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全国高中化学竞赛模拟试题


第一题 云母是一种重要的硅酸盐,它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳 定性。白云母可看作叶腊石中 1/4 的 SiⅣ被 AlⅢ所取代,再由 KⅠ平衡其电荷后形成的。而叶 腊石可以看作 SiO2·1/6 H2O 中有 1/3 的 SiⅣ被 AlⅢ取代,再由 KⅠ平衡其电荷形成的。 1.白云母写成氧化物形式的化学式为 。 Ⅲ Ⅳ 2.研究表明,在硅酸盐中,Al 很容易

取代 Si ,取代后不会引起原硅酸盐结构大的变 Ⅲ Ⅳ 化。从立体几何的知识看,Al 与 Si 最直接的关系是 。 3.黑云母的化学式为 KMg3AlSi3O10(OH)2,在水与二氧化碳的同时作用下,风化为高 岭土[Al2Si2O5(OH)4] 。 (1)写出离子反应方程式。 (2)上述反应为什么能够发生? 3+ (3)风化后 Al 为什么不能以 Al 形式被地下水溶解? 第二题 在酸溶液中, 10.00g Cu2S 和 CuS 的混合物中加入 250.0mL 0.7500mol/L 的 KMnO4 溶液。 过量的 KMnO4 溶液用 1.000mol/L 的 FeSO4 溶液进行滴定,消耗 FeSO4 溶液 175.0mL。 1.写出所有反应的化学方程式; 2.试计算原始混合物中 CuS 的质量分数。 第三题 乙烯和必要的无机原料合成 3-甲基-3-戊醇,合成路线如下: B
催化剂

C

b c

E

CH2=CH2

a

A

D

水解

3-甲基-3-戊醇

水解

H

D

G

氧化

F

1.请写出 a~b 所代表的无机反应物及溶剂

2.请写出 A~H 物质的结构简式:

第四题 据报道,某些(Z)式非碳环醇类有机锡化合物是一类有抗癌活性物质,有人在 N2 保 护下将三苯基氢化锡的乙醚溶液与等摩尔 1,1-二苯基炔丙醇在过氧化苯甲酸的存在下于 室温搅拌 30h,蒸去溶剂后用无水乙醇重结晶 3 次得化合物 A 纯品。将 ICl 的四氯化碳溶液 滴入等摩尔 A 的四氯化碳溶液中继续反应 2.5h,蒸去溶剂后残留物用环己烷的四氯化碳混 合溶剂重结晶 3 次得产物 B。B 中含 Cl 而不含 I,且 Cl 元素的百分含量约为 7%。A 中 Sn 是 sp3 杂化的,而 B 中 Sn 是 sp3d 杂化的,且由 A 转变为 B 时 Z 式结构不变。请回答: 1.写出生成 A 和 B 的化学反应方程式。 2.指出形成 A 和 B 的反应类型。 3.画出 B 的化学结构

第五题 晶体的最小重复单位是晶胞,晶胞一般为平行六面体。NaCl 属立方面心晶 格,在 NaCl 晶胞中 8 个顶点各有一个 Na+,6 个面心处各有一个 Na+,故我们 说 Na+形成立方面心晶格,而在该晶胞的 12 条棱的中点处各有一个 Cl-,在该 立方晶胞的体心处还有一个 Cl-,故 Cl-也形成立方面心晶格。 1.KCl 和 NaCl 的晶格型式相同。已知 Na+离子的半径是 Cl-离子的 0.5 倍, 而又是 K+离子的 0.7 倍,计算:KCl 晶胞和 NaCl 晶胞的边长之比;KCl 和 NaCl 晶体的密度之比。

2.将 NaCl 晶胞中的所有 Cl-去掉,并将 Na+全部换成 C 原子,再在每两个 不共面的“小立方体”中心处各放置一个 C 原子便构成了金刚石的一个晶胞, 则一个金刚石的晶胞中有_______个 C 原子。并计算金刚石的密度。 (已知 C 原 子的半径为 7.7×10-11m) 3.白硅石 SiO2 属 AB2 型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有 C 原子换 成 Si 原子,同时在每两个相邻的 Si 原子(距离最近的两个 Si 原子)中心联线的 中点处增添一个 O 原子,则构成 SiO2 晶胞,故 SiO2 晶胞中有____个 Si 原子, ____个 O 原子,离 O 原子最近的 Si 原子有____个,离 Si 原子最近的 O 原子有 ____个。 4.干冰(固态 CO2)属于分子晶体。若把每个 CO2 分子抽象为一个质点(微 粒) ,则其晶胞也属于立方面心晶格,故一个干冰晶胞中有_____个 CO2,与 1 个 CO2 分子最近的 CO2 分子有_____个;在干冰分子中,原子之间靠______结合, CO2 分子之间靠______结合。

