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1、学海无涯 高中化学竞赛初赛试卷 高中化学竞赛初赛试卷 03 时间 3 小时 满分 100 分 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 满 分 4 5 11 6 5 7 12 6 11 8 15 10 H 1 008 相对原子质量 He 4 003 Li 6 941 Be 9 012 B 10 81 C 12 01 N 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
2、 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
3、 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 210 Rn 222 Fr 223 Ra 226 Ac La Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds La 系 La 138 9 Ce 140 1 Pr 140 9 Nd 144 2 Pm 144 9 Sm 150 4 Eu 152 0 Gd 157 3 Tb 158 9 Dy 162 5 Ho 164 9 Er 167 3 Tm 16
4、8 9 Tb 173 0 Lu 175 0 第第一题 题 4 分 分 在正确选项上画圈 1 化合物 Mg3N2 SbCl5 POCl3和 NCl3中 遇水既有酸也有碱生成的是 A Mg3N2 B SbCl5 C POCl3 D NCl3 2 设想从 CsCl 晶格中除去一半 Cs 离子 使 Cl 周围成为四面体配位 这样得到的 MX2是 结构 A NaCl B CaF2 C ZnS D 石墨 3 次氯酸盐最大的用途是漂白和消毒 这类漂白剂氧化能力是以 有效氯 的含量 来标志 有效氯 的含量定义为 从 HI 中游离出相同量的 I2所需的 Cl2的质量与指定化 合物的质量之比 常以百分数表示 请问
5、纯 LiOCl 的 有效氯 为 A 121 B 100 C 21 D 89 第第二题 题 5 分 分 Z 式烯烃由于分子中位阻比相应的 E 式烯烃大 稳定性差 因而在适当条件下能够直 接异构化而转变为 E 式烯烃 然而 E 式烯烃转变为 Z 式烯烃就不那么容易 需要用多步反 应来实现 有同学欲将下面 E 式烯烃转变为相应的 Z 式烯烃 你能否替他完成 CH3 2CH H CH3 2CH CH3 C C C C H CH3 H H 用反应式表示 并写出反应条件 学海无涯 第第三题 题 11 分 分 1 原子簇化学是当前化学中最饶有兴趣而又极其活跃的领域之一 当前比较全面的 定义是由徐光宪 江元生
6、等人提出的 凡以 3 个或 3 个以上原子直接键合构成的多面体或 笼为核心 连接外围原子或基团而形成的结构单元称原子簇 分子式为 CnHn的多面体碳烷 是典型的主族簇合物 下面是已经报道的碳烷多面体 请归纳总键数为 若多面体边数为 l 则总键数用 n 和 l 表示为多少 2 端木守拙科研课题是 碱金属卤化物的分子动力学模拟 研究了体积较大的碱金 属卤化物离子簇 从 NaCl 晶体中可以抽取出不同形状的晶体小碎片 这些晶体小碎片可 以称为 NaCl 离子团簇 离子晶体或离子团簇表面存在悬挂键 即表面的离子有一种没有抓住相邻原子的化学键 右图是立方体形状的 NaCl 离子团簇 其中大球代表 Cl
7、小球表代 Na 请回答下列问题 与等质量的 NaCl 离子晶体相比 NaCl 离子团簇具有 填 较多 或 较少 的悬挂键 NaCl 离子团簇的熔点比 NaCl 大块晶体的熔点要 填 高 低 或 样 如果团簇中离子对数相同 则团簇的总能量与团簇的外形是否有关 NaCl 864立方体离子簇的边长相当于 个 NaCl 单胞的边长 但是体积小的团簇有特殊性 Na5Cl4 无法形成面心立方结构 它的几种结构中 最 稳定的是具有高对称性的平面结构 请画出其结构式 第第四题 题 6 分 分 英国化学家 N V 两德维奇把 G N 路易斯的八隅体理论扩展到配合物中 提出 了金属最大配位数的假设 有效原子序数
8、EAN 规则 即在配合物中 每个原子都有 获得稀有气体电子构型的倾向 所以中心原子 或离子 的核外电子数加上配体提供的 电子数或孤对电子数等于某一稀有气体的电子构型即原子序数 进而计算出中心原子 或 离子 的最大配位数 由于配合物的中心原子 或离子 大部分都是过渡元素 其价轨道 为 n 1 d ns np 共九个轨道 若此九个轨道上都充满电子 那么该中心原子 或离子 的核外电子 定为某一稀有气体的电子构型 所以有效原子序数规则义称为十八电子规则 或九轨道规则 运用 EAN 规则判断下列金属羰基配合物是否存在 若存在 计算 n 值并 画出空间结构示意图 A Cr CO n B Mn CO n C
9、 Fe2 CO n D Ni CO n 学海无涯 第第五题 题 5 分 分 已知苯 苯酚 苯甲酸和对位 羟基苯甲酸的升华热分别为 43 9kJ mol 1 67 4kJ mol 1 91 2kJ mol 1 115 9kJ mol 1 试由晶体中生成氢键的观点讨论这些升华热数据的 递变规律 第第六题 题 7 分 分 据报道一种低温生产硝化烷烃的新方法已经问世 该方法是以 N 羟基邻苯二甲酰亚 胺为催化剂用 NO2和 O2在 70 下氧化烷烃 这种烷烃低温硝化的方法的最大优点是产率 高 不发生烷烃的断链 并且叔碳原子优先被硝化用该法硝化环己烷得到产率为 70 的硝 基环己烷和 30 的硝酸环己酯
