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1、赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-221 中国化学会第21 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题（2007 年 9 月 16 日9：00 - 12：00 共 3 小时）题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分满分12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9 100 得分评卷人竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1 小时内不得离场。时间到，把试卷 ( 背面朝上 ) 放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册， 不得拆散。 所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。 不得持有任何其他纸张。姓名、报名号和所属学校必须写在首页
2、左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。第 1题（ 12 分）通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。1-1已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。早在上世纪50 年代就发现了CH5+的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999 年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C-H 键的键长相等。1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。1-3该离子是（） 。A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂赣州三中化学
3、竞赛训练5 2014-5-222 2003 年 5 月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石” ，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下：1-4该分子的分子式为；1-5该分子有无对称中心？1-6该分子有几种不同级的碳原子？1-7该分子有无手性碳原子？1-8该分子有无手性？第 2 题（ 5 分）羟胺和用同位素标记氮原子（N）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：NH2OH+HNO 2 A+H2O NH2OH+HNO 2 B+H2O A、B 脱水都能形成N2O，由 A 得到 NNO 和 NNO，而由 B 只得到 NNO。请分别写出
4、A 和 B 的路易斯结构式。第 3 题（ 8 分）X- 射线衍射实验表明，某无水MgCl2晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方最密堆积（ ccp） ，镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数：a=363.63pm,c=1766.63pm;p=2.53g cm-3。3-1 以“”表示空层， A、B、C 表示 Cl-离子层， a、b、c 表示 Mg2+离子层，给出三方层型结构的堆积方式。赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-223 3-2计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数。3-3 假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2+离子，将是哪种晶
5、体结构类型？第 4 题（ 7 分）化合物 A 是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将 A 与惰性填料混合均匀制成样品，加热至400，记录含A量不同的样品的质量损失（%） ，结果列于下表：样品中 A 的质量分数 /% 20 50 70 90 样品的质量损失/% 7.4 18.5 25.8 33.3 利用上述信息，通过作图，推断化合物A 的化学式，并给出计算过程。第 5 题（ 10 分）甲苯与干燥氯气在光照下反应生成氯化苄，用下列方法分析粗产品的纯度：称取 0.255g样品，与25 mL 4mol L-1氢氧化钠水溶液在100 mL 圆底烧瓶中混合，加热回流1 小时；冷至室
6、温，加入50 mL20% 硝酸后，用25.00mL 0.1000mol L-1硝酸银水溶液处理，再用0.1000mol L-1NH 4SCN 水溶液滴定剩余的硝酸银，以硫酸铁铵为指示剂，消耗了6.75 mL。5-1 写出分析过程的反应方程式。5-2 计算样品中氯化苄的质量分数（%） 。赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-224 5-3 通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因。5-4 上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析？请说明理由。第 6 题（ 12 分）在给定实验条件下， 一元弱酸 HA 在苯 （B） 和水 （W） 的分配系数 KD=HAB/HAW=1.00。已知水相和苯相
7、中HA 的分析浓度分别为3.0510-3和3.9610-3mol L-1。在水中， HA 按HA?H+A-解离， Ka=1.00 10-4；在苯中， HA 发生二聚： 2HA? （HA）2。6-1 计算水相中各物种的浓度及pH。6-2 计算化合物 HA 在苯相中的二聚平衡常数。6-3 已知 HA 中有苯环， 1.00gHA 含3.851021个分子，给出 HA 的化学名称。6-4 解释 HA 在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-225 第 7 题（ 8 分）KClO3热分解是实验室制取氧气的一种方法。KClO3在不同的条件下热分解结果如下：实验反应体系
8、第一放热温度 / 第二放热温度/ A KClO3400 480 B KClO3+Fe2O3360 390 C KClO3+MnO2350 已知 K(s)+1/2Cl2(g)=KCl(s) H (1)=-437 kJ mol-1K(s)+1/2Cl2+3/2O2(g)= KClO3(s) H(2)=-398 kJ mol-1K(s)+1/2Cl2+2O2(g)= KClO4(s) H (3)=-433 kJ mol-17-1 根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。7-2 用写 MnO2催化 KClO3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味，推测这种气体是什么，并提出确认这种气体的
9、实验方法。赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-226 第 8 题（ 4 分）用下列路线合成化合物C：反应结束后，产物中仍含有未反应的A 和 B。8-1 请给出从混合物中分离出C 的操作步骤；简述操作步骤的理论依据。8-2 生成 C 的反应属于哪类基本有机反应类型。第 9 题（ 10 分）根据文献报道，醛基可和双氧水发生如下反应：为了合成一类新药，选择了下列合成路线：赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-227 9-1 请写出 A 的化学式，画出B、 C、D 和缩醛 G 的结构式。9-2 由 E 生成 F和 F 生成 G 的反应分别属于哪类基本有机反应类型。9-3 请画出化合物G 的所有光活异
10、构体。第 10 题（ 12 分）尿素受热生成的主要产物与NaOH 反应，得到化合物A（三钠盐）。A 与氯气反应，得到化合物B ，分子式C3N3O3Cl3。 B是一种大规模生产的化工产品，全球年产达40 万吨以上，我国年生产能力达5 万吨以上。 B 在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物C，因此广泛用于游泳池消毒等。10-1 画出化合物A 的阴离子的结构式。10-2 画出化合物B 的结构式并写出它与水反应的化学方程式。10-3 化合物 C 有一个互变异构体，给出C 及其互变异构体的结构式。10-4 写出上述尿素受热发生反应的配平方程式。赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-228 第 11 题（
11、12 分）石竹烯 （Caryophyllene,C15H24）是一种含双键的天然产物，其中一个双键的构型是反式的，丁香花气味主要是由它引起的，可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。反应 1：反应 2：反应 3：反应 4：赣州三中化学竞赛训练5 2014-5-229 石竹烯异构体异石竹烯在反应1 和反应 2 中也分别得到产物A 和 B，而在经过反应3 后却得到了产物C 的异构体，此异构体在经过反应4 后仍得到了产物D。11-1 在不考虑反应生成手性中心的前提下，画出化合物A、C 以及 C 的异构体的结构式；11-2 画出石竹烯和异石竹烯的结构式；11-3 指出石竹烯和异石竹烯的结构差别。
