08年全国高中化学竞赛初赛试卷 (44)

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1、第 1 页（共 8 页）2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷（44）（时间：3 小时 满分：100 分）第一 题（3 分）气态物质的溶解度可用每升水中能溶解的气体的毫升数表示，它的大小与温度和该气体的压强有关。已知 0和 1.01105Pa 时，氧气的溶解度为 49.10 mL，氮气的溶解度是 23.20 mL。试计算该温度下空气（O 2：21% ，N 2：78%）溶解在水中的氧气和氮气的体积比是 1 。第一 题（6 分）光发动机是利用光能作动力直接把光能转变成机械能输出的装置。其核心装置是化学反应室，室内密封着一种无色的化合物 A。在光照射时， A 能接受光能发生化学反应，在无光作用下又发生逆

2、反应，如此循环往复从而带动活塞的往复运动。1A 是中学教材上的常见物质，它的化学式是 2写出 A 在密封室中的全部化学反应方程式；3简单分析密封室活塞被驱动的原因。第一 题（7 分）卟啉化合物是一类含氮杂环的共轭化合物，其中环上各原子处于一个平面内（结构如图 1、图 2） 。卟啉环中含有 4 个吡咯环，每 2 个吡咯环在 2 位和 5 位之间由一个次甲基桥连，在 5，10，15，20 位上也可键合 4 个取代苯基，形成四取代苯基卟啉。图 1 卟吩的结构 图 2 取代四苯基卟啉1如果卟吩与 XCl3 形成配合物，写出该配合物的化学式；2预测卟啉环（卟吩）是否有芳香性，为什么？3卟啉环能与哪些金属

3、离子配位，列举三种金属离子。第一 题（8 分）铝与三乙胺形成的单核配合物是电中性分子，实验测得其氢的质量分数为 14.32%，画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态和杂化类型。要给出推理过程。第一 题（8 分）某晶体的结构可看作由金原子和铜原子在一起进行（面心）立方最密堆积，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 4 个金原子和 2 个铜原子构成，另一种由 2 个金原子和 4 个铜原子一起构成，两种八面体的数量比是 11。该晶体具有储氢功能，氢原子全部填充在由金、铜原子构成的四面体空隙中。1写出该晶体储氢后的化学式。2该晶体属于哪种晶系

4、？其四面体空隙由什么原子组成，是否全部等价？3画出该晶体的一个晶胞（金原子用大球，铜原子用大 球） 。第 2 页（共 8 页）4如果该晶体中金、铜原子的排列无序，出现相互代换的现象（按统计原子计） ，则其晶胞与哪种常见物质的晶胞是相同的？第一 题（12 分）世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂 ClO2。ClO 2 是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，熔点：59，沸点：11.0。少量的 ClO2 可用饱和草酸（H 2C2O4）溶液与 KClO3 粉末在 60时反应制得。1画出实验装置（制备、收集、尾气处理）简图。2写出制备和尾气处理中的反应方程式3ClO 2 为

5、高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的 Cl2 的 倍。4新型自来水消毒剂 ClO2 可由 KClO3 在 H2SO4 存在下与甲醇反应制备。写出化学反应方程式。5欧洲一些国家用 NaClO3 氧化浓盐酸来制取 ClO2，同时有 Cl2 生成，且 Cl2 的体积为 ClO2 的 1/4。写出化学反应方程式。6我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO 2）的柱内制得 ClO2。写出化学反应方程式。和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是什么？第一 题（5 分）同位素示踪技术在化学的各个领域都有广泛的应用。利用核辐射探测灵敏度高的特点，已测定了许多难溶化合物的溶解

