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(2012)中国化学会第26届全国高中生化学竞赛(省级赛区)试卷

时间:2012-09-02


中 国 化 学 会 第 2 6 届 全 国 高 中 学 生 化 学 竞 赛 ( 级 赛 区 )试卷 省

2012 年 9 月 2 日

共8页

中国化学会第 2 6 届全国高中学生化学竞赛( 省级赛区)试卷

( 2012 年 9 月 2 日 9:00- 12:00)
~m ?~ ~ m r ^ m r
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2 7
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3 ~~W~

4
1

5


6 7

7 10
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8 16

9 12
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10 6
^ ―

11

总分

5

~ ~ n T ~~T^o—

评卷 人 签名

? 竞赛时间 3 小时。迟到超过半小吋者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间到,将试卷 背面朝上放于桌面,立即起立离开考场。 ? 姓名、报名号和所厲学校等必须写于首页左侧指定位置,写于其他位置者按废卷论处。 ? 所有解答必须写于卷面指定位置,写于其他位置者无效。 * 凡要求计算的,须给出计算过程,无计算过程即使结果正确也不得分。 ? 用铅笔解答的部分 (包括作图) 无效。 ? 禁用涂改液和修正带。否则,整个答卷无效。 ? 试卷已装订成册,不得拆散。 ? 附草稿纸一张,不得将任何纸张带入考场。 ? 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 ? 写有与试题内容无关的任何文字的答卷无效。

H 1.008 Li Na K Rb Be Mg Ca Sr Sc Y Ti Zr V Nb 6.941 9.012 22.99 24.31

元素周期表
B Al Cr Mo Mn Tc Re Fe Ru Co Rh Ni Pd Cu Zn Cd Ga In C Si Ge Sn N P As Sb O S Se Te F Cl Br I

He 4.003 Ne Ar Kr Xe 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95

39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.64 74.92 78.96 79.90 83.80 Ag
Au

85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.96 [98]
Cs Ba La Hf Ta W

101.07 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131.29 Os Ir Pt ~Hg~ Tl Pb Bi Po At Rn

132.91 137.33 138.91 178.49 180.95 183.84 186.21 190.23 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38

207.2 208.98 (209) (210) (222)

Fr

Ra

Ac

Rf

Db

(223) 226.0 (227) (261) (262) Ce Pr Pa Nd Pm Sm Eu Gd Cm
Tb "o T Ho Er Tm Yb Lu

140.12 140.91 144.24 ( 145 ) 150.36 151.96 157.25 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05 174.97 Th U Np Pu Am Bk Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

232.04 231.04 238.03 237.05

(244) (243) (247) (247) (251) (254) (257) (256) (254) (257)

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第 1 题 ( 分) 7

1 - 1 向硫酸锌水溶液中滴加适当浓度的氨水至过量,发生两步主要反应。简述实验现象,写出两步主要
反应的离子方程式。

1 -2 化 合 物 [Cu化ydc)(amp)]?3H20 的 组 成 为 C1 H14CuN4O7, 热重分析曲线表明,该化合物受热分解发生 1 两步失重,第一个失重峰在 200 ?2 5 0 ° 0 , 失 重的质量分数为 15.2%。第二个失重峰在 400 ?500°0 ,失重 后的固态残渣质量为原化合物质量的 20.0%。pydc 和 3 1 ^ 是含芳环的有机配体。通过计算回答: __________________________________ ( 1 ) 第一步失重失去的组分。

(2) 第二步失重后的固态残渣是什么,解释理由。

第 2题

( 分 )八和乂是两种常见的非金属元素,其核外电子数之和为 22,价 层 电子数之和为 10。在 7 ,反应如下: A(s) + 3/2X 2 (g) --------- - AX 3 (g) AX 3 (g) -Hg - . 生 > AX(g) + 2X(g) 麥

一 定 条 件 下 可 生 成 ^ 、AX3 ( 常 见 的 ^ \ ^ 8 酸 ) 、八 义 和 ^ 2

2 Hg + 2 X(g)-------- - Hg2X2(S)
AX(g) + AX 3 (g) --------- - A 2 X 4 (E)

4AX(g)-------- - A4X4(S) 2 -1 指出八和乂各是什么元素。
~~A:
2 -2

xT ~
具 有 4 个三重旋转轴,每 个 八 原 子 周 围 都 有 4 个原子。画 出 八 \
4

^

的结构示意图。

2 - 3 写 出 ^ 3与 0^ 3 81~按 计 量 系 数 比 为 1:3 反应的方程式。 ]^?

