全国高中化学竞赛（初赛）试题 (14) 7页

高中化学竞赛初赛试卷（15）（时间：3小时满分：100分）题号1234567891011满分39710119614101011H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La－LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第题（3分）液溴瓶里的反应更剧烈（1分）大约3mL液溴的物质的量比250mLCl2的物质的量多，液溴比氯气“浓”，和铝发生剧烈反应（2分）题（3分）一个250mL锥形瓶中盛大约3mL液溴（密度为3.18g/cm3），另一个250mL锥形瓶中盛氯气（标准状况下为3.17g/L）。分别加入过量的铝，加塞。在哪一个瓶子里反应更为剧烈，为什么？第第题（9分）1．4KOH＋2MnO2＋O2＝2K2MnO4＋2H2O（2分）在连续搅拌下，使O2在KOH存在下与MnO2充分接触，发生氧化还原反应（1分）2．2H＋＋2e－＝H22MnO42－－2e－＝2MnO4－2K2MnO4＋2H2O2KMnO4＋H2O＋2KOH（各1分）3．8KMnO4＝K2MnO4＋2K3MnO4＋5MnO2＋5O2（3分）题（9分）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。1．写出第一步制取K2MnO4的反应方程式。连续搅拌的目的是什么？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。3．高锰酸钾在240～300℃加热时失重12.66%，写出反应方程式。（已知K2MnO4640℃分解，K3MnO4800℃分解。）第7页（共7页）\n第第题（7分）1．74.05%（2分）2．镍（相对原子质量58.7）（3分）3．52pm（2分）题（7分）某金属是立方面心晶格型式，密度为8.90g/cm3，最临近原子之间的距离为250pm。1．计算其空间利用率（即原子体积占晶体空间的百分率）；2．通过计算确定该金属3．计算能放入到该金属晶体空隙中最大原子半径是多少？第第题（10分）1．A：；B：Br(SiMe2)5Br；C：Me(SiMe2)5Me（各2分）2．Si－O交替成六、八元环都可；或者是链状的：（2分）3．（2分）题（10分）在THF中以碱金属处理(CH3)2SiCl2，主要产物A为一晶体，摩尔质量为0.290kg/mol，分析其成分为：C41.4％、H10.3％、Si48.3％。在苯中，其质子的NMR谱具有单谱带。化合物A与溴反应生成含溴35.5％的产物B，当B在甲苯中以(CH3)3SiCl和Na处理时，产物之一是液体C。C的质子NMR谱含有四个谱带，面积比为3︰2︰2︰1。1．写出A、B、C的结构式。2．写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后的产物结构式。3．写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水的产物结构式。第第题（11分）1．由题意知：棒状晶体的组成为，加热到148℃，失重32.4％，则34x/(106＋34x)＝0.324，x＝1.5，即Na2CO3·1.5H2O2（2分）（棒状晶体组成）。141℃放热过程，过氧化氢合（相当于水合）的逆过程必是吸热过程。因此放热现象只能是：Na2CO3·1.5H2O2＝Na2CO3＋1.5H2O2吸热过程＋）1.5H2O2＝1.5H2O＋1.5/2O2放热过程Na2CO3·1.5H2O2＝Na2CO3＋1.5H2O＋1.5/2O2放热过程（2分）（H2O2分解释放热量98.2kJ／mol，必大于前一反应的吸热量，否则无法说明实验中的放热现象）脱去H2O2（吸热）和H2O2的分解（放热）同时进行，总结果是放热过程。2．将物质加热分解，若物质能够脱水而又不失去氧化能力，则必是Na2CO4·H2O；（1分）也有可能两种形式的化合物之间发生重排：Na2CO3·H2O2Na2CO4·H2O，用乙醚可以从过氧化氢合物的水溶液中萃取出H2O2，而从过氧化合物中是萃取不出H2O2的，借此即可加以鉴别。