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高中化学竞赛初赛模拟试卷(8)


高中化学竞赛初赛模拟试卷(8)

第一题(6 分)
在正确选项上圈圈。 1.对于一个活化能为零的反应,下列叙述何者正确 A 催化剂不会有作用 B 平衡常数 K 1 C 温度增加反应速率常数增加 D 为吸热反应 E 以上皆非 2.将煮沸的水静置在室温环境中水会逐渐冷却为室温,这是因为 A 系统的内能自然趋向最高 B 系统的内能自然趋向最低 C 系统和环

境的总内能自然趋向最低 D 系统的混乱度自发趋向最高 E 系统和环境的总混乱度自发趋向最高 3.下列络合物中,何者的 C-O 键长最短 + - A [Ti(CO)6]2 B [V(CO)6] C 2Cr(CO)6 D [Mn(CO)6]+ E 以上皆非

第二题(6 分)
已知下列氨基酸的等电点(pI)为: 氨基酸 Ala Ser Phe Leu Arg Asp His pI 6.02 5.68 5.48 5.98 10.76 2.77 7.59 1.当氨基酸:Ala、Ser、Phe、Leu、Arg、Asp、His 的混合物在 pH=3.9 时进行纸电泳, 那些氨基酸移向正极?那些氨基酸移向负极? 2.纸电泳时,有相同电荷的氨基酸常可少许分开,例如 Gly 和 Leu。你能解释吗?

第三题(8 分)
化合物 A(C14H22O2)用稀盐酸处理生成 B(C10H12O),当用 Br/NaOH 处理 B 时,得到 一种酸 C(C9H10O2),B 在 NH2NH2-KOH-二乙二醇中加热得 D(C10H14)用苯甲醛和稀碱 处理 B 时得到 E(C17H16O),化合物 A、B、C、D 经剧烈氧化得到邻苯二甲酸,写出 A、B、 C、D、E 的结构,并用方程式表示其形成过程。

第四题(6 分)
已知氮化物离子 N3 是极好的配体,特别是对第二和第三过渡系的金属,人们认为 N3 是 - 已知的最强的π 给予体。化学家合成了一种氮化物离子,化学式为[NIr3(SO4)6(H2O)3]4 ,测定 结构后发现,其中的 N 原子配位方式为平面三角形μ 3 桥联,Ir 的配位方式为八面体配位,整 个离子结构高度对称。 1.Ir 的氧化数为多少? 2.试画出该离子的空间结构。各原子用不同的小球表示。
- -

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第五题(15 分)
试解释下列现象: 1.柠檬汁被冰过后,其酸度略感降低。

2.当以强碱水溶液滴定弱酸时,当滴定至一半附近时,溶液中 pH 变化很小?

3.若要将水溶液中的沉淀物分离,有时需要先将其浸煮 1~2 小时在进行过滤分离。浸煮 的目的是什么?简述其原理。

4.在(Cl5Ru)2O 中 Ru―O―Ru 的键角为 180° 。写出 O 的杂化 态并说明 Ru―O―Ru 有大键角的理由。

5.根据 lgI1-Z 关系图,指出其中的例外并解释原因。

第六题(9 分)
下列为区别甲醇与乙醇的一个微量试验。步骤: ①加 10 滴甲醇到检验盘(如右图)的 A1 格中。②加 10 滴乙醇到 A2 格中。 ③分别加 25 滴 0.05M 碘溶液到各醇 的检验格中。④在分别的加 10 滴 1M 氢氧化钠溶液到各醇 的检验格中。⑤缓慢的旋转检验盘数次促使均匀的混合。 观察碘的颜色变化。⑥在仔细的观察两分钟后,你能注意 到两种醇有何区别吗?你能说明此区别吗? 1.依照步骤反应物和试剂所使用的量,碘为限量试剂 还是过量试剂?为什么? 2.在步骤 5 中,缓慢的旋转检验盘数次,碘的颜色变化如何? 3.在步骤 6 中,在仔细观察两分钟后,发生什么现象可区分两种醇? 4.分别写出甲醇与乙醇在检验过程中的一系列反应式,并且说明它们在步骤 6 中所发生 现象的原因。