2 ^ 4 写出八2& 与乙醇发生醇解反应的方程式。

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第 3 题 ( 0 分 ) 0 ^ 0 4 溶 液 与 & 0 20 4溶液反应,得到一种蓝色晶体。通过下述实验确定该晶体的组成。 1

( a ) 称 取 0.2073 8 样 品 ,放入锥形瓶,加 入 4 0 1 ^ 2 爪0 1 1 1的 1 ^ 0 4, 微热使样品溶解。加 入 30 乱 水 , 加热至近沸,用 0.02054 mol L 1^ ^ 4溶液滴定至终点,消 耗 24.18 mL。
( b ) 接着将溶液充分加热,使淡紫红色变为蓝色。冷 却 后 加 入 2 g K I 固体和适量 Na2C 0 3, 溶液变为棕色并 生成沉淀。用 0.048261?01[_1 的 恤 2320 3溶液滴定,近终点时加入淀粉指示剂,至终点,? S l 2 . 6 9 m L 。 3-1 写 出 步 骤 a 中滴定反应的方程式。

3 - 2 写 出 步 骤 & 中溶液由淡紫红色变为蓝色的过程中所发生反应的方程式。

3-3 用反应方程式表达 K I 在 步 骤 b 中的作用;写 出 細 2820 3 滴定反应的方程式。

3-4 通过计算写 出 蓝 色 晶 体 的 化 学 式 ( 原子数取整数)。

第4题

( 分 ) 1976 年中子衍射实验证实,的心 -[0 ^ 1 0 20 2] 0 ^ 2 1 1 20 晶体中只存在 3 种离子:X +、 5

含钴的八 + 和 <^_。X+ 中所有原子共面,有 对称中心和 3 个相互垂直的镜面。注 :en 是乙二胺的缩写符号。

4 - 1 画出八+及其立体异构体的结构简图。
~ ^ ~ :

立体异构体 :

4 - 2 画出乂+ 的结构图。

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第 5 题 ( 分 )从尿素和草酸的水溶液中得到一种超分子晶体。乂射线衍射实验表明,该晶体属于单斜晶 8 系 ,晶胞参数 ^=505.8? 瓜,Z^=1240 pm, c=696.4 pm, p=98.13 °。晶体中两种分子通过氢键形成二维超 分子结构。晶体密度 /)=1.614 8 01^3。 5 - 1 推求晶体中草酸分子和尿素分子的比例。

5 - 2 画出一个化学单位的结构 , 示出其中的氢键。

第 6 题 ( 分 )2, 吡啶二羧酸,俗称喹啉酸,是一种中枢神经毒素,阿尔兹海默症、帕金森症等都与它有 7 3关 。常温下喹啉酸呈固态,在 185? 190°0: 释 放 0 2转化为烟酸。 下

6-1 晶体中,喹啉酸釆取能量最低的构型,画 出 此 构 型 ( 碳原子上的氢原子以及孤对电子可不画) 。

6 - 2 喹啉酸在水溶液中的 !^ ^ = 2 .4 1 ,写出其一级电离的方程式 (共轭酸碱用结构简式表示)。

6 - 3 画出烟酸的结构。

第 7 题 ( 分 ) 硼的总浓度 2 0.4 mol L 1的硼酸及其盐的水溶液中不仅存在四硼酸根离子 B4O5(OH)42' 10 还存在电荷为 - 1 的五硼酸根离子以及电荷为 - 1 和 - 2 的两种三硼酸根离子。这些多硼酸根离子均由 B(OH)3 和 6(011)4_ 缩合而成,结构中硼原子以 B-O-B 的方式连接成环。

7-1 上述五硼酸根离子中,所有三配位硼原子的化学环墙完全相同,画 出 其 结构示意图( 不画孤对电子,羟 基用 -011表 达 )。

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7 - 2 右图示出硼酸 -硼酸盐体系在硼的总浓度为 0.4 0 01 L-1W , 其存在形式与? 的关系。1、2 、3 、4 分 别 为 4 11 种多硼酸根离子存在的区域。推 出 1、2 、3 、4 分别对
应的多硼酸根离子的化学式。 注 :以 私 0 5(0 印 42_为范例,书 写 其 他 3 种多硼酸根离 子的化学式;形成这些物种的缩合反应速率几乎相同, 其排列顺序不受反应速率制约; 本体系中缩合反应不改 变硼原子的配位数。

VO2 (COi)1 ;

第 8 题 ( 6 分)右图示出在碳酸 -碳酸盐体系 (0 0 32_的分 1 析 浓 度 为 1.0 x IO2 mol L-1 ^ , 铀的存在物种及相关电 ) 极 电 势 随 p H 的变化关系该 -pH 图,以标准氢电极为参比 电极) 。作为比较,虚 线 示 出 11+尼 2 和 CVH2O 两电对的
E -p U 关系。 k J
?

