2019-2020年高中化学竞赛预赛模拟检测试题10-高中化学竞赛试题 5页

2019-2020年高中化学竞赛预赛模拟检测试题10-高中化学竞赛试题题号123456789满分4122098912188H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[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-La酸F/%Al%Na/%Na︰AlSiO2Fe2O3SO42－HF53.0013.2631.002.740.5640.0100.11H2SO452.5812.6831.822.950.2470.0061.49请不要顾忌这些结构能否稳定存在，完成下面各小题：1．异构体①、②是链状分子，请再写出2种链状分子的结构简式：2．若核磁共振表明氢原子的化学环境没有区别，则满足条件的异构体除①、③外还有（只需答出一例）3．有人认为异构体①中四个氢原子是共平面的，也有人认为不共平面，请分别写出这两种观点中碳原子的杂化类型和碳原子间π键成键情况；4．异构体②和③中四个碳原子是否共平面，方便说明理由；5．比较异构体④和⑤，何者相对更稳定些，为什么？6．除题干和以上小题涉及到的异构体外，请至少再写出5种异构体，要求每种异构体都有对称性（存在一条对称轴）。八．（18分）碳化硅（SiC）俗名“金刚砂”，有类似金刚石的结构和性质。其空间结构中碳硅原子相间排列，右图所示为碳化硅的晶胞（其中●为碳原子，○为硅原子）。已知：碳原子半径为7.7×10－11m，硅原子半径为1.17×10－10m，SiC晶体密度为3.217g/cm3）1．SiC是晶体，碳、硅原子杂化类型都是，键角都是，三个碳原子和三个硅原子相间构成一个式（船、椅）六元环。2．如右图所示碳化硅晶胞，从立方体对角线的视角观察，画出一维空间上碳、硅原子的分布规律（注意原子的比例大小和相对位置，至少画两个周期）3．从与对角线垂直的平面上观察一层碳原子的分布，请在二维平面是画出碳原子的分布规律（用●表示，至少画15个原子，假设片层碳原子间分别相切）；计算二维空间上原子数、切点数和空隙数的比例关系再考虑该片层结构的上下各与其相邻的两个碳原子片层。这两个碳原子的片层将投影在所画片层的（原子、切点、空隙）上，且这两个片层的碳原子（相对、相错）\n4．如果我们以一个硅原子为中心考虑，设SiC晶体中硅原子与其最近的碳原子的最近距离为d，则与硅原子次近的第二层有个原子，离中心原子的距离是，它们都是原子。5．如果我们假设碳、硅原子是刚性小球，在晶体中彼此相切，请根据碳、硅原子半径计算SiC的密度，再根据理论值计算偏差，并对产生偏差的原因作一合理解释。6．估算SiC晶体的原子占据整个空间的百分数，只需给出一个在5%以内的区间。九．（8分）已知5.000g样品内含Fe3O4、Fe2O3与惰性物质，此样品用过量的KI溶液处理后，能使所有的铁还原成Fe2＋。然后把溶液稀释到50.00mL，从50.00mL此溶液中取出10.00mL溶液，其中的碘要用5.50mL1.000mol/L的Na2S2O3溶液滴定（即完全反应）。另取25.00mL上述溶液，先除去碘，然后，溶液中的Fe2＋可以被3.20mLl.000mol/L的KMnO4溶液在酸性介质中滴定。试求原来样品中含Fe3O4与Fe2O3的质量百分数。\n参考答案一．1．V型（1分）；2．KClO3＋H2C2O4＝K2CO3＋2ClO2＋CO2↑＋H2O（2分）；3．冷凝（1分）；二．1．氟铝酸钠电解炼铝的助熔剂（各1分）2．SiO2CHPh－CH2－CH2－CH＝CH－CH2（各1分）3．Na2SiF6＋4NH3·H2O＝4NH4F＋2NaF＋SiO2＋H2O（2分）4．NaOH＋Al(OH)3＝NaAlO2＋2H2O（写Al2O3也可以）（1分）5．4NH4F＋2NaF＋NaAlO2＝Na3AlF6＋4NH3＋2H2O（2分）6．HF（1分）理论Na︰Al＝2.56，使用HF制晶种，Na︰Al比较接近理论值。（2分，其它合理答案也可以）三．1．材料信息（1分）2．①氢能是最理想的清洁能源之一。氢气燃烧的唯一产物是水，无环境污染问题。