全国高中生化学竞赛初赛模拟试题(03) 11页

全国高中生化学竞赛初赛模拟试题(03)(时间：3小时满分：100分)题号123456789101112满分44611810610610817H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01016.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La—LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2lr192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6TI204.4Pb207.2Bi209.0Po[2101At[2101Rn[2221Fr[2231Ra[2261Ac—LrRfDbsgBhHsMtDs第一题(4分)第八周期将包括种元素；原子核外出现第一个5g电子的元素的原子序数是。第116号元素可能与元素的化学性质最和似。元素电负性差值为0的键称为。第二题(4分)HgCb虽然是以共价键为主的化合物，但熔融HgCb却具有一定的导电性。1.用反应式解释原因。2.写出Hg(CIO4)2和KCI在HgCk熔体中的反应式;3.上述反应相当于反应。第三题(6分)环境恶化和能源匮乏是当今世界面临的两个重人问题，科学家们设想通过光介作用将太阳能转化为化学能，再通过原电池将化学能转化为电能，在大量获取能量的同时避免对环境造成破坏。1-写出光介作用由CO2和h218o成葡萄糖的方程式。2.将上述反应的逆反应设计成-个原电池，写出此原电池的止极反应和负极反应的方程式。3.经热力学计算，该原电池的标准电动势为1.24Vo已知(p9(02/H20)=1.23Vo求(pe(CO2/C6H12O6)o4.设一长满绿藻的正方形游泳池，边长为10.0m,在平均照度下，每cm?面积上可按上述电池产生1.00mA电流，求该游泳池产生的总功率。\n第四题（11分）写出出满足如下条件炷X、丫、Z的结构式。1.开链不饱和怪X具有光学活性，且摩尔质量最小。2.芳香怪丫分了屮C、H个数相同，不存在三键或三、四元环；丫的结构屮所冇H原子空间环境相同但不共平面，而所有碳原子共平面而空间环境不完全相同。3.环烷坯Z的化学式为C10H16,由若干个六元环组成，具有一立的空间对称性；Z仅有仲、叔两种碳原了，口个数比是3:2；所成碳碳键屮：仲碳一仲碳：仲碳一叔碳：叔碳一叔碳=1：4：仁1.2.3.第五题（8分）将KCI与NiCb按物质的量3:1比例混合在300atm压力的单质氟气屮，在300°C时緘化，生成其中的一种紫色晶体A。研究发现A中阴离子具有正八面体结构，其中心原子为镰,此时镰原子核外d亚层电子冇3个未成对电子。1.确定A的化学式。2.写出牛成A的化学反应方程式。3.若将A放入水中，则变成NiF2,同时产生一种参与生命活动的气体。试通过分析写出A与水反应的化学方程式。4.A在液态氟化氢中发生歧化反应，得到等物质的量的2种含Ni产物，具屮冇一•种物质B的阴离子呈八面体。试写出A歧化的化学反应方程式。5.若将KCI与NiCb按物质的量2:1比例混A在氟气屮进行氟化，也能得到BoB在真空屮分解，又可产生A。试写出B生成A的化学反应方程式。\n第六题(10分)某翠绿色单斜晶体A溶于水难溶于乙醇，对光敏感。下面是一条比较成熟的合成A的工艺路线，方法如下：①称取-•定量的硫酸亚恢馈，在烧杯屮用适量水溶解，并加适量稀硫酸将所得溶液酸化，再加入一定量的饱和草酸溶液，加热至沸腾，搅拌，析出黄色的草酸亚铁沉淀(FeC2O”2H2O)；②将草酸亚铁沉淀加入适量饱和&C2O4溶液，在313K温度下逐滴加入适S3%H2O2,即得深棕色的草酸铁与氢氧化铁的混合沉淀；③将混合沉淀再加热至沸腾后立即停止加热，快速搅拌下逐滴加入一定量的饱和草酸溶液，然后加入一定量的95%乙醇，冰水中冷却即得翠绿色晶体A。为了推断A的结构，某同学称取1.000g纯净的A样品于烧杯屮，加入足量硫酸溶液溶解，再转移至250mL容暈瓶中，摇匀、定容。从容量瓶屮移取25.00mL试液于锥形瓶中，用硫酸酸化后，水浴加热，用0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，用去24.42mLo在锥形瓶加入足量锌粉，充分反应后加硫酸溶液酸化，然后再用0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点，用去4.07mL。