0.8 0.6 0.4 0.2

C 0.0
0.2

8 - 1 计 算 在 pH 分 别 为 4.0 和 6.0 的条件下,碳酸-碳酸盐
体系中主要物种的浓度。

-OA
- 0.(

H2CO3: Kal = 4.5 x 10 ― Kal = 4.7x 10 "1 7, 1

■.1 0 -1,(

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8 - 2 图 中 3 和卜分别是 pH = 4 .4 和 6 .1 的两条直线。 别 写出与 a 和 b 相对应的铀的物种发生转化的方程式。 分

8 - 3 分 别写出与直线 (: (1相对应的电极反应,说明其斜率为正或负的原因。 和

8 - 4 在 pH = 4 . 0 的缓冲体系中,加 入 UCl3, 写出反应方程式。

8 - 5 在卩只= 8 .0 ?12 之间,体 系 中 。0 2(0 3 3)广 和 仏 0 9 (8)能否共存?说明理由 ‘ UO2(CO3)34 - 和 。 2(8) 能 , 0
否共存?说明理由。

第 9 题 ( 2 *)K n o ev en ag el 反应是一类有用的缩合反应。 1 如下图所示,丙二酸二乙酯与苯甲醛在六氢吡啶 催化 下 生 成 2-苯亚甲基丙二酸二乙酯。

CHO ^ C O O C H 2CH3 CH2(COOCH2CH3)2

1

COOCH2CH3 9-2 简述催化剂六氢吡啶在反应中的具体作用。

9-1 指出该反应中的亲核试剂。

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9-3 化合 物 八 是 合 成抗 痉 挛 药物 0 ( 9 3 匕 口 咐 4 的前体。根据上述反应式,写 出 合 成 六 的 2 个起始原料 3 6
的结构简式。

COOCH2CH3 COOCH2CH3

9-4 画 出 由 八 制 备 0 过程中中间体曰、C 和产物 口的结构简式。 A NaCN H2O
?

H2, 催化剂 A

----- ?

C

-

C12H19NO3

NaOH, H2O A

C9H17NO2

第 10 题 ( 分)辣椒的味道主要来自于辣椒素类化合物。辣 椒 素 「的合成路线如下: 6

CgHi5Br A

NaCH(COOCH2CH3)2 i) KOH, H2O ii) H3O+ 180 0C
CloHl8〇2 ^----------

R

SOCI2

C

画 出化合物八、B 、C 、D、? 和 「的结构简式。

A

B

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E

F

第 11 题

( 分) 12

11-1 烯烃羟汞化反应的过程与烯烃的溴化相似。现有如下两个反应:
y ^ ^ ^ ^ ,

i) Hg(OAc)2, THF/H20 ----------------------------^ ii) NaBH4, H0'

A

4-戊烯 -1-醇在相同条件下反应的主要产物为 B 。画 出 化 合 物 六 和 8 的结构简式。 _________________ B A

11-2 下列有机化合物中具有芳香性的是

化 合 物 A 经过如下两步反应后生成化合物 D 。 回答如下问题:

1 CH3 H ^ ^ T CH3 了 D ----- ^ . o ^ H3C 6 7 5 A


X P H3 f o ; F- CH3 NaOH/HoO — 2^.. - " H O ^k H3C C
_

^ HCOO0 + D

11-3写 出 化 合 物 1 的名称: 3 1 1 - 4 圈 出 0 中来自原料八中的氧原子。 o ^ ° X ^ H3 H O H3C ^ CH3

_ o 11-5画 出化合物 D 的结构简式。

郑重声明: 本试题及答案版权属中国化学会所有, 未经中国化学会化学竞赛负责人授权,任何人不得翻印 不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、籯利,违者必究。本试卷和相应答案将分别于2012年 9 月 2 日 12:00 和 8 日 12:00 在网站 htp://edu*simLcom.cn^t^%o


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