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第 2 届HChO化学竞赛联考试题


第 2 届 HChO 化学竞赛联考试题 @ 王沐焓

2016 年 6 月

共4页

第2届

化学竞赛联考试题

第 1 题 (11 分) 1-1 将化合物 A、B、C 和 D 按肼解反应的反应性从大到小排序。

A B C D 1-2 观察下面的合成路线(

不考虑立体化学;LDA 为非亲核性位阻碱二异丙基氨基锂) :

1-2-1 画出化合物 E、F、G、H 和 I 的结构简式。 1-2-2 化合物 I 在酸催化下,可发生如下的反应。指出该反应的具体反应类型,并画出该反 应的带电荷的中间体 J 的结构简式。

第 2 题 (8 分) 2-1 随着近年来国内 PX(对二甲苯)工厂数次发生安全事故,对二甲苯这一低毒的基本化 工原料也进入了公众的视野。 甚至发生了名牌高校化学专业学生抵制谣言, 捍卫对二甲苯低 毒属性的事件。不过,工业制备对二甲苯的主要方法是,以甲苯为原料,在三氯化铝催化的 适当条件下进行反应,得到对二甲苯和另一常见有机物。写出该反应的方程式,并简述 PX 工厂一旦发生事故,仅考虑对二甲苯的低毒属性是否正确,为什么? 2-2 2000 年,研究发现在绝对无水的条件下,碳酸分子是可以稳定存在的。只有当存在痕 量的水做催化剂时,碳酸才会分解。 2-2-1 画出碳酸的路易斯结构式,指出碳原子的杂化方式。 2-2-2 水催化碳酸分解时,依靠氢键形成了六元环,画出这一结构。 2-2-3 碳酸单甲酯,碳酸二甲酯是否可以发生类似的分解反应? 第 3 题 (11 分) 3-1 无水 FeCl3 与 NH4Cl 加热,可制备 FeCl2。写出该反应的方程式,并说明两种生成的气 体在反应中分别起到了什么作用? 3-2 硫的含氧酸盐化学内容十分丰富,其中很多反应是可用化学原理推测的。写出下列各 关于 Na2S2O4(连二亚硫酸钠)的化学反应的方程式。 3-2-1 Na2S2O4 在 HCl 溶液中分解,有 SO2 生成。 3-2-2 Na2S2O4 在 NaOH 溶液中分解。 3-2-3 对固态 Na2S2O4 加强热,得到若干热稳定化合物。 3-3 完成下列关于一价银化合物的问题。 3-3-1 在 AgCl、Ag2O 分别溶于氨水得到的两种溶液中,有一种可分解生成爆炸性物质。 写出该反应的方程式。
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第 2 届 HChO 化学竞赛联考试题 @ 王沐焓

2016 年 6 月

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3-3-2 将 C2H5OH 加入饱和 AgNO3 的硝酸溶液中, 生成 AgONC (雷酸银) 、 CO2 与 HNO2, 写出该反应的方程式。 3-3-3 将 AgSCN 悬浮在溶剂中,用 Br2 进行氧化,可制得(SCN)2。写出该反应的方程式, 并指出该反应发生的驱动力。 第 4 题 (11 分) 4-1 继 2014 年科学家在质谱中观测到+9 氧化态的 IrO4+离子之后,2016 年,科学家通过计 算找到一种可能稳定存在的含有+10 氧化态金属的离子,其质核比为 129.55,写出该离子的 化学式,并说明,其电子组态与 IrO4+是否相同。 4-2 在钒(V)的酸性溶液 VO2+中,加入草酸得到一深蓝色溶液,加入 KMnO4 溶液使之变为 淡黄色,取同量酸性钒酸盐溶液,用锌还原使之为紫色,再取适量 KMnO4 溶液使之变为绿 色,将得到的黄、绿色溶液混合,生成蓝色溶液。写出除高锰酸钾氧化之外的三个反应的方 程式。 4-3 用化学方法分离 Cr3+、Ag+、Cu2+、Al3+和 Zn2+。 4-4 微生物是导致硫代硫酸钠溶液分解的主要原因,为了抑制微生物的活性,应控制溶液 为弱碱性。为此,应在配制溶液时加入适量盐。以下三种盐均符合 pH 要求,你认为哪一种 最合适,为什么? A. Na2HPO4 B. Na2CO3 C. NH4Cl-NH3 缓冲体系 第 5 题 (9 分) 5-1 一般认为富含维生素 C 的水果不可与海鲜等富含五价砷的食物一起食用,否则砷会被 还原为剧毒的三价砷。某人食用的螃蟹中砷含量为 4.75 mg· Kg-1,同时食用的橙子中维生素 C 含量为 33 mg· 100g-1。已知在体内五价砷到三价砷的转化率为 20.0%-45.0%,人体允许的 三氧化二砷的最大摄入量为 60.0 mg,则此人最多能摄入多少螃蟹,又能摄入多少橙子? 已知:

5-2 维生素 C 在人体的部分代谢过程如下:

5-2-1 利用如下条件,计算 2h 后,血液内维生素 C 的浓度[B]和脱氢维生素 C 浓度[C]。 i) 反应一为一级反应,反应二为零级反应。 (提示:消化道内维生素 C 的浓度满足方 -k1t 程 [A] = [A]0· e ,式中 t 为时间) ii) 在 0 时刻,A 浓度[A]0=0.012 mmol· L-1,消化道内的维生素 C 溶液体积为 1L; iii) B 浓度[B]0 = 0.34 mmol· L-1,C 浓度[C]0 = 0.16 mmol· L-1,血液的体积为 50mL。 iv) 式中 k1 = 7.9× 10-3 min-1,k2 = 2.3× 10-7 mol· L-1· min-1。 5-2-2 若假定反应 2 可逆并且时刻处于化学平衡,平衡常数 K=[B]/[C]=9.4× 10-3,其余数据 与前一问中相同,请计算 2h 后血液内维生素 C 的浓度[B]。

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第 6 题 (11 分) 6-1 在某四方晶系的复合硫化物中,硫原子做 ABCABC 型堆积, 铜原子和磷原子共计占据三分之一的四面体空隙, 从而形成了独特 的平面层结构,其晶胞示意图如右所示。图中铜原子位于晶胞的面 上,磷原子则位于棱上和晶胞内。所有四面体均近似为正四面体。 6-1-1 该晶体的磁矩为 0,写出其中存在的孤立阴离子的化学式。 6-1-2 写出该硫化物的化学式以及全部铜原子的原子坐标。 6-1-3 已知该晶体的密度 D = 2.91 g· cm-3,求其晶胞参数 a 和 c 的 近似值(以 pm 为单位) 。 6-2 在答题纸中给出了二碘化汞的晶胞示意图(只有所有碘原子 被标出) ,晶胞中只有一种化学环境的碘原子。所有汞原子则都在 晶胞的侧面上,它们均填入四面体空隙中。补全该结构示意图。

第 7 题 (8 分) 取 0.2748g 主要含[Co(NH3)6]Cl3 和[Co(NH3)5Cl]Cl2 的样品, 加入 10mL 10%氢 -1 氧化钠溶液蒸馏,以 25.00mL 0.5554 mol· l 盐酸吸收蒸馏出来的氨气,后用 0.4894 mol· l-1 氢氧化钠溶液滴定过量的盐酸,消耗 17.54 mL。将上述蒸出氨的样品溶液冷却后,先后加 入 1 g 碘化钾,12 mL 6 mol· l-1 的盐酸,静置,钴元素被还原为正二价。以 0.05242 mol· l-1 硫代硫酸钠溶液滴定,消耗 17.82 mL。 7-1 在以氢氧化钠滴定过量的盐酸时,选用甲基橙做指示剂而不是酚酞,简述原因。 7-2 写出氢氧化钴(Ⅲ)与碘化钾的反应的化学方程式以及滴定反应的方程式。 7-3 计算样品中[Co(NH3)6]Cl3 和[Co(NH3)5Cl]Cl2 的质量分数。 第 8 题 (9 分) 8-1 等量 BF3 和 NH3 可反应生成 BF3· NH3, 画出其结构简式, 并指明该化合物的具体种类。 8-2 BF3 和 NH3 还能以 1:2、1:3 和 1:4 的比例形成化合物,解释这一事实。 8-3 由此,画出 BF3· NH3 中存在的链状结构的示意图。 8-4 BF3 还能与 N(C2H5)3 形成化合物(BF3)2· N(C2H5)3,画出其结构式。 8-5 BBr3 与 H2S2 反应,可生成 B2S3Br2。写出生成该化合物的化学方程式,并判断下面哪 个极限式最稳定,为什么?

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第 9 题 (10 分) 9-1 碱性条件下,4-甲基吡啶与苯甲醛发生缩合反应,生成化合物 L,画出反应的关键中间 体 K 的一个极限式以及 L 的结构简式, 并说明, 2-甲基吡啶与 3-甲基吡啶能否发生该反应? 9-2 氨基负离子可与吡啶反应,生成氢气与氨基吡啶。画出有机物 M 和 N 的结构简式。

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第 10 题 (12 分) 10-1 画出下面的反应的中间体 O、P 和 Q。

10-2 在芳香亲核取代反应中,反应物经历了亲核加成成为 σ 络合物,σ 络合物再发生消除 反应生成新的芳环。 10-2-1 以羟基和对硝基氟苯的反应为例,画出这个反应的反应势能示意图,并简述对硝基 氟苯反应性比对硝基氯苯高的具体原因。 10-2-2 用反应势能示意图以及必要的文字说明,对硝基氯苯中的硝基不可被亲核取代。 10-2-3 事实上,在芳香亲核取代反应中,硝基反应性高于氯原子。如何通过实验证明硝基 反应性更高?

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