（1分）3．2Na2CO4＝2Na2CO3＋O2↑（1分）4．2CO42－＋4H＋＝2CO2↑＋O2↑＋H2O（1分）5．可以选定下列装置，将Na2CO4置于圆底烧瓶中，稀酸置于分液漏斗中，为了测定生成气体中O2的含量，必须先除去CO2气体，可用NaOH溶液除去CO2气体，再用饱和Ca(OH)2溶液确证CO2气体是否完全除去，最后用排水法测定O2的体积。（3分）其实验装置的连接顺序为：a→g→h→e→f→d→c→b。题（11分）Na2CO3（106g／mol）和H2O2（34.0g／mol）结合成棒状晶体，Na2CO3·xH2O2（过氧化氢合相当于水合。注意：使用高浓度H2O2时一定要小心，防止爆炸生成水和氧气），可消毒、漂白或作O2源…。现称取一定质量的晶体加热。实验结果以温度和相对质量分数示于右图。1．写出棒状晶体的组成。在141℃时有一放热反应，解释发生放热反应的原因。2．有人认为Na2CO3·H2O2（x＝1时）其实应该是Na2CO4·H2O（Na2CO4叫做过氧碳酸钠）。请你设计一个实验证明该结论的正确性。（只要求简述实验方案）3．国外的洗衣粉中常常加入适量的Na2CO4以提高洗涤质量。加入Na2CO4的目的是对衣物进行漂白、消毒。试用化学方程式表示上述洗涤原理。4．请写出Na2CO4与稀酸反应的离子方程式。5．商品过碳酸钠中一般都含有Na2CO3，为了测定它的纯度，取一定量的样品和盐酸反应，通过测量产生的氧气的体积，可以计算出过氧碳酸钠的含量。试设计出测定商品中Na2CO4含量的实验方案。第7页（共7页）\n第第题（9分）A：B：C：D：E：香豆素：（各1.5分）题（9分）香豆素（C9H6O2）是一种天然产物香料，其合成过程如下：A＋CH3CH＝OBCDE香豆素请推断A、B、C、D、E及其香豆素的结构简式。第第题（6分）1．2Cu(IO3)2＋24I－＋24H＋＝2CuI↓＋13I2＋12H2O（1分）Cu(IO3)2～13Na2SO3（1分）c[Cu(IO3)2]＝3.23×10－3rnol/L（2分）2．用固态Cu(IO3)2配得的是不饱和溶液（1分）按1︰2（物质的量之比）配得的为过饱和溶液（1分）题（6分）量取室温下饱和Cu(IO3)2溶液25.00mL，用H2SO4酸化并加过量KI，而后用0.1020mol/L的Na2S2O3溶液滴定生成的I2（提示：有CuI沉淀生成），达终点时消耗10.29mL。1．求室温下饱和Cu(IO3)2溶液的物质的最浓度。2．实验中发现，室温下用Cu(IO3)2晶体配制“饱和溶液”，或用CuSO4溶液和KIO3溶液反应（物质的量之比为1︰2），经搅拌约15min并待Cu(IO3)2晶体沉降后的“饱和溶液”，按上述步骤测定“饱和溶液”中Cu(IO3)2的浓度均和文献值有明显的差值。请说明可能的原因。第第题（14分）1．B为sp2杂化，平面分子（1分），有π大π键（1分）；非极性（1分），因结构对称。2．B由sp2杂化变为sp3杂化（1分）。因B缺电子，有空轨道（1分），能接受乙醚分子中O的孤对电子，形成新的化学键（1分）。3．BF3·H2O：[H3O→BF3]＋[HO→BF3]－；BF3·2H2O：[H3O]＋[HO→BF3]－（各1分）4．BF3＋HF＝HBF4（1分）5．4H3NBF3BN＋3NH4BF4（2分）6．BF3＋nH2O＝HB(OH)nF4－n＋(n－1)HF（1分）；BCl3＋3H2O＝H3BO3＋3HCl（1分）；由于B和F位于同一周期，大小相匹配，因此BF3形成的大π键较BCl3强（1分），导致BCl3的水解能力较BF3强。题（14分）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。1．写出BF3的结构式和其成键特点。分子的极性又如何？2．如果把BF3与乙醚放在一起，B—F键长从130pm增加到141pm，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？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。