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全国高中化学竞赛(初赛)模拟试题20套15


高中化学竞赛初赛模拟试卷(15)
(时间:3 小时
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

满分:100 分)
5 6 9 7 6 8 14 9 10 10 10 11 11
He 4.003 Ne 20.18

Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

1 3

2 9

3 7

4 10

11

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] La 系 B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第一题(3 分) 3 一个 250mL 锥形瓶中盛大约 3mL 液溴(密度为 3.18g/cm ) ,另一个 250mL 锥形瓶中 盛氯气(标准状况下为 3.17g/L) 。分别加入过量的铝,加塞。 在哪一个瓶子里反应更为剧烈,为什么?

第二题(9 分) 工业上用 MnO2 和 KOH 为原料制取高锰酸钾,主要生产过程分两步进行:第一步将 MnO2 和固体 KOH 粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌,制取 K2MnO4; 第二步将 K2MnO4 的浓溶液进行电解,制取 KMnO4。 1.写出第一步制取 K2MnO4 的反应方程式。连续搅拌的目的是什么? 2.写出电解 KMnO4 的浓溶液时的两极发生的电极反应式和电解总的反应方程式。 3. 高锰酸钾在 240~300℃加热时失重 12.66%, 写出反应方程式。 (已知 K2MnO4 640℃ 分解,K3MnO4 800℃分解。 )

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第三题(7 分) 某金属是立方面心晶格型式,密度为 8.90g/cm3,最临近原子之间的距离为 250pm。 1.计算其空间利用率(即原子体积占晶体空间的百分率) ; 2.通过计算确定该金属 3.计算能放入到该金属晶体空隙中最大原子半径是多少?

第四题(10 分) 在 THF 中以碱金属处理(CH3)2SiCl2, 主要产物 A 为一晶体, 摩尔质量为 0.290kg/mol, 分析其成分为:C 41.4%、H 10.3%、Si 48.3%。在苯中,其质子的 NMR 谱具有单谱带。 化合物 A 与溴反应生成含溴 35.5%的产物 B,当 B 在甲苯中以(CH3)3SiCl 和 Na 处理时, 产物之一是液体 C。C 的质子 NMR 谱含有四个谱带,面积比为 3︰2︰2︰1。 1.写出 A、B、C 的结构式。 2.写出(CH3)2SiCl2 水解并且脱水后的产物结构式。 3.写出(CH3)2SiCl2 和少量 CH3SiCl3 水解并且脱水的产物结构式。

第五题(11 分) Na2CO3(106 g/mol)和 H2O2(34.0 g/mol)结 合成棒状晶体,Na2CO3·xH2O2(过氧化氢合相当于 水合。注意:使用高浓度 H2O2 时一定要小心,防止爆 炸生成水和氧气) ,可消毒、漂白或作 O2 源?。现称 取一定质量的晶体加热。实验结果以温度和相对质量 分数示于右图。 1.写出棒状晶体的组成。在 141℃时有一放热反应,解释发生放热反应的原因。 2.有人认为 Na2CO3·H2O2(x=1 时)其实应该是 Na2CO4·H2O(Na2CO4 叫做过氧 碳酸钠) 。请你设计一个实验证明该结论的正确性。 (只要求简述实验方案) 3.国外的洗衣粉中常常加入适量的 Na2CO4 以提高洗涤质量。加入 Na2CO4 的目的是 对衣物进行漂白、消毒。试用化学方程式表示上述洗涤原理。 4.请写出 Na2CO4 与稀酸反应的离子方程式。 5.商品过碳酸钠中一般都含有 Na2CO3,为了测定它的纯度,取一定量的样品和盐酸 反应,通过测量产生的氧气的体积,可以计算出过氧碳酸钠的含量。试设计出测定商品中 Na2CO4 含量的实验方案。

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第六题(9 分) 香豆素(C9H6O2)是一种天然产物香料,其合成过程如下:
Ag ? NH 3 / OH H A+CH3CH=O ?OH ? B ?? C ?????? D ??? E ?H ?? 香豆素 ?? ?/ ? ? ? ?
? ? ? ? ?