第六题 在砷化镍晶体的理想模型中, 镍原 子和砷原子是分层排布的,像维夫饼 干, 一层镍一层砷地相间, 右图是该晶 体微观空间中取出的部分原子沿 C 轴 方向的投影, 白球是镍原子投影, 黑球 是砷原子投影, 图中的镍原子和砷原子 投影在同一平面上。且在该晶体中,镍和砷的配位数均是 6。 1.确定砷化镍的化学式 2.在右图的方框里画出砷化镍的一个晶胞的 透视图,标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的 所有砷原子和镍原子(镍原子用大白球,砷原子用 小黑球表示) 。 3.请分别指出砷和镍的 6 个配位原子的空间 构型。 4. 已知砷化镍的晶胞参数为 a=360.2pm,c=500.9pm,计算该晶体的密度。 5.砷化镍晶体具有明显的金属性,试分析原因(已知镍和砷的原子半径分 别是 125pm 和 137pm)
a=b≠c,c 轴向上

第七题 第ⅠA、ⅡA 族元素能和 C 形成的离子型固体化合物叫似盐型碳化物。 1.以大家熟悉的电石为例,可以通过化合反应在高温下合成,请写出相应 的化学方程式:_____________________________ 另外一种方法利用工业冶炼金属的方法,使用一种氧化物和一种单质作原 料 , 反 应 计 量 比 为 1 ︰ 3 , 请 写 出 相 应 的 化 学 方 程 式 。 __________________________ 2.在金属氨溶液中想得到金属钠的似盐型碳化物 发生复分解反应。 3.根据实验室乙炔的制法可知似盐型碳化物碳原子的电子密度比较 (高/低) 。 4.KC8 在控制水解(与水蒸气)或氧化反应中可以发生类似反应同时复得石 墨(C) 。请写出相应的化学方程式。_____________________________________ 可加 与之

第八题 元素 A 的单质在氯碱工业中可用作电解槽的阳极材料。A 在酸性溶液中被 KMnO4 氧化时,可生成橙黄色的 AO4。在 KCl 存在下,AO4 可被 HCl 还原成红 色晶体 K4[A2OCl10]。迄今已知只有两种金属四氧化物,AO4 是稳定性较差的一 种。A 有两种重要的含氧酸钾盐 B 和 C,其中元素 A 的含量分别为 41.81%和 49.50%。 碱性介质中用 Cl2 氧化 B 可得到 C; B 在酸性介质中易歧化为 AO2 和 C。 1.写出 A 的元素名称和符号。A 在长式周期表中的第几周期,第几列? 2.写出 AO4 中 A 的杂化形态,AO4 的几何构型。 3.写出 B、C 的化学式和反应方程式; 4.画出配合物(K4[A2OCl10])中阴离子的结构式。 5.写出六配位配合物 ACl2(H2O)4+和 ACl3(H2O)3 的立体异构体?实验证实, 后者的所有异构体经水解只转化成前者的某一种异构体 Y。试画出 Y 的结构, 并通过分析上述实验结果指出,配合物水解(取代)反应有什么规律?

第九题 苯氧布洛芬钙是评价较好的解热、镇痛、消炎药,其消炎作用比阿司匹林强 50 倍,欧美国家将它作为治疗慢性关节炎的首选药。最近我省某企业根据本厂 实际情况以苯乙酮为原料研制了新的合成路线,其反应如下:
B / CuAc2 2 / AlCl3 2 / Pd ?C 2 ?Br ? ? ?? A ?? ? ? ?? C ?H ? ? ?? D ?SOCl ? ? ? E ?NaCN ? ?? F

)NaOH / ?;  2)H3O 2 ? ? ?1 ? ??? ??? G ??
CaCl

?

