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2008高中化学竞赛初赛模拟试卷(11)

时间:2010-11-07


2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(11) 高中化学竞赛初赛模拟试卷( )
满分: (时间:3 小时 满分:100 分) 时间:
题 号 满 分
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

1 4

2 5

3 8

4 6

5 13

6 8

7 8

8 8

9 15

10 8

11 8

12 9
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] La 系 B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4 C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir - Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- - Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第一 题(4 分) 在 1~18 号元素组成的化合物中具有三核 10 个电子的共价化合物是 ~ 三核 20 个电子的离子化合物是 。

具有 ;

第二 题(5 分) 在某温度下分解为氢气和固体物质, 某元素的气态氢化物 HXR 在某温度下分解为氢气和固体物质,在相同条件下体积为 原来的 1.5 倍,分解前后气体的密度比为 17︰1,该元素原子核内中子数与质子数之差为 ︰ , 1, R 原子核内中子数为 R , 该元素的符号为 , 原子核内中子数为 , 原子的电子排布式为 , R 原子的最高氧化物的分子式为 ,其溶于水后生成物为 。 第三 题(8 分) CO 与 Co 形成的羰基化合物是一种配位化合物, 是配位体, 形成的羰基化合物是一种配位化合物, 是配位体, CO 提供电子对的是______ 提供电子对的是 原子。 所以这种羰基化合物的结构式应是____________, 原子。 中心原子 Co 的外围电子数是 18, , 所以这种羰基化合物的结构式应是 , 其原因是 。 第四 题(6 分) 八配位化合物常为四方反棱柱结构, 如右图所示。 察此结构, 八配位化合物常为四方反棱柱结构,如右图所示。观察此结构, 它含有几种棱? 它含有几种棱?M(AA)4 型四方反棱柱配合物能有多少种立体异构 是一种双齿配体)? )?画出它们的结构并指出哪一些是有对 体(AA 是一种双齿配体)?画出它们的结构并指出哪一些是有对 映体的。 映体的。

5- 1 -

第五题(13 分) 是一种液态化合物, ℃ 化合物 SOCl2 是一种液态化合物,沸点 77℃,实验室中可用 CaSO3 和 PCl5 混合共热 制备。在工业生产和化学实验中, 是一种重要的化学试剂。 制备。在工业生产和化学实验中,SOCl2 是一种重要的化学试剂。在盛有 10mL 水的锥形 可观察到反应剧烈发生,液面上有白雾形成, 瓶中小心地滴加 8~10 滴 SOCl2,可观察到反应剧烈发生,液面上有白雾形成,并逸出刺 ~ 激性气味的气体。 激性气味的气体。 1.写出 CaSO3 与 PCl5 共热制备 SOCl2 的化学方程式。 的化学方程式。 . 完全反应的化学方程式。 2.写出 SOCl2 与 H2O 完全反应的化学方程式。 . 3.设计一些简单实验来验证你写出的化学方程式(2)是正确的。 只需给出实验原 . 设计一些简单实验来验证你写出的化学方程式( ) 是正确的。 (只需给出实验原 ( 理和现象,无须描述实验仪器和操作) 理和现象,无须描述实验仪器和操作) 。 4.工业上往往用 ZnCl2·3H2O 和 SOCl2 混合共热来制取无水 ZnCl2。说明该种制法 . 可行性的原因。 可行性的原因。 5.SOCl2 在有机化学中作氯化剂。写出苯甲酸和 SOCl2 反应的化学方程式。 在有机化学中作氯化剂。 反应的化学方程式。 . 分离, 6.为了使(5)生成的有机物与混溶在其中的过量的 SOCl2 分离,可以采用的分离操 .为了使( ) 作是 。

第六 题(8 分) 由乙烯和丙二酸等物质合成 I,合成路线如下: ,合成路线如下:

请回答下列问题: 请回答下列问题: 1.写出下列物质的结构简式:E .写出下列物质的结构简式: 2.写出 A~D 化学方程式: . ~ 化学方程式:

