高中化学竞赛试题(份) 47页

高中化学竞赛试题（一）翻印无效第1题（12分）最近出版的“重大发现记实”中，Cute教授发表了关于外星文明遗迹的研究结果。他认为外星人与人类非常相似，他们可能在亿万年前来过地球，留下了非常奇异的碑记。一些碑文已经破译被证明是外星人当地大学的大学生所用的普通化学教科书的几章。这些内容的最初几行就相当今人，看上去象是那个奇妙的世界里的物质定律，与我们的星球所遵循的规律不同。特别是原子结构也用四个量子数来描述，只有一个重大的区别：n＝1，2，3……L＝0，1，2，3，…，(n－1)M＝－2L，－(2L－1)，…，－1，0，＋1，…，＋(2L－1)，＋2LMS＝＋1/2，－1/2Cute教授允诺要继续发表相关研究，一旦他找到了财政支持，将继续他的破译工作并描述出X星球上的周期表和一些基础化学内容。然而以揭示的碑文内容就足以预见一些重要事实。1-1试创造出X周期表的前两个周期，为简便起见，用我们的化学符号来表示与我们原子有相同电子的X原子；1-2猜测在那里可用作洗涤和饮用的X－水可能是什么？写出全部可能，并说明理由。依据你所构造的X周期表，写出他的化学式。1-3写出“甲烷（X的氢化物）在氧气中燃烧”的反应，这是给人类提供能量和热源的主要过程；解释你选择X元素的原因？第2题（13分）光气学名“碳酰氯”，化学式COCl2，是窒息性毒剂之一。2-1       光气化学性质活泼，具有酰卤的典型反应，易发生水解、氨解和醇解。（1）光气与足量乙醇反应所得产物的化学名称是；（2）光气与足量氨气反应的化学方程式；（3）足量苯在AlCl3催化剂作用下与光气反应所得产物的结构简式；（4）光气与苯胺分两步反应可得异氰酸苯酯，中间产物的结构简式是，异氰酸苯酯的结构简式是。2-2       实验室可用四氯化碳和发烟硫酸（H2SO4·SO3）反应制备光气，写出化学方程式。2-3       BTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为78～82℃，沸点为203～206℃。1molBTC可在一定条件下分解产生3mol光气，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备BTC。BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。47/47\n（1）（1）BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式（2）除毒性外，BTC比光气还有什么优点？（2）2-42004年6月15日福建省物质结构研究所（简称物构所）一下属企业，因实验操作不当造成有毒光气泄漏。造成１人死亡，260多人送医院救治。光气遇热按照下式分解：COCl2(g)＝CO(g)＋Cl2(g)，Kp＝4.44×10－2（668K，K为标准平衡常数），在密闭容器中，当混合气体总压力为300kPa时，计算该混合气体的平均分子量。第3题（9分）在真空下，在230℃时分解，CsB3H8可产生下列化学反应：□CsB3H8□Cs2B9H9＋□Cs2B10H10＋□Cs2B12H12＋□CsBH4＋□H23-1       配平上述反应。单线桥标明电子的转移方向和数目。3-2       不用硼氢化物的钠盐进行实验的原因是3-3       B9H92－离子可通过B10H102－离子的热分解得到。已知B9H92－为三角棱柱的三个面上带三个“帽子”，而B10H102－的结构为上下两个四边形在上下各带一个“帽子”。两种离子围成的封闭多面体均只有三角形面。则B9H92－离子较B10H102－离子（填“稳定”或“不稳定”）。3-4       B12H122－是一个完整的封闭二十面体，可用NaBH4与B2H6反应制备其钠盐。已知产物中化合物只有一种。试写出制备Na2B12H12的化学反应方程式。第4题（9分）化合物（A）是我国蟾蜍皮中的一种物质，由（B）合成该化合物的路线如下：BCDEFA4-1       写出C～F各物质的结构简式；4-2       写出a、b的反应条件或使用的无机试剂；47/47\n4-3       E→F中吡啶（）的作用是什么？第5题（10分）疏水作用是决定生物分子的结构和性质的重要因素，特别是在蛋白质的折叠，药物分子与受体（蛋白质、DNA等）的相互作用中扮演着重要的角色。非极性化合物例如苯、环己烷在水中的溶解度非常小，与水混合时会形成互不相溶的两相，即非极性分子有离开水相进入非极性相的趋势，即所谓的疏水性（Hydrophobicity），非极性溶质与水溶剂的相互作用则称为疏水效应。5-1有关相似相溶原则可以用热力学自由能的降低来理解。（△G＜0；△G＝△H－T△S，式中ΔＨ是焓变，代表降低体系的能量因素；ΔＳ是体系熵增的因素。在常温下（25°C），非极性溶质溶于水焓的变化（△H）通常较小，有时甚至是负的，似乎是有利于溶解的；但实际上溶解度不大！请分析原因。5-2疏水基团之间的相互作用通常被认为是没有方向性的，但是最近对剑桥晶体结构数据库（CSD）和蛋白质晶体结构数据库（PDB）的研究发现，疏水作用是有方向倾向性的。请分析富电子的吲哚芳环与苯环、缺电子的恶唑环与苯环的可能接触方式，画出示意图。5-3下面的研究有助于进一步揭示疏水效应和疏水作用的本质。芳香化合物在水中的溶解度其实也不是很小，这取决于相互间的氢键作用，该氢键是因为什么而产生？_________；Na＋，K＋等阳离子能与有些芳香化合物很好的互溶取决于。第6题（10分）今有一金属卤化物A，在水溶液中完全电离，生成一种阴离子和一种阳离子，个数比为4∶1。取4.004gA溶于水，加入过量AgNO3溶液，生成2.294g白色沉淀。经测定，阳离子由X和Y两种元素构成，结构呈正方体状，十分对称。任意两个相离最远的X原子的连线为此离子的三重轴，任意两个相离最远的Y原子的连线为此离子的四重轴（n重轴表示某物质绕此轴旋转360°/n的角度，不能察觉其是否旋转过）。6-1写出A的化学式（阴阳离子分开写）6-2写出X和Y的元素符号、6-3在右框中画出A溶液中阳离子的结构：6-4小明把一种常见含X的二元化合物的晶胞去掉所有的X原子，发现剩余部分与A溶液中阳离子的结构竟十分相似。这种常见二元化合物是。6-5你认为A溶液中阳离子中，同种原子间存在着什么样的作用力，并简略说明你的依据：47/47\n第7题（6分）科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。因为燃料电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。按燃料电池化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型；按电解液的性质不同，可分为碱性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用35%～50%KOH为电解液，天然气和空气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。请写出：阳极反应：；阴极反应：；电池总反应式：。用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如Li2CO352%、Na2CO348%，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO2的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。阳极反应：；阴极反应：；电池总反应式：。第8题（9分）有强烈气味的无色液体A在100℃蒸馏时，其组成不变。此液体的蒸气密度（相对于空气）随温度而改变，100℃时为1.335，20℃时为1.50。若将液体加到新制的氢氧化铜（取化学计量的碱）中，沉淀溶解，形成淡蓝色溶液。将1g液体A与过量浓硫酸在一起加热时，放出密度（相对于空气）为0.966的气体360mL，若将1g液体A加到含过量MnO2的硫酸溶液中，则放出同样体积的、比前一种气体重1.57倍的另一种气体（体积均以标准状态计）。8-1确定液体A的组成，并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。8-2为什么蒸馏时此液体的组成不变？为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变化？第9题（14分）日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜，发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了2000年诺贝尔化学奖。9-1写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。再另举一例常见高分子化合物，它也有顺反两种构型（但不具有导电性）。9-2若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。9-3简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。47/47\n9-4假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳–碳平均键长为140pm。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该分子的结构。9-5如果3个乙炔分子聚合，可得到什么物质。并比较与由9个乙炔分子聚合而成的大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。第10题（8分）称取含铅试样0.500g，用HNO3溶解，然后用1mol/LNaOH溶液将试液调至中性。①加入足量K2CrO4溶液，铅完全生成铬酸铅沉淀；②将沉淀过滤洗净，用酸溶解，调节溶液为酸性；③再加入足量的KI溶液，释放出I2；④用0.100mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时，消耗30.0mL。10-1写出上述①、②、③、④步主要离子反应方程式；10-2写出该含铅试样中Pb的质量分数计算式和结果。高中化学竞赛试题（二）翻印无效第1题（3分）下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量（部分）HHeLiBeBCNO1.007944.0026026.9419.01218210.81112.010714.006715.9994FNeNaMgAlSiPS18.998403220.179722.98977024.305626.98153828.085530.97376132.062上表元素（及更多元素）中，有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多达7～9位，而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3～4位，为什么？