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2009第22届中国化学会全国高中生化学竞赛(省级赛区)试卷及答案


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第 1 题 (20 分) 1-1 F4Si?N(CH3)3 + BF3 ? F3B?N(CH3)3 + SiF4 ; F3B?N(CH3)3 + BCl3 ? Cl3B?N(CH3)3 + BF3 BCl3 ? BF3 ? SiF4 顺序错误不给分 1-2 (1)
F F B F

(2 分)

分子构型为平面三角形,不画成平面形不给分 (0.5 分) sp2 (0.5 分)
N H3C CH3 CH3

分子构型为三角锥形, 不画成三角锥形不给分 sp3 (2)
F B N CH3
F F F Si N CH3 F

(0.5 分) (0.5 分)

F F

H3C H3 C

B:sp3

(1 分)+ (1 分)

H3C H 3C

Si,sp3d 不配平不给分 (1 分)

(1 分)+ (1 分)

1-3

BCl3 + 3H2O = B(OH)3+ 3HCl BCl3 + C5H5N = Cl3B-NC5H5 或 BCl3 + N =
Cl3B N

(1 分) 1-4
Cl Be Cl

sp 结构简式和杂化轨道各 0.5 分
Cl Cl Be Cl Be Cl

(1 分)

结构简式 1.5 分 sp
Cl Be Cl Be Cl
2

杂化轨道 0.5 分
Cl

(2 分)

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结构简式 1.5 分 sp 画成
Cl Be Cl n
3

杂化轨道 0.5 分

也得分 (2 分)

1-5

H2N O O H2N

O O NH

Cr

只有画出 7 配位的结构简式才能得满分,端基氮不配位得 0 分,二级氮不配位得 1 分 (2 分) Cr 的氧化态为+4 (1 分) 1-6
CO O OC OC CO Mn CCH3 PPh3

(1 分) 不要求配体的位置 Mn 的氧化态为+1 (1 分) 第 2 题 (6 分) 下列各实验中需用浓 HCl 而不能用稀 HCl 溶液,写出反应方程式并阐明理由。 2-1 SnCl2 + 2HCl = SnCl42- + 2H+ 不配平不给分 2浓 HCl 的作用是形成 SnCl4 ,可防止 Sn(OH)Cl 的形成,抑制 SnCl2 水解。 (1 分) 写配平的水解方程式,加浓盐酸平衡向左移动,抑制水解 也得分 2 分 2-2 MnO2 + 4HCl = MnCl2 + Cl2 + 2H2O 不配平不给分 加浓 HCl 利于升高 MnO2 的氧化电位,降低 Cl 的还原电位,使反应正向进行。 表述为提高 MnO2 氧化性,同时提高 HCl 还原性,也可以。 二个理由各 0.5 分 2-3 Au + HNO3 + 4HCl = HAuCl4 + NO + 2H2O (1 分) 加浓 HCl 利于形成 AuCl4 ,降低 Au 的还原电位,提高硝酸的氧化电位,使反应正向进行。
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-

(1 分)

(1 分)

(1 分)

表述为提高 Au 的还原性,提高硝酸的氧化性,有利于反应向右进行,也得满分。 二个理由各 0.5 分 第 3 题 (5 分) 3-1 (1) 2NH3 + 3Cl2 = N2 + 6HCl (2) NH3 + HCl = NH4Cl (白烟)

(1 分)

每个反应式各 1 分,不配平不给分 (2 分) 合并成一个反应也得分。得到 N2 得 1 分,得到 NH4Cl 得 1 分。 3-2 (1) 3Zn +Cr2O72- + 14H+ = 3Zn2+ + 2Cr3+(绿) + 7H2O (2) Zn + 2Cr3+ = Zn2+ + 2Cr2+(天蓝) (3) 4Cr2+ + O2 + 4H+ = 4Cr3+(绿) + 2H2O 2+ + 3+ 或 2Cr + 2H = 2Cr (绿) + H2 每个反应式各 1 分,不配平不给分 (3 分) 第 4 题 (4 分) 4-1 导出溴指数与 V、d 和 Q 的关系式(注:关系式中只允许有一个具体的数值) 。
溴指数 = = Q V ×d Q V ×d × 79.90 g mol-1 × 1000 mg × g-1 96500 C mol-1 × 100

× 82.8 mg C-1

(2 分) 4-2 若在溶剂体系中增加苯的比例,说明其优缺点。 优点:增加汽油溶解度,有利于烯烃的加成过程; (1 分) 缺点:降低溶液电导,将使库伦仪输出电压增加。 (1 分) 第 5 题 (8 分) 5-1 防止空气中的二氧化碳进入试样溶液,否则会在溶液中产生碳酸盐,后者不能使酯发生皂化反应却在酚酞 无色时以碳酸氢根存在导致滴定结果有正误差。 (2 分)
皂化当量 X (mg) (V2 - V4)(mL) × 0.0250 (mol L-1)

5-2

(3 分) 5-3 样品中的游离羧酸会降低皂化当量。要消除这种影响,可另取一份样品,不必皂化,其它按上述测定步骤 进行操作,然后将第二次滴定所消耗的 0.025 mol L-1 盐酸标准溶液的毫升数,自皂化样品滴定时所消耗的 0.025 mol L-1 标准盐酸溶液的毫升数中减去,以进行校正。 其中空白实验 2 分 (3 分) 第 6 题 (10 分) 6-1 图中的平行六面体是不是方解石的一个晶胞?简述理由。 不是。 (1 分) 晶体的平移性决定了晶胞的 8 个顶角必须相同,平行棱的结构必须相同,平行面的结构必须相同,而该平行六 面体平行棱上的碳酸根离子的取向是不同的。 (1 分) 6-2