6、度、难挥发物的蒸气压、配合物稳定常数等。用放射性同位素标记的化合物反应以确定反应机理及化合物键合状态已成为化学上普遍使用的手段。已知 HgI22NaINa 2HgI4，请设计实验，说明配离子HgI 42 中 4 个 I 是等价的。第一 题（12 分）某金属 X 与短周期非金属元素组成的簇合物 A（含 X：40.0%） ，具有很好的空间对称性。14.73g A在氧气中燃烧，固体失重 43.7%，所得气体干燥后为 7.467L（标准状况下）CO 2 气体。1通过计算确定 X 的化学式；2画出出 X 的结构式；3指出化合物 A 中 X 的氧化数和杂化类型。第一 题（11 分）止咳酮（C 6H5CH2

7、CH2COCH3）在临床上具有止咳、祛痰的作用。作为治疗剂时，通常被制成亚硫酸氢钠的加成物，便于服用和存放。1系统命名法命名“止咳酮” ；2利用乙酰乙酸乙酯与 A 反应，得到中间产物 B，再经水解脱羧得到止咳酮，合成路线如下：第 3 页（共 8 页）乙酰乙酸乙酯A B 止咳酮 OHCNa5252/ OHNa2/ 2/COl（1）写出 A、B 的结构简式（2）写出两步配平的反应的总方程式。（3）分离止咳酮的实验操作是什么？3写出止咳酮和饱和亚硫酸氢钠的加成产物的结构简式；溶液的 pH 值对这一步制备反应有什么影响？为什么？4某学生做止咳酮和饱和亚硫酸氢钠加成的实验时，在反应开始不久就出现有油状物

8、漂在水溶液表面的现象，继续加热回流，结果油状物不但没有消失反而越来越多，最后得不到晶体。试分析该学生实验失败的原因。第一 题（13 分）Pb3O4 为红色粉末状固体。该物质为混合价态氧化物，化学式可写成 2PbOPbO2 实验，其中 Pb()占约 2/3，Pb()约占 1/3。下面是测定 Pb3O4 中 PbO 和 PbO2 组分的实验：准确称取 0.0400g0.0500g 干燥好的 Pb3O4 固体，置于 250mL 锥形瓶中。加入 HAcNaAc （11）10mL，再加入 0.2mol/L KI 溶液 12mL 充分溶解，使溶液呈透明橙红色。加 0.5mL 2%淀粉溶液，用0.0100m

9、ol/L Na2S2O3 标准溶液滴定使溶液由蓝色刚好褪去为止，记下所用去的 Na2S2O3 标准溶液的体积为 V(S2O32 )。再加入二甲酚橙 34 滴，用 0.0100mol/L EDTA 标准液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时,即为终点。记下所消耗的 EDTA 溶液的体积为 V(EDTA)。1写出上述实验原理中的化学方程式；2溶解 Pb3O4 固体为什么用 HAc，而不用常见的硫酸、盐酸、硝酸？使用缓冲溶液 HAcNaAc 对后面的实验有什么意义？3写出 Pb3O4 中 PbO 和 PbO2 组分的物质的量4评价该滴定实验有什么特点（优点）？第一一 题（15 分）有机物 A 具有较强的酸性

10、（比羧酸的酸性强得多） ，A 现取两份 1.0000g A，做如下两个定性实验：溶于 25mL 水，以酚酞为指示剂，用 0.8000mol/L 的 NaOH 溶液进行滴定，消耗其体积21.92mL；与 25.00mL 1.0000mol/L 酸性 KMnO4 溶液进行混合，充分反应后仅释放出 CO2，所得溶液用1.5000mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液进行滴定，消耗其体积 24.89mL；1通过计算，确定 A 的化学式或通式；2写出 A 与 KMnO4 反应的化学方程式3如果 A 是羧酸，写出满足条件的 A 的结构简式 3 种，它们互为同系列。4如果 A 不是羧酸，但酸性却比羧

