脱水剂(各 0.5 分)

第九题( 8 分)
1. CoC14 H17 N2 O2 Cl( 2 分) 2. 3. (1 )氢键( 1 分) (2 分) 四方锥( 1 分)

(2)

( 2 分)

第十题( 11 分)
1. (2.5 分)

2.

(2.5 分)

3.

(2.5 分)

CH3O
4.

N N SO2CH3(3.5 分)

CH3O

第十一题( 10 分)
1. NO2 SO3 F( 5 分) NaOH+ HNO3 =NaNO3 +H2 O
+ - -

NaOH+ HSO3 F= Na2 SO4 +H2 O ;


NaOH+ HF =NaF+ H2 O 2NaOH +H2 SO4 =Na2 SO4 + 2H2 O ; Mg 2 +2F =MgF2 ↓ SO4 2 +Ba2 =BaSO4 ↓ Ba2 +2F = BaF2 ↓
+ -

2.NO2 SO3 F+ H2 O= HNO3 + HSO3 F HSO3 F +H2 O= H2 SO4 + HF(缓慢进行) (各 1.5 分)

3.

(2 分)

第十二题( 16 分)
1.[(CH3 )4 N]4 Ge4 S10 (3 分,最简式给 1 分)

2.

(2 分)

3.[(CH3 )4 N]4 Ge4 S10 +HgI2 =[(CH3 )4 N]2 Hg Ge4 S10 +2(CH3 )4 NI( 1 分) 4. 与 Hg 2 形成稳定的可溶性螯合物 (起矿化剂作用,同时也阻止了难溶 Hg S 沉淀的生成) (1 分) 5.每个 Ge4 S10 与 3 个 HgS4 相连,每个 Hg S4 与 3 个 Ge4 S10 相连(1.5 分) 4 个相连时为正四面体结构; 2 个相连时为无限线型结构(各 1 分)


参考图形:

6. V=a2 c=1.2349n m3 ( 1 分) 7. GeS2 ( GeS2 、 GeS ) ( 2.5 分)

ρ =ZM/NA V= 2.58g/cm3 ( 2 分)


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