全国高中生化学竞赛初赛模拟试题(07)_图文 13页

全国高中生化学竞赛初赛模拟试题（07）H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.9(Si2&09P30.97s32.07Cl35.45Ar39.95K39.1CCa40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni5&69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98.91Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LiHf178.5Ta180.9W183.9Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210'At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac-LiRfDbsgBhHsMtFukushima2011第1JH（本J■共6分）、2011年3月11口，东口本大地爱引发的海啸引发了福岛核电站危机，造成了大量放射性物质泄漏，引起了全球的密切关注。核燃料L-235在中子的轰击卜•发生裂变，裂变为更小的核素和产生更多的中子，产生的中子引发更多的裂变，形成链式反应，同时放出巨大的能量，裂变的核素中283%为危害性极大的1—131,所幸的是1-131的半衰期较短，为802天，发生卩衰变成一稳定的核素。回答卜•列问题:1-1写出1-131发生衰变的反应方程式。1-2计算扩散到空气中的1-131经过2天后的残留百分比。1-3将250ml,0.0500mol/L的AgNCh溶液与25OmLO0500mol/L用1・131标记的\al溶液混合，将产生的沉淀过滤，测得滤液的放射活度为2.50x103cpma而0.050mol/L的Na^I放射活度为125x|0l0cpmo计算Agl的Ksp。第2题（本题共14分）甲基异氛酸酯（MIC）是制造菜些杀虫剂的屮间体，是一种剧毒的物质，1984年印度Bhopal地区的泄鉤事件中造成了多人死亡。MIC的分了式为C2H3NO02—1.MIC原子连接顺序为H3CNCOo写出其所有的路易斯结构式（三种），标出形式电荷，指出最稳定的结构。并分析分子中除H原子外的原子是否在同一直线上。2—2.分子式为C2H3NO的分子并非只冇MIC,用路易斯结构式写出MIC的另外两个构造异构体，要求各原子形式电荷为零。2—3.在一定条件下MIC可以发生三聚生成环状的非极性的分子，画出其三聚体的结构。2—4.MICnJ用如下方法制备：光气和甲胺反应得到MCC,MCC在叔胺（如二甲基苯胺）的作用下得到MIC,两步反应中均有相同的副产物。写岀两步反应的方程式。\n2—5.MIC可发主水解，放出大量的热。当水足量时，生.成CO?和物质A（分子量为88,熔点为106°C）；当MIC过量时，生成物质B（分子量为145,熔点为125°C）,A、B分了屮均有对称面。给出A,B的结构简式。第三题（12分）A与SO?属于等电子体，常温下是一种无色的气体，当冷却到77K吋，变成橙红色液体。A的一种制备方法是：在真空中，将CuO和硫一起混合加热，可主成A,同时住成一种黑色固体B。3—1.试确定A和B,画出A的结构式。写出上述制备A的化学反应方程式。2—2.若将S2CI2与CuO在100〜400°C加热时也能生成A。试写出该化学反应方程式。2—3.A在碱性条件下能发牛歧化反应：A+OH'->S2-+S2O42-+SO32-+H2O3—3—1.上述反应实际上包含了两个独立的歧化反应。试写出这两个歧化反应方程式。3-3-2.若上述两个独立的歧化反应是等物质的量发生的。试写岀A在碱性介质中发牛歧化反应的离子方程式。3-3-3.用待定系数配平该总歧化反应方程式；（设系数a、b为互质的自然数）3—4.A也能在水中发牛歧化反应，牛成两种常见的酸（但酸性都不强）。试写出化学反应方程式。3—5.A可以被酸性KMnO4溶液氧化，写出配平的反应方程式。第四题（本题共8分）某退热止痛剂为咖啡因（右图）、盐酸嗤麻和安替比林的混合物，为测定其中CH3咖啡因的含量，称取试样l.OOOg,移入100mL的容量瓶屮，加入50mL水、20mL0.35mol/L四碘合汞酸钾溶液和2mL浓盐酸，此时嗤麻和安替比林均与四碘合汞酸根生成沉淀，加水稀释至刻度，摇匀。