;H

;I



5- 2 -

第七 题(8 分) H2(g)+ HD(g)+ 2O(g) )+HDO(g)在 373K 下,KP=2.6。天然气中 HD )+H ( ) )+ ( ) 。 ( )+ %,欲于 的体积百分数为 0.0298%,欲于 373K 下,以体积 50︰50 水蒸气与氢气之混合气体借助 %, ︰ 于连续平衡作用供应氢气, 移除。 %,将需要多少步骤 于连续平衡作用供应氢气,将 D 移除。欲将 HD 含量降低至 0.003%,将需要多少步骤? %,将需要多少步骤? 始终呈平衡状态) (假定 H2、D2、HD 始终呈平衡状态)

第八 题(8 分) 丙二酸( ) , , 、 丙二酸(H2A)的 pKa1=2.86,pKa2=5.70,向 20.00mLNa2A、NaHA 混合溶液中加 入 1.00mL 0.0100mol/L HCl,pH 为 5.70;滴入同样浓度 10.00mL HCI,pH 为 4.28,求初 , ; , , 始混合液中 Na2A、NaHA 浓度和 pH。 、 。

第九题(15 分) A 为 AB 型离子化合物,r+=143pm,r-=181pm。将 A 放入一具有密封活塞的容器 型离子化合物, , 。 中加热, )=B( )+ )+C( )的分解反应,反应的Δ θ 中加热,发生 A(s)= (g)+ (g)的分解反应,反应的ΔrHθ=176kJ/mol,ΔrS ( )= , -1 -1 液分别呈酸性和碱性。 θ=284J·mol ·K ,B(g)和 C(g)均极易溶于水,其水溶液分别呈酸性和碱性。 · ( ) ( )均极易溶于水,其水溶液分别呈酸性和碱性 加热达一定温度后,反应达平衡, 加热达一定温度后,反应达平衡,压力为 202kPa,然后缓慢降温,当压力达 101kPa 时, ,然后缓慢降温, 又达新的平衡, 又达新的平衡,此时气体密度为 0.546 5g/L。 。 氟里昂是一种制冷剂,它较稳定, 氟里昂是一种制冷剂,它较稳定,但在高空紫外线照射下产生 C1· 对 O3 分解起催 · , 化作用,破坏臭氧层,现已受到世界上各国科学家的关注, 化作用,破坏臭氧层,现已受到世界上各国科学家的关注,力图用其他制冷剂完全取代氟 里昂。 近年来我国科学家研制了一种新型制冷剂——格雷克尔, ——格雷克尔 其制冷机理与氟里昂相同, 其制冷机理与氟里昂相同, 里昂。 近年来我国科学家研制了一种新型制冷剂——格雷克尔, 且节电 2%,但在高空中较易分解,产生的自由基可与分解出来的另一种原子结合形成一 %,但在高空中较易分解, %,但在高空中较易分解 种稳定的易溶于水的化合物,从而使臭氧层得到保护 到保护。 种稳定的易溶于水的化合物,从而使臭氧层得到保护。 1.试判断 A 为何种类型的离子晶体。 为何种类型的离子晶体。 . 2.求两次达平衡时的温度。 .求两次达平衡时的温度。 3.试推导 A(s) (g) (g)可能是什么物质 、B( ) 、C( )可能是什么物质? . () 、 、 4.写出氟里昂对 O3 分解催化作用的反应方程式。 分解催化作用的反应方程式。 . 5. 新型制冷剂——格雷克尔分解形成的易溶于水的化合物可能是什么?试评价该化合 ——格雷克尔分解形成的易溶于水的化合物可能是什么 . 新型制冷剂——格雷克尔分解形成的易溶于水的化合物可能是什么 试评价该化合 物的优缺点。 物的优缺点。

5- 3 -

第十 题(8 分) 同时进行, 在亲核取代反应中常常是 SN1 和 SN2 同时进行,观察到的反应速率是这两种过程速率 的总和。 的总和。 - - 例如: - + - + 。 例如:R-Br+B =RB+Br ,v=k1[RBr]+k2[RBr][B ]。试提出一种可行的处理方 + = 法,来近似估计 k1 和 k2。

