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2014年高中化学竞赛模拟试题5


2014 年高中化学竞赛模拟试题 5
第1题 1-1 在 SnCl2 的硫酸溶液中滴入 KMnO4 至刚好反应完全。写出离子反应方程式。

1-2 科研表明,人的一生只要能摄入一小茶匙的碘就能正常发育,健康生活。目前预防缺 碘的有效办法是食用含碘食盐。目前国内食盐加碘加的主要是碘酸钾。 1-2-1 写出工业上用电解 KI 溶液制备碘酸钾的化学方程式;



1-2-2 如何用简易操作检验食盐是否加碘。写出离子反应方程式。

1-2-3 单质碘的制备方法之一是在酸性条件下通 Cl2 于 NaI 溶液中, 但应防止 Cl2 过量, 用反 应方程式表示原因。

O

O C CH2 CH3

1-3 在配合物中, 乙酰丙酮 (CH3COCH2COCH3) 是常见的一种配体。 乙酰丙酮 (
H3C

C



可作双齿配体。请从有机化学的角度加以解释。

1-4 某同学用乙酰丙酮与 CoCl2、H2O2 在一定条件下反应得到一晶体 A。为测定晶体组成,该 同学设计以下实验:准确称取 A 晶体 0.4343g,煮沸溶解后,用氢离子交换树脂(即 HR 型)充分交换至看不出有 Co2+的红色,过滤;用 0.1013mol/L 的 NaOH 标准溶液滴定, 用去 24.07mL。 (原子量请用:Co:58.93、H:1.01、C:12.01、O:16.00、Cl:35.45) 求: 1-4-1 A 中 Co 的质量分数。

1-4-2 预测 A 的化学式,画出 A 的结构并写出 Co 的杂化形态。

1-4-3 写出制备 A 的化学反应方程式。

1-4-4 在铁粉的催化下,A 能与液溴发生取代反应。试写出其化学反应方程式。

1

1-5 含有 4 个水分子的醋酸镍[Ni(C2H3O2)2·4H2O]是单聚体,它可以失去 2 个水分子形成另 外一种单聚物, 而且还可以失去另外 2 个水分子形成第三种单聚物, 写出这三种醋酸镍 的的结构。

1-6 AgClO4 在苯中的溶解性明显高于在烷烃中的溶解性,试解释该事实。

第 2 题 M 的金属粉末在真空中加热 500~1000℃与氮气反应生成红褐色粉末状的 A, 将A加 热到 1400℃时分解成黄绿色粉末状的 B。 已知 A 为简单六方晶系, a=387pm, c=2739pm, 密度?=10.55g/cm3。其中 M-N 间的距离为 270pm,而 M n+的半径为 99pm,N3-半径 为 171pm。B 为面心立方晶系,与 NaCl 结构相同,a=516pm。根据摩尔效应的测量, B 中平均每个 M 离子常有 1.47 个电子。 2-1 试通过计算确定金属 M 以及 A、B 的化学式。写出 M 的价电子构型。

2-2 计算 B 的密度。

第 3 题 吡啶-2-甲酰胺,简写为 piaH,可有两种方式起双齿配体的作用:

(型式 A) (型式 B) 3-1 如果按 B 种型式配位,画出[Ni(H2O)2(piaH)2]2+离子的可能存在几何异构体,并说 明其旋光性。

3-2 以 N、N 方式配位(型式 A)时,其可能的异构体型式如何?

2

第 4 题 氰氨化钙 (CaCN2)是一种多用途的有效肥料。 它很容易用价廉的普通化学品, 如 CaCO3, 来生产。CaCO3 热分解产生白色固体 A 和无色气体 B,后者不支持燃烧。用碳还原 A, 生成灰色固体 C 和气体 D。C 和 D 能进一步氧化。C 与氮反应最终生成 CaCN2。 4-1 写出合成氰氨化钙反应方程式。

4-2 写出 CaCN2 水解反应方程式。

4-3 在固体化学中,CN2 离子呈现异构化。画出两种异构离子的氢化物(H2CN2)的结 构式。指出平衡倾向于哪一物质。

2-

第 5 题 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。 5-1 写出制取 K2MnO4 的反应方程式。

5-2 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。

5-3 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。 )

第 6 题 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。 6-1 写出 BF3 的结构式和其成键特点。分子的极性又如何?