第2题（12分）将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A，A是一种盐类，其阴离子呈八面体结构。2-1A的结构简式，生成A的化学方程式。2-2A不稳定，能定量分解，B是产物之一，其中亦含有八面体结构，B的结构简式为。2-3若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中，则得晶体C，C中仍含有八面体结构，写出C的结构简式。生成C的化学反应方程式是。2-4将H2O2滴入液氨中得白色固体D，D是一种盐，含有正四面体结构，写出D的结构式和生成反应方程式。比较H2O2和H2S的性质异同。第3题（8分）有机物X具有旋光活性，其分子由C、H、O、N4种元素组成，其中C、H、O的原子个数比是3︰5︰2；工业上可以用A和B以物质的量1︰4通过取代反应制备X；X能与4倍其物质的量的NaOH反应，并能与Ca2＋47/47\n等与大部分金属离子1︰1络合，所得螯合物结构中存在5个五原子环。3-1      写出X的化学式和B的结构简式。3-2      写出满足条件的全部X的结构简式，分别命名和计算光学异构体的个数。第4题（12分）据《中国制药》报道，化合物F是用于制备抗“非典”药品（盐酸祛炎痛）的中间产物，其合成路线为：4-1请写出有机物字母代码的结构简式。4-2第③、④步反应的顺序能否填倒，说明理由。4-3写出D＋E→F的化学方程式，并用系统命名法命名F。4-4第④步反应的反应类型是。4-5E在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子，写出合成此高聚物的化学方程式。第5题（6分）现在，我们来研究AgNO3溶液和(NH4)2S溶液之间的反应。①将AgNO3溶液和(NH4)2S溶液混合，会发生反应。②若在31℃时，将5mL2mol/LAgNO3溶液和5mL接近饱和的(NH4)2S溶液分别放在2个青霉素瓶中，用一段60cm长充满饱和KNO3溶液的一次性医用输液管作盐桥，如图所示：经观察，电解一段时间后，二个青霉素瓶中都有新物质生成。47/47\n5-1插入AgNO3(aq)的碳棒上有，是因为有生成；插入(NH4)2S溶液的碳棒附近的液体显色，是因为有生成；上述电解的离子反应方程式为。5-2在盛AgNO3溶液和(NH4)2S溶液液面上分别用1cm厚的石蜡油封闭液面的原因是第6题（20分）A物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体，由X、Y两种短周期元素组成。A在空气中极易着火生成B气体和C气体；A不溶于水，但加热到423K可以和水反应，生成B气体和D气体，D只含两种元素，其中一种是Y。在交流放电的情况下，分解生成E气体、F固体两种物质，E物质和B化学式量几乎相等，含Y元素约72.7%；F是环状单质分子，具有冠状结构，易溶于A，F的式量约是C的4倍。E可在液氮条件下与HBr于77K生成含双键结构的物质G，冷却至室温可得G的环状三聚体H。6-1写出A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式。6-2用X射线衍射法测得F的晶体为正交晶系，晶胞参数a＝1048pm，b＝1292pm，c＝2455pm。已知该物质的密度为2.07g·cm－3。计算每个晶胞中F分子的数目。6-3自发现富勒烯以来，其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研究。除了碳原子团簇之外，其它元素的原子团簇是否也具有类似碳原子团簇的奇异的特性，这是个十分有趣的研究课题。F物质有很多同分异构体，在实验手段受到各种条件的限制时，理论研究是一种重要的补充。厦门大学化学系对F物质的原子团簇进行了理论计算，发现除了冠状结构外还有多种结构。其中一种X具有2次对称轴，以及两个包含对称轴的对称面，一配位和三配位原子数目相等；另外一种Y是一种椅式结构原子团簇增加2个原子形成，也具有二次对称轴，对称面和对称轴垂直。请画出这两种结构的原子团簇。6-4五氟化砷AsF5（2.93g）和上述物质F（0.37g）用四氮化四硫S4N4（0.53g）在液态SO2溶剂中发生完全的反应，溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物L（3.08g），分析J知其含有：As28.04%，F42.70%，N5.25%，经分析L是离子化合物，阴离子为正八面体结构，阳离子为两种元素组成，结构是直线形。固体L（0.48g）溶于液态二氧化硫，和叠氮化铯Cs＋N3－（0.31g）完全反应，收集应释放出得氮气于66.5kPa、298K为67.1cm3。反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体J（0.16g）。分析J知其含有2种元素，其中含N30.3%。红外光谱、X射线粉末衍射结果表明抽出SO2后残留物是六氟砷（V）酸铯。（1）L的实验式是什么？（2）提出L的结构式；（3）写出配平的生成L的方程式；（4）1molL发生转化时生成氮气的物质的量；47/47\n（5）J的化学式；（6）写出nmolL生成J的普遍离子方程式。第7题（12分）已知298.2K时，（C2H5OH，液）=－1366.8kJ·mol-1，水和乙醇的摩尔蒸发焓/(kJ·mol-1)分别为44.01和42.6，C2H4(g),H2O(g)和CO2(g)的/(kJ·mol-1)分别为52.26、－241.8及－393.5，求7-1同温度下，分子式为CnH2n的物质的与之间的关系式；7-2求298.2K时C2H4(g)7-3298.2K时C2H5OH（气）的和7-4298.2K时C2H4(g)+H2O(g)→C2H5OH(g)的第8题（7分）苯巴比妥是1903年就开始使用的安眠药，其合成路线表示如下。请在相应的方格中写出A—F和苯巴比妥的结构：第9题（14分）锂电池由于其安全可靠的性能，体积小、质量轻、高效能及可逆等卓越品质被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。下图为锂电池工作原理图，阴极材料由LiMO2（M=Co,Ni,V,Mn）构成，阳极材料由石墨构成，阴、47/47\n阳两极之间用半透膜隔开，充电时锂离子由阴极向阳极迁移，放电时则相反，电池可表示为：(－)Cn/LiClO4/LiMO2(+)9-1写出锂电池充放电时的可逆电极反应。9-2根据上图所示的LiMO2的尖晶石结构，写出氧的堆积方式，并指出Li和M占据何种空隙，画出以氧为顶点的一个晶胞。9-3锂离子在阳极与石墨形成固体混合物，试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。9-4早期的阳极材料用的是锂金属,试指出锂金属作阳极材料的不足,并说明还可以用什么物质替代石墨作阳极材料?第10题（6分）称取含有KBrO3、KBr及惰性物质试样1.000g，溶解定容于100mL容量瓶中。移取25.00mL试液，在H2SO4介质中以Na2SO3还原BrO3－至Br－，调至中性，用0.1010mol/LAgNO3滴定至终点，用去10.51mL，另取25.00mL试液，用硫酸酸化后，加热赶去Br2，再调至中性，滴定剩余的Br－，用去上述的AgNO3标准溶液3.25mL。计算试样中KBrO3、KBr的质量分数。（已知KBrO3、KBr的摩尔质量分别为167.0g/mol，119.0g/mol）高中化学竞赛试题（三）第1题（9分）47/47\n某一简易保健用品，由一个产气瓶、A剂、B剂组成，使用时，将A剂放入产气瓶中，加入水，无明显现象发生，再加入B剂，则产生大量的气体供保健之用。经分析，A剂为略带淡黄色的白色颗粒，可溶于水，取少量A溶液，加入H2SO4、戊醇、K2Cr2O7溶液，戊醇层中呈现蓝色，水层中则不断有气体放出，呈现蓝绿色。B剂为棕黑色粉末，不溶于水，可与KOH和KClO3共溶，得深绿色近黑色晶体，该晶体溶在水中又得到固体B与紫红色溶液。回答下列问题：1-1       填表：主要成分在保健用品中的作用A剂B剂1-2       写出各过程的方程式。1-3       在A剂、B剂的量足够时，要想在常温下使产气速率较均匀，你认为关键是控制什么？第2题（8分）离子晶体X是由三种短周期元素组成，三种短周期元素的简单离子的核外电子排布相同，晶胞参数a＝780pm，晶胞中阴离子组成立方最密堆积，阳离子（r＝102pm）占据全部八面体和四面体空隙。2-1       写出X的化学式和化学名称；2-2       指出阴离子的空间构型；2-3       计算晶体X的密度；2-4       X在化工生产中有什么用途；2-5       另有一种晶体Y，其阴离子也组成立方最密堆积，且与X的阴离子互为等电子体，而阳离子与X的阳离子相同，但只占据全部四面体空隙，请写出Y的化学式。第3题（8分）“摇头丸”中含有氯胺酮成分。氯胺酮是国家监管的药品，它具有致幻作用。氯胺酮在一定条件下发生下列一系列转化：47/47\n3-1写出氯胺酮的分子式；系统命名为。氯胺酮（填“溶”或“不溶”，下同）于水，于乙醚。3-2上述转化过程中发生取代反应的是；反应③的条件是。3-3C的结构简式可能为C1：、C2：。其中最有可能的是______________。第4题（7分）测定硫磺的纯净度，可采用如下的方法：准确称取一定量的硫磺，与已知浓度和质量的氢氧化钠溶液（过量）（反应Ⅰ），直到硫磺完全溶解。冷却至室温，缓缓加入15%的过氧化氢溶液至过量，并不断摇动（反应Ⅱ，硫元素全部转化为S(Ⅵ)）。反应完成后，加热至沸腾，冷却至室温，加2～3滴酚酞，用已知浓度的盐酸滴入，至溶液刚好褪色。记录盐酸的消耗量。4-1写出反应Ⅰ、Ⅱ的各步化学方程式。4-2简述这一方法如何能知道硫磺的纯度？（不必列式计算，只需把原理说明）4-3“反应完成后，加热至沸腾”这一操作是否必要，为什么？第5题（12分）无机化合物A由同主族的短周期元素X、Y及Cl组成，其中Cl元素的质量百分含量为61.18%，可由氯化物B（含氯85.13%）和C（含氯66.27%）以物质的量1︰1反应得到。用冰点测定仪确定其摩尔质量为（340±15）g/mol。A只有两种键长：X－Y160pm，Y－Cl198pm。A显示出非常有趣的物理性质：速热可在114℃时熔化，256℃时沸腾；而缓慢加热，约在250℃时才观察到熔化。缓慢加热所得到的熔化物冷却固化时得到橡皮状树脂（D，线形高分子化合物）。256℃蒸馏该熔化物，得一液体，它可在114℃固化。5-1写出元素X、Y的符号；5-2写出化合物A、B、C、D的化学式；5-3画出A、D的结构简式；5-4估算相邻氯原子间的距离；5-5预测聚合物D是否有导电性，说明理由。47/47\n第6题（16分）根据下面的合成路线回答A（烃）BC（格氏试剂）D（氟代乙酸乙酯）＋CEFGG＋CHIJ（K）6-1请命名产物K；并用*标出手性碳原子6-2写出A→B；B→C的反应条件6-3写出A～J各物质的结构简式6-4写出D和C加成反应的历程。