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第七题(12 分)
1.三种原子○,◎,●排列成按虚线单位重复的点阵结构,试画出点 阵素单位,写出结构基元。

2.LaNi5 是储氢材料,它是六方晶系,晶胞体积为 90×10 24cm3,晶 胞中有三个八面体空隙,六个四面体空隙,若全部空隙都填上氢原子,组 成为 LaNi5H9,问此合金中氢的密度是多少?


3.Cu3Zn 固溶体是面心立方结构,晶体密度为 8.5g·cm 3。试求晶胞参数 a 及统计原子 的半径。


第八题(8 分)
为了修复被甲苯污染的蓄水层,用水泵使地下水流过污染的区域,然后再将水泵回地表, 待水中空气饱和或溶解有硝酸盐后,再送回地下。这一广泛应用的方法的目的是刺激那些通过 提供充足氧化剂便可以矿化某一给定底物,如甲苯的本土微生物。计算降解 1kg 甲苯,至少需 - 要为多少水提供充足的 O2 或 NO3 。 (计算时可作必要的假设,已知水中分别含有 O2 10mg/L - 或 NO3 100mmol/L。 )

第九题(11 分)
1 . 现 有 一 含 磷 样 品 。 称 取 试 样 1.000g , 经 处 理 后 , 以 钼 酸 铵 沉 淀 磷 为 磷 钼 酸 铵 ((NH4)2HPO4· 12MnO3· H2O) ,用水洗去过量的钼酸铵后,用 0.1000mol·L-1 NaOH 50.00mL 溶 解沉淀。过量的 NaOH 用 0.2000mol·L-1 HNO3 滴定,以酚酞作指示剂,用去 HNO3 10.27mL, 计算试样中的磷和五氧化二磷的质量分数。

2.为分析硅酸岩中铁、铝、钛含量,称取试样 0.6050g。除去 SiO2 后,用氨水沉淀铁、铝、 钛为氢氧化物沉淀。沉淀灼烧为氧化物后重 0.4120g;再将沉淀用 K2S2O7 熔融,浸取液定容于 100mL 容量瓶,移取 25.00mL 试液通过锌汞还原器,此时 Fe3+→Fe2+,Ti4+→Ti3+,还原液流入 Fe3+溶液中。滴定时消耗了 0.01388mol?L-1 K2Cr2O7 10.05mL;另移取 25.00mL 试液用 SnCl2 还 原 Fe3+后,再用上述 K2Cr2O7 溶液滴定,消耗了 8.02mL。计算试样中 Fe2O3、Al2O3、TiO2 的质 量分数。
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第十题(11 分)
著名的 Ziegler-Natta 催化剂是烯烃聚合反应的高效催化剂。其中β –TiCl3 晶体是该高效 催化剂的活性组分之一。β –TiCl3 晶体属于六方晶系,晶胞参数 a=b=627pm,c=582pm, + - - + - 晶胞中有 2 个 Ti3 和 6 个 Cl 。 在该晶体中, Cl 作 A3 型密堆积, Ti3 和 Cl 的半径分别为 78.0pm 和 181pm。 1.通过计算为 β-TiCl3 晶体确定: + - (1)Ti3 所占据的由 Cl 堆积所形成的多面体空隙的种类及占据该类空隙的分数。 - (2)Cl 的配位数。 (3)晶体的空间利用率。

2.在催化剂表面上发生的最合理的反应顺序可描述为:①与钛原子配位的氯原子中有一 个被来自于 AlEt3 的一个乙基取代。②此后由于在固体表面处的钛原子有一个空的配位位置, 一个乙基分子可以联结上去。③乙基通过顺式加成的过程移向乙烯。结果是又留出一个空位, 可供另一个乙烯分子占据,于是步骤①、②无限重复下去。试根据描述,补充下面图示:

第十一题(8 分)
有机合成 A highly useful and general method for the synthesis of alcohol is the addition of Grinard reagents to carbonyl compounds. Show what Grinard reagents and carbonyl compound you would start with to prepare the alcohol below. List all possibilities.

