2003福建高中化学竞赛复赛试题及答案 13页

sp(Fe(()H)y)4xl0'38k=8.0x10-16sp(Cr(()H)3)6xi(r312003年福建省高中学生化学竞赛（复赛）试题及答案（2003年07月16曰8:00-11:00共计3小时）题号一二三网五-X./、七八九十总分满分10810101210101488100得分原子萤H:1.0;Ca：40；O：16Fe:55.8Cr:52S:32；Cr2O7~/Cr3，=l-33v£h?、Fe_♦=0.77v一、（10分）处理含铬（VI）废水的一种方法是用FeSO4把铬（VI）还原为铬（III）並同时转化为铁諷体Fe2+Cr3fxFe3+2-xO41.为了把废水屮CrO3还原并转化为铁氧体Fe2+CrvxFeyi2-xO4,至少需加003含莆多少倍的FeSO4-7H2O同体？2.如果含铬废水为酸性，按铬（VI）在废水中实际存在形式，计算还原反应的pH应在何范围？（其它离子浓度均按标准状态计算）3.沉淀出组成和铁氧体相当的沉淀，pH需在8〜10阀进行，为什么？二、（8分）汞蒸气有逛，为丫检奔室内汞含量足否超标，可用含某一化合物A的试纸:仏挂子室内，室温下若三小时内试纸变色,则表明室内汞超标。化合物A为较常见化合物，难溶于水，其阳离子在水中不稳定，可发生歧化反应，歧化产物之一可与A的阴离子作用並生成化合物八。1.判断A为键型，2.A的离子在水溶液屮的歧化反应。3.歧化产物之一与A的阴离子反应。4.检测汞蒸气吋，試纸颜色由色变成色。其反应方程式为：三、（10分）NOX是城市大气污染物之一常见的氮氧化物为冇以K几种:合物热力学函数n2oNON2O3no2n2o4(KJ-mol-1)82.090.2583.7233.189.16(KJ-mol-1)104.286.57139.4151.3097.821.画出队0、1\’02的分子结构並说明大Ji键。2.哪种S氣化物有可能在内燃机燃料的燃烧时直接生成？（假设A;和AS；,不随温度变化）。3.W根裾所学的知识，提出治理氮氧化物的两种可能途径，写出反应方程式。4.NO对人体的作用冇两面性。（1）在神经细胞内产生的NO会损害祌经细胞，这是因为NO与细胞产生的超氧离子Of结合，产生过氧亚硝酸，敁后生成羟基由基而引起的，写出该\n过程方程式。（2）在血管内皮细胞中产生的NO则可舒张血管调节血压，这是由于NO以某种形式（）与一种含血红素的酶中的金属离子（）配位而推动-•系列变化而造成。\nNO的配位形式与CO是等电子体，填写上述空格。四、(10分)請设计HC1-H2SO4混合液屮两组分测定的分析方案。(包括滴定剂、指示剂、必耍条件以及浓度计算式，不必写fli仪器名称)。五、(12分)以下络合物分别是1913年，1973年和2001年诺贝尔奖获得者们研究过的“明星”分子，l.Cis-fCo(en)2Cl2]+;2.Cis-[Pt(en)Cl2];3.[Rh(PPh.山Cl]+4.[Ru(BINAP)C12J2.[Rh((R，R)-DIPAMP)COD]+BF—4式中en为乙二胺；pph3为三苯基膦；COD为1,5-环辛二烯(R,R)-DIPAMP为BINIP是一种手性双膦配体试问：①.它们冇什么主耍用途②.哪些是手性络合物，哪些不是？③请绘fh手性络合物的对映异构体示意阁和辨认非手性络合物的对称面。六、(10分)二氯化钯是乙烯氧化制乙醛的工业催化剂，这是一种重耍的配位络合催化反应。1.在不同温度下PdCl2有两种结构形式，即€1-?況12型|3-?(1(212型。a-PdCl2M扁平的链状结构，P-PdCl2则以Pd6Cl12为结构单元。在这两种结构中钯(II)都具有正方形配位特征。试rt出结构的示意图。2.PdCI2盐酸溶液屮讨生成PdCI2_4，PdCI2_4络合乙烯生成|Pd(C2H4)Cl3)i络离子。Pd2+处丁•四边形的屮央，问：(1)该络离子的Pd2+是以什么杂化形式。(2)该络离子屮C2H4与Pd2+之间形成的是什么键，试画出该络合的结构示意图。3.如何利用PdCl2来鉴定体系中CO的存在(写出反应式)。七、(10分)牙齿的珐琅质讨近似看作是由羟基-磷灰石化合物3Ca3(PO4)2Ca(OH)2构成的。己知羟基离子可被氟离子取代，生成3Ca3(PO4)2CaF2,可存在子牙齿构造中使对龋齿有更人的抵抗力。如果用氟化亚锡溶液加入牙音中，使之发生上述变化是否可能。\n已知：AfG^n|298K，CaF2(s)|=-l167kJ.mor1AfG:[298K,Sn(OH)2(s)]=-492kJ-mol1AfG°tn[298K,Ca(OH)2(s)]=-899kJ.mol1Sn2++2e_Sn(s),£,=-o.i4VF2(g)+2e"2F',e2°=2.^1\八、(14分)麝香内酯足从芙蓉属捎物分离得到的一种具冇类似靥香香气的化合物，它可以由化合物A经下表所列步骤进行合成：OIIHOC(CH9)5CH—CH(CH2)7CH9OH►~II00ch3z/xch3化合物A步骤反应物试剂产物1化合物八H2O，H+,加热化合物B(C,6H32O5)2化合物BHBr化合物C(C16H29Br3O2)3化合物CC2H5OH,H2SO4化合物D(C18H33Br3O2)4化合物DZn,乙醇，加热化合物E(C18H33BrO2)5化合物E乙酸钠，乙酸化合物F(C2oH3604)6化合物FKOHH2O,然后H+化合物G(C16H30O3)7化合物GH+,加热麝香1A1酯(C,6H28O2)(1)写出化合物B〜G的结构式(忽略立体枯构体)。