1.推断A的结构式。2.已知A的配阴离子的磁矩为5.88。请冋答:(1)中心离子的杂化轨道类型是什么？(2)配位原子是什么？(3)屮心离子的配位数是多少？(4)配离子的空间构型是什么？3.写出上述制备A的三步过程的化学方程式。(1)(2)(3)(4)第七题(6分)1.在Cr(H2O)62+溶液中加入含Co(NH3)63+的溶液，无明显反应现彖；而加入[Co(NH3)5CI]CI2,贝帰液迅速变绿，解释颜色发生变化的原因。2.画出所有Cr(Gly)3的异构体,Gly代表氨酸的阴离子(用N-O表示)。\n第八题(10分)离子晶体A、B由相同的+1价离子X’和不同的T价离子丫一(半径140pm)、Z一(半径133pm)组成，它们的晶体结构屮都是阴离子组成立方密堆积、阳离子填充在八而体空隙中；晶体A、B的密度比为1:3.59。1.晶体A、B与何物质具有相似的晶胞;2.通过分析和计算确定A、B的化学式;3.计算X’的半径;4.计算晶体B的具体密度值;90kJmoF\△fHj(B)=-612kJmo厂1。简要解释可能的原因。5.A、B的熔点分别为680r.850°C(较为接近)，然而生成热差别大，△fHm(p(A)=—第九题(7分)1.一般青菜和水果中都会含冇能帮助身体代谢自山基或冇害物质的酵素，例如能将有害的双氧水代谢成氧气和水。请设计简易的实验能区分不同水果代谢双氧水的能力，让我们知道应多吃哪些水果。2.利用离子交换树脂管柱，电性和界的离子可被吸附,非电解质及与离子交换树脂带和同电性的离子则不会被吸附。现有一阳离子交换树脂吸附三氯醋酸(TCA,pKa=0.66)、二氯醋酸(DCA,pKa=1.30)、一氯醋酸(MCA,pKa=2.86)后，再以0.01mol/L的盐酸溶液将其流洗出来,而其流出时间如右图，说明此三种酸为何可被分离及为何有如右的流出顺序。\n第十题（8分）坯的衍生物X的式量为124（取整数），不含0元素，但可与NaHCO3反应放出气体；X经过多步反应町以氧化得到丫，丫可以与PCb反应得到A,A与B（式量为45）的NaOH溶液作用有固体C析出。丫与水共热可以得到D（式量为92）0核磁共振显示X、C、D分子结构中都各含有四种不同的氢原子。1.写出X、丫、A、B、C、D结构简式;2.写出X与NaHCO3R应的方程式为;第I—题（9分）右图所示冇机物A在碱作用下得到环状化合物B,B无光学活性;B经碱处理府与节氯反应得C；C经NaBHq还原得D（分子量206.3）1.命名A；2.写出生成B、C的化学方程式;3.润出D的结构（注意立体化学）第|•二题（17分）化合物CuCN主要用于电镀铜及其合金、医药上作抗结核药和其他药物的原料；还可用来制造杀虫剂和其他化学药剂、用于净化熔融金属和制造防污涂料等。1.CuCN为无色反磁性晶体，粉末为白色，其实大部分Cu（I）化合物为白色或无色，主要原因是山于其结构有何特点？2.CuCN有剧毒，可由NaCN与复盐糊状固体X按物质的量比为3:1在水溶液中反应制得。X可以通过硫酸铜和亚硫酸钠溶液作用得到，当SO2通过70°C的CuSO4水溶液时也可以得到它的晶体°将3.87gX置于P2O5的干燥器中较长时间后，质量减少了9.3%,而等质量的X在氢气流中加热，则生成0.72g水；将和同质量的X溶解在质量分数为75%的氨水溶液中，所得深蓝色溶液中通入过量乙烘，生成砖红色沉淀丫及溶液，经过滤、干燥可得丫的质量为1.51g,元素分析发现含铜84.20%，其余为碳；滤液仍然为较深的蓝色，经盐酸酸化以后，滴加BaCH溶液没有沉淀产生。3.87gX和过量浓硫酸共热，X完全溶解并释放出0.672L（标准状况）的SO?，剩余溶液完全蒸发结晶最多析出7.5g胆矶晶体。（1）X在铜的配合物研究历史具冇巫要的地位，对这类化合物的研究可以揭示伴随金属酶屮铜的氧化还原过程而发牛的结构变化，这种研究述促进了与其性质和关的理论的研究。\n请通过以上数据用计算确定X的化学式(用水合盐形式表现)。(2)丫是一种典型的爆炸物，但与其它炸药•不同的是，丫爆炸产生大量热能，但不产生气体，请写出丫爆炸的化学反应方程式。(3)依据题意写出CuCN的制备原理方程式。1.在加热情况下把碱金属的氛化物慢慢加入到铜盐溶液屮也能立即得到CuCN。⑴如果KCN加入过量,却得不到,可能什么原因。(2)如果反应在室温条件卜进行，则得到絮状黄绿色沉淀A与B,同时释放剧毒气体(CN)2,B在常温下相当稳立加热则分解得到CuCNo已知A、B是配位数不同但配体与外界均相同的物质，含铜质量分数分别为64.69%和61.95%。