将试液干过滤，移取40.00mL滤液丁干燥的锥形瓶屮，加入10.00mL0.3000mol/L四碘合祕酸钾溶液，与质子化的咖啡因反应纶成沉淀。干过滤，取20.00mL滤液，在pH3—4条件下，以0.02000mol/LEDTA滴定至黄色消火为终点，用去EDTA标准溶液30.00mLo3—1画出质了化咖啡因的结构3—2如何控制pH3—4的条件4-3计算试样中咖啡因的质量分数第五题（本题共9分）D.B.Roracher曾报道，[Ni（H2O）6]2+与乙二胺（可用en表示）反应可得到屮间物质A和B,最终得到C。得到A可看作[Ni（H2O）6]2+与乙二胺的化合，B比A少一个水分子，C比A少两个水分了。5-1写lll[Ni（H2O）6]2-离子的构型，并任意写出其3种对称元素4—2画岀A的结构，并说HJ][Ni（H2O）6]2+与en是如何结合为A的。4—3画出B、C的结构，并指出B、C的对称性何者更高第六题（本题共9分）已知分子A的结构如下，|叫答有关问题：6-1.指出分了A中手性碳原了的构型。5—2.在DMF溶剂中，分子ACHsSNa将发生亲核取代反应（SN2型），被CH3S•取代的CF3SO3-是一个很好的离去基I才I，很弱的亲核试剂，分析原因。5—3.若将CH3SNa换成C6H5SNa,反应的速度将会发生什么变化？解释你的结论。6-4.若将甲基换成叔丁基后，反应的速度将会发生什么变化？解释你的结论。\n2—5.MIC可发主水解，放出大量的热。当水足量时，生.成CO?和物质A（分子量为88,熔点为106°C）；当MIC过量时，生成物质B（分子量为145,熔点为125°C）,A、B分了屮均有对称面。给出A,B的结构简式。第三题（12分）A与SO?属于等电子体，常温下是一种无色的气体，当冷却到77K吋，变成橙红色液体。A的一种制备方法是：在真空中，将CuO和硫一起混合加热，可主成A,同时住成一种黑色固体B。3—1.试确定A和B,画出A的结构式。写出上述制备A的化学反应方程式。2—2.若将S2CI2与CuO在100〜400°C加热时也能生成A。试写出该化学反应方程式。2—3.A在碱性条件下能发牛歧化反应：A+OH'->S2-+S2O42-+SO32-+H2O3—3—1.上述反应实际上包含了两个独立的歧化反应。试写出这两个歧化反应方程式。3-3-2.若上述两个独立的歧化反应是等物质的量发生的。试写岀A在碱性介质中发牛歧化反应的离子方程式。3-3-3.用待定系数配平该总歧化反应方程式；（设系数a、b为互质的自然数）3—4.A也能在水中发牛歧化反应，牛成两种常见的酸（但酸性都不强）。试写出化学反应方程式。3—5.A可以被酸性KMnO4溶液氧化，写出配平的反应方程式。第四题（本题共8分）某退热止痛剂为咖啡因（右图）、盐酸嗤麻和安替比林的混合物，为测定其中CH3咖啡因的含量，称取试样l.OOOg,移入100mL的容量瓶屮，加入50mL水、20mL0.35mol/L四碘合汞酸钾溶液和2mL浓盐酸，此时嗤麻和安替比林均与四碘合汞酸根生成沉淀，加水稀释至刻度，摇匀。将试液干过滤，移取40.00mL滤液丁干燥的锥形瓶屮，加入10.00mL0.3000mol/L四碘合祕酸钾溶液，与质子化的咖啡因反应纶成沉淀。干过滤，取20.00mL滤液，在pH3—4条件下，以0.02000mol/LEDTA滴定至黄色消火为终点，用去EDTA标准溶液30.00mLo3—1画出质了化咖啡因的结构3—2如何控制pH3—4的条件4-3计算试样中咖啡因的质量分数第五题（本题共9分）D.B.Roracher曾报道，[Ni（H2O）6]2+与乙二胺（可用en表示）反应可得到屮间物质A和B,最终得到C。得到A可看作[Ni（H2O）6]2+与乙二胺的化合，B比A少一个水分子，C比A少两个水分了。5-1写lll[Ni（H2O）6]2-离子的构型，并任意写出其3种对称元素4—2画岀A的结构，并说HJ][Ni（H2O）6]2+与en是如何结合为A的。4—3画出B、C的结构，并指出B、C的对称性何者更高第六题（本题共9分）已知分子A的结构如下，|叫答有关问题：6-1.指出分了A中手性碳原了的构型。5—2.在DMF溶剂中，分子ACHsSNa将发生亲核取代反应（SN2型），被CH3S•取代的CF3SO3-是一个很好的离去基I才I，很弱的亲核试剂，分析原因。5—3.若将CH3SNa换成C6H5SNa,反应的速度将会发生什么变化？