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2004年全国化学竞赛(省赛区)模拟试题(三)


2004 年全国化学竞赛(省赛区)模拟试题(三)
.工业上获得碱金属单质可采用碳或碳化物高温还原法制得,写出 K2CO3 和 C 在真空 1200℃条件下反应和用 KF 与 CaC2 在 (高温) 1000~1150℃条件下制 K 的两个反应方程式。
1

.使用中学常用实验器材,试设计一个实验证明 Ba(OH)2 与 H2SO4 在溶液中

的反应是 离子反应。要求作出有关实验原理、过程、现象的说明。 (1)实验原理: ; (2)实验方法: ; (3)实验现象: ;

2

. 1862 年比利时人索尔维以 NaCl、 CO2、 NH3 和 H2O 为主要原料, 制得纯净的 Na2CO3, 称作索尔维制碱法,其主要操作是: ①在氨化饱和食盐水中通入 CO2,制得小苏打 NaHCO3 ②小苏打在 250℃焙烧得纯碱 Na2CO3,分解得到的 CO2 循环利用 ③在析出小苏打后的母液中加入生石灰,将所得的 NH3 循环利用 1940 年我国著名科学家侯德榜先生冲破“索尔维法”技术封锁,并加以改进,在析出 小苏打的母液中加入食盐,使 NH4Cl 晶体析出,生产出 Na2CO3 和 NH4Cl 两种产品,这便 是举世闻名的“侯氏制碱法”。阅读上述材料,回答下列各问: (1)在氨化饱和食盐水中通入 CO2 生成小苏打的两步相关反应的化学方程式是:

3

(2)在析出 NaHCO3 的母液中加入生石灰回收 NH3 的化学方程式是:

(3)侯氏制碱法与索尔维法相比,最明显的好处是: .亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中发生以下反应: Na2SO3+ KIO3+ H2SO4→ Na2SO4+ K2SO4+ I2+ H2O (1)配平上面的氧化还原反应方程式,将系数填入方框中。 (2)其中氧化剂是 ,若反应中有 5 mol 电子转移,则生成的碘是 mol。 (3)该反应的过程和机理较复杂,一般认为发生以下①~④反应: - - - - ①IO3 +SO32 =IO2 +SO42 (反应速率慢) - - 2- 2- ②IO2 +2SO3 =I +2SO4 (反应速率快) - + - ③5I +6H +IO3 =3I2+3H2O (反应速率快) - + 2- 2- ④I2+SO3 +H2O=2I +SO4 +2H (反应速率快) 根据上述步骤推测该反应总的反应速率由 应应决定(填写上述四步反应的序 号)。 (4)若预先加入淀粉溶液,由上述四步反应可以看出必须在 离子消耗完全 时,才会有使淀粉变蓝的现象产生。
4

两种非金属元素彼此距离两个周期,其单质 Xm、Yn 都是无放射性的固体,能发生 反应:Xm+Yn+H2O→HY+H3XO4+XH4Y,试判断 m、n 的值,并确定 Xm、Yn 各是什 么物质?简述理由。

5.

.C24H24 有三种特殊的同分异构体 A、B、C,它们都是笼状结构,不含有双键和三键; 它们都只有一种一氧取代物,而二氯取代物不完全相同。试画出或说明 A、B、C 的碳原子 空间构型和二氯取代物的具体数目,并比较 A、B、C 分子的稳定性。

6

7.白色固体 A 是一种常用的有机物,色浅且坚硬,对化学品具有相当的抵抗力,可用于 制造机器、汽车的部件等。A 具有下列性质: (1)22mg A 完全燃烧生成 22.4mL CO2 气体和 18mg 水(标准状况); (2)A 在一定条件下可以水解为 B,B 可以进行银镜反应; (3)在 HCl 存在时,A 或 B 与过量的甲醇反应,生成光学情性的挥发性化合物 C; (4)C 在催化剂作用下,与水反应,得到 B 和甲醇,且两者物质的量之比为 1︰2。 1)写出 A、B、C 的结构简式:

2)推断类似 B 与醇生成 C 的反应在有机合成中有何重要意义?

3)可以认为 A 与 C 属于同一类的有机化合物吗?

4)另有一有机物 D,与 A 具有类似的结构,且摩尔质量是 B 的三倍,写出化学式,并任 画一种空间结构简图(不必画出全部异构体)。

参考答案 1 K2CO3+2C=2K+3CO 2KF+CaC2=CaF2+2K+2C 2 (1)根据溶液的导电性与单位体积内离子总数成比例和溶液在不同反应阶段表现出不同 导电性能, 来证明溶液中自由移动的离子浓度的变化, 从而证明反应是离子反应。 (2) 利用测定导电能力的装置,在烧杯中先加入 Ba(OH)2 溶液,再一边不断滴入 H2SO4,一 边适时地轻轻摇荡。 (装置参见教材) (3)灯泡的亮度随 H2SO4 的不断加入,呈现由 明到暗,几至熄灭,再逐渐变明亮。 3 (1)CO2+NH3+H2O=NH4HCO3 NH4HCO3+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl (2)2NH4Cl +CaO=CaCl2+2NH3↑+H2O (3)原料种类减少(用不着生石灰) ,消除了副产物 CaCl2(此物无大用,量多反而会引起污染) ,同时可以生产出化肥,做到一举多得。 - 4 (1)5、2、1、5、1、1、1 (2)KIO3 0.5 (3)① (4)SO32 5 由反应生成物的组成可以看出,在 HY、XH4Y 中 Y 显-1 价,在 H3XO4 中 X 显+5 价, 所以 X 是第五主族元素,Y 是第七主族元素,第七主族而又无放射性的固体是单质碘, 则在其前二个周期第五主族的固体只能是白磷(红磷由于结构复杂,m 值不确定),m =4,n=2,Xm=P4,Yn=I2。 6 A.正方体去 8 个顶点, C 原子组成 8 个正三角形和 6 八边形;共有 11 种二氯取代物; B.正八面体去 6 个顶点, C 原子组成 6 个正方形和 8 个正六边形;共有 11 种二氯取 代物;C.正十二棱柱;共有 13 种二氯取代物 稳定性:B>A>C 7. 1)A: O (2 分) B:CH3CHO(1 分) C:CH3CH(OCH3)2(2 分)

2)保护醛基(1 分) 3)A 与 B 是同一种类的有机化合物, 形式上说二者都是乙缩醛, 或者更确切地说是醚类。 (2 分)
CH3 CH3 O O CH3 O
O CH3 CH3 O O CH3

4)C6H12O3(1 分)

(2 分,其它合理答案也可)


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