②氢能是一种二次能源。自然界不存在纯氢，必须从含氢的物质中制得氢作为水的组成，可以说资源丰富。而且氢能是可以利用其它能源（如热能、电能、太阳能和核能等）来制取的二次可再生能源。③氢作为能源放出的能量远远大于煤、石油、天然气等能源。④另外，氢气是一种理想的能源载体。氢气具有可储、可输的性质，可作为一种能源储存和运输。储能可以达到合理利用能源的目的。氢能也可进行大规模运输。（3分，基本答对其中三点大意给满分）3．CH4＋H2O＝CO＋3H2（1分）碳、天然气、石油资源面临枯竭，该反应尚需消耗很高的能量（该反应为吸热反应），因此，此法不是理想的长久的方法。（2分）4．①SO2＋I2＋H2O＝2HI＋H2SO4②2HI＝H2＋I2③2H2SO4＝2SO2＋O2＋2H2O反应③最难进行（各1分）该循环过程需要很高的热能，也就是说在较高温度下才能进行，生成的SO2和I2可以循环使用，其它产物对环境无污染，但耗能太大，所以此法也不可取，若把太阳能用到上述循环中，该工艺将是合理的。（优点、缺点、前景各1分）5．（1）电解1mol水消耗能量284kJ（根据氢气燃烧释放热量确定），1m3H2约45mol（标准状态估算），能量利用率约88%（±4%）。（2分）通过太阳能发电或风能、海洋能、生物能、地热能电站产生的电能来制氢，可以降低氢的成本。（1分）6．光合作用（1分）寻找合适的光分解催化剂，它能在光照下促使水的分解速度加快。（1分）7．管道运输（可以把现有的天然气和城市煤气管道输送系统改造为氢气输送系统）；金属储氢材料储存后再运输。（1分）四．X：CuSO4·3H2O；Y：Cu2O（各2分）推理一：由置换反应所给数值可列式：×(A＋96.07＋18.02n)＝2.137①设氧化物为AOm/2（m为自然数），可列式：＝0.3349②由①②得＝9.295，根据m＝1，2……\n讨论，只有m＝1时才有合理金属；再求出A、n。（共5分）推理二：先列式①，根据n＝1，2……讨论，只有n＝3时才有合理金属，确定X；再根据X的相对分子质量和Y的含量可确定Y。五．（1）a：HNO3/H2SO4；b：H2SO4/Hac（各1分）（2）A：O2N－－CH2CN；B：O2N－－CH2COOH；C：H2N－－CH2COOH（各2分）六．1．1－苯基－1－羟基－2－丙胺（2分）2．4种（各1分）3．（1分）4．A：－CHO；B：（各2分）七．1．CH≡C－C≡C－CH3CH≡C－CH2－C≡CH（1分）2．或（1分）3．中间三个碳原子sp杂化，两端两个碳原子sp2杂化（1分）共平面π键是和（互相垂直）；不共平面π键是两个（互相垂直）（各1分）4．②不共平面，4位碳原子sp杂化，两端两个π键只能垂直（1分）③也不共平面，中间碳原子sp杂化，两个三角形面垂直（1分）5．④相对更稳定些，三元环的张力比⑤小（sp2对sp）（1分）6．、、、、、、、、（答出其中任意五个给满分，共4分，少一个扣一分）\n八、1．原子sp3109°28’椅（各0.5分）2．（空隙长度等于碳、硅原子直径和）（2分）3．如右图所示，一个碳原子周围是六个碳原子（2分）1︰3︰2（1分）空隙相错（1分）4．122d/3硅（各1分）5．晶胞质量为4×(12.01＋28.09)/NAg，晶胞体积为[(1.17＋0.77)×10－8×4/]3cm3，密度为2.96（2分）偏差：(2.96－3.217)/3.217＝－7.94%（数据可以有偏离，但应给出负号）（1分）密度偏小，说明实际晶胞体积比计算值小，即碳、硅原子间的距离应比两个半径小，实际上碳、硅原子间有共价键作用，而不能假设成相切（是相交）。（2分）6．38.3%～41.7%（利用原子体积与晶胞体积之比）九、求下限：同5中求密度的方法，求得38.3%；②求上限：根据密度理论值求出晶胞体积，求得41.7%九、Fe3＋～0.5I2～Na2S2O3；Fe2＋～0.2MnO4－n（Fe3＋）＝1.000×5.50×5＝27.5mmol；n（Fe2＋）＝1.000×3.20×5×2＝32.0mmoln（Fe3O4）＝4.50mmol；n（Fe2O3）＝9.25mmolFe3O4%＝20.84%Fe2O3%＝29.54%（各1分，共8分）