1.写出 A~G 结构简式: 2.原料苯乙酮的其它同分异构体有 写出结构简式。 种(必须含有苯环,能稳定存在) 。 3.上述同分异构体之一,经核磁共振显示有 3 类氢,个数比是 1︰1︰2,

第十题 等物质的量的醇 A 与“HQ”在一定条件下相互作用形成一种食品抗氧化剂 “TBHQ” 。 “TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到化学式为 C10H12O2Na2 的化合物。 经检测, “TBHQ”分子中存在 9 个完全相同的氢原子,而除此之外的氢原子都 不一样。 “HQ”易氧化,所得产物中氢原子完全等价。 1.确定 A、HQ、TBHQ 的结构简式; 2.TBHQ 的化学名称是 体和氧化产物的结构简式。 ; 3.TBHQ 有种同分异构体,其氧化产物中所有氢原子都等价,写出该异构

第十一题 有机物 A 和 B 都是平面型分子,具有相似的空间结构;A 易溶于水而 B 能 与水反应;在 AlCl3 催化下,等物质的量的 A、B 反应生成液态有机物 C,C 难 溶于水; 将 1.00g C 与含 1.00g NaOH 的浓溶液反应, 产物还需 0.400mol/L 的 H2SO4 溶液 13.90mL 滴定 (酚酞为指示剂) 。 凝固点下降法测得 C 的摩尔质量约在 66~ 85g/mol 之间。 1.通过计算,确定 C 的化学式和可能结构简式 2.写出 A、B 的结构简式和它们合成 C 的反应方程式; 3.系统命名法命名 C。

第十二题 短周期的元素 A、B、C 可形成化合物 X。A、B 是同主族元素,A 的常见 配位数是 4,B 的常见配位数是 4 或 6。X 是共价型的分子,分子中 A、B 原子 位于同一平面上;C 元素的核磁共振表明 X 分子中有 2 种类型的 C 原子,个数 比是 1︰1。X 与热水缓慢反应,1.000g X 与水反应后可得到 3.76L(标准状况) 的单质气体。 1.写出 A、B、C 的元素符号; 2.写出 X 的化学式; 3.画出 X 的结构式; 4.写出 X 与水反应的方程式。

第十三题 固体材料的制备中,常遇到缺陷和非整比(非化学计量)的化合物,Na1-x
+y

Cax/2LaTiO4 就是非整比化合物,也是一类新的高温超导体。 它的制备方法如下: 用 NaLaTiO4(I)作为母体化合物, 和无水 Ca(NO3)2 混合,

封闭在耐热玻管中,加热到 350℃,维持 3 天,然后打开,取出样品,用水冲洗, 直到没有杂质(用 X 射线衍射证实) 。 得 到 Ca2 + 交 换 产 物 , 记 为 Na1 -
xCax/2LaTiO4(Ⅱ),光谱实验证明,上述过程中(I)有

86%的 Na+被交换,所以产生

离子空位(即部分原本 Na+的位置空置了) 。 将样品(Ⅱ)放入 300℃下的钠蒸气中,经历数天,该物质由白色渐变为黑色, 这是 Na+插入空位所致,光谱实验证明,有 88%的离子空位被 Na+插入了,生成 目标化合物 Na1-x+yCax/2LaTiO4(Ⅲ)。 1.制备时,为何选用 Ca(NO3)2 而不用其他钙盐? 2.产物(Ⅲ)中 x 和 y 分别是多少? 3.当化合物(Ⅱ)中的离子空位被 Na+插入时,为保持晶体的电中性,部分 Ti 的化合价发生了改变,求化合物(Ⅲ)中高、低价态钛离子的个数比为何?

第十四题 盐酸布尼洛尔 E 作为一种心血管系统药物具有较强的β -受体阻断作用, 且具有α -受体阻滞和强的钙拮抗作用,常用来治疗心房颤动,室上性心动过速 等导致的心律失常、 心绞痛和高血压等症状疾病。 以下是该药物的一条合成路线:

其中 C 的分子式为 C10H9NO2。 (更正:C→D 所用试剂为(CH3)3CNH2) 1.写出 A、B、C、D、E 的化学结构式。 2.系统命名法命名 A; 3.写出盐酸布尼洛尔的两个对映异构体(标出 R、S) 。

第一题(7 分) 1.3K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O(2 分) 2.AlⅢ与 SiⅣ的半径相近,插入后不会引起结构改变(1 分) 3. (1)2KMg3AlSi3O10(OH)2+14H2CO3+H2O→ 2K++6Mg2++14HCO3-+4H4SiO4+Al2Si2O5(OH)4(2 分) (2)碳酸较硅酸酸性强,强酸可取代弱酸(1 分) 3+ (3)中性条件下 Al 完全水解,主要以沉淀形式存在 (或铝在岩石中主要以共价形式存在) (1 分) 第二题(7 分) 1.2Cu2S+2MnO4-+8H+=2Cu2++SO42-+2Mn2++4H2O 5CuS+8MnO4-+24H+=5Cu2++5SO42-+8Mn2++12H2O 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O(各 1 分) 2.66%(4 分) 第三题(10 分) 1.a:HBr b:NaOH/H2O c:Mg/乙醚(各 1 分) 2.A:BrCH2CH3 B:CH3CH2OH C:CH3CHO D:CH3CH2MgBr E:CH3CH2CH(CH3)OMgBr F:CH3- -CH2-CH3 G:CH3─ ─CH2CH3

H:

(各 1 分)

第四题(9 分) 1.Ph2C(OH)C≡CH(1 分)+Ph3SnH(1 分)→ (A) (1 分)

A+ICl→

(B)+PhI(2 分)

2,A 形成属加成反应,B 形成属取代反应。 (2 分)

3.