第十一题(8 分) 十一题 2+ 2+ =- 已 知 298K 、 Cd(H2O)4 + 4CH3NH2 = Cd(CH3NH2)4 + 4H2O 2+ 2+ 57.3kJ/mol;Cd(H2O)4 +2en=Cd(en)2 +4H2O =-56.5kJ/mol ; = =- =- 0.400V =-0.594V =-0.714V。 =- =- 。 2+ 2+ 试计 算 : Cd(CH3NH2)4 + 2en = Cd(en)2 + 4CH3NH2 的 和 , 并解释 2+ 2+ Cd(en)2 与 Cd(CH3NH2)4 的热力学稳定性不同的原因(en=NH2CH2CH2NH2) 的热力学稳定性不同的原因( = 。

第十二题(9 分) 十二题 反应拟定一个合理的历程: 试为 Stobbe 反应拟定一个合理的历程:

5- 4 -

参考答案
第一 题(4 分) H2O LiHS 或 NaOH 第二 题(5 分) P 16 1s22s22p63s23p3 P2O5 第三 题(分) 碳(2 分)

HPO3(H3PO4)

7 2 (3 分) 原子的特征电子构型为 3d 4s ,外围电子为

9,CO 原子通过共用电子对才能达 18 电子结构(3 分) 电子结构( , 。 第四 题(6 分) 它有两种棱。一种是四边形的边;一种是连接上下两四边形顶点的, 它有两种棱。一种是四边形的边;一种是连接上下两四边形顶点的,各 8 条。

立体异构体: 立体异构体:

这三种几何异构体都有对映体存在, 这三种几何异构体都有对映体存在,故主体异构体共 6 个。 第五题(13 分) 1.CaSO3+2PC15=CaC12+2POCl3+SOC12(2 分) . 2.SOCl2+H2O=SO2+2HCl(2 分) ( . = 3.向水解产物的水溶液中通入 H2S 气体有淡黄色(硫磺)沉淀析出(2H2S+SO2= 气体有淡黄色(硫磺)沉淀析出( . + 3S↓+2H2O) 向另一份水解产物的水溶液中加入 AgNO3 溶液有白色(AgCl)沉淀析出 溶液有白色( ;向另一份水解产物的水溶液中加入 ↓ ) ) ; + - (4 (Ag +Cl =AgCl↓) 分) ↓ ( 2 4. 3H , SOCl2 与晶体 ZnCl2· 2O 3H . 直接加热 ZnCl2· 2O, 由于 Zn +水解得不到 ZnCl2。 2+ 2+ 混合共热时, 反应的程度, 混合共热时,SOCl2 优先于 Zn 与水结合生成 HCl,减少了 Zn 与 H2O 反应的程度,同 , 2+ 水解, (2 时生成的 HCl 抑制 Zn 水解,最终得到无水 ZnCl2。 分) ( 5. . -COOH+SOCl2→ + -COCl+SO2↑+HCl(2 分) + ( 6.蒸馏(1 分) .蒸馏( 第六 题(8 分)

1.E: . :

H: :

I: :

表示- (Et 表示-C2H5)