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(2 分) 6-3 (1)

或 (2 分) (2) d(AB) = 250.4 pm ? 0.5 ? cos30o = 144.6 pm 只要有计算过程,得出正确的核间距 (2 分)

(3) 因为该晶体的 c = 666.1 pm, 是 AB 最短核间距的 4.6 倍,其间不可能有共价键,只有范德华力,该晶体属 层状晶体,难以通过由共价键振动传热。 (2 分) 第 7 题 (8 分) 7-1 A 的结构简式:

其他答案不得分。 7-2 B 的结构简式:

(2 分)

或 只要答出其中一种,得 2 分;(2 分) 7-3 C 的结构简式:

2-

只要答出其中一种,得 2 分;(2 分)
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2-

得1 分 7-4 B 不具有芳香性。 因为不符合 4n + 2 规则。 第 8 题 (16 分) 8-1 (1)
HO OH

(1 分) (1 分)

O A

O

其他答案不得分。

(2 分)

10 (2) A2-环内的 π 电子数为 2,符合 4n + 2 规则,具有芳香性,π 电子是离域的,可记为 ? 8 ,因而同种化学键是

等长的。 (2 分) (3) 8-2
HOOC COOH HOOC

5 (2 分)

K1 = 1.17 × 10-2 K2 = 2.60 × 10-7

COOH K1 = 9.3 × 10-4 K2 = 2.9 × 10-5

共 4 个酸常数,每个 0.5 分

(2 分)

顺式丁烯二酸发生一级电离后形成具有对称氢键的环状结构,十分稳定,既使一级电离更容易,又使二级电离更 困难了,因而其 K1 最大,K2 最小。 (2 分) 8-3 (1) c/K = 0.1/10-1 < 500, K = [H+]2/(c-[H+]), [H+] = 0.062 mol L-1 pH = 1.21

(2 分) (2) N-S 键中的电子由于磺酸根强大的吸电子效应使 H-N 键极性大大增大,而且去质子后 N-S 缩短,导致 H-N 很 容易电离出氢离子。 (2 分) (3) H3NSO3 + Cl2 = H2ClNSO3+HCl H2ClNSO3 + H2O = HClO + H3NSO3 每个方程式 1 分 (2 分)
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第 9 题 (8 分) 9-1 (1)的反应条件 加热 其他答案不得分。 (0.5 分) 9-2 有 9-3 (1)的反应类别 (2)的反应类别 狄尔斯 - 阿尔德 (Diels-Alder) 反应 还原反应 答环加成反应、二聚反应也给分; 答催化氢化、加成反应也给分; (0.5 分) 个三级碳原子,有 个四级碳原子,至少 (2.5 分)

分子 A 中有 个一级碳原子,有 个二级碳原子,有 个氢原子共平面。 2,0,4,1,4. 每空 0.5 分 B 的同分异构体 D 的结构简式是:

只要正确表达出双键加成就可得分。 其他答案不得分。 9-4 E 的结构简式是:
CH2 C HC C CH C CH2

(2 分)

C

CH2

CH2 C

答出 1 个就得满分。错 1 个扣 0.5 分。 第 10 题 (15 分) 10-1 (1) A 的结构简式
H3 C C H3 C CH2

(2 分)

其他答案不得分。 B 的结构简式
H C Cl3C O

(1 分)

其他答案不得分。 10-2 化合物 E 的系统名称 3,3-二甲基-4,6,6-三氯-5-己烯酸乙酯。 其他答案不得分。 化合物 I 中官能团的名称
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(1 分)

(2 分)

卤原子、碳碳双键、酯基、醚键。 共 4 种官能团,每个 0.5 分。写错 1 个扣 0.5 分。(2 分) 10-3 由化合物 E 生成化合物 F 经历了 2 其他答案不得分。 酸碱反应 (亲核)取代反应。 共 2 个反应类别,每个 0.5 分。(1 分) 10-4 不能 其他答案不得分。 (1 分) 因为酯会发生皂化反应、NaOH 的碱性不够强(不能在酯的?位生成碳负离子) 、烯丙位的氯会被取代、双键可能 重排等等。 答出二种或二种以上给满分。 (2 分) 10-5 (1) 化合物 G 和 H 反应生成化合物 I、N(CH2CH3)3 和 NaCl,由此可推断: H 的结构简式
CH2N(CH2CH3)3 O

步反应,每步反应的反应类别分别是 。 (1 分)

+

Cl-

其他答案不得分。 H 分子中氧原子至少与 11 个原子共平面。 其他答案不得分。

(1 分)

(1 分)

10-6 芳香化合物 J 比 F 少两个氢, J 中有三种不同化学环境的氢, 它们的数目比是 9 ? 2 ? 1, 则 J 可能的结构为(用 结构简式表示):
C(CH3)3 Cl HO Cl OH HO Cl C(CH3)3 OH Cl OOH OC(CH3)3 Cl Cl Cl Cl OH OH Cl Cl Cl OC(CH3)3 OOC(CH3)3 Cl OOC(CH3)3 Cl C(CH3)3 Cl Cl OOH Cl C(CH3)3

答出 1 个就得 2 分,答错 1 个扣 0.5 分

(2 分)

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