第7题（16分）将NaHCO3固体放入真空容器中发生下列反应2NaHCO3(s)=Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)已知298K时有下列数据：物质NaHCO3(s)Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g)-947.7-1130.9-241.8-393.5102.1136.6188.7213.67-1求298K时平衡体系的总压力；7-2体系的温度为多高时，平衡压力为101.3kPa；7-3298K的大气中，H2O(g)与CO2(g)的分压分别为3167Pa与30.4Pa，将纯NaHCO3固体放入大气中让其发生上述分解反应。（1）问此时该分解反应的比大还是小？为什么？（2）用QP与比较说明NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？（3）用吉布斯自由能判据说明NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？[视H2O(g)与CO2(g)为理想气体]第8题（10分）无机橡胶是一类橡胶状的弹性体，磷腈聚合物为典型的代表，它由五氯化磷和氯化铵在四氯乙烯溶剂中反应制得，经减压蒸馏可将聚合度为3～4得分子分离出来，将三聚产物在真空管加热至300℃47/47\n左右，则开环聚合成具有链状结构的氯代磷腈高聚物，其分子量大于2000，它是无色透明不溶于任何有机溶剂的橡胶状弹性体。无机橡胶在潮湿空气中弹性会降低，改性无机橡胶具有优良的耐水性、耐热性、抗燃烧性及低温弹性好等优良的特性。试写出：8-1生成聚磷腈的化学反应方程式。8-2写出聚磷腈的基本结构单元及三聚磷腈的结构式。8-3三聚磷腈加热聚合的化学方程式。8-4无机橡胶在潮湿的空气中弹性降低的原因是什么。8-5采用什么样的方法才能有效的防止其遇潮弹性降低。8-6试说出改性无机橡胶的两个用途。第9题（8分）本题涉及4种组成不同的配合物，它们都是平面正方形结构。9-1PtCl2·2KCl的水溶液与二乙硫醚（Et2S）反应（摩尔比1：2）得到两种结构不同的黄色配合物，该反应的化学方程式和配合物的立体结构是：9-2PtCl2·2KCl的水溶液与足量Et2S反应获得的配合物为淡红色晶体，它与AgNO3反应（摩尔比1：2）得到两种组成不同的配合物，写出上述两个反应的化学方程式第10题（10分）维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6，相对分子量为176.1，由于分子中的烯二醇基具有还原性，能被I2定量地氧化成二酮基，半反应为：C6H8O6=C6H6O6+2H++2ejy=0.18V因此，可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下：（1）准确移取0.01667mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00mL于碘量瓶中，加3mol/LH2SO4溶液10mL，10%KI溶液10mL，塞上瓶塞，暗处放置反应5min，加入100mL水稀释，用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。平行三次实验，消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76mL。（2）准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中，加水50mL，淀粉溶液2mL，用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验，消耗I2标准溶液平均体积为10.15mL。（3）准确称取0.2205g的维生素C粉末（维生素C药片研细所得）于锥瓶中，加新煮沸过并冷却的蒸馏水100mL，2mol/LHAc溶液10mL，淀粉溶液2mL，立即用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪，消耗12.50mL。（4）重复操作步骤（3），称取维生素C粉末0.2176g，消耗I2标准溶液为12.36mL；称取维生素C粉末0.2332g，消耗I2标准溶液为13.21mL。47/47\n根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。高中化学竞赛试题（四）翻印无效第1题（8分）根据提供的信息写出相应的化学方程式：1-1据认为“红巨星”星体内部发生着合成重元素的中子俘获反应，例如Zn可以俘获1个中子形成A，过剩的能量以光子形式带走；A发生β衰变转化为B。试写出平衡的核反应方程式。1-2铍与某些普通配体形成的配合物相当稳定，比如铍的化合物A为无色可升华的分子型化合物，易溶于氯仿并可从氯仿溶液中重结晶。A物质中心氧原子周围按四面体方式排布4个Be原子，Be原子两两间又被醋酸根所桥联。该物质可以通过碳酸铍与醋酸反应制备，请写出该制备反应的化学方程式；1-3ClF3是比F2更有效的氟化剂，遇有机物往往爆炸，能燃烧石棉，能驱除许多金属氧化物中的氧。比如气态ClF3与Co3O4反应，作为还原剂的元素有两种，物质的量之比为1︰4，请写出反应方程式。第2题（11分）上世纪末，中国科大的化学家把CCl4(l)和Na混合放入真空容器中，再置于高压容器中逐渐加热，可得一些固体颗粒。经X－射线研究发现：该固体颗粒实际由A和B两种物质组成，其中A含量较少，B含量较多。试回答下列问题：2-1       CCl4和Na为何要放在真空容器中？随后为何要置于高压容器中？2-2       指出CCl4分子的结构特点和碳原子的杂化态。2-3       上述实验的理论依据是什么？请从化学反应的角度加以说明。2-4       试确定A、B各为何物？A、B之间有何关系？2-5       写出上述反应方程式，并从热力学的角度说明A为何含量较少，B为何含量较多？2-6       请你从纯理论的角度说明：采取什么措施后，A的含量将大幅度增多？2-7       请评述一下上述实验有何应用前景？47/47\n第3题（12分）罂粟碱可以按下列路线（不得增加反应步骤）合成：A（）BCD（）CEFGHI（）3-1命名反应物A；3-2写出合成的中间产物B、C、E、F、G、H的结构简式3-3确定无机试剂a、b、c、d第4题（12分）钢铁表面发蓝（或发黑，在钢铁表面形成一层致密的氧化物Fe3O4）可提高其耐磨、耐蚀性能。其原理是：①在NaOH溶液中，将铁粉溶解在NaNO2溶液中，除水之外，还可产生A和C。其中C为气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。②A能在过量的NaNO2溶液中继续反应，生成B和C。③A和B的溶液能继续反应，生成Fe3O4。经研究发现：A和B的焰色反应均为黄色，其导电性实验均为K2SO4型。生成物中A与C、B与C的物质的量之比均为3︰1。回答下列问题：4-1写出并配平化学反应方程式。4-2实践中发现适当提高温度或增大NaNO2溶液的浓度有利于氧化膜增厚，但加大NaOH溶液浓度对膜层厚度影响不大。试说明原因。47/47\n4-3发蓝层遇光气（COCl2），若不及时清洗，则发蓝层的完整性将被破坏。写出有关的化学反应方程式。4-4有一种隐形材料D可由B与Zn(NO3)2反应生成，也可用以硝酸铁、硝酸锌、氢氧化钠等为原料的水热合成法。请确定D的化学式，并判断上述制备D的反应是否属于氧化还原反应。此法所得产品D能够隐形的原因是什么？第5题（11分）卡宾又称为碳烯，是某些有机反应的中间物质，碳原子最外层有两个电子没有参与成键。由于其结构的特殊性，所以有很高的活性。卡宾主要分单线态和三线态两种状态，三线态稳定性最差。然而，2001年Nature杂志报道了日本研究人员偶然获得了迄今为止最稳定的三线态卡宾（如图，实心圆点表示电子），其在室温溶液中半衰期高达19分钟，比1999年报道的最长半衰期三线态卡宾的半衰期长10分钟。三线态对于形成铁磁性有机材料具有潜在意义，故该偶然发现有可能导致新的有机磁性材料。回答下列问题：5-1合成中重要的碳烯是二氯卡宾（︰CCl2），请分析其具有高反应活性的原因。5-2右图中A的化学式为___________________5-3分子B中所有苯环是否会共平面，为什么？5-4比较A和B的稳定性，并说明可能的原因。第6题（6分）合成氨工业中，原料气（N2，H2及少量CO，NH3的混合气）在进入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液来吸收原料气中的CO，其反应为：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac·CO＋Q6-1命名：[Cu(NH3)2]Ac6-2必须除去原料气中的CO的原因是；6-3[Cu(NH3)2]Ac吸收CO的生产适宜条件应是；6-4吸收CO的[Cu(NH3)2]Ac溶液经适当处理后又可再生，恢复其CO的吸收能力以供循环使用，[Cu(NH3)2]Ac再生的适宜条件是。第7题（12分）2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的一种重复单位如右图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。7-1则该化合物的化学式可表示为；47/47\n7-2画出该晶体的晶胞示意图（Mg原子在晶胞的顶点）；7-3Mg原子的配位数是，B原子的配位数是；7-4B原子的空间排列方式与（物质名称）的排列方式类似；并判断Mg、B在平面片层的排列是否为最密排列。7-5如果将B原子画在晶胞的顶点，在右框中画出此时晶胞的示意图；7-6上述所画两个晶胞的体积比是。第8题（8分）近年来，化学家将F2通入KCl和CuCl的混合物中，制得了一种浅绿色的晶体A和一种黄绿色气体B。经分析，A有磁性，其磁矩为μ＝2.8B.M，且能被氧化。将A在高温高压下继续和F2反应，可得C，C的阴离子和A的阴离子共价键数不变（阴离子结构对称）。已知A、C中铜元素的质量分数分别为21.55%和24.85%。8-1试写出A～C的化学式，分别指出A、C中铜的化合价和价电子构型。8-2写出上述化学反应方程式。8-3简述A、C阴离子形成的原因。第9题（9分）20世纪60年代，化学家发现了一类酸性比100%的硫酸还要强的酸，称之为魔酸，其酸性强至可以将质子给予δ受体，CF3SO3H就是其中常见的魔酸之一。9-1试写出CH3CH3与CF3SO3H可能的反应式。9-2以上反应所得产物活性均很高，立即发生分解，试写出分解以后所得到的全部可能产物。第10题（11分）1866年H.Rithausen从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸（）。1890年L.Wollf合成并确定了它的结构，1908年池田菊苗从海带的热水提取物中分离出谷氨酸的钠盐（），它才是具有鲜味的成分，即味精。10-1谷氨酸的电离常数Ka1=6.46×10－3，Ka2=5.62×10－5，Ka3=2.14×10－10；pKa=－lgKa，所以pKa1=2.19，pKa2=4.25，pKa3=9.67。