高中化学竞赛初赛模拟试卷及答案15.pdf
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高中化学竞赛初赛模拟试卷及答案15.pdf
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第1页(共7页)高中化学竞赛初赛模拟试卷(高中化学竞赛初赛模拟试卷(15)(时间:
3小时满分:
100分)题号1234567891011满分39710119614101011H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第一题(题(3分)分)一个250mL锥形瓶中盛大约3mL液溴(密度为3.18g/cm3),另一个250mL锥形瓶中盛氯气(标准状况下为3.17g/L)。
分别加入过量的铝,加塞。
在哪一个瓶子里反应更为剧烈,为什么?
第第二题(题(9分)分)工业上用MnO2和KOH为原料制取高锰酸钾,主要生产过程分两步进行:
第一步将MnO2和固体KOH粉碎,混合均匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌,制取K2MnO4;第二步将K2MnO4的浓溶液进行电解,制取KMnO4。
1写出第一步制取K2MnO4的反应方程式。
连续搅拌的目的是什么?
2写出电解KMnO4的浓溶液时的两极发生的电极反应式和电解总的反应方程式。
3高锰酸钾在240300加热时失重12.66%,写出反应方程式。
(已知K2MnO4640分解,K3MnO4800分解。
)第2页(共7页)第第三题(题(7分)分)某金属是立方面心晶格型式,密度为8.90g/cm3,最临近原子之间的距离为250pm。
1计算其空间利用率(即原子体积占晶体空间的百分率);2通过计算确定该金属3计算能放入到该金属晶体空隙中最大原子半径是多少?
第第四题(题(10分)分)在THF中以碱金属处理(CH3)2SiCl2,主要产物A为一晶体,摩尔质量为0.290kg/mol,分析其成分为:
C41.4、H10.3、Si48.3。
在苯中,其质子的NMR谱具有单谱带。
化合物A与溴反应生成含溴35.5的产物B,当B在甲苯中以(CH3)3SiCl和Na处理时,产物之一是液体C。
C的质子NMR谱含有四个谱带,面积比为3221。
1写出A、B、C的结构式。
2写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后的产物结构式。
3写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水的产物结构式。
第第五题(题(11分)分)Na2CO3(106gmol)和H2O2(34.0gmol)结合成棒状晶体,Na2CO3xH2O2(过氧化氢合相当于水合。
注意:
使用高浓度H2O2时一定要小心,防止爆炸生成水和氧气),可消毒、漂白或作O2源。
现称取一定质量的晶体加热。
实验结果以温度和相对质量分数示于右图。
1写出棒状晶体的组成。
在141时有一放热反应,解释发生放热反应的原因。
2有人认为Na2CO3H2O2(x1时)其实应该是Na2CO4H2O(Na2CO4叫做过氧碳酸钠)。
请你设计一个实验证明该结论的正确性。
(只要求简述实验方案)3国外的洗衣粉中常常加入适量的Na2CO4以提高洗涤质量。
加入Na2CO4的目的是对衣物进行漂白、消毒。
试用化学方程式表示上述洗涤原理。
4请写出Na2CO4与稀酸反应的离子方程式。
5商品过碳酸钠中一般都含有Na2CO3,为了测定它的纯度,取一定量的样品和盐酸反应,通过测量产生的氧气的体积,可以计算出过氧碳酸钠的含量。
试设计出测定商品中Na2CO4含量的实验方案。
第3页(共7页)第第六题(题(9分)分)香豆素(C9H6O2)是一种天然产物香料,其合成过程如下:
ACH3CHOOHBCOHNHAg/3DHE/H香豆素请推断A、B、C、D、E及其香豆素的结构简式。
第第七题(题(6分)分)量取室温下饱和Cu(IO3)2溶液25.00mL,用H2SO4酸化并加过量KI,而后用0.1020mol/L的Na2S2O3溶液滴定生成的I2(提示:
有CuI沉淀生成),达终点时消耗10.29mL。
1求室温下饱和Cu(IO3)2溶液的物质的最浓度。
2实验中发现,室温下用Cu(IO3)2晶体配制“饱和溶液”,或用CuSO4溶液和KIO3溶液反应(物质的量之比为12),经搅拌约15min并待Cu(IO3)2晶体沉降后的“饱和溶液”,按上述步骤测定“饱和溶液”中Cu(IO3)2的浓度均和文献值有明显的差值。
请说明可能的原因。
第第八题(题(14分)分)三卤化硼都是硼原子配位未达饱和的缺电子化合物,因此都是很强的路易斯酸。
1写出BF3的结构式和其成键特点。
分子的极性又如何?