请推断 A、B、C、D、E 及其香豆素的结构简式。

第七题(6 分) 量取室温下饱和 Cu(IO3)2 溶液 25.00mL,用 H2SO4 酸化并加过量 KI, 而后用 0.1020mol/L 的 Na2S2O3 溶液滴定生成的 I(提示: CuI 沉淀生成)达终点时消耗 10.29mL。 有 , 2 1.求室温下饱和 Cu(IO3)2 溶液的物质的最浓度。 2.实验中发现,室温下用 Cu(IO3)2 晶体配制“饱和溶液” ,或用 CuSO4 溶液和 KIO3 溶液反应(物质的量之比为 1︰2) ,经搅拌约 15min 并待 Cu(IO3)2 晶体沉降后的“饱和溶 液” ,按上述步骤测定“饱和溶液”中 Cu(IO3)2 的浓度均和文献值有明显的差值。请说明 可能的原因。

第八题(14 分) 三卤化硼都是硼原子配位未达饱和的缺电子化合物,因此都是很强的路易斯酸。 1.写出 BF3 的结构式和其成键特点。分子的极性又如何? 2.如果把 BF3 与乙醚放在一起,B—F 键长从 130 pm 增加到 141 pm,试问所生成的 新化合物成键情况及其极性如何?BF3 分子结构发生了哪些变化? 3.BF3 有两种水合物 BF3·H2O 和 BF3·2H2O。经测定在一水合物的液相中存在着与 分子数相同的离子,其中一半为+1 价阳离子,一半为-1 价阴离子。而在二水合化合物 中,存在着与分子数相同的+1 价阳离子和同样数目的-1 价阴离子。写出它们的结构。 4.BF3 和弱酸 HF 作用,可以得到一个很强的酸。写出该反应的化学方程式。 5.BF3 与 NH3 反应得到一个加合物 H3NBF3,后者在 125℃以上分解得到两种晶体, 一种晶体的结构与石墨相似,另一种晶体中含有两种离子,均为正四面体结构,比例为 1 ︰1。写出 H3NBF3 分解的化学反应方程式。 6.BF3 和 BCl3 的水解性能差别很大,前者可以得到一系列的中间产物,而后者则迅 速彻底地水解。写出二者水解反应的化学方程式,并解释两者差别的原因。

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第九题(10 分) 将热的浓 CuSO4 溶液与热的浓 K2CO3 溶液混合后,静置冷却,发现烧杯底部有大量 绿色粉末状固体 A,并有蓝色粒状晶体 B。将 A、B 溶于稀硫酸,均有气体放出。又据分 + 析,B 中含有大量的 K ;A 和 B 晶体中均含有铜元素。将 A、B 加强热,均产生水蒸汽, 其中 A 失重 28.06%。 1.请写出绿色粉末 A 和蓝色晶体 B 的化学式及沉淀 A、B 的化学反应方程式。 2. 试用最少的非置换反应和简单的操作, A 中获得精铜。 从 请写出你的设计方案 (包 括主要操作和化学反应方程式) 。

第十题(10 分) 已知草莓可以减轻轻微的头痛。常添加在泡泡糖里的物质 A 也具有这种药效;它是一 种芳香族化合物,并无草莓味。A 的摩尔质量不超过 200g/mol。在 303.7K,106.3kPa 下, 1 5.00g A 生成 2.37g 水和 6.24L 二氧化碳;H-NMR 检测分子中存在 3 个完全等价的氢原子, 另有 1 个氢原子存在于分子内氢键中;1mol A 最多可与 2mol NaOH 反应。所得产物之一 酸化后与乙酸酐反应可得 B,B 也是广泛用于治疗头痛的药物。 1.计算确定 A 的化学式; 2.写出 A、B 的结构简式,并画出 A 中的氢键。

