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2012年高中化学竞赛初赛模拟试卷 (7)

时间:2012-06-07


2012 高中化学竞赛初赛模拟试卷(43)

第一题(5 分) X 的单质是一种软的、白色的、较活泼的金属;该元素的克拉克值低、分布分散、绝大部 分伴生在有色金属、煤和铁矿中;X 元素的世界储量不大,而我国的资源储量居世界前茅。其 化合物 XP、XAsyP1-y 是人们熟悉的半导体材料。X 在高价化合物中比在其低价化合物中稳定。 目前,具有层状结构的特殊性能物质(该金属的非整比化合物)Cd0.5Ga2XS5 和 Hg0.8Ga1.6X1.2S5 正在深入研究。 1.写出 X 的元素符号和名称; 2.指出 X 的价电子构型和周期表中的位置; 3.X 还可用于制造哪一类型的合金。

第二题(5 分) 1.熵增加原理的内容是什么? 2.适用于什么样的系统? 3.它在日常生活中有哪些应用?举例说明。 4.熵增加原理可以用于宇宙吗?为什么?

第三题(5 分) Mn3O4 的用途很广,在电子工业上,它是生产软磁铁氧体的原料,而软磁铁氧体则广泛地 用作磁记录材料;在化学工业上,它可用作多种反应的催化剂。可以高锰酸钾与乙醇( 1g︰ 80mL)为反应物在较低的温度下制备出 Mn3O4 纳米粉体。 1.写出合成反应方程式(有乙醛生成) 2.过量乙醇在反应中还有什么作用? 3. 100℃时, 当乙醇溶剂中含有水分时, 反应速度明显加快。 对于 95%乙醇, 大约 16h KMnO4 的反应就基本完全;而对于无水乙醇,反应到相同程度则需要 24h 以上。解释反应速率加快的 原因。

第四题(5 分) 以烯丙基溴和硫脲为原料,在相转移催化剂四丁基溴化铵的作用下,以水作溶剂,分三步 反应合成了烯丙硫醇。已知这三步反应在不同的 pH 条件下进行(酸性、中性、碱性,未按顺 序) ,写出合成反应流程式。

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第五题(8 分) 在乙醇溶液中,电解钛片 4h,然后电解铅片 2h,每隔 30min 加入 0.1mL 乙酰丙酮,制得 中间体 A,然后在一定条件下水解得到纳米材料 B。A 是不定组成型物质,红外光谱显示 A 中 存在 C=C、C=O 等官能团。 1.写出 A 的组成式和 B 的化学式; 2.写出制备 A 的电极反应方程式; 3.写出 A 水解为 B 的反应方程式; 4.已知 B 的晶体属于立方晶系,画出一种合理的晶胞。

第六题(10 分) 光合作用是绿色植物和其他自养型生物利用光能由简单化合物合成高能复杂分子的过程。 光合作用中叶绿素分子与特殊的酶分子受体( MS)相结合,发生一系列氧化还原反应。科学 家们发现光合作用还存在许多变化形式,如有些细菌可用 H2S 代替 H2O 进行光合作用生成结 构与性质完全相似的产物。我国科学家早在 1946 年就发现铀吸收中子后可发生核裂变分裂成 235 160 较小的碎片。如以一个漫中子轰击 92 U 发生核裂变时,能产生两种核素 72X、 62 Sm 和若干快 69 72 中子。快中子再与核素 X 反应可生成 28 Ni,继而生成以上 MS 中金属 M 的一种核素。M 是 应用最广泛的金属之一,在高温高压下与 CO 作用生成淡黄色液体 A(A 在高温下可分解为 M 和 CO) 。含有 M 的一种深红色化合物晶体 B 具有顺磁性,在碱性溶液中已能把 Cr(Ⅲ)氧化 - 为 CrO42 ,而本身被还原成黄色的 C 晶体。溶液中 C 可被氯气氧化成 B。A 继续与 CO 作用可 形成满足 18 电子规则的金属有机化合物 D。 1.写出 M 的元素符号; 2.写出上述所有核化学反应方程式; 3.写出 B 与 C 互相转化的离子方程式; 4.写出 H2S 代替 H2O 进行光合作用的主要产物。 5.画出 D 的一种合理结构式,并指出有几种不同的成键方式。

第七题(7 分) 某钠盐 A 是一种分析试剂,合成路线如下:
B ( OCH3 )3 2CO3水解 B+Mg ?四氢呋喃 ?? D ?Na ?? ?? C ??? ? ??? A

已知 A 中钠的质量分数为 6.72%, 核磁共振显示 A 有三种类型的氢, 其个数比是 1︰2︰2。 1.写出 A、B、C、D 的结构简式; 2.写出 D 在 Na2CO3 溶液中水解的反应方程式; 3.用两种方法,从混合液中得到 A 的实验方法。
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第八题(10 分) 由短周期三原子气体 A 是红黄色气体,不燃烧,具有强腐蚀性,熔点:-64.5℃,沸点: -5.5℃,遇水和潮气分解。A 是有机合成中的重要试剂,实验室可由无色气体 B 与有色气体 C 在通常条件下反应制备;某常见强氧化剂 D 在反应中可生成 A。 1.写出 A 的化学式和名称; 2.写出实验室制备 B、C 的离子方程式; 3.写出 A 遇水分解的反应方程式; 4.写出 D 生成 A 的半反应; 5.画出实验室由 B、C 混合后收集 A 和处理尾气的装置。