10、及极少量的环己醇 异丁烷用该法硝化得到的产率最高的硝 基烷的产率为 46 就以上信息完成下列各题 1 写出该硝化反应的催化剂的结构式 2 写出环己烷发生上述反应的三个化学反应方程式 并配平 3 写出异丁烷发生上述反应得到产率为 46 的产物的结构式并命名 第第七题 题 12 分 分 背景资料 锌是人体中必需的 14 种微量元素之一 它不但具有重要的生物功能 影 响生长发育 改善食欲及消化机能 加速创伤组织的愈合和再生 增强机体免疫功能 参 与肝脏及视网膜内维生素 A 的代谢 保证生殖机能的正常发育 保证胆固醇与高密度脂蛋 白的代谢 影响人和动物的行动和情绪 与智力发育密切相关 可防治感冒 与癌
11、症有关 而且与人体中不下 200 种金属酶有关 参与多种酶的合成与组成 在核酸 蛋白质 糖 脂质代谢及 RNA DNA 的合成中发挥着重要作用 与肌体的代谢及某些疾病的发生关系 极为密切 因此 锌添加剂的研究一直被人们重视 无机锌盐 如 ZnCO3 ZnSO4 7H2O ZnCl2 ZnAc2等作为最早采用的补锌剂 但是由于它们易吸潮 生物吸收率低 口感不适 对胃肠道具有较大的刺激作用 个别盐甚至会引起胃出血 因而逐渐被淘汰 1 用有机弱酸作配体 比无机锌盐有较好的吸收 但由于其合成复杂 收率低 且 含锌较低 不适宜于糖尿病人的补锌 它们也不是最理想的补锌剂 用的有机弱酸锌如甘 草酸锌和葡萄糖
12、酸锌等 葡萄糖酸锌常以葡萄糖酸钙 浓 H2SO4 ZnO 等为原料合成 请 写出反应方程式 另外一种有机弱酸配体 请写出结构简式 2 氨基酸作为蛋白质的基本结构单元 在人体中有非常重要的生理作用 氨基酸锌 是含有二价锌阳离子的螯合状化合物 该环一般是几元环 正是由于该结构特点 结构决定性质 所以可以预测氨基酸锌的典型优点 意思正确即 可 制备氨基酸锌的一种新方法是电解合成法 该法是利用一种可选择阳离子而不渗透 阴离子的特殊膜 将电解池分成阳极室和阴极室 氨基酸 RCH NH2 COOH 作为电解液 的主要成分 1 如果阳极是由纯金属锌构成 那么在阳极室就可以形成螯合物 阳极反应可以 表示为 阴
13、极的电极反应为 2 氯化锌被加到阳极室 发现阴极 阳极都有气体放出 请写出电极反应为 学海无涯 2 3 CH CH R ROH HCl 干 BrN H C NaOH 494 固体 O O ClCOOR COOR 2 Br NaOH 溶液 CONH2 NH2 1 2 3 5 4 第第八题 题 6 分 分 某液体物质 A 结构与性质类似 CO2 与 Na2S 反应生成化合物 B B 遇酸能产生恶臭 有毒的气体 C 及物质 A C 可使湿醋酸铅试纸变黑 A 与 Cl2在 MnCl2催化下可得一不能 燃烧的溶剂物质 D A 与氧化二氯作用则生成极毒气体 E 和透明液体 F 试确定从 A 到 F 各代表
14、何种物质 第第九题 题 11 分 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2PbO PbO2 如 果用传统的方法测定其组成 存在很多不足 经过反复实验发现了一种连续测定法 仅用 0 5h就足以完成从样品称量 溶解 滴定直至计算实验结果 实验方法如下 准确称取0 0400g 0 0500g干燥好的Pb3O4固体 置于250mL锥形瓶中 加入HAc NaAc 1 1 10mL 再加入0 2mol L KI溶液1 2mL充分溶解 使溶液呈透明 橙红色 加0 5mL 2 淀粉溶液 用0 01mol 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Na2
15、S2O3标准溶液的体积为V S2O32 再加入二甲酚橙3 4滴 用 0 01mol 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 请用化学方程式表示上面的化学原理 2 选择适宜的酸溶解Pb3O4是本实验的关键 请分别说明不能使用实验室三种常见无 机酸的原因 3 为准确滴定Pb2 离子 选择溶液最佳酸度也是一个重要因素 请分析原因 4 列出Pb3O4组成的计算式 第第十题 题 8 分 分 环丙胺是合成喹喏酮类抗菌药物环丙沙星的重要原料 文献报导的合成方法很多 最 近有人提出了下述合成路线 试回答下列问题 1 原料 1 的名称是什么
16、2 C4H9 4N Br 是什么催化剂 3 实验发现由 2 制备 3 时 如果ROH采用甲醇或乙醇 3 的产率很低 你 认为原因是什么 4 由 4 制备 5 涉及一个重要的人名反应 这个人名反应叫什么 5 写出 2 到 3 的反应机理 学海无涯 第第十一题 题 15 分 分 钌 Ru 的硫化物可用元素合成法 下称干法 和湿法获得 干法用 99 9 的纯钌粉和 99 99 的硫按化学计量配料 充分混合 置于石英管中 抽真空并加热至 800 反应生成 经 X 射线检定为晶态 湿法 可在六氟合钉 酸溶液中 加硫代乙酰胺 CH3 NH2 水解沉淀生成 X 射线检定为非晶态 制得的两种硫化物 在较高温度下用氢气还原 生 成的 H2S 利用库仑滴定法进行测定 可计算出硫量 还原后得到的金属钌进行称量测定 两种方法制得的硫化物在空气中都有微吸湿性 利用失重法可计算出化合物的含水量 其 实验数据如下 试样组成 S Ru H2O 1 干法 37 26 60 06 2 73 2 湿法 20 63 41 84 37 36 1 试推断干法和湿法制得的两种硫化物的化学式 2 写出湿法制备硫化物的反应方程式 要求