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。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．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，并解释两者差别的原因。第7页（共7页）\n第第题（10分）1．A：Cu2(OH)2CO3；B：K2[Cu(CO3)2]·nH2O（各2分）2CuSO4＋2K2CO3＋H2O＝Cu2(OH)2CO3↓＋2K2SO4＋CO2↑（1分）CuSO4＋2K2CO3＋nH2O＝K2[Cu(CO3)2]·nH2O＋K2SO4（1分）2．①用硫酸溶液溶解矿粉：Cu(OH)2CO3＋2H2SO4＝2CuSO4＋CO2↑＋3H2O（1分）；②过滤（1分）；③以碳棒作阳极，薄精铜片作阴极，用直流电电解滤液（1分）：2CuSO4＋2H2OH2Cu＋2H2SO4＋O2↑（1分）题（10分）将热的浓CuSO4溶液与热的浓K2CO3溶液混合后，静置冷却，发现烧杯底部有大量绿色粉末状固体A，并有蓝色粒状晶体B。将A、B溶于稀硫酸，均有气体放出。又据分析，B中含有大量的K＋；A和B晶体中均含有铜元素。将A、B加强热，均产生水蒸汽，其中A失重28.06%。1．请写出绿色粉末A和蓝色晶体B的化学式及沉淀A、B的化学反应方程式。2．试用最少的非置换反应和简单的操作，从A中获得精铜。请写出你的设计方案（包括主要操作和化学反应方程式）。第第题（10分）1．n(H)＝2m(H2O)/M(H2O)＝2×2.37/18.02＝0.263mol；（0.5分）n(C)＝pV(CO2)·(RT)－1＝106.3×6.24/8.314×303.7＝0.263mol；（1分）n(O)＝（m(A)－n(H)·M(H)－n(C)·M(C)）/M(O)＝0.098mol。（0.5分）n(C)︰n(H)︰n(O)＝8︰8︰3（2分）化学式：C8H8O3（1分）2．A：（3分）B：（2分）题（10分）已知草莓可以减轻轻微的头痛。常添加在泡泡糖里的物质A也具有这种药效；它是一种芳香族化合物，并无草莓味。A的摩尔质量不超过200g/mol。在303.7K，106.3kPa下，5.00gA生成2.37g水和6.24L二氧化碳；1H-NMR检测分子中存在3个完全等价的氢原子，另有1个氢原子存在于分子内氢键中；1molA最多可与2molNaOH反应。所得产物之一酸化后与乙酸酐反应可得B，B也是广泛用于治疗头痛的药物。1．计算确定A的化学式；2．写出A、B的结构简式，并画出A中的氢键。第第题（11分）1．A：(C7H7)2S·AuCl2（2分）；＋2（1分）2．2HAuCl4＋2(C7H7)2S＝2(C7H7)2S·AuCl2＋2HCl＋Cl2↑（2分）3．B：(C7H7)2SAuCl（1分），＋1，sp杂化（1分）；C：(C7H7)2SAuCl3（1分），＋3，dsp2杂化（1分）。4．SO2＋KAuCl4＋(C7H7)2S＋2H2O＝(C7H7)2SAuCl＋KCl＋2HCl＋H2SO4（2分）题（11分）将HAuCl4·3H2O放在干燥器中干燥后，加到过量的二苄基硫醚中反应，生成物中有一种含Au的化合物A。经分析，在化学反应前后，C—C键、C—H键和C—S键都没有遭到破坏，且A中只含有一个金原子，且金的质量分数为40.9%，氯的质量分数为14.8%。1．试确定A的化学式，并确定其中金元素的化合价。2．写出生成A的化学反应方程式。3．X射线研究发现，A中Au元素的化合价并不是表观下的化合价。A实际上由B和C两种物质组成，即：A→B＋C（未配平）。其中，在化学反应前后，C—C键、C—H键和C—S键仍然没有遭到破坏，且B用氯气氧化即可得到C。试写出B和C的分子式，标明B和C中Au元素的化合价，并说明B和C中金原子的杂化形态。4．将SO2通入KAuCl4的乙醇一水溶液中，然后加入二苄基硫醚，即可得到无色结晶B。试写出生成B的化学反应方程式。第7页（共7页）\n参考答案第7页（共7页）\n\n