47/47\n目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。当前我国生产的味精主要采用淀粉发酵法。以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉葡萄糖发酵谷氨酸铵L－谷氨酸谷氨酸－钠盐。若生成谷氨酸二钠盐，则不具有鲜味，所以工业生产中控制各阶段的pH是一项关键。（1）（1）Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个？（2）计算谷氨酸等电点的pH（所谓等电点，就是谷氨酸呈电中性时所处环境的pH）。在下面正确的选项上画圈。A．2.19B．3.22C．4.25D．6.96（3）中和、脱色、结晶时的pH应保持在多少？在下面正确的选项上画圈。A．3.22B．4.25C．6.96D．9.67（4）用什么物质脱色？（1）10-2味精中有效成分是谷氨酸钠，可用沙伦逊甲醛滴定法测定其含量。准确称取味精1.000g，加蒸馏水溶解后稀释到10.0mL；从中取2.0mL放入100mL锥形瓶中，加入2.0mL36%的甲醛溶液，加入20mL水。以酚酞为指示剂，用0.1000mol/L的标准NaOH溶液进行滴定，消耗10.80mL。（1）谷氨酸钠与甲醛反应得到化学式为C6H8NO4Na，写出结构简式。（2）加入甲醛的目的是什么？（3）计算该味精中谷氨酸钠的含量。10-3味精中往往会加入食盐，某学生设计如下实验方案测定NaCl含量：取味精样品5.0g，并溶于蒸馏水；加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，使沉淀完全；过滤；用蒸馏水反复洗涤沉淀多次；将沉淀低温烘干、称量；重复操作3次，计算NaCl含量。另一学生觉得这个实验方案的误差较大，且测定沉淀的质量很不方便。于是他设计了另一个实验方案来测定NaCl的含量。已知AgSCN是难溶于水的沉淀。请简要写出测定NaCl含量的新方案。高中化学竞赛试题（五）47/47\n第1题（6分）完成下列化学方程式1-1某校曾发生误将高锰酸钾与红磷相混，造成一死一残的严重事故。试写出这一变化的化学方程式。1-2在一支试管中，盛少量As2S3和K2S粉末（物质的量之比为1︰2），往其中加入足量硝酸并微热。写出化学反应方程式（用一个化学方程式表示，HNO3还原为NO）1-3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。第2题（13分）金属X被喻为“含在口中就熔化的金属”，是1871年俄国化学家门捷列夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝”、1875年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中离析出的金属。近年来，X成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体材料的新粮食”。2-1X的元素符号是，电子构型是。呈现的化合价可能是和。2-2X的化学性质不活泼，在常温下几乎不与氧和水发生反应，但溶于强酸和强碱。写出离子反应方程式。2-3X的熔点为（请估计），沸点却高达2403℃，更奇妙的是X有过冷现象（即熔化后不易凝固），它可过冷到－120℃，是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属，是金属制造材料中的千古绝唱。并分析X做该材料时还可能具有哪些性质。2-4X不能像普通金属那样任意堆放，也不能盛装在玻璃容器内，试分析可能原因，并提出保存方案。翻印无效第3题（11分）化合物A含硫（每个分子只含1个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；少量A与水反应可完全水解而不被氧化或还原，所有反应产物均可溶于水；将A配成水溶液稀释后分成几份，分别加入一系列0.1mol/L的试剂，现象如下：①加入硝酸和硝酸银，产生微黄色沉淀。②加入硝酸钡，无沉淀产生。③用氨水将溶液调至pH＝7，然后加入硝酸钙，无现象发生。④溶液经酸化后加入高锰酸钾，紫色褪去，再加入硝酸钡，产生白色沉淀。⑤加入硝酸铜，无沉淀。3-1       ①、②、③的目的是为了检出什么离子？试分别写出欲检出离子的化学式。3-2       写出④发生的反应的离子方程式。3-3       ⑤的欲测物质是什么？写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。47/47\n3-4       以上测试结果表明A可能是什么物质？写出A的化学式。3-5       称取7.190gA溶于水稀释至250.0cm3。取25.00cm3溶液加入HNO3和足量的AgNO3，使沉淀完全，沉淀经洗涤、干燥后称重，为1.452g。写出A的化学式。3-6       写出A与水的反应的方程式。若你未在回答以上问题时得到A的化学式，请用SO2ClF代替A。第4题（9分）Ar、Xe、CH4、Cl2等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中，水分子形成三维氢键骨架体系。在骨架中有空穴，它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。4-1甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每1m3这种晶体能释放出164m3的甲烷气体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。（不足的数据由自己假定，只要假设合理均按正确论）4-2X－射线衍射分析表明，该晶体属于立方晶系a＝1200pm。晶胞中46个水分子围成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体（2个六角形面，12个五角形面），八个CH4分子可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。4-3已知Cl2的气体水合物晶体中，Cl2和H2O的分子数之体为1︰8，在其晶体中水分子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。第5题（11分）不久前，美国威斯康星洲Emory大学的研究者们发现了一种可以在温和条件下将硫醚（普通醚的氧原子被硫代替）选择性地氧化为硫氧化物的水溶性催化剂。新催化剂是金（III）配合物（如图），催化速度比已知以氧气为氧化剂的高温水溶性催化剂高几个数量级。该发现的潜在应用价值是可以在空气中分解掉化妆品、涂料、织物的污染物。回答下列问题：5-1下列物质中属于硫醚的有（）。A．CH3－SHB．CH3－S－CH3C．CH3－－CH3D．CH3CH2－－OH5-2配位键是一种特殊的共价键，共享电子对完全由一个原子提供。该催化剂分子中的配位键是_____________。5-3“金（Ⅲ）配合物”中‘Ⅲ’表示_____________。5-4氧化硫醚的氧化剂一般选择过氧化氢，由于副产物是水，对环境十分友好，所以，过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。①过氧化氢与水比较：沸点较高的是________；密度较大的是________47/47\n；常见分子中，与过氧化氢式量相同的分子是__________（填化学式）。②过氧化氢可以看作二元弱酸，在低温、稀溶液状态下能较稳定地存在，其水溶液俗称双氧水。请设计一条实验室制备少量纯净的双氧水的合成路线（只写出原理即可）。③HOF是较新发现的一种特殊物质，该物质容易水解能得到有氧化性的酸性溶液。请写出该水解方程式________________________。第6题（4分）“瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。用作饲料后，猪吃了它能减肥，人吃了它会中毒甚至死亡。自20世纪80年代开始，欧美等世界各国均将其定为禁用药品。6-1盐酸克仑特罗的化学名为α－［（叔丁氨基）甲基］一对氨基—3，5一二氯苯甲醇盐酸盐，化学式为C12H18Cl2N2O·HCl。画出它的结构简式。6-2在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子，并比较它们的强弱。第7题（11分）据最近的文献报道，以(Ph3P)2Cu(OOCCH2COOH)（式中Ph－为苯基）与正丁酸铜（Ⅱ）在某惰性溶剂中及氦气氛下反应1h，然后真空除去溶剂，得到淡紫色的沉淀物。该沉淀被重新溶解，真空干燥，如此反复4次，最后在CH2Cl2中重结晶，得到配合物A的纯品，产率为72%。元素分析：A含C（64.88%）、H（3.78%）、P（8.58%），不含氯。红外谱图显示，A中－COO－基团vCOO-（CH2C12中）有两个吸收峰：1633cm－1和1344cm－1，表明它只有单氧参与配位；核磁共振谱还表明A含有Ph－、－CH2－，不含－CH3基团，Ph的结合状态与反应前相同。单晶X射线衍射数据表明有两种化学环境的Cu（且配位数都是4），且A分子有很好的对称性。7-1写出配合物A的化学式。7-2写出配合物A生成的化学方程式。7-3淡紫色沉淀物被重新溶解，真空干燥，如此反复操作多次的目的是除去何种物质？7-4画出配合物A的结构式。第8题（12分）高支化聚合物是一种新型高分子材料，是21世纪高分子科学发展的重要方向之一。高支化聚合物包括树枝状聚合物和超支化聚合物两类，它们均具有良好的溶解性、低粘度和易于端基改性等特性。树枝状聚合物结构规整，但合成困难；超支化聚合物结构虽不完整，但合成相对简便，易于工业化。通常利用XYn（n≥2）型单体的自缩聚反应合成超支化聚合物，通过改变超支化聚合物的结构及对其端基进行修饰可以制备多种具有特殊用途的新材料，在高分子加工助剂、特种涂料与粘合剂、高性能复合材料、功能膜材料和药物控制释放等领域具有广泛的应用前景。以XYn型单体A（）为原料合成了一种超支化聚芳酰胺B，合成路线如下：47/47\nC（C7H3N2O5Cl）＋DEAB8-1写出C、D、E的结构简式8-2命名A和C8-3画出B（超支化聚芳酰胺）的有代表性的结构片段8-4B在水溶液和醇溶液中的溶解性如何？说明理由8-5通过原位端基改变，可制备多种封端的超支化聚合物。写出下面两个反应产物的结构简式（1）A＋乙酸酐→（2）A＋苯甲酰氯→第9题（17分）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如右图所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。9-1该晶胞的碳原子个数。9-2写出晶胞内各碳的原子坐标。9-3已知石墨的层间距为334.8pm，C－C键长为142pm，计算石墨晶体的密度为。