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1、全国化学竞赛预赛模拟试卷全国化学竞赛预赛模拟试卷时间：时间：3 小时小时 满分：满分：100 分分一 （4 分）锡石的化学式是 SnO2，地质工作者为了确定某矿石是锡石常用的一种方法是： 用小刀或小锤取出一小粒矿石，放在锌片上，再往放矿石位置的锌片上滴一两滴稀盐酸，锌 片会马上起泡。待锌片起泡完了以后，仔细观察矿石的表面。此时如果发现矿石的表面生有 一层很薄的银白色金属膜的话，就可以完全肯定它是锡石。但是如果被检验的矿石颗粒不纯， 带有硫化物，如黄铁矿、闪锌矿、方铝矿之类的矿物等，则反应进行得比较缓慢。 1写出检验锡石的化学反应方程式。 2为何带硫化物时反应较慢，写出反应方程式（以黄铁矿为例）
2、二 （4 分）如右图所示实验中，把四根洁净的金 属条 A、B、C、D 轮流放置在浸有盐溶液的滤纸上面 并压紧。在每次轮流实验时，记录了电压表指针的移 动方向和电压表的读数（如下表） 。金属电子流动方向电压AACu0.78 BCuB2.15 CCCu1.35 D0.301金属 D 与 Cu 之间电子流动方向为 ； 2 金属可能是最强的还原剂； 3 金属不能从硫酸铜溶液中置换铜。 三 （6 分）单质碘与红磷在常温下混合不反应，但滴入几滴水后能剧烈反应，生成 HI 和 H3PO3。但实验室制取氢碘酸的方法是把 H2S 通入 I2水中，过滤生成的硫，可得质量分数 为 50%的氢碘酸。 1写出实验室制取
3、氢碘酸的化学方程式； 2氢碘酸在空气中放置易易氧化变质，写出可能发生反应的化学方程式； 3为防止氢碘酸在空气中氧化变质，可在氢碘酸中加入少量 ，写出有关反应 的化学方程式。四 （8 分）2000 年诺贝尔化学奖授予在导电高分子领域作出突出贡献的三位科学家。 在一定的掺杂条件下，高分子材料（俗称塑料）完全可以具有金属的性能，从而变成导体。 1下列塑料，你认为可作为导体的是 A 聚氯乙烯 B 聚乙炔 C 聚苯乙烯 D 聚异戊二烯 E 聚乳酸 2简述该塑料（第一题答案）的分子结构特点。 3你认为导电高分子材料在结构上应具备何种特性。五 （11 分）下图所示是大气中红外光透射率的光谱特性（横坐标是波长
4、，纵坐标是能 穿透大气的程度） 。1试说明大气中的 CO2吸收红外线的能力与频率的关系？ 2大气对红外线的吸收会产生什么效果？什么因素加剧形成这一效果？加剧的后果是 什么？ 3除 CO2气体外，CH4、N2O、氟里昂也是温室气体，请再举两例温室气体。说明温室 气体分子有何特点。 4利用实验室常用药品和仪器，设计一个实验装置，证明较高浓度的 CO2对阳光中的红 外线有高吸收率（画出图示，简述实验原理和方法） 。六 （10 分）苯与苄氯（）能发生经典的付氏反应，生成二苯基甲烷（） ，但同时还存在副产物 A（） 。 1计算 A 的极限碳含量； 2写出生成 A 的两步化学反应方程式（注明具体催化剂）
5、； 3计算光照下 A 一氯取代物的种数（包括光学异构体） 4计算光照下 A 二氯取代物的种数（不包括光学异构体）七 （18 分）将一种盐溶于水中时，会使水的 冰点降低，究竟冰点降低多少，与盐在溶液中的浓 度有关。如果将此溶液降温，则在零度以下某个温 度，将析出纯冰。但当盐在水中的浓度比较大时， 在将溶液冷却的过程中析出的固体不是冰而是盐， 这时该溶液称为盐的饱和溶液，盐在水中的浓度称 为“溶解度” ，溶解度的大小与温度有关。右图所示 为不同浓度的 CaCl2溶液冷却析出晶体时所对应温 度的曲线图。 1指出区域、内各物质组成 （说明是何种固体或溶液是否饱和） ； 2指出曲线 AB、BC 分别具体