请写出①写岀A、B的化学式②牛成A、B的反应离子方程式;③B分解的化学方程式。2.激光分解CuCN类的化合物，可以得到系列的CuCN正离子或负离子团簇(式量不超过600),计算表明这些物种可能的结构为链状、环状或者金属桥连的结构框架。因此，通过化学切割的方法，从固体把具有纳米笼结构单元切割并从溶液中培养、稳定、分离、表征这些结构，对化学家而言是一个巨大的挑战。中科院福建物构所已成功地通过化学切割的方法合成出并通过与含磷类配体和含氮类配体反应，得到一系列稳定的CuCN衍生配合物,如Cu6(CN)6(PPh3)i2。一个中间产物团簇含铜质量分数为76.5%,结构呈现-处对称性，所有C原子化学环境相同，N原子化学环境也相同，请画出该团簇的结构。参考答案（0802）第一题（4分）50121Po非极性共价键（各1分）第二题（4分）1.2HgCI2=^=HgCI++HgCI3_（1.5分）\n1.Hg（CIO4）2+2KCI=HgCI2+2KCIO4（1.5分）2.屮和反应（1分）第三题（6分）1.6CO2+12H218O=C6H12O6+6H2O+618O2T（1.5分）2.正极反应：O2+4H++4e_=2H2O；负极反应：C6H12O6+6H2O-24e"=6CO2+24H+（各1分）3.（p0（CO2/C6H12O6）=1,23V-1.24V=-0.01V（1分）4.1.24Vx0.00100A/cm2x106cm2=1.24x10^/V（1.5分）第四题CH分）1.CH3CH=C=CHCH3（3分）具冇光学活性的物质必须具备没有对称面，没有对称中心，如联苯型、捉篮型的、丙二烯型等等。满足条件的是最简单的累积二烯烙摩尔质量为68g/moL参考结构如下:3-心第五题（8分）1.K3NiF6（2分）2.6KCI+2NiCI2+11F2=2K3NiF6+10CIF（1.5分，产物Ck也可以）3.4K3NiF6+2H2O=4NiF2+O2t+12KF+4HF（1.5分）4.2K3NiF6=K2NiF6+NiF2+4KF（1.5分）5.3K2NiF6=2K3NiF6+NiF2+2F2（1.5分）\n第六题(10分)1.n(C2O42~)=10x5/2x0.01000mol/Lx24.42mL=6.105mmoln(Fe3)=10x5x0.01000mol/Lx4.07mL=2.035mmoln(C2042_)/n(Fe3,)=0.6105mmol/0.2035mmol=3故配阴离子为[Fe(C2O4)3]3，阳离子只有O,即配合物为K3[Fe(C2O4)3]xH2Oo(1.000/2.035x10_3-437.2)/18.02=3所以,A的化学式为K3[Fe(C2O4)3]-3H2O(5分)2.(1)sp3d2(2)O(3)6(4)八面体(各0.5分)3.®(NH4)2Fe(SO4)24-H2C2O4+2H2O=FeC2O4-2H2Ol+(NH4)2SO44-H2SO4；②6FeC2O4+3H2O2=2Fe(OH)31+2Fe2(C2O4)3h③2Fe(OH)3+2Fe2(C2O4)3+3H2C2O4+9K2C2O4+12H2O=6K3[Fe(C2O4)3]-3H2O(各1分)第七题(6分)1.Cr(H2O)62^^Cr(H2O)52'+H2OCr(H2O)52++Co(NH3)5CI2+->[(H2O)5Cr...CI...Co(NH3)5f->(H2O)5CrCI2++Co(NH3)52+电子沿Cr—CI—Co转移而6(出0)5^与Co(NH3)6“无法形成类似中间体而实现e转移(3分)2.第八题(10分)1.NaCI(1分)2.A、B屮阴离子半径相近且阳离子和同(半径小于阴离子)，则晶胞参数a也接近；根据密度比，可得到B的摩尔质量倍数远大于A,即Z的原了量倍数远远大于Y；而它们阴离子大小乂非常接近，从F—、Cl\Br\I一中考虑无法满足条件，因此需要再引入一个式量很小而半径不小的H,Z—的半径更小，只能是F(2分)通过计算不难确尬X+离子要尽可能小，只能是Li+A：LiHB：LiF(各1分)3.aA3:aB3=(MA/pA):(MB/pB)=(7.95/1):(25.94/3.59)=1.100aA:aB=(X+140):(X+133)=1.032r(x_)=86pm(2分，70—90pm都正确,看过程)4.pB=4MB/NAa3=2.47g/cm3(2分)5.