第九题(12 分) 右图是碘晶体的晶胞沿 x 轴的投影。 碘属于正交晶 a=713.6pm; b=468.6pm; c=978.4pm; 系, 晶胞参数: 碘原子 1 的坐标参数为(0,0.15434,0.11741) 。 1.碘晶体的一个晶胞里含有的碘分子数; 2.请写出晶胞内所有碘原子的坐标参数; 3.计算碘晶体的密度; 4.碘原子共价单键半径 r1; 5.在晶体中,I2 分子在垂直于 x 轴的平面堆积呈 层型结构,计算:层内分子间的最短接触距离 d1;层间 分子间的最短距离 d2;已知 I 原子的范德华半径 r2 可由几个数值相近的分子间接触距离平均求 得,其值为 218pm。比较层内分子间的接触距离 d1 和范德华半径 r2 大小,你能得出什么结论? 6.I2 分子呈哑铃形,画出其结构,并标出主要参数。

第十题(8 分) 生物体内分子间共价键的形成是十分重要的,化学家们常用一些实验来进行模拟,例如水 杨醛(邻羟基苯甲醛)阴离子和甘氨酸根离子间发生化学反应形成化合物 A,A 与二价金属离 + + 子 M2 反应获得配合物 B,B 呈电中性。而水杨醛阴离子和甘氨酸根离子直接与 M2 反应却可 获得化合物 C,C 与 B 有相同的化学组成。请回答下列问题: 1.写出形成 A 的化学反应方程式。 + 2.画出 B 和 C 的结构示意图(已知 M2 采取四面体配位) 。 3.判断 B、C 是否都具有立体异构体;

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第十一题(7 分) 准确称取 0.3000g 铁矿石试样,置于 250mL 锥形瓶中,滴加几滴水润湿并摇动使其散开, 然后加浓盐酸 10mL,并滴加 8~10 滴 SnCl2 溶液助溶,盖上表面皿,在通风橱中小火加热至 试样分解完全,试液清亮,剩余残渣变为白色。用少量水冲洗表面皿和杯壁,加热至近沸,在 不断摇动下加入 10%的亚硫酸钠溶液 10mL,静置 3~5min,用醋酸铅试纸检验放出的气体, 醋酸铅试纸不再变黑,停止加热。将溶液稀释至 150mL,加硫磷混酸 15mL,甲基橙指示剂 2~ 3 滴,用硫酸铈标准溶液滴定至溶液由红色变为无色并保持 0.5min 不变色即为终点。 1.溶解铁矿石试样后,底部剩余白色残渣,该物质是什么? 2.加入亚硫酸钠溶液的目的是什么?并写出离子方程式; 3.使用醋酸铅试纸的目的是什么? 4.如果滴定到终点消耗 0.100mol/L 硫酸铈标准溶液 25.00mL,计算试样的含铁量。

第十二题(18 分) 1.有机物 F(不含氢)是兼具反应型和添加型的有机阻燃剂,不仅可用作不饱和聚酯的专 用阻燃剂,还可广泛用于聚烯烃、橡胶、棉毛织物等高分子化合物中。其合成路线如下:
KMnO4 ? 2 / AlCl3 3COONa / CH3COOH 2 / hv F ?Br ? ? ?? A ?Br ? ?? B ?CH ? ?????? C ?OH ?E ? ?? ? ?? D ???
?

写出 A~F 各物质的结构简式;

2.氟伏沙明(J) ,化学名(E)–5–甲氧基–1–[4–(三氟甲基)苯基]–1–戊酮氧–(2–氨 ) Solvay 基乙基 肟,由 公司开发,可用于治疗强迫症和抑郁症,具有副作用小、疗效确切等特 点,该药被列入 2000 年全球 200 种畅销药之中。其合成路线如下:
1)H 2 NOH ?HCl,KOH;  2)CH3COOH A(C9H10O2) ? ??????? ?? ?? B(C7H7NO2) 1)KOH;  2)BrCH2CH2 Br C(C8H5NO2) ? ??? ??? ?? D(C10H8NO2Br)
3ONa B+D ?CH ? ? ?? E(C17H14N2O4) ?NaOH ? ?? F(C9H12N2O2) ?HCl ?? ? G(C2H10N2OCl2)

( CH2 ) 4 OCH3 / Mg / Py H(C8H4NF3) ?Br ? ???? ?? I(C13H15O2F3) ?G ? ?? J(C15H21N2O2F3)

写出 A~J 各物质的结构简式。

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参考答案
第一题(5 分) 1.In 铟(各 1 分) 2.5s25p1 第五周期ⅢA 族(各 1 分) 3.低熔合金(1 分) 第二题(5 分)
1.孤立体系中的熵永增不减; (1 分) 2.孤立体系; (1 分) 3.略,例如气体绝热自由膨胀过程的方向只能是由体积小向体积大的方向进行 4.不可以用于宇宙(1 分) 因宇宙不是热力学体系(1 分)

第三题(5 分) 1.6KMnO4+13CH3CH2OH→2Mn3O4+13CH3CHO+6KOH+10H2O(2 分) 2.作溶剂(1 分) 3.这是因为 KMnO4 难溶于乙醇而易溶于水,水的加入使得固体 KMnO4 易溶解于液相中, 原来的液-固相反应变成液-液相反应,从而加快了反应速率。 (2 分) 第四题(5 分)
2 CH2=CHCH2Br+H2N- -NH2 ?? ? ? CH2=CHCH2S-

H O

NH2·HBr
?