6、表示的含义； 3点 B 在坐标如何，有何意义； 4273K 时，60g 浓度为 10%的 CaCl2溶液持续降温，何时析出晶体，计算最多可析出单 一晶体的质量。 （只需保留整数） 5根据右上图分析，如何提纯粗盐 CaCl2，得到 CaCl26H2O 晶体。 6CaCl2溶液可用作冷冻剂，当 CaCl26H2O 晶体与冰以何比例（质量比）混合时，冷 却效果最好。 7在大雪纷飞的北方国家，对 CaCl2有很大的需求量，你认为 CaCl2在这些国家有何用 途？八 （19 分）某同学在学习等径球最密堆积（立方最 密堆积 A1和六方最密堆积 A3）后，提出了另一种最密堆积 形式 Ax。如右图所示为 Ax
7、堆积的片层形式，然后第二层就 堆积在第一层的空隙上。请根据 Ax的堆积形式回答： 1计算在片层结构中（如右图所示）球数、空隙数和 切点数之比 2在 Ax堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空 隙。请在片层图中画出正八面体空隙（用表示）和正四 面体空隙（用表示）的投影，并确定球数、正八面体空 隙数和正四面体空隙数之比 3指出 Ax堆积中小球的配位数 4计算 Ax堆积的原子空间利用率。 5计算正八面体和正四面体空隙半径（可填充小球的最大半径，设等径小球的半径为 r） 。 6已知金属 Ni 晶体结构为 Ax堆积形式，Ni 原子半径为 124.6pm，计算金属 Ni 的密度。 （Ni 的相对原子质量为
8、 58.70） 7如果 CuH 晶体中 Cu的堆积形式为 Ax型，H填充在空隙中，且配位数是 4。则 H 填充的是哪一类空隙，占有率是多少？ 8当该同学将这种 Ax堆积形式告诉老师时，老师说 Ax就是 A1或 A3的某一种。你认为 是哪一种，为什么？九 （20 分）L甲状腺素是一种重要的激素，用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类 疾病。早期人类都是用动物的甲状腺组织来提取甲状腺素。甲状腺素的光学活性在 20 世纪 30 年代首先由 Harington 和 Salter 发现，他们从动物甲状腺体的蛋白质用发酵水解方法提取 了 L甲状腺素，从而避免了碱性水解的消旋现象，同样的结果也由 Foster
9、 和 Palmer 等人在 甲状腺体初步发酵后再酸性水解的方法而获得。但是从动物甲状腺体组织提取的 L甲状腺 素纯度低、光学纯度比较差，而且数量亦受到限制。40 年代起，人们开始用合成方法来生产 L甲状腺素。 化学合成法是以 L酪氨酸为起始原料合成 L甲状腺素有多种路线，最有代表性的为 Chalmers 开发的经典路线：（C9H11NO3）A（C9H9N3O7）423SOHHNOB（C11H11N3O8）C（C13H15N3O8） NaOHOCOCH23HOHCHCH23D（C20H21N3O9）E（C20H25N3O5）F（C20H21NO5I2） PdH2HClNaNOKI/2HAcHIG
10、（C16H13NO4I2）（L甲状腺素，C16H11NO4I4） KII2此合成工艺需要八步反应，虽可保留其光学活性，但操作步骤非常复杂，产率低，成本 较高。 通过化学工程师们的不懈努力，上海精细化工研究所的研究人员采用 3，5二碘L 酪氨酸为原料，经孵化反应（消化偶合反应）合成了高纯度、高生物活性的 L甲状腺素， 缩短了工艺路线，降低了生产成本，是较理想的合成路线。合成原理如下：L酪氨酸HJLML甲状腺素222OHIIK催化剂2OHAcHCl1为何 L甲状腺素有光学活性，以上反应是否会影响其光学活性？ 2写出 AM 各物质的结构简式。参考答案参考答案一Zn2HCl=ZnZl2H2 2H2Sn