第十一题(11 分) 3H 将 HAuCl4· 2O 放在干燥器中干燥后,加到过量的二苄基硫醚中反应,生成物中有一 种含 Au 的化合物 A。经分析,在化学反应前后,C—C 键、C—H 键和 C—S 键都没有遭 到破坏,且 A 中只含有一个金原子,且金的质量分数为 40.9%,氯的质量分数为 14.8%。 1.试确定 A 的化学式,并确定其中金元素的化合价。 2.写出生成 A 的化学反应方程式。 3.X 射线研究发现,A 中 Au 元素的化合价并不是表观下的化合价。A 实际上由 B 和 C 两种物质组成,即:A→B+C(未配平) 。其中,在化学反应前后,C—C 键、C—H 键 和 C—S 键仍然没有遭到破坏,且 B 用氯气氧化即可得到 C。 试写出 B 和 C 的分子式,标明 B 和 C 中 Au 元素的化合价,并说明 B 和 C 中金原子 的杂化形态。 4.将 SO2 通入 KAuCl4 的乙醇一水溶液中,然后加入二苄基硫醚,即可得到无色结晶 B。试写出生成 B 的化学反应方程式。

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参考答案
第一题(3 分) 液溴瓶里的反应更剧烈(1 分) 大约 3mL 液溴的物质的量比 250mL Cl2 的物质的量多,液溴比氯气“浓” ,和铝发生 剧烈反应(2 分) 第二题(9 分) 1.4KOH+2MnO2+O2=2K2MnO4+2H2O(2 分) 在连续搅拌下, O2 在 KOH 存在下与 MnO2 充分接触, 使 发生氧化还原反应 分) (1 2- + - - - 2.2H +2e =H2 2MnO4 -2e =2MnO4 2K2MnO4+2H2O 2KMnO4+H2O+2KOH(各 1 分) 3.8KMnO4=K2MnO4+2K3MnO4+5MnO2+5O2(3 分) 第三题(7 分) 1.74.05%(2 分) 2.镍(相对原子质量 58.7) 分) (3 3.52pm(2 分) 第四题(10 分)

1.A:

;B:Br(SiMe2)5Br;C:Me(SiMe2)5Me(各 2 分)

2.

Si-O 交替成六、八元环都可;

或者是链状的:

(2 分)

3.

(2 分)

第五题(11 分)
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1.由题意知:棒状晶体的组成为,加热到 148℃,失重 32.4%,则 34x/(106+34x)= 0.324,x=1.5,即 Na2CO3·1.5H2O2(2 分) (棒状晶体组成) 。141℃放热过程,过氧化氢 合(相当于水合)的逆过程必是吸热过程。因此放热现象只能是: Na2CO3·1.5H2O2=Na2CO3+1.5H2O2 吸热过程 +) 1.5H2O2=1.5H2O+1.5/2O2 放热过程 Na2CO3·1.5H2O2=Na2CO3+1.5H2O+1.5/2O2 放热过程(2 分) (H2O2 分解释放热量 98.2 kJ/mol,必大于前一反应的吸热量,否则无法说明实验中 的放热现象)脱去 H2O2(吸热)和 H2O2 的分解(放热)同时进行,总结果是放热过程。 2.将物质加热分解,若物质能够脱水而又不失去氧化能力,则必是 Na2CO4·H2O; (1 分)也有可能两种形式的化合物之间发生重排:Na2CO3·H2O2 Na2CO4·H2O, 用乙醚可以从过氧化氢合物的水溶液中萃取出 H2O2,而从过氧化合物中是萃取不出 H2O2 的,借此即可加以鉴别。 分) (1 3.2Na2CO4=2Na2CO3+O2↑(1 分) - + 4.2CO42 +4H =2CO2↑+O2↑+H2O(1 分) 5.可以选定下列装置,将 Na2CO4 置于圆底烧瓶中,稀酸置于分液漏斗中,为了测定 生成气体中 O2 的含量,必须先除去 CO2 气体,可用 NaOH 溶液除去 CO2 气体,再用饱和 Ca(OH)2 溶液确证 CO2 气体是否完全除去,最后用排水法测定 O2 的体积。 分) (3 其实验装置的连接顺序为:a→g→h→e→f→d→c→b。