H 2O ?NaOH ? ?? CH2=CHCH2SNa ?H ?/? ?? CH2=CHCH2SH

第五题(8 分) 1.A:PbTi(C2H5O)6-y(C5H7O2)x(2 分) B:PbTiO3(1 分) + - + - 2.阳极:Ti=Ti4 +4e ;Pb=Pb2 +2e - - 阴极:2CH3CH2OH+2e =2CH3CH2O +H2↑ - - 2CH3COCH2COCH3+2e =CH3C(O )=CHCOCH3+H2↑(各 0.5 分) 3.PbTi(C2H5O)6-y(C5H7O2)x+3H2O=PbTiO3+(6-y)C2H6O+yC5H8O2(1 分)

4.

(2 分)

第六题(10 分) 1.Fe(1 分)
2.
235 1 72 160 1 92 U+ 0 n→ 30 Zn+ 62 Sm+4 0 n
- -

72 1 69 4 30 Zn+ 0 n→ 28 Ni+ 2
- -

He

69 1 66 4 28 Ni+ 0 n→ 26 Ni+ 2

He

3. 3Fe(CN)63 +Cr(OH)3+5OH =3Fe(CN)64 +CrO42 +4H2O 2Fe(CN)6 +Cl2=2Fe(CN)6 +2Cl (各 1 分) 4.碳水化合物(或葡萄糖) 、硫(1.5 分)
4- 3-


(各 1 分)

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5.

(2 分) 4 种(0.5 分)

第七题(7 分) 1.A:NaB( )4(2 分) B: )4BMgCl(各 1 分) -Cl C: -MhCl D:( 2.( )4BMgCl+Na2CO3+H2O=NaB( )4+Mg(OH)2↓+NaCl+CO2↑(1 分) 3.①四氢呋喃萃取,再蒸去溶剂 ②溶液中直接加入 NaCl,析出 A 固体(各 1 分) 第八题(10 分) 1.ClNO 亚硝酰氯(各 1 分) 2.Cu+4H++NO3-=Cu2++NO↑+2H2O
MnO2 十 4H++2Cl- Mn2++2H2O+Cl2↑(各 1 分) 3.2ClNO+H2O=2HCl+NO+NO2(1 分) 4.HNO3+HCl+2H++2e-=ClNO↑+2H2O(2 分) 5. 图略, 用浸在冰盐水中的 U 型管收集 (1 分) , 接上有无水 CaCl2 的球型管 (1 分) , NaON 液吸收尾气,同时需混入 O2(1 分)

第九题(12 分) 1.4(1.5 分) 2.1 (0,0.15434,0.11741),2 (0,0.84566,0.88259),3 (0,0.34566,0.61741), 4 (0,0.65434,0.38259),5 (1/2,0.15434,0.38259),6 (1/2,0.84566,0.61741), 7 (1/2,0.65434,0.11741),8 (1/2,0.34566,0.88259)。 (2 分) -3 3.5.16g·cm (2 分) 4.r1=136pm(1 分) 5.d1=349.6pm;d2=426.9pm; (各 1 分) 层内分子间的接触距离小于 I 原子范德华半径之和,说明层内分子间有一定作用力。这种 键长介于共价单键键长和范德华距离之间的分子间作用力,对碘晶体性质具有很大影响,例如 碘晶体具有金属光泽、导电性能各向异性,平行于层的方向比垂直于层的方向高得多。 (2 分)

6.

(1.5 分)

第十题(8 分)
1. +H2NCH2COO


(A) (1.5 分)

2.B:

(2.5 分)

C:

(2 分)

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3.分别具有一对对映体(2 分)

第十一题(7 分) 1.SiO2(1 分) + + + - + - + 2.将 Fe3 还原为 Fe2 ,2Fe3 +SO32 +H2O=Fe2 +SO42 +2H (1.5 分) - 3.检验 SO2 气体,确定溶液中 SO32 是否除尽。 (1.5 分) 2+ 4+ 3+ 3+ 4.Fe +Ce =Fe +Ce (1 分) Fe%=46.5%(2 分) 第十二题(18 分)

1.A:

B:

C:

D:

E:

F:

(各 1 分)

2.A:

(1 分) B:

(1.5 分)

C:

(1 分)

D:

(1.5 分) E:

(1 分)

F:

(1 分) G:

(1.5 分)

H: J:

(1 分) I: (1.5 分)

(1 分)

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