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参考答案
第一题(6 分)
1.B 2.E 3.D

第二题(6 分)
1.Ala、Ser、Phe、Leu、His、Arg 均移向负极;Asp 移向正极(各 1.5 分) 2.电泳时具有相同电荷的较大分子比较小分子移动得慢,因为电荷对质量之比比较小, 因此每单位质量引起迁移的力也比较小。 (3 分)

第三题(8 分)

第四题(6 分)
1.+5(1 分)

2.

(5 分)

第五题(15 分)
第 6 页(共 9 页)

1.酸的解离度随着温度的降低而降低。 (2 分) 2.以强碱水溶液滴定弱酸时,会有弱酸与其共轭碱形成缓冲溶液,当滴定至一半时,弱 酸与其共轭碱含量比为 1︰1,有最大的缓冲容量。 (2.5 分) 3.使沉淀物更紧密、更具可过滤性、更纯。沉淀物中结合力较弱的水分子得到密度较大 的动能而较易离开,溶解与再结晶的速率增加可以使纯度更佳、颗粒更大。 (2.5 分) 4.sp 杂化 空间效应(各 1.5 分) 5.过渡元素的 I1 随着原子序数的增加变化不规则。对于主族元素,同一周期元素的 I1 基 本上随着原子序数的增加而增加,而同一族元素的 I1 随着 Z 的增加而减少。在同一周期主族元 素 I1 随 Z 的变化在总的趋势中有曲折和反常现象,如:由 Li→Ne 并非单调上升 Be、N、Ne 都较相邻元素高。 这是由于能量相同的轨道当电子填充出现全空、 半满、 全满时能量较低之故。 如:Li 为 2s1 其 I1 较低;Be 为 2s2 为 s 亚层全满能量较低,失电子困难,I1 较高;B 为 2s22p1 失去 1 个电子变为 p 轨道全空的 2s22p0,失电子容易,故 I1 反而比 Be 低;同理 N 是 2s22p3 ,p 轨道半充满的结构比较稳定,能量低,故 I1 较高;而 O 失去一个电子可得 p3 半充满结构,所 以其 I1 反而比 N 的 I1 低;Ne 为 p6 全充满稳定结构,在该周期中其 I1 最高。 (5 分,大概意思 对,表述清楚即可)

第六题(9 分)
1.碘为限量试剂。假设甲醇和乙醇的密度为 1g/mL 且 1mL 有 20 滴。那么 10 滴甲醇和乙醇 的质量约为 0.5g。因此甲醇和乙醇的摩尔数分别为 0.016mol 和 0.011mol。假设碘溶液 1mL 有 20 滴。那么 25 滴 0.05M 碘溶液有 0.000063mol。因此碘的摩尔数比甲醇和乙醇的低数百倍。 (2 分) 2.在旋转检验盘数次后,在两种醇的检验格中碘的红棕色均开始褪色。 (1 分) 3.在数分钟后,在乙醇的检验格中出现云雾状及有消毒剂的味道。在甲醇的检验格中仍 然澄清。 (2 分) 4.在步骤⑥所发生的现象是因为在碱性中乙醇与碘反应产生碘仿沉淀。因而出现云雾状 及有消毒剂的味道。但是甲醇与碘反应不产生碘仿。 CH3OH+I2+2OH →HCHO+2I +2H2O;HCHO+I2+3OH →HCOO +2I +2H2O CH3CH2OH+I2+2OH →CH3CHO+2I +2H2O; CH3CHO+3I2+4OH =HCOO +CHI3↓+3I +3H2O(4 分)
- - - - - - - - - -

第七题(12 分)

1.