第六题(9 分)

A:

B:

C:

D:

E:

香豆素:

(各 1.5 分)

第七题(6 分) 1.2Cu(IO3)2+24I-+24H+=2CuI↓+13I2+12H2O(1 分) Cu(IO3)2~13Na2SO3(1 分) c[Cu(IO3)2]=3.23×10-3rnol/L(2 分) 2.用固态 Cu(IO3)2 配得的是不饱和溶液(1 分) 按 1︰2(物质的量之比)配得的为过饱和溶液(1 分)
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第八题(14 分) 1.B 为 sp2 杂化,平面分子(1 分) ,有π

6 4

大π 键(1 分) ;非极性(1 分) ,因结构

对称。 2.B 由 sp2 杂化变为 sp3 杂化(1 分) 。因 B 缺电子,有空轨道(1 分) ,能接受乙醚分 子中 O 的孤对电子,形成新的化学键(1 分) 。 + - 3.BF3·H2O:[H3O→BF3] [HO→BF3] ;BF3·2H2O:[H3O]+[HO→BF3]-(各 1 分) 4.BF3+HF=HBF4(1 分) 5.4H3NBF3 BN+3NH4BF4(2 分) 6. 3+nH2O=HB(OH)nF4-n+(n-1)HF 分) BCl3+3H2O=H3BO3+3HCl 1 分) BF (1 ; ( ; 由于 B 和 F 位于同一周期,大小相匹配,因此 BF3 形成的大π 键较 BCl3 强(1 分) ,导致 BCl3 的水解能力较 BF3 强。 第九题(10 分) 1.A:Cu2(OH)2CO3;B:K2[Cu(CO3)2]·nH2O(各 2 分) 2CuSO4+2K2CO3+H2O=Cu2(OH)2CO3↓+2K2SO4+CO2↑(1 分) CuSO4+2K2CO3+nH2O=K2[Cu(CO3)2]·nH2O+K2SO4(1 分) 2.①用硫酸溶液溶解矿粉:Cu(OH)2CO3+2H2SO4=2CuSO4+CO2↑+3H2O(1 分) ; ②过滤(1 分) ;③以碳棒作阳极,薄精铜片作阴极,用直流电电解滤液(1 分) :2CuSO4 +2H2OH 2Cu+2H2SO4+O2↑(1 分) 第十题(10 分) 1.n(H)=2m(H2O)/M(H2O)=2×2.37/18.02=0.263mol; (0.5 分) - n(C)=pV(CO2)· (RT) 1=106.3×6.24/8.314×303.7=0.263mol; 分) (1 n(O)=(m(A)-n(H)· M(H)-n(C)· M(C))/M(O)=0.098 mol。 (0.5 分) n(C)︰n(H)︰n(O)=8︰8︰3(2 分) 化学式:C8H8O3(1 分)

2.A:

(3 分) B:

(2 分)

第十一题(11 分) 1.A:(C7H7)2S·AuCl2(2 分) ;+2(1 分) 2.2HAuCl4+2(C7H7)2S=2(C7H7)2S·AuCl2+2HCl+Cl2↑(2 分) 3.B:(C7H7)2SAuCl(1 分) ,+1,sp 杂化(1 分) ; 2 C:(C7H7)2SAuCl3(1 分) ,+3,dsp 杂化(1 分) 。 4.SO2+KAuCl4+(C7H7)2S+2H2O=(C7H7)2SAuCl+KCl+2HCl+H2SO4(2 分)

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