解释你的结论。6-4.若将甲基换成叔丁基后，反应的速度将会发生什么变化？解释你的结论。\n6—5.若将反应的条件变为NaOH醇溶液，给出牛成物的结构简式。\n第七题（本题共12分）杂环化合物2・卬棊四氢咲喃・3•酗（即H标产物I）是咖啡香气的主要成份Z一，有多种合成方法。卜-面是一条由乙酰乙酸乙酯为起始原料的合成路线：CH3COOH►G(C6H8O3)EtONaEtOHE(C6H9O3Na)F(C6H7O3Na)Na2B4O7,OxoneR(氧化剂)50%H2SO4pH2,1小时HQHJIHsC^^OHU/OHH20%KOH,pH8.5,3小时在合成路线的最后一•步屮，化合物H在水蒸汽蒸懈过程小发牛下列反应，最终转变为日标产物I：K(C5H10O3)H*H*LM（C5H10O3）►N（C5H8O2）捉示：合成步骤中涉及到以下反应，L(C5H10O3)脱竣反应R+CO2(Z=CH2^O)2—1.请在答卷纸的指定位置写上化合物E、F、G、J、K、L、M和N的结构式。7—2•请分别指出化合物J与K（或J与L）,K与L之间是什么界构关系？4-3.除目标产物I被水蒸气蒸出之外，化合物K、L和M均留在母液屮。请说明它们为什么不会被水蒸气蒸出？第八题（本题共10分）抗痉挛药物E的合成如下：\n水解2—1.写出A、B.C、D、E的结构式。4-2.在字母E前加上构型符号表示化合物E所侑的立体异构体，并在对映体之间加一竖线表示它们的对映关系。8-3.画出E的任意一个构型式，并用符号标出所有手性碳的构型。第九题（本题共12分）径胺乂称为喊是无色,无嗅，易潮解的晶体,熔点为33°C,加热容易爆炸。耗胺具有弱碱性，可以和硫酸，盐酸等强酸形成盐。耗胺及其盐是重要的有机合成小I'可体，在有机合成中用于合成胯，多种药物，己内酰胺等。以下是合成疑胺的一种方法：在0°C时，将SO?缓慢通入亚硝酸钠和亚硫酸氢钠的混合溶液（三者摩尔比1：1：1）中，得到一种负二价阴离子A,A完全水解得到疑胺的硫酸盐溶液，所得溶液为强酸性。已知A中氮元素质量分数为7.33%,含NON・S、S・0等四种类型的化学键。3—1.画出A以及耗胺的硫酸盐的结构式。9-2.写出合成瓮胺的反应方程式。5-3.一定条件下疑胺口J以与卤代坯（RX）反应生成两种不同类型的化合物，写出合成反应方程式,指出反应的类型。9-4.纯疑胺可以用液氨处理疑胺的硫酸盐得到，写出反应方程式，并说明如何除去杂质。9—5.纯轻胺在空气中受热容易爆炸，写出爆炸反应方程式。第十题（本题共8分）热电材料又称温差电材料，是一种利用材料本身温羌发电和制冷的功能材料，在能源与环境危机加剧和提倡绿色环保主题的21世纪，具有体枳小、重量轻、无传动部件和无噪声运行等优点的热电材料引起了材研究学者的广泛重视。近来，美国科学家在国际著名学术期刊《Science》上报道了一种髙效低温的热电材料，下图是其沿某一方向的一维晶体结构。•Br•Cd图1图26-1在图中画出它们的结构基元；结构基元的化学式分别是图1，图2。4—2现在，热电材料的研究主要集中在金属晶体上，Ti就是制备热电材料的重要金属己知Ti的原子半径为145pm,作A3型堆积，请预测金属晶体Ti的晶胞参数和密度。10—3热电品体NiTiSn是箸名的Half-Heusler化合物结构，Sn作A1型堆积，Ti填充Sn的八而体空隙，Ni在Ti的周围形成四面体空隙，并HNi-Ti和Ni・Sn距离相等，试画出一个NiTiSn的晶胞结构图，并用文字说明Ni的位置。10-4纳米粒子的量子尺寸效应对以显著提高材料的热电性能，表面原子占总原子数的比例是其\n貝有量子尺寸效应的重要影响因素，假设某NiTiSn颗粒形状为立方体，边长为NiTiSn品胞边长的2倍，试估算表面原了占总原子数的百分比（保留一位小数）参考答案1.解答:M叫八峙后+■弦1分1-2tl/2=8.02d=0.693/k>k=0.0864d-1>lnN（r-lnN=0.0864x2=0.173,N=O.841No841%2分x=1.0xl（y8f1分Ksp=1.0xl0461分1-4卷U*£心+幕〃+3；〃1分:a2:bC=:CH—a为合理结构，N原子杂化类型为sp?,故四个原子不在一条直线上o（每图1分，判断1分）HN-Q・（其他合理结构也可以）（2分）2—3.（孤对电子町以不画出）（2分）h3c-nh2o如、ANCl+HCIHMCC（2分）OH£、N从ci一走跻H3C-N=C=O+HC1（2分）H2—5.A：oHsC'n人yCHs;B：HH（2分）3.