(2 分)

第五题(12 分) 1.a(KCl)︰a(NaCl)=1.14(2 分) 2.8(1 分) 4.4 12 3.8 16 2 4(各 0.5 分) 共价键 范德华力(各 0.5 分) ρ(KCl)︰ρ(NaCl)=0.853(2 分) ρ =3.54g/cm3(3 分)

第六题(10 分) 1.NiAs(2 分)

2.

(3 分,其它合理答案也可)

3.Ni 在 6 个 As 的正八面体中,As 在 6 个 Ni 的正三棱柱体中(2 分) 4.7.88g/cm3(2 分) 5.砷化镍晶体中 Ni-Ni 只有 250pm(c 轴方向) ,与金属镍中的距离一致 (c=4rNi) (1 分)

第七题(8 分) 1.Ca+2C ?高温 ?? ? CaC2(1 分) 2.Na2C2,C2H2(各 1 分) 3.高; (1 分) 4.2KC8+2H2O(g)→16C+2KOH+H2(2 分) Ca+3C ?高温 ?? ? CaC2+CO(2 分)

第八题(15 分) 1.钌 Ru 第五周期 第 8 列(各 1 分) 2.sp3 杂化;正四面体(各 1 分) 3.K2RuO4 (各 1 分) 4.[ ]4-(式中 Cl 原子没画出) (1 分) KRuO4(各 1 分) 3K2RuO4+2H2O=2KRuO4+RuO2+4KOH 2K2RuO4+Cl2=KRuO4+2KCl

5.Ru 配合物的异构现象: 、 (1 分) 、 (1 分)

(1 分)

C 水解,无论哪个位置上的 Cl 被 H2O 取代都得到 Y。D 水解似乎有两种可 能,但题意指示只得到 Y,不得到 X,说明对于 D 的水解,只发生在对位是 Cl 的 Cl 原子上,不发生在对位是 H2O 的 Cl 原子上。 (这种反应规律又叫做“反位 效应” 。 ) (1 分) 第九题(10 分) 1.A: E: 2.10(1.5 分) 3.
O

B: F:

C: G:

D: (各 1 分)

(1.5 分)

第十题(7 分)

1.A:(CH3)3COH;HQ:HO- (2 分) 2.邻叔丁基对二苯酚(1 分) 3. (1 分)

-OH(各 1 分) TBHQ:

(1 分)

第十一题(10 分) 1.C 的式量为 1.00/[(1.00/0.0400-0.400×2×13.90)/n]=72.05n(1 分) C 的摩尔质量为 72.05g/mol C4H8O、 C3H4O2 (0.5 分) , 可能化学式为 C5H12、 (1 分) 但能与等物质的量的 NaOH 反应的 C 只有 C3H4O2(0.5 分)
O

C 的可能结构简式 CH2=CH-COOH 或

O

(各 1 分)
O O

2. A: H2C=O B: CH2=C=O (各 2 分) H2C=O+CH2=C=O→ (1 分) 3.3-丙内酯(1 分) 第十二题(8 分) 1.A:B B:Al C:H(各 1 分) 2.Al(BH4)3(AlB3H12) (2 分)

3.

(2 分)

4.Al(BH4)3+12H2O=Al(OH)3+3B(OH)3+12H2↑(1 分) 第十三题(6 分) 1.硝酸盐易分解完全,易彻底用水洗去(1.5 分)

2.x=0.86

y=0.38(0.43× 0.88) (2 分)

3.化合物(I)中 Ti 为+4 价,化合物(Ⅲ)中,Ti 为+3 和+4 价 1mol 化合物 0.62mol Ti4+, (Ⅲ) 中有 0.38mol Ti3+, 则个数比 31︰19 (2.5 分) 第十四题(9 分) 1.A: B: C:

D:

E:

(各 1 分)

2.邻羟基苯甲醛肟(1 分)

3.S:

:R

(3 分)


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