11、O2=Sn2H2O （或 2ZnSnO24HCl=Sn2ZnCl22H2O） （2 分） 2锌皮与盐酸反应所产生的氢气，首先不是和锡石中的氧反应，而是和硫化物中的硫 反应，生成硫化氢（或盐酸先和硫化物反应）：FeS22HCl=FeCl2SH2S（2 分） 二1DCu（1 分） 2C（2 分） 3B（1 分） 三1I2H2S=2HIS（2 分） 24HIO2=I22H2O（2 分） 3红磷 3I22P3H2O=6HI2H3PO3（2 分） 四1B（2 分） 2聚乙炔的结构单元是 CH，每个碳原子轨道都是 sp2杂化，形成了三个共平面的，夹 角约 120的杂化轨道，这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合
12、构成了平面型的结构框架。其 余未成键的 PZ轨道与这一分子平面垂直，它们互相重叠，形成长程的 电子共轭体。 （4 分）3这种材料是一种简单分子形成的长链聚合物，由重复的单元链段组成，每个单元链 段由碳碳单键和不饱和共价键（双键或叁键）交替组成。 （2 分） 五11.11014Hz，7.11013Hz，1.91013Hz 左右时对红外线的吸收能力最强。 （2 分）2会使大气温度升高； CO2过多排放会加剧这一效果； 加剧的后果是使地球平均气温上升，地球两极冰雪融化，海平面上升，以及一系列生态 环境问题。 （3 分） 3H2O、O3（看图） 多原子分子，每个分子至少有 3 个原子（2 分） 理想气
13、体的摩尔热容量与分子中原子数有关，原子数多，摩尔热容量大（单原子约 1.5R，双原子约 2.5R，三原子约 3.5R） 4如右图所示，取两个完全相同的广口瓶，瓶口加塞子，塞子打孔，恰能插入一玻璃 管。以 CaCO3和 HCl 反应制取 CO2，收集在瓶内，另一个瓶则为空气。玻璃管口滴入数滴石 蕊（有颜色易观察） ，形成一段液柱，并倾斜玻璃管使其进入中部，然后将玻璃管分别插入 两瓶内，如右图所示。同时放在阳光中照射，一段 时间后，石蕊液柱向盛空气处移动，表明盛CO2瓶温度升高快（气体受热膨胀） 。证明 CO2对红外线有高吸收率。 （4 分） 六192.3%（2 分） 即重复单位 C7H7中的碳含
14、量（12/13）2HCl 3AlCl(n1) (n1)HCl （2 分） 3AlCl3n 种（3 分）n 为奇数、偶数时都一样 4n 为奇数，(n1)2/2 种；n 为偶数，n(n2)/2 种（3 分） 七1：饱和 CaCl2溶液和冰； ：不饱和 CaCl2溶液； ：饱和 CaCl2溶液和 CaCl26H2O； ：冰和 CaCl26H2O（4 分） 2AB：水的冰点（凝固点）线 BC：CaCl2在水中的溶解度曲线（2 分） 3坐标（30，218） E 点能同时存在冰、固体 CaCl26H2O 和饱和 CaCl2溶液；CaCl2溶液所能存在的最低温度 （冰和 CaCl26H2O 升温时共同熔化的
15、温度，即“最低共熔点” ） （3 分） 4256K 40g（3 分） 5将粗盐溶于水，加热蒸发浓缩，冷却析出晶体，母液中再加粗盐，重复操作。 （2 分）61:0.69（或 1.45:1） （2 分） 7将 CaCl2撒在冰雪覆盖的道路上，促其融化（降低冰点） 。 （2 分） 八11:1:2（2 分） 一个球参与四个空隙，一个空隙由四个球围成；一个球参与四个切点，一个切点由二个 球共用。 2图略，正八面体中心投影为平面空隙中心，正四面体中心投影为平面切点 1:1:2（2 分） 一个球参与六个正八面体空隙，一个正八面体空隙由四个球围成；一个球参与八个正四 面体空隙，一个正四面体空隙由四个球围成。 3小球的配位数为 12（1 分） 平面已配位 4 个，中心球周围的四个空隙上下各堆积 4 个，共 12 个。 474.05%（3 分） 以 4 个相邻小球中心构成底面，空隙上小球的中心为上底面的中心构成正四棱柱，设小球半径为 r，则正四棱柱边长为 2r，高为r，共包括 1 个小球（4 个 1/4，1 个