(3 分)

点阵素单位如图中红线所围成的四边形,结构基元包含两个●、1 个◎和 1 个○(1 分)

9 ? 1.008 - - g·cm 3=0.167g·cm 3(4 分) 90 ? 10 ? 6.023 ? 10 23 ZM - 3.V= =5.00×10 23cm3 a=367.7pm(2 分) dNA 统计原子半径:r=( 2 /4)a=130.0pm(2 分)
2.d=
? 24

第八题(8 分)
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假设①甲苯在这一过程中是不移动的;②氧化产物为 CO2 和 H2O(各 1 分) 如果氧气是氧化剂,反应为:C7H8+9O2=7CO2+4H2O(1 分)
- - + 如果 NO3 是电子受体,反应为 C7H8+36/5NO3 +216/5H =7CO2+108/5H2O+18/5N2(1 分)

1kg 甲苯是 10.86mol,需要 NO3- 7.2mol,需要 O2 9mol(2 分) 则以 O2 为氧化剂,需水 V=312.8m3(1 分) 以 NO3 为氧化剂,需水 V=48.5m3(1 分)


第九题(11 分)
1.(NH4)2HPO4· 12MnO3· H2O+24OH =12MnO42 +HPO42 +2NH4 +13H2O(1 分)
- - - +

w?P ? ?

P? ?c?NaOH? ?V ?NaOH? ? c?HNO3 ? ?V ?HNO3 ??A? ? ? ? 24 ? ms ?10
3

?

?0.1000? 50.00 ? 0.2000?10.27?? 30.97
1.000?103

24 ?100% =0.3802%(2.5 分)

w ? P2O5 ? ? w ? P ?

141 .9 M ? P2O5 ? ? 0.3802 % ? ? 100 % ? 0.871 % (1.5 分) 2 ? 30.97 2 A? P?

2.沉淀灼烧后(xFe2O3·yAl2O3·zTiO2)重 0.4120g SnCl2 还原测 Fe 量,Zn-Hg 还原器测 Fe、Ti 总量(M(Fe2O3)=159.7,M(TiO2)=79.88)

?1 ? 6 ? 0.01388 ? 8.02 ? M ? Fe 2O3 ? ? 4 2 ? ? ?100% ? 35.26% (2 分) w(Fe 2O3 ) ? 0.6050 ?103

w(TiO2 ) ?
w(Al2O3 ) ?

6 ? 0.01388 ? (10.05 ? 8.02) ? M (TiO2 ) ? 4 ?100% ? 8.93% (2 分) 0.6050 ?103
0.4120 ? 0.6050 ? 35.26% ? 0.6050 ? 8.93% ?100% ? 23.91% (2 分) 0.6050
- + -

第十题(11 分)
1. (1)r(Ti3 )/r(Cl )=78.0pm/181pm≈0.431,Ti3 占据八面体空隙,配位数为 6 。Cl 作


A3 型密堆积,八面体空隙数与 Cl 数之比为 1︰1,而从化学式看,Ti3 数与 Cl 数之比为 1︰3,
- + -

故 Ti3 数︰Cl 数︰八面体空隙数=1︰3︰3,即 Ti3 占据 1/3 八面体空隙。 (4 分)
+ - +

(2)CNCl =CNTi3 ×1/3=6×1/3=2(1 分)
- +

(3)η =Vβ –TiCl3/V 晶胞=[4/3π (rTi3 )3×2+4/3π (r




Cl

)3×6]/abcsin120°=[4/3π (78.0pm)3

×2+4/3π (181pm)3×6]/627pm×627pm×582pmsin120°=77.2%(2 分)

2.

(4 分)

第十一题(8 分)
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高中化学竞赛初赛模拟试卷(8)

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