2如果把BF3与乙醚放在一起,BF键长从130pm增加到141pm,试问所生成的新化合物成键情况及其极性如何?
BF3分子结构发生了哪些变化?
3BF3有两种水合物BF3H2O和BF32H2O。
经测定在一水合物的液相中存在着与分子数相同的离子,其中一半为1价阳离子,一半为1价阴离子。
而在二水合化合物中,存在着与分子数相同的1价阳离子和同样数目的1价阴离子。
写出它们的结构。
4BF3和弱酸HF作用,可以得到一个很强的酸。
写出该反应的化学方程式。
5BF3与NH3反应得到一个加合物H3NBF3,后者在125以上分解得到两种晶体,一种晶体的结构与石墨相似,另一种晶体中含有两种离子,均为正四面体结构,比例为11。
写出H3NBF3分解的化学反应方程式。
6BF3和BCl3的水解性能差别很大,前者可以得到一系列的中间产物,而后者则迅速彻底地水解。
写出二者水解反应的化学方程式,并解释两者差别的原因。
第4页(共7页)第第九题(题(10分)分)将热的浓CuSO4溶液与热的浓K2CO3溶液混合后,静置冷却,发现烧杯底部有大量绿色粉末状固体A,并有蓝色粒状晶体B。
将A、B溶于稀硫酸,均有气体放出。
又据分析,B中含有大量的K;A和B晶体中均含有铜元素。
将A、B加强热,均产生水蒸汽,其中A失重28.06%。
1请写出绿色粉末A和蓝色晶体B的化学式及沉淀A、B的化学反应方程式。
2试用最少的非置换反应和简单的操作,从A中获得精铜。
请写出你的设计方案(包括主要操作和化学反应方程式)。
第第十题(题(10分)分)已知草莓可以减轻轻微的头痛。
常添加在泡泡糖里的物质A也具有这种药效;它是一种芳香族化合物,并无草莓味。
A的摩尔质量不超过200g/mol。
在303.7K,106.3kPa下,5.00gA生成2.37g水和6.24L二氧化碳;1H-NMR检测分子中存在3个完全等价的氢原子,另有1个氢原子存在于分子内氢键中;1molA最多可与2molNaOH反应。
所得产物之一酸化后与乙酸酐反应可得B,B也是广泛用于治疗头痛的药物。
1计算确定A的化学式;2写出A、B的结构简式,并画出A中的氢键。
第第十一题(题(11分)分)将HAuCl43H2O放在干燥器中干燥后,加到过量的二苄基硫醚中反应,生成物中有一种含Au的化合物A。
经分析,在化学反应前后,CC键、CH键和CS键都没有遭到破坏,且A中只含有一个金原子,且金的质量分数为40.9%,氯的质量分数为14.8%。
1试确定A的化学式,并确定其中金元素的化合价。
2写出生成A的化学反应方程式。
3X射线研究发现,A中Au元素的化合价并不是表观下的化合价。
A实际上由B和C两种物质组成,即:
ABC(未配平)。
其中,在化学反应前后,CC键、CH键和CS键仍然没有遭到破坏,且B用氯气氧化即可得到C。
试写出B和C的分子式,标明B和C中Au元素的化合价,并说明B和C中金原子的杂化形态。
4将SO2通入KAuCl4的乙醇一水溶液中,然后加入二苄基硫醚,即可得到无色结晶B。
试写出生成B的化学反应方程式。
第5页(共7页)参考答案参考答案第第一题(题(3分)分)液溴瓶里的反应更剧烈(1分)大约3mL液溴的物质的量比250mLCl2的物质的量多,液溴比氯气“浓”,和铝发生剧烈反应(2分)第第二题(题(9分)分)14KOH2MnO2O22K2MnO42H2O(2分)在连续搅拌下,使O2在KOH存在下与MnO2充分接触,发生氧化还原反应(1分)22H2eH22MnO422e2MnO42K2MnO42H2O2KMnO4H2O2KOH(各1分)38KMnO4K2MnO42K3MnO45MnO25O2(3分)第第三题(题(7分)分)174.05%(2分)2镍(相对原子质量58.7)(3分)352pm(2分)第第四题(题(10分)分)1A:
;B:
Br(SiMe2)5Br;C:
Me(SiMe2)5Me(各2分)2SiO交替成六、八元环都可;或者是链状的:
(2分)3(2分)第第五题(题(11分)分)第6页(共7页)1由题意知:
棒状晶体的组成为,加热到148,失重32.4,则34x/(10634x)0.324,x1.5,即Na2CO31.5H2O2(2分)(棒状晶体组成)。