石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时发生下述反应：Li1－xC6＋xLi＋＋xe－→LiC6其结果是，Li＋嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LiC6的嵌入化合物。9-4右图给出了一个Li＋沿C轴投影在A层上的位置，试在右图上标出与该离子临近的其他6个Li＋的投影位置。9-5在LiC6中，Li＋与相邻石墨六元环的作用力属何种键型？9-6某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li＋，写出它的化学式。锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。已知LiNiO2中Li＋和Ni3＋均处于氧离子组成的正八面体体心位置，但处于不同层中。9-7将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到770℃可得LiNiO2，试写出反应方程式。9-8写出LiNiO2正极的充电反应方程式。9-9锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成LiNi1－47/47\nyAlyO2。可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，为什么？第10题（6分）用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下：准确称取磷肥0.385g，用硫酸和高氯酸在高温下使之分解，磷转化为磷酸。过滤、洗涤、弃去残渣。以硫酸－硝酸为介质，加入过量钼酸铵溶液生成钼磷酸铵沉淀(NH4)3H4PMo12O42·H2O。过滤、洗涤、沉淀溶于40.00cm31.026mol/LNaOH标准溶液中，以酚酞为指示剂，用0.1022moL/L盐酸标准溶液滴定至终点（MoO42－、HPO42－），耗去15.20cm3。计算磷肥中磷的百分含量（以P2O5计）。（P2O5的摩尔质量：142g·mol－1）高中化学竞赛试题（六）第1题（9分）简答下列问题：1-1       AsH3的分解是一级反应。将AsH3和AsD3的混合物分解可得到HD，但AsH3和D2的混合物的分解就得不到HD。这说明了1-2       将Cl2通入到用冰冷却的AsF3中，可生成混合卤化物AsCl2F3，在过量的AsF3中能导电，说明了AsF3中，AsCl2F3存在和离子。相应的中心原子的杂化形态为和。1-3       研究发现：有一种砷的氧化物的化学式为AsO2。你的解释是1-4       光学实验表明：氧溶于水后有氧的水合物O2·H2O和O2·2H2O生成，其中后者较不稳定，则它们的结构简式分别为和。已知氧气在水中的溶解度为氮气的2倍，考虑到空气中氮气和氧气的含量，得到空气溶于水后的氧气和氮气的体积比约为。第2题（14分）2-1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）（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。（2）以N、N方式配位（型式A）时，其可能的异构体型式如何？2-2含有4个水分子的醋酸镍[Ni(C2H3O2)2·4H247/47\nO]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，请写出这三种醋酸镍的的结构分别是：2-3AgClO4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：2-4液体氟化氢是酸性溶剂，具有相当强的的Lewis酸性和较高的相对介电常数。HF是离子型物质的优良溶剂，但其高活性和毒性给操作带来困难。（1）LiF溶于HF产生两种离子；从物质结构作用力考虑能够发生这个反应的原因是。（2）醋酸在水中是个酸，在HF里却是碱，写出反应方程式。（3）高氯酸在HF中呈现两性，分别写出反应方程式。第3题（16分）化学发展史上，有许多偶然事件引起科学发现的事例，碘的发现也得益于Courtoris对意外现象的注意。碘是人类发现的第二个生物必需微量元素，它以碘化物形式存在于海水、海藻及人体甲状腺中。人类缺碘会引起甲状腺肿大，我国已全面实施加碘盐方案。3-1单质碘的制备方法之一是在酸性条件下通Cl2于NaI溶液中，指出运用该法时应注意的问题？分析其原因，写出有关反应方程式。3-2在100％硫酸中，I2可被HIO3氧化成I3＋，写出配平的离子方程式。3-3为什么在日照强、温度高的海区，表层水碘浓度往往要低一些？3-4人体缺碘会影响正常的生命活动。儿童缺碘会造成身体畸形，智力低下。成年人缺碘会因新陈代谢能力降低而导致全身无力，提早出现衰老现象。为提高人体素质，食物补碘已引起人们的重视。据报道，人从食物中摄取碘后便在甲状腺中积存下来，通过一系列化学反应形成甲状腺素。甲状腺素的结构：（1）写出甲状腺素的化学式；（2）在甲状腺内，甲状腺素的主要合成过程如下：A（氨基酸）B甲状腺素＋C（氨基酸）请写出A、B、C的结构简式。47/47\n3-5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）写出工业上以KI为原料制备碘酸钾的化学方程式；（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。3-6已知反应H2＋I22HI，分两步完成I22IH2＋2I2HI式中k，k1，k2，k3是分别为各反应相应的速率常数，若用Ea，E1，E2，E3分别表示各反应相应的活化能，请找出Ea和E1，E2，E3间的关系。已知公式如下：①对于反应aA＋bB→eE＋fF，反应速率为：v＝k[A]a[B]b②速率常数与活化能之间满足阿仑尼乌斯公式：k＝Ae－Ea/RT③对于反应I22I满足：v正＝v逆第4题（10分）配位化学是化学的一个重要分支。在十九世纪，维尔纳的老师认为：六配位化合物是一种链式结构，如：M—A—B—C—D—E—F或M—B—A—C—D—E····；而维尔纳认为：六配位化合物是一种八面体。4-1       请你设想一下：维尔纳是如何否定老师的论断得出他的正确结论的？在配合物中，乙酰丙酮（CH3COCH2COCH3）是常见的一种配体。请继续回答下列问题：4-2       乙酰丙酮（）可作双齿配体。请从有机化学的角度加以解释。4-3       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、O16.00、CI：35.45）求：4-1A中Co的质量分数。4-2预测A的化学式，画出A的结构并写出Co的杂化形态。4-3写出制备A的化学反应方程式。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。阐述其原因。47/47\n第5题（12分）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r=10.55g/cm3。其中M－N间的距离为270pm，而Mn＋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。5-1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。5-2计算B的密度。5-3说明A、B的导电性情况。5-4M的质子数较氮原子多83，其质量数可以是212~236之间的整数。根据原子核的壳层理论，当质子数（Z）和中子数（N）为2，8，20，28，50，82，114，126，184等偶数时，核特别稳定，半衰期比较长。质子和中子均为偶数的核素比较稳定。试问M的哪些核素较稳定？试举出两例。5-51936年N.Bohr提出了复合核理论。将232M与76Ge通过核融合后，生成一种核素N，同时释放出3个中子。试写出核反应方程式，确定N在周期表中的位置。第6题（6分）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：（I）＋CH3COCl（II）（III）（IV）（V）物质A（C11H9O3Cl2F）6-1写出中间产物的结构简式。6-2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7题（11分）47/47\n设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是当今最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。回答如下问题：7-1以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：7-2这个电池的正极发生的反应是：负极发生的反应是：固体电解质里的O2－的移动方向是：向外电路释放电子的电极是：7-3人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：7-4你认为在ZrO2晶体里掺杂Y2O3用Y3＋代替晶体里部分的Zr4＋对提高固体电解质的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？答：7-5汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。第8题（8分）有一固体化合物A(C14H12NOCl)，与6mol/L盐酸回流可得到两个物质B(C7H5O2Cl)和C(C7H10NCl)。B与NaHCO3溶液反应放出CO2。C与NaOH反应后，再和HNO2作用得黄色油状物，与苯磺酰氯反应生成不溶于碱的沉淀。当C与过量CH3Cl加热反应时，得一带有芳环的季铵盐。推出A、B、C的可能结构式。第9题（6分）在一次呼吸测醉分析中，取50cm3人的呼吸样品鼓泡通过重铬酸盐溶液。由于乙醇的还原作用产生了3.30×10-6mol的Cr3+，反应为：2Cr2O+3C2H5OH+16H+→4Cr3++3CH3COOH+11H2O重铬酸盐的消耗可用分光光度法测定，法律上规定血液中的乙醇含量超过0．050％(质量百分数)便算酒醉，请确定此人是否是法定的酒醉。已知在36.9℃时，含有0.45％乙醇的血液上面的乙醇的分压为1.00×104Pa。设乙醇在血液中的溶解服从亨利定律。第10题（8分）请设计HCl-H2SO4混合液中两组分测定的分析方案。（包括滴定剂、指示剂、必要条件以及浓度计算式，不必写出仪器名称）高中化学竞赛试题（七）翻印无效第1题（6分）在液态SO2溶液中，将硫磺（S8）、碘和AsF5混合加热，得到一种化合物A。经分析发现：A的阴离子为正八面体结构，阳离子与P2I4是等电子体。1-1       确定A的结构简式，写出生成A的化学反应方程式。47/47\n1-2       根据路易斯电子理论，画出A中环状阳离子的结构式。1-3       预测A中S－S键与经典S－S键的键能大小。第2题（11分）铜及其化合物在日常生活中应用极其广泛。