6-2 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?

6-3 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。

6-4 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。

3

6-5 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。

6-6 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 。

第 7 题 称取一种含铁的试样 0.4328g, 使之溶解, 加入适当过量的 SnCl2, 再加入适量 HgCl2。 所得溶液用 0.01720mol/L 的 K2Cr2O7 溶液滴定,操作时不小心超过了终点,为 23.24mL,只能用已知浓度的 FeSO4 溶液回滴,消耗 1.03mL。已知 1.00mL FeSO4 溶液 恰和 0.92mL K2Cr2O7 溶液完全反应。 7-1 加入 SnCl2、HgCl2 溶液的作用是什么?并写出反应方程式。

7-2 写出滴定反应方程式,并计算样品中铁的质量分数。

第 8 题 A 与 SO2 属于等电子体,常温下是一种无色的气体,当冷却到 77K 时,变成橙红色液 体。A 的一种制备方法是:在真空中,将 CuO 和硫一起混合加热,可生成 A,同时生 成一种黑色固体 B。 8-1 试确定 A 和 B,画出 A 的结构式。写出上述制备 A 的化学反应方程式。

8-2 若将 S2Cl2 与 CuO 在 100~400℃加热时也能生成 A。试写出该化学反应方程式。

8-3 A 在碱性条件下能发生歧化反应:A+OH-→S2-+S2O42-+SO32-+H2O 8-3-1 上述反应实际上包含了两个独立的歧化反应。试写出这两个歧化反应方程式。

8-3-2 若上述两个独立的歧化反应是等物质的量发生的。试写出 A 在碱性介质中发生歧 化反应的离子方程式。

8-3-3 用待定系数配平该总歧化反应方程式; (设系数 a、b 为互质的自然数)

4

8-4 A 也能在水中发生歧化反应,生成两种常见的酸。试写出化学反应方程式。

8-5 A 可以被酸性 KMnO4 溶液氧化,写出配平的反应方程式。

第9题 物质A是合成许多氟喹诺酮抗菌药物的重要中间体。由这两中间体出发可以合成氟哌 酸、N-2-甲氟哌酸、环丙氟哌酸、恩氟沙星、双氟沙星、替马沙星等一系列同系物, 它们都是广谱高效的抗菌药物。下面是合成这个中间体的路线:
F

NaOCl / ? AlCl3 / ? 2 (I)+CH3COCl ?? ? ?? (II) ?? ? ? ? (IV) ? ?? (III) ?SOCl
部分水解脱羧 ??????? ?? (V) ?对甲苯磺酸 ???/? ?? ?? 物质 A(C11H9O3Cl2F)
Cl Cl CH 2 ( COOEt ) 2 / Mg ( OEt ) 2

9-1 写出中间产物的结构简式。

9-2 通过红外光谱和核磁共振分析 A 发现不仅存在酮羰基,还存在烯醇式。烯醇式能稳 定存在的原因。

第 10 题 紫草宁(shikonin,见下图)是从生长在亚洲学名叫 Lithospermum erythrorhizon 的一种植物的根部提取出来的红色化合物。 几个世纪以来用做民间药物, 如今用于 配制治疗跌打损伤的膏药。

下面是紫草宁合成路线的一部分:

AlCl3 4 +A ?? ?? B ?NaBH ?? ?

10-1 紫草宁有 种可能的立体异构体; 10-2 写出 A 和 B 的结构简式;

5

10-3 为了获得更高药效的化合物, 人们已合成出许多种紫草宁的类似物, 其中一种的
乙醇溶液,  C 2 合成路线如下:紫草宁 ?SOCl ? ? ? C ?KOH ?? ??70 ? ? ? D(C16H14O4) 请画出化合物 C、D 的结构简式
o

10-4 合成紫草宁有用类似物的另一路线如下:

1) Mg,无水乙醚; ( 2)CO2; (3) H 2O,HCl ?HBr ?极性溶剂 ?? ?? E ?(? ???? ?? ?? ?? F(C22H30O7)

画出化合物 E、F 的结构简式。

6


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