2011年全国高中化学竞赛模拟试题(七)考试 8页

2011年全国高中化学竞赛模拟试题（六）第1题（7分）钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO3相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研宄日益受到重视。我国研宄者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形，粒径分布较均匀，平均22iini。己知SrTiO3立方晶胞参数a=390.5pm<,1.写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式；2.SrTiO3晶体的结构可看作由Sr2+和O2_在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp）,它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由O2•构成，另一种由Sr2+和O2_—起构成，Ti4+只填充在O2"构成的八面体空隙中。（1）画出该SrTiO;的一个晶胞（114+用小0球,O2_用大o球，Sr2+用大©球）（2）容纳Ti4+的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？（3）解释为什么Ti4+倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？（4）通过计算说明和O2_进行立方密堆积的是Sr2+而不是Ti4+的理由（已知O2_半径为140pm）第2题（8分）Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时，火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中，结果腐蚀物中含有Fe（NO3）yN2O4,该物质实际上是NO[Fe（NO3）4],经X射线晶体结构表示实际为[N4O6HFe（NO3）4l2。请回答：\n1.写出合成NO［Fe（NO3）4］的反应方程式；2.如果［N4O6|2+是平面型的离子，存在3重对称轴（旋转120°重合），但不存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。3.如果|N4O6|2+是非平面型的离子，不存在3重和2重对称轴，但存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。\n第4题(8分)SiC具有高硬度、髙耐磨性、髙耐腐蚀性及较髙的髙温强度等特点，己成为一种重要的工程材料。其晶体具有六方ZnS型结构，晶胞参数为a=308pm，c=505pm,己知C原子的分数坐标为(0,0,0)和(2/3,1/3,1/2)；Si原子的分数坐标为(0,0,1/8)和(2/3,1/3,1/8)。1.按比例画出SiC六方晶胞。7伝小思胞由合右小3；晶体中Si的堆积型@~°。C填充的空隙类型是,占有率。4.列式计算C_Si健长。第5题(12分)我们知道，氧在一定条件下可以与金属元素反应生成氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物。类似于臭氧化物的其他元素的化合物，如Ba(N3)2、AgN3,还有很多。现有短周期元素A、B,都是构成蛋白质不可缺少的元素，A与B在一定条件下可以形成A2B2、A4B4、(人8)„等系列化合物。A、B在自然界中既有游离态，又有化合态，A在自然界中游离态少于化合态，A与As在自然界中的矿床有多种，有一种矿物纯化后，在古代作用相当于今天的修正液，用于涂抹写错的文字，并形成一个成语，“信口雌黄”，即掩盖事实真相，乱说一气。请回答下列问题：1.写出A、B的元素符号；2.解释(AB)n为什么可以作为一维分子导线？3.(人8)!!导线能由A、B两种兀素直接化合吗？4.完成B2FAsF6+HB34[X|+HF的反应方程式。写出化合物X中含B元素的阳离子的共振结构式。5.B3_还能与金属、非金属元素形成配合物，如[Pb2(N3)d2_、|As(N3)6厂。请画出配合物[Pb2(N3)6]2-的2个可能立体结构，并比较稳定性。\n第6题(10分)己知五羰基铁可与乙酸镉在一定条件下发生反应生成主要产物CdFe(CO)4(NH3)2。该产物在真空中、60°C条件下生成A。元素分析表明：A中含四种元素且含Cd40%。物质A单体不稳定，易形成多种聚合物。例如在2,2’一联毗啶中，A以A3形式存在，A3又与溶剂形成配合物B，x射线衍射表明B中存在平面六元环，且存在金属一金属一羰基键，同时还知道，B中Fe以高度变形的八面体几何构型存在，而Cd则以四面体构型存在。回答下列问题：1.写出生成CdFe(CO)4(NH3)2的反应方程式；2.写出A的分子式。3.写出配合物B的结构式。4.A还可聚合为A4，A4中有平面八元环，且只有一种金属一碳键。画出A4的结构。第7题(10分)ch2oh主要原化合物X的结构简式如右图所示，请以苯甲醛、丙酮、乙酸、乙醇等为料，设计路线合成X。1全合合物X名；2.5最S方法合成(限用具有高产率的各反应，标明合成的各个步骤)\n第8题（10分）用《粒子轰击金属铋所产生的极微量的砹，可加热使之从铋内挥发出来而溶于硝酸溶液。用不同试剂处理该溶液，然后根据砹的放射性加以检验，从而测定了它的若干反应。以下是几个典型的实验结果。1.加硝酸溶液，无砹挥发出来。写出反应方程式。2.若先以Fe2+处理上述硝酸溶液，然后再加热，砹即挥发出来。写出反应方程式。3.若Fe2+处理硝酸溶液后，用CCL,提取，砹进入CC14层；若Fe2+处理硝酸溶液后，再用NaOH溶液处理，砹不再进入CC14。写出反应方程式并解释。4.若用金属锌处理上述硝酸溶液，过滤，加KI和AgNO3于滤液内，砹被Agl沉淀带出。写出反应方程式并解释。5.在砹的硝酸溶液中，先加AgNO3,然后加过量的KIO3,所得的AgIO3沉淀几乎不带砹的放射性；若先加KIO3,后加过量的AgNO3,AgIO3沉淀即带有不少砹。试解释实验结果。\n第9题（8分）钒的化合物具有类胰岛素样活性，是新一代潜在的抗糖尿病药物。取5mmol乙二胺、11mmolCHjCOONa3H2OlOmmol水杨醛的热乙醇溶液，滴加5mmolVOSO4、4H2O,得到绿色配合物X,X中含V:15.3%。X是单斜晶体，晶胞体积1.42nm3,Z=4。1.写出X的化学式；2.画出X的结构式；3.计算X晶体的密度。第10题（7分）1992年，人们用甲醇作溶剂，用对苯二甲酸盐、2,2’一联毗啶和Co（C104）r6H20在60°C下反应两小时，得到双核钴的配合物。该配合物中含C:51.3%；H：3.38%；N：9.98%；Co：10.5%（计算值）。用X—衍射法测定其单晶，表明羧基氧均己配位，CIO,处于配合物的外界。1.试推断出该双核配合物的分子式（要有推断过程）。2.画出该配合物离子可能的结构式。\nOHNaBH4PCC(C11H10O4)——^GHOOCCH^COOH第11题（10分）花椒毒素是一个具有多种药理作用的呋喃香豆素类天然化合物，又名8—甲氧基补骨脂素，最早从大阿美果实中分离获得，现发现主要存在于伞形科和芸香科等植物中。花椒毒素具有很强的光敏性，国外临床上主要用于PUVA疗法治疗白癜风、牛皮癣等皮肤顽疾。近些年来发现花椒毒素对血液中多种DNA病毒和RNA病毒等有很好的灭活作用，另外，还可以诱导肿瘤细胞凋亡。我国学者设计了如下的合成路线：⑽迟黑戸鹽〜（C„H12O4C12）（CI3H14O6）1.写出A〜H各物质的结构简式;2.系统命名法命名C、F。第3题（10分）\nBTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为78〜82°C,沸点为203〜206°C。lmolBTC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BTCoBTC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。1.BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式2除羞伸々卜RTC卜弁气杯有朴么付*1*3***占73.i研究者'设计了以光气和苯甲酰氯f盐酸叔丁基肼等为主要原料合成了N1—叔丁基苯甲酰肼（D）：BTC苯」，＞A腫叔丁麵＞B苯i醜沉＞C＞D（产物）+E（酯）写出A〜E各物质的结构简式。