2-1若把原先的厕所或马厩改为贮存弹药的仓库，经过一段时间后，炮弹发生锈蚀，经化验得锈蚀产物的主要成分是[Cu(NH3)4](OH)2CO3。请分析原因，写出相关的化学反应方程式。2-2火炮在射击后要用擦抹剂清除炮瞠内的铜（俗称挂铜）。擦抹剂由K2Cr2O7和(NH4)2CO3组成。当温度低于10℃，用擦抹剂时还要加少量NaOH以促进反应。（1）铜与擦抹剂反应的方程式（产物都是水溶性的）；（2）温度低于10℃时，加NaOH为什么能促进反应？写出反应式。第3题（7分）水在不同的温度和压力条件下可形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92g·cm－3到约为水的一倍半的1.49g·cm－3。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中在冰－Ⅶ中，每个氧有8个最近邻，其中与4个以氢键结合，O－H…O距离为295pm，另外4个没有氢键结合，距离相同。3-1画出冰－Ⅶ的晶胞结构示意图（氧用○表示，氢用ｏ表示），标明共价键（—）和氢键（----），写出氧原子的坐标。3-2计算冰－Ⅶ晶体的密度。第4题（10分）车祸严重危害了司乘人员的生命安全，为了降低车祸给司乘人员所带来的损害，有人利用化学反应在小汽车前排设计了一气袋。气袋由固体化合物A＋B＋C组成，在汽车受到撞击的一刹那，由于剧烈碰撞，导致气袋里发生化学反应，气袋迅速膨胀，随及弹出，从而保护司乘人员的头颈不致于撞到钢架、挡风玻璃，该气袋已挽救了成千上万人的生命。化合物A为白色固体，通常情况下相对稳定，碰撞时剧烈分解，产生熔融状态的D与气体E。D常温下为固体，性质十分活跃，直接与O2作用生成F，F为黄色粉末，可用做高空飞行或潜水时的供氧剂。气体E十分稳定，但可与金属锂作用生成白色固体G，G强烈水解，生成易溶于水的化合物H与气体I，H与气体I的水溶液均为碱性。化合物B为钾盐，无色晶体，易溶于水，其溶解度随温度升高急剧增大。B加热时易分解，生成固体J与气体K，气体K可使带有余烬的火柴复燃。化合物C为氧化物，无色、坚硬、不溶于水，在自然界中以原子型晶体存在，能与HF气体作用生成L与气体氟化物M。4-1       判断A、B、C为何种化合物？47/47\n4-2       分析A、B两种盐阴离子杂化方式及成键情况，并画出示意图。4-3       写出剧烈碰撞后，气袋中所发生的化学反应。4-4       固体C在气袋里起到什么作用？第5题（6分）“柯达尔”是一种高聚物，其结构式为：OCH2－－CH2OOC－－CO工业上以石油产品对二甲苯为原料合成“柯达尔”的方案如下：回答以下问题：5-1写出B、D、E结构简式；5-2写出B→C、E→F的化学方程式；5-3写出D＋F→柯达尔的反应方程式和反应类型。第6题（10分）配位化合物X。（1）由四种元素、11个原子组成；（2）由一个中心金属离子和四个配体组成；（3）中心金属离子是Ⅷ族元素，且测得质量分数是65.10%；（4）其中一种配体是卤素离子，且测得质量分数是23.55%；（5）X有顺式和反式两种异构体。6-1配合物X的空间构型是；6-2配合物X的化学式是；并给出推理过程：6-3试画出顺式–和反式–X的结构，并分别在结构式下边标注顺–或反–。47/47\n6-4还有若干种离子化合物的实验式和X的化学式相同。它们每个还满足如下条件：是由分立的、单核的离子配合物实体构成的；仅含1种阳离子和1种阴离子。写出符合上述条件的所有可能的离子化合物的精确的分子式（清楚给出在每个化合物中每个分立的配合物实体的组成，至少写两个离子化合物）。第7题（15分）麻黄素是从药材麻黄中提取的一种低熔点（38°C）生物碱，比旋光度为–6.8°(乙醇为溶剂)，在实验式可以按下列路线合成合成它的外消旋体：7-1把麻黄素及A—F的结构式填入下表：7-2以*标出麻黄素分子中的手性碳。7-3写出麻黄素所有的立体异构体的费歇尔投影式，并系统命名。第8题（8分）熵是由德国物理学家克劳休斯于1865年首次提出的一个重要热力学概念。统计物理学研究表明，熵是系统混乱度的量度。熵增加原理的数学表达式是：(ds)U,V≥0。其物理意义是：一个孤立系统的自发过程总是朝着熵增加的方向进行，即从有序走向无序。而生命的发生、演化及成长过程都是从低级到高级、从无序到有序的变化。这样看来把熵增加原理应用到生命科学中似乎是不可能的。8-1熵增加原理与达尔文进化论是否矛盾?说明理由。8-247/47\n初期的肿瘤患者可以治愈，而晚期癌症患者的肿瘤想要治愈是根本不可能的，用熵增加原理解释其原因。第9题（13分）绿矾（化学式FeSO4·7H2O）是硫酸法生产钛白粉的主要副产物，每生产1吨钛白粉，副产4.5～5.0吨绿矾，目前全国每年约副产绿矾75万吨，除极少量被用于制备新产品外，绝大部分作为废料弃去，对环境造成污染。因此开发综合利用绿矾的工艺，是一项很有意义的工作。某研究者提出如下图所示的绿色工艺流程。其中A是碳铵，B是氯化物，C是不含氯的优质钾肥，D是一种氮肥，E是红色颜料，F是常见的气体化合物。该工艺实现了原料中各主要成分的利用率均达94%以上，可望达到综合利用工业废弃物和防治环境污染的双重目的。9-1写出B、C、D、E、F的化学式。9-2写出反应①、②、③的化学方程式。9-3指出反应③需要加入DFA（一种有机溶剂）的理由。9-4判断DFA是否溶于水。第10题（14分）近年来，在超临界CO2（临界温度Tc=304.3K；临界压力pc=72.8×105Pa）中的反应引起广泛关注。该流体的密度在临界点附近很容易调制，可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂，该溶剂早已用于萃取咖啡因。然而，利用超临界CO2的缺点之一是CO2必须压缩。10-1计算将CO2从1bar压缩到50bar所需的能量，其最终体积为50ml，温度为298K，设为理想气体。10-2实际气体用如下方程描述（近似的）：[p+a(n/V)2](V－nb)=nRT对于CO2：a=3.59×105Padm6mol－2b=0.0427dm3mol－1分别计算在温度为305K和350K下为达到密度220gdm－3，330gdm－3，440gdm－347/47\n所需的压力。10-3超临界流体的性质，如二氧化碳的溶解能力和反应物的扩散性与液体的密度关系密切，上问的计算表明，在哪一区域——近临界点还是在较高压力或温度下更容易调制流体的密度？10-4在超临界二氧化碳中氧化醇类，如将苄醇氧化为苯甲醛，是一种超临界工艺，反应在催化选择性效率为95％的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。（1）写出主要反应过程的配平的反应式。（2）除完全氧化外，进一步氧化时还发生哪些反应？10-5在另一超流体工艺合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶剂又可作为反应物替代光气或一氧化碳。（1）写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的化学反应方程式，如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯？（2）用适当的催化剂可用吗啉和二氧化碳合成甲酰基吗啉。该反应还需添加什么反应物？写出反应式；若用一氧化碳替代，反应式如何？10-6用绿色化学的观念给出用二氧化碳代替一氧化碳和光气的两个理由。与以CO或COCl2为反应物对比，再给出用CO2为反应物的1个主要障碍（除必须对二氧化碳进行压缩外）注：吗啉的分子式为C4H9NO；结构式为：高中化学竞赛试题（八）题号12345678910总分满分11101310128910710100得分评卷人l        竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。l        试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。l        姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。l        允许使用非编程计算器以及直尺等文具。47/47\n翻印无效第1题（11分）把铜粉放入装有浓氨水的试管中，塞紧试管塞，振荡后发现试管塞越来越紧，且溶液逐渐变为浅黄色（近乎无色）溶液A，打开试管塞后，溶液迅速变为蓝色溶液B。试回答下列问题：1-1       写出上述变化的化学方程式。1-2       试从结构上解释：A为何为无色，B为何为蓝色？1-3       上述反应有何用途？1-4       若将铜粉换成氧化亚铜，重复上述实验，现象是否一样？第2题（10分）1962年英国青年化学家巴特列第一次制得了XePtF6化合物，突破了“惰性元素”的禁区。此后人们相继合成了氙的系列化合物，以及原子序数较大的稀有气体氪、氡的化合物。对于原子序数较小的氦、氖尚未制得化合物。有人从理论上预言了它们的化合物是可以制得的。不久澳洲国立大学的拉多姆宣布了化学上一奇闻，氦能够与碳结合形成分子。像CHexx＋不仅存在，而且能够用实验手段观察到，并借助计算机算出了CHe33＋、CHe44＋的键长分别为：0.1209nm，0.1212nm。2-1Ne、He的化合物难以合成的主要原因是什么？2-2如果CHe33＋、CHe44＋果真存在的话，请写出它们的立体结构式；2-3为什么CHe33＋的键长比CHe44＋短？47/47\n2-4写出与CHe33＋、CHe44＋互为等电子体的物质（或原子团）的名称；2-5并完成下列化学方程式：CHe44＋＋H2O→CHe44＋＋HCl→第3题（13分）除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件：中心原子具有δ＋和有空的价轨道；发生亲电水解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受H2O的H＋进攻。其中SiCl4的亲核水解机理如下：3-1为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解？3-2NCl3也可以发生水解，但产物是NH3和HClO，请确定水解类型，并写出水解机理；3-3NF3不能发生水解，为什么？写出3条理由；3-4PCl3也能水解，产物是H3PO3，但H3PO3是二元酸而不是三元酸。确定H3PO3的结构，并写出水解机理；3-5由短周期的元素组成的化合物A、B、C，均含有一种卤素。A分子呈现正八面体结构，不水解，可用作灭火剂；B、C分子都易水解，B是固体，易升华，C是液体，由3种元素组成。B水解得到两性固体D和酸性气体E，C水解得到得到两种酸性气体E、F。加热B的水合物时为得到无水物，可加入C脱水。（1）写出A、B、C的化学式（2）写出B的水合物与C反应的化学方程式第4题（10分）紫草宁（shikonin，见下图）是从生长在亚洲学名叫Lithospermumerythrorhizon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：47/47\n＋AB4-1紫草宁有种可能的立体异构体；4-2写出A和B的结构简式；4-3IUPAC系统命名A；4-4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，其中一种的合成路线如下：紫草宁CD（C16H14O4）请画出化合物C、D的结构简式4-5合成紫草宁有用类似物的另一路线如下：EF（C22H30O7）画出化合物E、F的结构简式。