2005年全国化学竞赛初赛模拟试卷12Word文件下载.doc
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14.01
O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La-Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac-La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
第第题(5分)
(1)HgS+O2Hg+SO2(1分)
(2)6Hg+2NaCl+2KAl(SO4)2+2O2=3Hg2Cl2+3Na2SO4+Al2O3+K2SO4(3分)
(3)Hg+S=HgS(1分)
题(5分)
我国是世界上最早用含汞物质治病的国家。
《本草纲目》卷九水银条下记有:
“水银乃至阴之毒物,因火煅丹砂而出,加以盐(食盐)、矾(明矾)炼而为轻粉,加以硫黄升而为银朱。
”这段话将水银(Hg)、轻粉(Hg2Cl2)、银朱(HgS)等制备所用的化学原料、方法作了极为精辟的概括。
已知生成轻粉的反应中共有四种产物,产物还有中学阶段三种常见物质(分属两种物质类别)。
请写出上面这段文字所涉及的化学方程式。
第第题(8分)
每三个Li构成一个面(正三角形),CH3分别处于该面中心的垂线上(2分,可画图)
正四面体(1分)
8Li+4CH3Cl=Li4(CH3)4+4LiClLi4(CH3)4+SiCl4=4LiCl+Si(CH3)4(各2分)
由于烃基形成的共价键强于离子键,因而倾向于选择电负性较大的元素;
而卤素则与电负性较小的金属形成离子型化合物,简言之,烷基或芳基倾向于从电负性较低的元素向电负性较高的元素迁移。
(1分)
题(8分)
有机锂化合物是工业中重要的试剂。
1.甲基锂的团簇是处于高度对称构型,如果考虑四个锂原子处于一个正四面体的顶角上,请描述相对应的烃基最可能的空间位置,且在该晶体中烃基的空间排布构型为;
2.工业上采用金属Li和卤代烷烃制备有机锂化合物,然后利用其和二元卤化物之间的复分解反应合成其他有机物,请以该思路在两步合成Si(CH3)4;
请从电负性概念判断第二个反应发生的趋势。
第第题(7分)
1.
(1)ZrO2+2CCl4=ZrCl4+2COCl2(2分)
(2)FeCl3·
6H2O+6SOCl2=FeCl3+6SO2+12HCl(2分)
2.A:
[IF6]+[Sb2F11]-B:
[IF6]+[S2F6]-(各1.5分)
题(7分)
1.无水卤化物是无机合成中的常用起始物,它们的制备以及不纯工业卤化物的脱水就显示出实际重要性。
主要合成方法涉及金属与卤素的直接反应。
(1)有些情况下可以方便的使用卤素化合物合成金属卤化物。
例如在加热管中通过ZrO2与CCl4蒸气反应,该反应的Gibbs自由能较负是因为形成了C=O键。
结果表明氯元素在两种产物中质量相等。
请写出该反应的化学方程式;
(2)无水卤化物可以通过水合金属卤化物脱水的方法制备,但是要在卤化氢气流中抑制水解,也可以引入亚硫酰氯取得良好效果,无水氯化铁就是通过后面这种方法制备得到,请写出其原理的化学方程式。
2.IF7与SbF5按照物质的量比值为1︰2反应得到离子化合物A,A继续和IF7反应,得到一种白色结晶,阳离子和阴离子的空间构型都是正八面体。
请写出A、B的化学式。
第第题(4分)
4FeO42-+10H2O=4Fe(OH)3+3O2↑+8OH-(3分)
题(4分)
高铁酸根(FeO42-)是比相应的高锰酸根或重铬酸根氧化性能更强的氧化剂。
它在整个pH范围内具有良好的氧化活性和选择性,其氧化产物是铁锈,对环境没有不良影响,所以在有机物的氧化合成中具有广阔的前景。
(1)FeO42-的空间构型;
(2)右图是pH对FeO42-稳定性的影响图,能否提出一个化学方程式对右图曲线作出解释。
1.AlN(3分)
2.Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)(2分)
晶须是一种丝状的单晶体,由于这种尺寸很小、杂质含量很低、晶体缺陷很少的丝状单晶体具有接近理论值的优异的力学性能和物理化学性能,因而引起了人们的极大兴趣。
利用晶须的优异的力学和物理性能,将其与陶瓷、玻璃、聚合物材料等进行复合,不仅可以提高基体材料的强度,改善其韧性,而且可以改变其物理化学性能,增加其功能性。