出的键能比F2大得多(1分，其它合理答案也可，参考如下)用Born-Haber循环丄iH的AfHma)=S+1/2DH-H+lLi+(-EH)+(-ULi-H)LiF的AfHm0\n=S+1/2DF-F+lu+(-EF)+(-ULj-F)除TDh-h与Df-f及一Eh与一Ef不同外，其余各项都相同,一Ullh及—Ullf差无儿。U-Z_Z7r2o由于Dh-h>Df-f，-Eh<-Ef,所以生成热差别人。\n第九题（7分）1.取等量水果，搅碎后加入等量出。2溶液，以排水集气法收集氧气，在等时间看容器内氧气量，便町知哪些水果蔬菜代谢出。2产生。2多，则可知哪种水果的酵素多（3分）2.三化合物质子化后TCAH\DCAH'\MCAH卜，被阳离子交换树脂的FT吸附，通入H4•可将三个阳离子交换出來，而TCA的心最人、DCA次Z、MCA最小，在pH=2时表示TCA最不易质子化，且英共轨碱的阴离子成分最不易被R吸附（最易排斥）。（4分）Cationexchangeresincanabsorbcations,thereforeitssurfaceisnegativecharged.When0.01MHCIisadded,thepHofthesolutionisturnedinto2.Inthissituation,almostalltheTCAwillberemainedionizedandwithnegativechargeforitspKais・1・34lessthanpH1.Theywillberepelledfromthesurfaceoftheresinstrongest.TheamountofionizedDCAislessthantheTCAones,butisstillbeingrepelled.TheamountofprotonatedMCAismorethantheionizedones,therepellingeffectisnotsostrong.Thenyoucanrealizewhytheyappearing泊theorder.Youcanrealizeinanotherway.Ionizedspecieswillsolvateeasierthentheprotonatedones.Therefore,theywillelutefasteralso.第十题（8分）1.x：CH3—CH3—<0^—SNa+c°2+H2O（1分）第十一题（9分）1.4一氧代己酸乙酯（1分）2.cooc2h5ch3+ch3ch2oh0OC%+ch2ci+CH3CH2ONa+CH3CH2OH+NaCI（各2分）（各1分）不发牛d-d跃迁，所以Cu（I）化合物粉末为白色或无色（1分）第十二题（17分）1.Cu（I）为d1°构型，2.（1）3.87gX中含有结晶水3.87gx9.3%=0.36gn（H20）=0.02mol\nX在氢气流中加热生成的0.72g水不仅包括结晶水，还包括金属氧化物中的氧原子与氮气反应得到的水，所以这部分氧原子质量0.32g,n（0）（金属氧化物）=0.02mol含Cu的星可由最终胆矶品体质竝依据守恒法求得1.92g,n(Cu)(总)=0.03mol由于X与浓硫酸反应得到S02,可知其中含有亚硫酸根1.27g,和当于含0.02molS02。所以X的最简式为Cu3S2H4O8；能和氮水反应得到沉淀的只有Cu(I),丫含铜质量为1.271g,相当于含Cu(I)0.02mol,说明X里还含有Cu(II)。乂3.87gX和过量浓硫酸共热，X完全溶解并稗放出的的SO?物质的量为：0.03mol,比X中含有的SO：还耍多，也说明可能是Cu(I)在与浓硫酸氧化还原反应得到的S02,进一步确认X屮含有Cu(l)°X写成Cu2SO3CuSO3-2H2O,或Cu2ICun(SO3)2-2H2O(5分)(2)Cu2C2=2Cu+2C(1分)(3)2CuSO3Cu2SO3+6NaCN+H2O=6CuCN|+3Na2SO4-l-H2SO4(4分)3.(1)CuCN+(x-1)CN"=[Cu(CN)J1"x(x=2〜4)(1分)(由于分级络合，所以答案屮x=2〜4均算止确)(2)©A：CuU[Cu【(CN)2]2；B：CuH[Cu1(CN)3](各1分)②3Cu2++6CN_=Cull[Cul(CN)2]24-(CN)2T4Cu2++8CN"=2Cuii[Cu1(CN)3]+(CN)2f(各4分)③2Cu[Cu(CN)3]=4CuCN|+(CN)2T(1分)4・||(3分NICu