第5题（12分）纳米材料可以是晶态材料，也可以是非晶态材料。纳米材料具有小尺寸效应，表面效应等多种性能。这些效应，对纳米材料的性质有很大影响。先有一金属晶体，其大小为边长1mm的立方体。经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。已知该金属为面心立方晶胞，晶胞参数a=1nm。5-1该金属的原子半径约是nm；5-21mm3的金属晶体，加工成上述纳米材料后，纳米晶体的数量为_______。解答过程：5-31mm3的1粒晶体所含晶胞数为________，它的表面积为_________mm247/47\n；1粒上述纳米材料含有的晶胞为________，1粒纳米材料表面积为________mm2。上述金属加工成纳米材料后，表面积增加为________倍。第6题（8分）安定药安宁可由2-甲基戊醛出发按下列方法合成：6-1写出安宁及上述合成步骤中化合物A～C的结构式。6-2安宁还可以通过丙二酸酯合成法合成，请设计一条以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的无机试剂为原料合成安宁的路线。第7题（9分）7-1比较下面的等电子系列的熔点，说明H3N－BH3熔点高的原因并图示之。H3C—CH3H3C—FH3N－BH3－180℃－141℃104℃7-2图示出分子间及分子间的氢键7-3谷胱甘肽（GSH）其结构为：，画出其中所有氨基酸的结构，用*标示出手性中心。并指出GSH有几种同分异构体。（提示：肽是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合而成的）第8题（10分）在强酸性的非水溶液，如SbF5的HF溶液中通入H2S气体，结果只得到一种晶体A。经分析，A的阴离子具有八面体结构，阳离子与PH3是等电子体。8-1确定A的结构简式，写出生成A的化学反应方程式。8-2在上述反应中，H2S起着什么作用？8-3A物质能对石英有腐蚀作用，问A的哪一种离子对石英具有腐蚀作用？8-4如何贮存A？第9题（7分）cis－Pt(NH3)2Cl2、cis－Pt(NH3)2Cl4和cis－PtCl2(en)等是目前临床上广泛使用的抗癌药物，尤其对早期的睾丸癌具有很高的治愈率。实验测得它们都是反磁性物质。47/47\n（en为乙二胺）9-1Pt2+和Pt4+的价电子构型分别为和，上述配合物都是型（填“内轨”或“外轨”）配合物，cis－Pt(NH3)2Cl2的中心离子杂化轨道类型为。9-2以上3种抗癌药均为顺式(cis－)结构，而所有的反式(trans－)异构体均无抗癌效果。试画出上述3种物质顺式异构体的结构图：第10题（10分）从茴香籽中按下列程序分离纯化，得到未知物X：测定表明：X只含C、H、O三种元素，相对分子量为150，含碳量为72.00%，含H量为6.67%。X为无色油状液体，不溶于水、稀碱和稀酸，但微溶于浓硫酸，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。化学实验显示：X可被浓氢碘酸分解，分解产物Y可溶于稀碱；X和Y都可能羟胺反应生成白色沉淀，但不能发生银镜反应。10-1请把未知物X的可能的结构和系统名称填入下表：10-2选择X的一种可能的结构，写出其题目中“化学实验”涉及的所有反应式。47/47\n高中化学竞赛试题（九）第1题（14分）H2O2的水溶液是一种常用的杀菌剂，其质量百分比一般为3%和30%。1-1       在H2O2作用下可实现Fe(CN)63－与Fe(CN)64－之间的相互转化，在酸性溶液中H2O2可使Fe(CN)64－转化为Fe(CN)63－；在碱性溶液里H2O2可使Fe(CN)63－转化为Fe(CN)64－。写出以上相互转化的离子方程式。1-2       分别写出实验室、老工业、新工业制备H2O2的三种方法。1-3       写出二种定量测定H2O2水溶液中H2O2含量的化学方程式和简要实验步骤。1-4       将H2O2溶液滴入含有酚酞的NaOH溶液中，红色消失。甲学生认为这是由于H2O2是二元弱酸，消耗了OH－，而使红色褪去；乙学生认为，H2O2具有强氧化性，将酚酞氧化，红色消失。试设计一个实验论证甲、乙两位学生的解释中哪种正确？第2题（10分）据报道，近来已制得了化合物A（白色晶体），它是用NaNO3和Na2O在银皿中于573K条件下反应7天后制得的。经分析，A中的阴离子与SO42－是等电子体，电导实验表明：A的电导与Na3PO4相同。2-1       写出A的化学式并命名；写出A的阴离子的立体结构图并说明成键情况。2-2       预测A的化学性质是否活泼？为什么？2-3       实验表明：A对潮湿的CO2特别敏感，反应相当剧烈，试写出该反应化学方程式。2-4       近年来，化学家已经制备了物质B。其中，组成A和B的元素完全相同，B的阴离子与A的阴离子表观形式相同（元素和原子个数均相同），但电导实验表明，其电导能力与NaCl相同。试写出B阴离子的结构式，并写出其与水反应的离子方程式。第3题（4分）我们知道，自然界中很多物质是对称的，如果一个物体在一面镜子中的“影子”47/47\n和这个物质重合，那么这个镜子就称为这个物体的对称面。如正方形中，经过其对角线且垂直于该正方形的平面就是它的对称面，经过其相对两边中点且垂直于该正方形的平面也是它的对称面，当然，正方形本身的平面也是其对称面，所以它共有5个对称面。化学上，很多分子都有对称面，如水分子就有两个对面。正方形有5个对称面H2O的两个对称面判断下列物质各有几个对称面：CO2：P4：P4O10：SF6：第4题（14分）乙酰水杨酸（AsPirin）是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物，广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾病，近年来还不断发现它的新用途。乙酰水杨酸是一种有机弱酸，pKa＝3.5，其结构式为：，易溶于乙醇而微溶于水。4-1乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到，写出化学方程式；4-2估算0.1mol/L乙酰水杨酸溶液与0.1mol/L乙酰水杨酸钠盐溶液的pH；4-3乙酰水杨酸的含量可用NaOH标准溶液直接滴定。准确称取乙酰水杨酸0.25g，置于250mL锥形瓶中，加入25mL溶液，摇动使其溶解，再向其中加入适量酚酞指示剂，用c(NaOH)mol/L的标准NaOH溶液滴定至为终点，记录所消耗NaOH溶液的体积V(NaOH)mL。（1）填写上面2个空格（2）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。4-4如果再提供标准的盐酸溶液，请设计另一个实验，测定乙酰水杨酸的质量分数（％）。（1）简要写出实验步骤（参考第3题的实验步骤）（2）写出全部反应方程式；（3）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。第5题（6分）阿斯巴甜是一种口味好、安全性高的强力甜味，用APM表示。甜度是蔗糖的180～200倍，已广泛应用于食品、饮料及制药行业。鉴于传统的多锅法生产工艺的不合理性，下面的方法研究了上述反应一锅化的可能性，总收率达到了63.6%左右。HCOOH＋＋2→A＋4CH3COOH47/47\nA＋C6H5－CH2－COOH→B（α异构体，主要产物）＋C（β异构体）B＋HCl(aq)＋CH3OH→D＋FD＋NH3→E（APM）＋NH4Cl（以上反应都已配平）请分别画出A、B、C、D、E、F的结构简式第6题（10分）黄酮醋酸类化合物具有黄酮类化合物抗菌、消炎、降血压、保肝等多种生理活性和药理作用，尤其是近年来报道此类化合物具有独特抗癌活性。下面的方法采用对甲酚作为起始原料，通过一系列反应合成化合物黄酮E（化学式为C18H12O2NBr，为黄酮醋酸的前体化合物)。其进一步水解即得黄酮醋酸。合成路线如下：（重排反应）A对于E，FeCl3实验呈负性反应，分子中存在3个六元环；D物质叫查尔酮，FeCl3实验呈正性反应。D和E在化学式上相差2个H原子。请画出A、B、C、D、E的结构简式：BCDE第7题（11分）据Science杂志报道，大气中存在一种潜在的温室气体——SF5－CF3，虽然其数量有限，仅达0.1ppt（见右图），但是它是已知气体中吸热最高的气体。虽然来源未知，但科学家认为它很可能是用作高压电绝缘材料的SF6和含氟高分子反应的产物。回答下列问题：7-1ppt和ppm一样，都是表示微量物质的符号，全名分别是partpertrillion和partpermillion，ppt在环境领域表示万亿分之一，则1ppm=_______ppt。7-2下列微粒中中心原子杂化类型与高压绝缘材料SF6中S原子杂化类型相似的是。A．SiF62－B．PCl3C．BrF5D．S2Cl27-3重要含氟高分子之一是CF2－CF2，有“塑料之王”的美名。其名称是47/47\n________，由_________（结构简式）聚合而成。7-4画出SF5－CF3的结构式，并写出SF6与CF2－CF2反应的方程式。7-5SF5－CF3中的－CF3是很强的吸电子基团，一般烃基都是给电子基团。试比较下列物质的酸性：H2CO3，C6H5OH，CF3COOH，CH3COOH7-6将右图的标题译成中文（化合物用化学式代替）。第8题（6分）氰氨化钙（CaCN2）是一种多用途的有机肥料，它很容易用廉价的普通化学品如CaCO3来生产，CaCO3热分解产生白色固体XA和无色气体XB，后者不支持燃烧。用碳还原XA生产灰色固体XC和气体XD，XC和XD能进一步氧化，XC与氮反应，最终生成CaCN2。8-1如何合成氰氨化钙，完成下列反应：（1）CaCO3XA＋XB（2）XA＋3CXC＋XD（3）XC＋N2CaCN2＋C8-2CaCN2水解产生什么气体，写出水解反应方程式8-3在固体化学中，CN22－离子呈现异构化，两种异构离子的酸都是已知的（至少在气态），画出这两种异构化酸的结构式，指出异构化平衡更倾向哪一侧。第9题（7分）配合物A是临床批准使用的抗癌配合物之一，它有某些不同于顺铂和碳铂的特性，它是由四氯合铂酸钾与B的光学异构体作用，然后与草酸铵反应制得，B在其同分异构体中是最稳定得环状化合物，它的两个官能团处于相邻的位置；A的元素分析实测值为：C：24.64，H：3.51，N：7.05，Pt：49.30，（原子量：C12.00H1.01N14.01O16.00Pt195.08）9-1写出Pt（II）离子的电子结构，说明配合物A有无磁性。9-2写出B的平面结构式并命名9-3写出配合物A的分子式及结构式第10题（18分）下列八个步骤是用来分析一种含铅锡的合金中铅和锡的个别含量（1）称量0.4062g的合金，放在烧杯中，用11mol·L－1的HCl和16mol·L－1的HNO3溶液溶解样品。