采用氧化铝和焦炭为原料在高纯氮气气氛条件下可以获得一种晶须材料,晶体结构如图所示:
(1)该晶须材料的最简式应该为
(2)如果原料配比约为Al2O3︰C=3︰1(质量比),则合成的化学方程式为。
O2N--NH2+NaNO2+2HCl→O2N--N2Cl
O2N--N2Cl+→+HCl
2005年继“苏丹红1号”事件后,5月又发“对位红”警告,此次发现的35种食品中均存在一种含“对位红”的辣椒酱,其含量尽管不足以对人体健康构成威胁,但消费者仍需对其采取谨慎态度。
“对位红”是一种常用的红色颜料,亦称对硝苯胺红,常温下呈固态。
根据牛津大学物理与理论化学实验室的化学品安全信息介绍,“对位红”对眼睛、皮肤和呼吸系统有刺激性,但其毒性尚在研究中,不甚明了。
对位红结构简式如右图:
它以对硝基苯胺和萘为主要原料合成路线,请写出合成路线。
已知:
第第题(6分)
1.酒精、CCl4、C12H22O11(蔗糖)不宜,因为它们是非电解质而且分子量也不高;
(2分)
2.AlCl3、FeCl3、Fe2(SO4)3
主要通过电中和作用,因为它们是强电解质能电离出Al3+、Fe3+
H2C—CH2O(聚氧乙烯,可溶)、HC(CONH2)CH2(聚丙烯酰胺,可溶)(2分)
可溶,是非电解质,但分子量大,分子链长,所以与悬浮物质间的分子间作用力强,改作用力与分子量相关,主要起架桥作用。
题(6分)
导致水体浑浊的悬浮物大多带有电荷(多数带负电荷),所以难以聚集成大的颗粒而重力下沉。
能使水体澄清的物质称净水剂,其作用原理有两种:
一是中和悬浮物所带的电荷(电中和作用),二是通过强的分子间作用力与多颗悬浮物结合,导致重力下沉(架桥作用)。
回答下列问题:
1.下列物质哪些不适宜作为净水剂使用,为什么?
2.下列物质哪些净水作用主要通过电中和作用,哪些重要通过架桥作用?
说明理由!
酒精、AlCl3、FeCl3、Fe2(SO4)3、CCl4、C12H22O11(蔗糖)、
H2C—CH2O(聚氧乙烯,可溶)、HC(CONH2)CH2(聚丙烯酰胺,可溶)
(各2分)
d区金属配合物一直是化学界研究颇多的课题。
四配位平面四方形配合物[IrCl(PMe3)3]与Cl2通过氧化加成反应得到两种六配位产物,31P-NMR光谱表明一个异构体中的P原子只有一个化学环境,而另一个异构体中的P原子有两种化学环境。
该产物的这两种异构体分别是?
1.(4分)
2.HPF6·
6H2O(4分)
(1)Mg3NF3的结构可以看作NaCl结构中,正离子位置上有1/4的空缺,请画出相应的晶胞;
(2)右图是HPF6水合物晶体的晶体结构,属于立方晶系,下图中大球表示水分子,小球表示P原子,只存在于十四面体孔穴里,H、F没有画出,请写出该水合物的结构式。
1.A:
B:
C:
D:
或
E:
F:
G:
(各1分)
2.聚乙烯醇(1分)
醋酸乙烯乳液应用范围广,粘胶性能好。
目前,已研制出满足不同需要的各种产品,但其生产的主要原料——醋酸乙烯价格高,所以研制了磷酸乳胶的新产品。
实验表明,该产品各种性能指标均优于市售其它类型的白乳胶,且成本低,无毒,是一种较好的代用白乳胶。
磷酸乳胶的合成反应机理如下:
→ABCD→EFG
1.写出A~G各物质的结构简式;
2.写出反应中所用有机原料名称。
第第题(14分)
1.Ni(Ⅱ)的配合物及螯合物的稳定性;
难溶物、配合物的相互转化(2分)
2.[NiCl4]2-,sp3,四面体;
[Ni(H2O)6]2+,sp3d2,八面体(4分)
3.(2分)
4.Ksp(1分)氢键(1分)(2分)
题(14分)
下面是有关Ni(II)系列实验:
A(黄色)B(绿色)
C(黄绿色沉淀)BD(绿色沉淀)
E(蓝紫色溶液)F(紫红色)G(红色沉淀)
H(黑色沉淀)
1.该实验的目的是为了说明
2.写出A、B的化学式、中心离子杂化类型和空间构型;
3.已知F为[Ni(en)3]2+,请画出其空间结构;
4.已知配合常数E为β6([Ni(NH3)6]2+)=1.1×
108,F的β3([Ni(en)3]2+)=3.9×
1018,G的=4.17×
1017。
⑧反应之所以能够发生,还需要______(填写一种物理量的字母)的数据进行计算验证,还可以判断该化合物中有,丁二酮肟的结构简式如右,已知它与F生成的G是一种中心离子呈平面四方型的化合物,画出G的空间结构,并写出F生成G的离子方程式。
第第题(12分)
1.设Cu的氧化数y,,其实是+2和+3的混合态(2分)