(2)化合物B〜G屮是否存在旋光异构？如有，谘用Fischer投影式表示各旋光异构体的结构并用R，S标fli手性碳原子的构型。(3)写出麝香内酯与乙醇钠-乙醇溶液丼热所得产物的结构式并川系统命名法命名。九、(8分)安定药安宁可由2-甲基戊醛出发按不列方法合成:2-甲基戊醛HCHOOH"A(C7H14O2)HCHOb(c7h16o2)CIC0C1c(c9h14ci2o4)—安宁(C9H18N2O4)(1)写出安宁及上述合成步骤中化合物A〜C的结构式。\n（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。十、（8分）逆合成分析法足进行有机合成设计时常川的一种方法，其做法足从目标分子出发，通过“倒推”的方法找出合成中所需的中间体和原料，从而为进一步的合成设计提供参考。药物学家们根据如下逆合成分析结果设汁合成了许多ft有化合物A结构的化合物供作药物筛选，以期找出具有潸在药用价值的分子。＞rnh2+CH2=CHCO2CH2CH3根据上述逆合成分析结果，W你设计一条以乙烯、乙炔、苯及必要的无机试剂为原料合成N-甲基-4-苯基哌啶（化合物A之一，其屮R=CH：pR’=C6H5）的路线。2003年福建省高中学生化学竞赛（复赛）试题答案一、1.CrO3+3Fe2++6H+=Cr3++3Fe3++3H2OWHeS047H2f/WCl＜）3=3MHeSO47H2O/MCrO3=3x278/100=8.34（2分）按铁氣体组成需2molM3+（Cr3++Fe3+）1molFe2+由上式得1molCrO3产生1molCr3F、3molFe3+,因此需2molFe2+WFeSO47H2（/Wci＜）3=2MFeSO47H2O/MCrO3=2x278/100=5.56所以至少需加（8.34+5.56）=13.9倍质量的托50471120（2分）2.耍使还原反应发生，首先保证PV+不沉淀=V8.0xW16pH纟6.45（1分）因ECr2O72_zcr3+受[H_]影响，必须保证ECr20人Cr3+&£"Fc3+/Fc2*=0.77v以上0.77<1.33+0.0592/61g[H+]14[H+]>8.8xl（厂5pH<4.05（2分）所以pH值应小于4.05（1分）3.pH值较岛，保证Fe24Cr3+Fe3+能够完全沉淀，但pH值又不能太商，防止Cr（OH\,将溶解生成Cr（OH）4,因此控制pH在8〜10。（2分）\n二、1.判断A为Cul（1分）键型共价键（1分）。2.A的阳离子在水溶液中的歧化反应2Cu+=Cu2-+Cu。（1分）3.歧化产物之一与A的阴离子反应2Cu‘+4「=2CuI+12。（1分）1.检测汞蒸气时，就纸颜色由白色变成红色。（2分）邦反应方程式为:4CuI+Hg=Cu2HgI£+2Cu。（2分）\••:N-N-O;I、••1两个h4（1分）N：SP杂化丌（1分）因为对于NO\fH^n-\fG^n=90.25-86.57>0AS>o,温度升髙项会增人，有可能A7.G^4=［（CV）Na0H-（CV）AgN03J/（V做X2）（2分）五、1.光学纯的对映体常用作拆分试剂；光学活性络合物，即乎性络合物A—enenA—2.抗癌药：非乎性络合物\n二个对称而1为纸面；2通过C1-C1屮点，en屮点丄于纸面的平面en(Jp；7°'Cl2.Wilkinson氢化催化剂；非手性络合物；二个对称面1为纸面；2通过P,Rh和C1,丄丁•纸面的平面3.Knowles不对称氛化催化剂；(制L-Dopa)；由于(RR)-DIPAMP引起的手性络合物[Rh((S,S)-BINAMP)CODfi[Rh((R,R)-BINAMP)CODf4.野依良治不对称氢化催化剂；(制不对称醇)；由于(S)-BINAP或(R)-BINAP引起的T•性络合物[Ru((S)-BINAP)C12|!|Ru((R)-BINAP)C12|(总分12分，各分题均为2.4分)2.(1)dsp2(1分)(2)+2HC1(2分)3.PdCb+CO+H，O:Pd+黑色七、电池反应：F2(g)+Sn(S)=SnF2(aq)标准电动势为^=12.87-(-0.14)jv=3.01v(2分)A,G^(SnF2)=-2X96500X3.01J•mol-1=-581KJ.mol-1(2分)对于Ca(OH)2(s)+SnF2(aq)=Ca(F)2(s)+Sn(OH)2(S)(2分)A,.G^(298)=A厂G:[298K,CaF2(s)l[298K,Sn(OH)2(s)|—A，G[298K,Ca(OH)2(s)|-Ay.G:|SnF2(aq)l=-179KJ.mol-1(2分)\n•••A凡=A,.G：+RTlnQa设SnF2%纯液态a=l其余为固态a均为1因此Qa=l/.ArGWI=ArG；f