141放热过程,过氧化氢合(相当于水合)的逆过程必是吸热过程。
因此放热现象只能是:
Na2CO31.5H2O2Na2CO31.5H2O2吸热过程)1.5H2O21.5H2O1.5/2O2放热过程Na2CO31.5H2O2Na2CO31.5H2O1.5/2O2放热过程(2分)(H2O2分解释放热量98.2kJmol,必大于前一反应的吸热量,否则无法说明实验中的放热现象)脱去H2O2(吸热)和H2O2的分解(放热)同时进行,总结果是放热过程。
2将物质加热分解,若物质能够脱水而又不失去氧化能力,则必是Na2CO4H2O;(1分)也有可能两种形式的化合物之间发生重排:
Na2CO3H2O2Na2CO4H2O,用乙醚可以从过氧化氢合物的水溶液中萃取出H2O2,而从过氧化合物中是萃取不出H2O2的,借此即可加以鉴别。
(1分)32Na2CO42Na2CO3O2(1分)42CO424H2CO2O2H2O(1分)5可以选定下列装置,将Na2CO4置于圆底烧瓶中,稀酸置于分液漏斗中,为了测定生成气体中O2的含量,必须先除去CO2气体,可用NaOH溶液除去CO2气体,再用饱和Ca(OH)2溶液确证CO2气体是否完全除去,最后用排水法测定O2的体积。
(3分)其实验装置的连接顺序为:
aghefdcb。
第第六题(题(9分)分)A:
B:
C:
D:
E:
香豆素:
(各1.5分)第第七题(题(6分)分)12Cu(IO3)224I24H2CuI13I212H2O(1分)Cu(IO3)213Na2SO3(1分)cCu(IO3)23.23103rnol/L(2分)2用固态Cu(IO3)2配得的是不饱和溶液(1分)按12(物质的量之比)配得的为过饱和溶液(1分)第7页(共7页)第第八题(题(14分)分)1B为sp2杂化,平面分子(1分),有64大键(1分);非极性(1分),因结构对称。
2B由sp2杂化变为sp3杂化(1分)。
因B缺电子,有空轨道(1分),能接受乙醚分子中O的孤对电子,形成新的化学键(1分)。
3BF3H2O:
H3OBF3HOBF3;BF32H2O:
H3OHOBF3(各1分)4BF3HFHBF4(1分)54H3NBF3BN3NH4BF4(2分)6BF3nH2OHB(OH)nF4n(n1)HF(1分);BCl33H2OH3BO33HCl(1分);由于B和F位于同一周期,大小相匹配,因此BF3形成的大键较BCl3强(1分),导致BCl3的水解能力较BF3强。
第第九题(题(10分)分)1A:
Cu2(OH)2CO3;B:
K2Cu(CO3)2nH2O(各2分)2CuSO42K2CO3H2OCu2(OH)2CO32K2SO4CO2(1分)CuSO42K2CO3nH2OK2Cu(CO3)2nH2OK2SO4(1分)2用硫酸溶液溶解矿粉:
Cu(OH)2CO32H2SO42CuSO4CO23H2O(1分);过滤(1分);以碳棒作阳极,薄精铜片作阴极,用直流电电解滤液(1分):
2CuSO42H2OH2Cu2H2SO4O2(1分)第第十题(题(10分)分)1n(H)2m(H2O)/M(H2O)22.37/18.020.263mol;(0.5分)n(C)pV(CO2)(RT)1106.36.24/8.314303.70.263mol;(1分)n(O)(m(A)n(H)M(H)n(C)M(C))/M(O)0.098mol。
(0.5分)n(C)n(H)n(O)883(2分)化学式:
C8H8O3(1分)2A:
(3分)B:
(2分)第第十一题(题(11分)分)1A:
(C7H7)2SAuCl2(2分);2(1分)22HAuCl42(C7H7)2S2(C7H7)2SAuCl22HClCl2(2分)3B:
(C7H7)2SAuCl(1分),1,sp杂化(1分);C:
(C7H7)2SAuCl3(1分),3,dsp2杂化(1分)。
4SO2KAuCl4(C7H7)2S2H2O(C7H7)2SAuClKCl2HClH2SO4(2分)
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