解答S—O3—1.A：S°O；B：CuS；A：/；CuO+3S塞SQ+CuSS（各1分）\n100—400C3—2・S2Cl2+CuO=S2O+CuCl2（1分）\n3—3.(1)5S2O+14OH"=4S2_+3S2O42_+7H2O；(1分)S2O+4OH_=S2_+SO32_+2H2O；(1分)(2)10S2O4-34OH_=9S2"+3S2O42_+5SO32_+17H2O；(1分)(3)(5a+b)S2O+(14a+4b)OH"=(a+b)S2_+3aS2O42_+bSO32-+(7a+2b)17H2O:(1分)3—4.S20+2H2O=H2S+H2SO3(1分)2.加入HAc-NaAc缓冲液（1分）3—5・S2O+2MnO4_+2H+=2SO42-+2Mn2++H2O(2分)（2分，不耍求键角和方向，但要求画在有孤对电子的氮原子上）3.在20.00mL溶液中,剩余的KBih的量为0.6000mmol因此原來锥形瓶中剩余KBiL的量为1.500mmol总KBiI4的量为3.000nunol所以锥形瓶中咖啡因的量为1.500mmoll.OOOg样品中含咖啡因的量为3.750mmol所以W（咖啡因）=0.7279=（5分）5.解答：5—1.正八而体（1分），对称镜而，旋转轴C2、C3、C4，对称中心等（3分）5—2.两才是靠氢键结合的（单氢键式，乂氢键式）5—3.B.En屮一个氮取代一个出0,Cen双取代两个水，C的对称性高6.解答：6—1.S6—2.三氟甲基的强吸电子诱导效应使负电荷分散。6—3.降低，负电荷被苯环分散，亲核能力下降。6-4.降低，空间位阻增人。6—5.生成E式烯桂、7.解答：7—1化合物E、F、G、J、K、L、M和N的结构式如下:\n?HOHx-k.OHh3c^YJOHJOHJK（每个结构式1分；化合物E、F两种写法均可以；化合物G写成烯醇式只给2分；化合物K、L位置颠倒，不扣分；J写成Z型或E型皆可。）5—2化合物J与K（或J与L）之间是互变界构关系（1分）。K与LZ间是构造界构关系（或差向界构，同分界构等）（1分）。2—3主要原因是：这儿个化合物为多拜基化合物，能形成分子间氢键，蒸气压较低。故不被蒸出。（只写出有分子间氢键或蒸气压较低也可）（2分）5.解答：8-1（5分）注：A和B可互换）AHCHOE8-2E冇8个立体异构体:若3、4个手性碳的构型表示也正确。exo-R,R-E\exo~S,S^E;exo・R,S・E\exo~StR-E;endo-R,R-E\endo-StS-E;endo-R,S-E\endo-S,R-E;（3分）（每错一对扣回分,每错］个扣0.5分,但不得负分）8—3（2分）\n5.解答:N—O/\HH9—2.NaNO2+NaHSO34-SO2HON(SO3Na)22HON(SO3Na)2+4H2O—►(NH2OH)2H2SO4+Na2SO4+2NaHSO49—3.R-X+NH2OH—►R-ONH2+HXR-X+NH2OH—R-NHOH+HX9—4.(NH3OH)2SO4+NH3—a2NH2OH+(NH4)2SO4；硫酸鞍盐不溶于液氨，可过滤除去，氨沸点低于疑胺熔点，可以蒸发除去。9—5.4NH2OH+O2—2N2+6H2O6.解答：10—1（1分）（1分）注：实线或虚线部分画一个即町。结构基元的化学式分别是图1CdB^，图2Bi2TeA（1分）10—2品胞参数：Ti作A3型堆积，所以为如图所示六方品胞。IQ六方密堆积晶胞\n在A3型堆积屮取出六方晶胞，平行六面体的底是平行四边形，则晶胞参数:a=b=2r=2x145=290pm由晶胞可以看出，六方晶胞的边长c为四面体高的两借，即：c=2x边反为。的四面体高cV62^6=2x——a=a33=21x2903=473.6pm晶体密度：平行四边形的而积：S=a•gsin60=a223纠普。=V2a3=8V2r32x47.92M0——叫胞6.02x1023x8V2x(145x10-,°)3(2分)=4.61g/cM9—3NiTiSn的晶胞结构图:•SnSTiONiNi处在Sn的一半四面体空隙中，（或Ni处在一半小立方体中）。（2分）10—边长为NiTiSn晶胞边氏2倍的纳米颗粒的总原了数=53+4x8=157表面原了数=52x6-8x2-12x3=98或：表面原子数=53-33=98\n表血原子数/总原子数=98/157=62.4%（1分）