11、酸强，且摩尔质量小于 150g/mol。（1）写出它的结构式、命名和电离方程式；（2）为什么它有这么强的酸性？（3）它的酸根是何种几何构型的离子？全部氧原子是否在一平面上？简述理由。第 4 页（共 8 页）第 5 页（共 8 页）参考答案第一 题（3 分）11.76第一 题（6 分）1N 2O4（2 分。写 NO2 不给分）2N 2O4 2NO2 或 2NO2 2NOO 2（2 分）3光照射时，密封室中的气体分子数增多，引起压强增大，驱动活塞。 （2 分）第一 题（7 分）1C 20H12N4XCl（2 分）2卟啉环中有交替的单键和双键，由 26 个 电子组成共轭体系，具有芳香性。 （2 分）

12、3Mg 2 、Fe 2 （Fe 3 ） 、Co 3 （各 1 分）第一 题（8 分）铝在化合物中一般显3 价，配体三乙胺N(C 2H5)3是分子，配合物中还应该有 3 个 H 做配体。 （1 分）设化学式为 AlH3(N(C2H5)3)n（1 分）1.008(15n3)/26.98 3.024 101.19n.1432，所以 n2（2 分）（3 分）sp3d（1 分）第一 题（8 分）1AuCuH 4（2 分）2四方晶系（1 分） 2 个金原子和 2 个铜原子一起构成，全部等价（1 分）3 （3 分）4CaF 2（1 分）第一 题（12 分）1 （3 分）22KClO 3H 2C2O42KHC

13、O 32ClO 2（或 2KClO3H 2C2O4K 2CO32ClO 2CO 2H 2O） （1 分）ClO22NaOH NaClO 2NaClO 3H 2O（1 分） CO2NaOH2Na 2CO3H 2O32.5（1 分）46KClO 3CH 3OH3H 2SO46ClO 2CO 23K 2SO45H 2O（2 分）511KClO 318HCl11KCl 3Cl 212ClO 29H 2O（2 分）62NaClO 2Cl 22NaCl2ClO 2（1 分）对环境的污染较小（生成的 ClO2 中不含 Cl2 杂质） （1 分）第一 题（5 分）HgI22Na 131I NaHgI 2131

14、I2（1 分）Na2HgI2131I22AgNO 3AgIAg 131IHgI 131I2NaNO 3（2 分）放射性测定表明 131I 均匀分布在两种产物 Ag131I 和 HgI131I 中，说明 Na2HgI4 的 4 个 I 原子是等价的。 （2 分）第 6 页（共 8 页）第一 题（12 分）1X 在 A 和燃烧产物 X 的氧化物中的质量为 5.892g（14.73 40.0%） ，燃烧产物中 O 元素质量为 2.401g（14.73(100%43.7%40.0%)） （1 分）设氧化物为 XOn/2，讨论得只有 n3 时，存在符合题意的元素 X；Co（58.9） （2 分）所以 A

15、 中 Co 的物质的量为 0.1mol（5.892/58.9） ，而碳为 0.333mol（7.467/22.4）剩余质量为 4.838g（14.735.89212.010.333） ，一般为 O 元素，物质的量为 0.302mol，所以 CoCO3109， （1 分）考虑到实际结构和成键，每个分子中应该还有 1 个氢原子。 （1 分）化学式为 Co3C10HO9（Co 3(CH)(CO)9） （2 分）2 （3 分）31（1 分） sp3d2（1 分）第一 题（11 分）14苯基2丁酮（1 分）2 （1）A： CH 2Cl B： （各 1 分）（2）CH 3COCH2COOC2H5 CH 2ClCH 3CH2ONaNaClCH 3CH2OH（1 分）NaOHHClC6H5CH2CH2COCH3CO 2NaClCH 3CH2OH（1 分）（3）分液（1 分）3 （1 分）止咳酮与亚硫酸氢钠的加成反应是一个可逆的平衡反应（1 分） ，当存在少量酸或碱时，能够使亚硫酸氢钠分解而除去，最终导致生成的加成产物又分解回到原来的止咳酮（2 分）4NaHSO 3 与醛酮的加成反应是一个可逆的反应原因。微量的酸碱都可以导致产物分解。而此前进行脱羧反应时，是在强酸条件下反应的，分液时又不容易彻底除去