2.2Y(NO3)3=Y2O3+6NO2↑+1.5O2↑Ba(NO3)2=BaO+2NO2↑+0.5O2↑
Cu(NO3)2=CuO+2NO2↑+0.5O2↑BaC2O4=BaO+CO↑+CO2↑(2分)
3.足够大使沉淀(过程略)(3分)
4.Cu3+的质量分数=7.65%(3分);
m=0.83g(2分)
题(12分)
高温超导材料的研究是21世纪材料领域的热点问题,YBaCuO体系一直是此领域的研究重点之一。
YBa2Cu3O7-x(0<x<1)是一种90K超导体,制备这种固体的一种方法是分解法,例如通过分解硝酸盐使必需的氧化物均匀混和,Ba和Y的氧化物也可以用草酸盐热分解产生,而草酸钡可由0.1mol/LBaCl2溶液和0.1mol/L草酸溶液沉淀产生。
1.确定超导体里Cu的氧化态范围;
2.试给出Y、Ba、Cu的硝酸盐以及草酸钡热分解产生氧化物的化学方程式;
3.通过计算说明草酸溶液0.1mol/L里的草酸根离子浓度是否足够大,设沉淀是在理想条件下进行,并忽略稀释的影响。
(草酸钡pKsp=6.8;
草酸pK1、pK2分别为1.2、4.3)
4.YBa2Cu3O7-x中其实有Cu3+和Cu2+两种氧化态。
已知可用间接碘量法测出体系(Yba2Cu3O7-x)中Cu3+的质量分数,该法涉及化学反应有:
4Cu3++2H2O=4Cu2++O2↑+4H+,2Cu2++4I-=Cu2I2↓+I2,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-
现有两份质量都为m的该氧化物,其中一份加过量的KI固体,溶解后用浓度为0.1568mol/L的Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液的体积为30.26mL;
另一份先完全溶解,再加和第一份等量的KI固体,用同样浓度的的Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗的体积为23.89mL,该氧化物中Cu3+的质量分数为多少?
m值为多少?
1.2H3PW12O40+CH3CH2OH=2H4PW12O40+CH3CHO
2H4PW12O40+1/2O2→2H3PW12O40+H2O(各2分)
2.(4分)
3.(各2分)
1.光致变色材料在信息显示、智能传感元件、调光器件和高密度存储方面有广阔的应用前景。
近年来多酸及其盐的光化学研究取得了长足的进展,发现有相当多的多酸及其盐在紫外或可见光的照射下有光致变色特性。
1920年WuH发现用光化学的方法在乙醇中还原α-Keggin结构钨磷酸H3[PW12O40],生成一种蓝色的物质(杂多蓝),但露置在空气中一会就恢复原来颜色。
已知反应中H3[PW12O40]和转移电子数目物质的量之比为2︰1,请用化学方程式表示该可逆变色反应的机理。
2.有机共轭分子中存在单键和双键交替排列的共轭体系,原子间形成由多个原子参加的离域π键。
当单、双键的共轭体系长到一定的程度,例如有十几个或几十个原子参加形成离域π键,这时HOMO和LUMO间的能级差,相当于可见波段的能量,这种分子就会产生颜色。
下图无色的有机物A也具有光致变色的特性,在紫外光辐射下变成橙色的结构B。
所以可用于印制防伪的商标。
请写出B的结构简式。
3.开关是以二进制为基础的电子计算机的主要器件之一,而要在分子水平上研制分子电子计算机,分子开关是断不可少的。
目前,欧美许多科学家把视线主要投放在光控、温控和电控等类型的分子开关的研制上。
迄今为止,分子开关的设计已有许多种方案,而其中构思最为巧妙的莫过于Sixl和Higelin所设计并合成的N-邻羟亚苄基苯胺光控分子开关。
N-邻羟亚苄基苯胺具有光致重排性质,将两条聚乙炔链与N-邻羟亚苄基苯胺相连,就可以制备成N-邻羟亚苄基苯胺光控分子开关。
请在下面文本框内画出相应的结构简式,要求左图中分子开关呈开启状态,右图中分子开关呈关闭状态。
N-邻羟亚苄基苯胺:
命题:
陈凯2005年5月于南京晓庄学院化学系
审稿:
胡波2005年5月于浙江慈溪中学
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参考答案(0526)
中学综合学科网 第9页(共9页)
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- 2005 全国 化学 竞赛 初赛 模拟 试卷 12