5- 5 -

2.CH3CHO+3HCHO ?一定条件 → . + ?? ? 第七 题(分) 平衡之后, 之前, ,且设平衡前, 假设在每次通 H2O 之前,PHD 为 P0,平衡之后,PHD=P,且设平衡前,H2O、H2 之 、 分压各为 100kPa,则有: ,则有: HD(g)+ 2O(g) H2(g)+ ( )+H ( ) )+HDO(g) ( ) )+ )+ P0 100 100 平衡前/ 平衡前/kPa P P0-P 平衡后/ 平衡后/kPa ≈100 ≈100 由平衡关系易知: = , = ,即每平衡一次, 由平衡关系易知:(P0-P)/P=2.6,解之则得 P=P0/3.6,即每平衡一次,HD 压强降 的次数: 为原来的 1/3.6。故需要平衡的次数: 。故需要平衡的次数 n=[lg(0.003%/0.0298%)]/[lg(1/3.6)]=1.79≈2 = = ≈ 次平衡才可达到目的。 故需 2 次平衡才可达到目的。 这种方法就是于一次平衡后冷却,将水除去,重新通入新的水蒸汽, 注:这种方法就是于一次平衡后冷却,将水除去,重新通入新的水蒸汽,并又一次平 衡,带走 D,从而达到分离同位素的目的。 ,从而达到分离同位素的目的。 第八 题(8 分) 设原有 Na2A x mmol,NaHA y mmol,pH=5.70=pKa2,溶液中[HA-]=[A2-],有: , , = = 溶液中 = , x 一 0.010 0×1.00=y+0.010 0×1.00 × = + × 2- pH=4.28=1/2(pKa1+pKa2) 溶液中 A 全转化为 HA-,有: ,溶液中 = = ( , x=10.00×0.010 0=0.100(mmol) = × = ( ) 故 x=0.100 mmol,y=0.080mol。 = , = 。 故起始[Na2A]=0.005(mol/L) 故起始 = ( ) [NaHA]=0.004(mol/L) = ( ) pH=pKa2+lg = =5.80。 。

第九题(15 分) 1.因为 r+/r-=0.790>0.732; . > ; 型晶体。 (2 所以 A 为 C ︰C =8︰8 的 CsCl 型晶体。 分) ︰ ( 2.由 . = -T· · , 202kPa 时, =1×1=1。 × = 。 所以 =0。 。 所以 T= = =620K。 。

101kPa 时, =-RTln =11.5T。 =- 。 3 11.5T=176×10 -284T,所以 T=595.6K。 分) (4 = × , = 。 ( 3.101kPa 时,pV=nRT . = p·M=ρRT · =

M =ρRT/p=26.8(g/mol) 所以 A ,所以 = ( ) ,

晶体, 气体, 气体。 (4 可能是 NH4Cl 晶体,B 可能为 HCl 气体,C 为 NH3 气体。 分) (
5- 6 -

4.CF2Cl2 . CF2Cl·+C1· · · ; O3+Cl·=O2+ClO· · · ; ClO·+O3=2O2+Cl·( 分) · ·(3 。 5.HCl,可使空气酸化,形成酸雨。 分) (2 . ,可使空气酸化,形成酸雨。 ( 第十 题(8 分) 作图, 因为 v=k1[RX]+k2[RX][碱],故 v/[RX]=k1+k2[碱],以 v/[RX]对[碱]作图,并且外 = + 碱, = 碱, 对 碱 作图 值及[碱 具体算出 具体算出。 推到[碱 = , 推到 碱]=0,直线的截距应为 k1。K2 可由 k1 值及 碱]具体算出。 第十一题(8 分) 十一题 Cd(CH3NH2)42 +4H2O (1) ) =-57.3kJ/mol =- Cd(H2O)42 +4CH3NH2 2+ 2+ Cd(H2O)4 +2en Cd(en)2 +4H2O (2) =-56.5kJ/mol ) =-
2+ 所以 Cd(CH3NH2)4 +2en =0.8kJ/mol
+ + +

Cd(en)22++4CH3NH2 (3) )



=-



所以 所以 由

=-nF =-

=-23.16kJ/mol =-
- - + +

- - =80.40J·K 1·mol 1 ·

2+ 2+ <0 知:Cd(en)2 稳定性大于 Cd(CH3NH2)4 ,且

=0.8kJ/mol,说明 ,

焓变对稳定性影响很小, 焓变对稳定性影响很小,而 十二题 第十二题(9 分) 历程: 历程:

说明引起稳定性不同的主要原因是熵效应。 >0 说明引起稳定性不同的主要原因是熵效应。

OEt / ? ?? ?EtOH → ? ?

?

? ?→

OEt / ? ?? ?EtOH → ? ?

?

? ?→

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