在此过程中铅和锡分别被氧化成Pb(II)、Sn(VI)。（2）再加热5分钟，以赶走氮和氯的氧化物后，使溶液冷却；此时会有一些锡化合物和一种铅化合物沉淀出。47/47\n（3）加入25.00mL0.2000mol·L－1的Na2H2EDTA（可用H2Y2－表示）溶液后，沉淀会溶解成一透明无色的溶液。（4）上述溶液全部移入250.0mL的量瓶中，并用蒸馏水稀释到量瓶的刻度上。（5）拿出25.00mL，加入30%的Hexamine（如下图）溶液15mL、H2O及两滴的类苯酚橙（以XO代表）（如下图）当指示剂，此溶液的pH值为6。（6）再用标准0.009970mol·L－1的硝酸铅Pb(NO3)2溶液滴定从第(5)步骤中的黄色透明的溶液，直至颜色刚好由黄色变到红色，此实验值为24.05mL。（7）取2.0g的固体NaF加入滴定瓶中，此时溶液会变回黄色。（8）再用0.009970mol·L－1的硝酸铅滴定到颜色变红，此实验值为15.00mL。Hexamine和类苯酚橙（XO）的结构式如下：Hexamine类苯酚橙（XO）Hexamine的pKb＝9.5。类苯酚橙（XO）在pH小于4时是红色，pH大于5时是黄色回答下列问题10-1在步骤(2)中铅的沉淀物是什么？写出其化学式。10-2写出步骤(3)中沉淀消失的离子反应方程式（必须平衡）？记得此溶液的pH值为6。10-3步骤(5)中为何加入Hexamine？10-4加入类苯酚橙（XO）的目的为何？10-5写出步骤(6)中，（i）在滴定过程中，以及（ii）滴定终点造成颜色变化时的平衡离子反应方程式。10-6步骤（7）中，加入NaF的目的为何？10-7写出步骤(7)中的平衡离子方程式10-8用平衡的离子方程式来说明为什么步骤(7)中的颜色会由红变为黄？用XO代表类苯酚橙。10-9计算此合金中Pb的重量百分比，再另外计算此合金中Sn的重量百分比。47/47\n高中化学竞赛试题（十）第1题（8分）天然氟矿主要有萤石、氟磷灰石等。由萤石矿制F2的方法是先用浓硫酸与萤石反应，生成HF，再电解得F2。1-1请写出由萤石矿制F2的主要化学反应的方程式。。1-2你认为用硫酸与萤石反应而不用盐酸的理由有什么：1-3F－对人体的危害是很严重的。人体中若含有过多的F－，F－会与人体内一种重要的金属阳离子形成难溶物，而带给人体严重的伤害与痛苦。这种阳离子是。1-4请提出一种除去污水的过量的F－的方案，并进行简单评价：翻印无效第2题（9分）将NH4Cl溶液用盐酸调制成pH=4的溶液，然后进行电解，发现制成了一种常见的二元化合物A，用空气把气体产物带出电解槽即得到较为纯净的A。A是一种挥发性的易爆炸的浓稠液体，沸点只有700C，其结构与NH3相似。47/47\n2-1       试确定A，写出生成A的离子方程式。2-2       比较A和NH3的极性大小。2-3       将A与NaClO2按物质的量之比1∶6混合，可得到一种绿色环保的消毒剂B以及能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体C。A的消毒效果是同质量的Cl2的2.63倍。试写出其反应的离子方程式。2-4       已知A中两元素的电负性相同。试设计一个试验确定A中哪一种元素带部分正电荷，哪一种元素带部分负电荷？简述其实验步骤。第3题（8分）实验表明，乙烯在很低的温度下能凝结成分子晶体，经X－射线分析鉴定，晶胞参数为：a＝487pm，b＝646pm，c＝415pm，晶体结构如右图所示。3-1该晶体的晶胞类型是；3-2晶体的理论密度是g·cm－3；3-3设C原子形成的双键中心对称地通过原点，离原点最近的C原子的分数坐标为（0.11，0.06，0.00），试计算C＝C共价键长是pm。第4题（10分）目前，包括我国在内的许多国家都已经暂停销售和使用含苯丙醇胺的药品制剂。苯丙醇胺的英文名称是Phenylpropanolamine，缩写为PPA，化学结构如右图所示：4-1系统命名法命名苯丙醇胺：4-2右图上用*标出苯丙醇胺中的手性碳原子，并确定光学异构体数目。4-3苯丙醇胺容易和盐酸成盐，生成盐酸苯丙醇胺，而被广泛入药。写出盐酸苯丙醇胺的结构简式。4-4以常见有机物A为原料，与硝基乙烷作用，所得产物经还原可以很方便地得到苯丙醇胺。合成路线如下：A＋CH3CH2NO2B苯丙醇胺写出A、B的结构简式。第5题（12分）白色固态有机酸A含碳、氢和氧元素。为了得到摩尔质量的估值，将10.0g该有机酸溶于水，加入碎冰，激烈摇荡，结果温度降至－2.5℃47/47\n后迅速除去冰，测得溶液的质量为76.1g，pH值为1.4。由手册中查到，水的摩尔冰点下降常数为1.86kg·K·mol－1。然后，对该酸的准确摩尔质量作了精确测定。0.120g该酸用0.100mol/L的氢氧化钠溶液滴定，以酚酞为指标剂，当指示剂变色时，用去氢氧化钠溶液23.4mL。5-1得出该酸（A）的摩尔质量和结构。液体B溶于水可以达到10％，该溶液的pH值约为4。B不易氧化，但能发生碘仿反应，产物经酸化，氧化成A。0.10gB消耗1.5g碘单质。当B和钠反应，放出氢气，生成一种金属有机化合物X，X阴离子的摩尔质量约为98g/mol。5-2写出碘仿反应的化学方程式及上述B与钠的反应，其中的有机物应采用结构式。化合物C的水溶液的导电性和纯水相差无几。C碱性水解生成氨。0.120gC用热的氢氧化钠稀溶液处理，将生成的气体导入50.0cm3浓度为0.100mol/dm3的盐酸中；剩余的酸用0.100mol/dm3氢氧化钠溶液滴定，消耗10.0cm3。C酸性水解生成二氧化碳。由冰点下降得知C的摩尔质量估值在40～70g/mol之间。5-3写出C的结构。写出它的碱性水解及酸性水解的离子方程式。令C在强碱催化剂存在下与酸A的乙酯反应，生成乙醇和化合物D。D的组成为37.5%（质量分数，下同）C、3.1%H和21.9%N，其余是氧。该化合物是一种酸。5-4写出D的结构。其酸性氢原子在何处？请在结构式中用*标出。第6题（9分）化学家们自19世纪以后陆续发现，有一些化学反应中的某些组分或中间产物的浓度能够随时间发生有序的周期性变化，即所谓的化学振荡现象。苏联化学家BelousovBP和ZhabotinskyAM最早发现了均相条件下的化学振荡现象，后人称他们发现的化学振荡为B－Z振荡。下面是一种B－Z振荡：在含有硫酸铈（III）催化剂和Br－的溶液中，用BrO3－氧化丙二酸，可以看到溶液由无色变黄，一会儿又变为无色，如此振荡。反应机理为：第一阶段：当溶液中Br－溶度较高时，Br－与BrO3－在酸性条件下生成Br2，后者立即与丙二酸发生一取代反应。第二阶段：当Br－溶液较小时，反应切换到此阶段，即BrO3－氧化Ce3＋到Ce4＋，本身被还原为HOBr。第三阶段：Br－再生，并把丙二酸彻底氧化。分别写出三个阶段的总反应式：反应究竟在哪个阶段，是由决定的。47/47\n使溶液呈现现黄色的物质是：。第7题（10分）固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。在基质中掺入杂质，含量可达千分之几或百分之几，可调整发光效率、余辉及发光光谱。如在刚玉Al2O3基质中掺入0.05~1.0%的Cr3+及在Y2O3基质中掺入Eu3+等均可制成固体发光材料。7-1推测Al2O3基质中掺入Cr3+的发光原理。7-2Y2O3属立方晶系，将Y2O3的立方晶胞分为8个小立方体，Y在小立方体的面心和顶点，O位于小立方体内的四面体空隙，画出这样四个小立方体，指出Y和O的配位数。第8题（10分）氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛，从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯，然后再用复杂的工艺得到氯化钯，并且环境污染严重，转化率低。2005年有人报道制取的新工艺，过程较简单，无污染，直收率99%，产品纯度＞99.95%。8-1在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸，加热至100℃得澄清溶液A。写出该反应的化学方程式：8-2于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，继续加热溶液有气体逸出，得溶液B，写出该反应的化学方程式，此时钯以何形式存在？8-3在溶液B中加入10%NaOH溶液调节pH＝10，保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。如溶液pH＞10，上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯含量又升高的化学反应方程式。8-4在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干，再在120℃下烘5小时。写出发生的化学反应方程式第9题（9分）含氮化合物广泛用于工业，如肥料和炸药。无色晶体状化合物A（含6.67%的氢）在隔绝空气条件下引爆，仅得到B和C。B和C都是单质，在通常状态下是气态，是用于合成含氮肥料的最重要的试剂。晶体A溶于浓盐酸后，该溶液中加入金属D（通常用于实验室中从多种气体中除去痕量氧）。D极易溶解在该溶液中并释放出气体B。向如此制备的混合物中加入过量的热的无水乙醇，最终缓慢生成一种红色针状沉淀E（含28.21%的D和含47.23%的Cl）。将其在空气中放置，使之转化成蓝色晶状粉末F（含37.28%D和41.6%的Cl）。47/47\n给出字母A～F所代表的化合物，并写出所涉及的反应。第10题（15分）100克菠菜中的营养成分：草酸0.2～0.3克，水份91.2克，蛋白质2.6克，脂肪0.3克，纤维素1.7克，糖类2.8克，灰份1.4克，胡萝卜素2.92毫克，视黄醇0.487毫克，维生素B10.04毫克，维生素B20.11毫克，维生素C32毫克，维总E1.74毫克，K311毫克，Na85.2毫克，Ca66毫克，Mg58毫克，Fe2.9毫克，Mn0.66毫克，Zn0.85毫克，Cu0.1毫克，P47毫克，Se0.97微克。10-1菠菜中铁的主要存在价态是几价，为什么？10-2如何定性检验菠菜中存在铁离子，写出反应方程式。10-3验证菠菜中草酸的存在要先把草酸从菠菜中分离出来，然后利用钙离子将草酸从溶液中以沉淀（A）的形式分离，过滤后用酸重新溶解、蒸发、结晶（B）。沉淀A的化学式是什么，它的溶解性（水溶性、酸溶性）如何？10-4结晶B（含杂质，加热不分解）在热天平差热分析联用的仪器中加热，测得在0～120℃、120～450℃、450～800℃三区间失重率之比为9︰14︰22，确定B的化学式，并写出分解反应方程式。10-5定量测定结晶中B的含量：取结晶固体0.1280克加入0.1mol/L盐酸15mL（用量筒量取），使固体全部溶解，然后用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定，至锥形瓶中紫色不褪，用去KMnO4溶液16.20mL。写出溶解反应和滴定反应，并计算结晶中B百分含量。47/47