《全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题1[1]》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题1[1]（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题1 命题人：汤平发 QQ ：620799815第 1 题 (8分)（ 1）在真空中将CuO 和硫粉混合加热可生成S2O 和固体 A，1 mol CuO 反应电子转移数为1 mol。写出上述反应的化学方程式；若将 S2Cl2与 CuO 加热，在100400时，也能生成S2O，试写出该反应的化学方程式；S2O 在 NaOH 溶液中发生两种歧化反应，生成S2-、S 2O42-、SO 32-，请写出这两种歧化反应的离子反应方程式；S2O 也能在水中发生歧化反应，生成两种酸 （两种酸的酸性都不强），试写出上述反应的化学方程式。（ 2）SO3和 NaCl 作用生
2、成Cl2被认为是由以下几个反应构成，请写出下列反应的化学方程式：40 C 100 C， SO3和 NaCl 生成氯磺酸钠；氯磺酸钠230 C 时分解生成Na2S2O7、NaCl、SO2、Cl2；400 C 时 Na2S2O7和 NaCl 反应生成Na2SO4、SO2、Cl2；以上各步反应总反应式。第 2 题 (13分)已知：338sp ( Fe(OH)410K216sp ( Fe(OH)8.010K331sp (Cr(OH)610K2-3+27CrO/Cr1.33V3+2+F e/ F e0 . 7 7 V2+Fe/Fe0.44V（ 1）某工厂生产中产生含Cr2O72-酸性工业废水。Cr 是严
3、重的致癌物质，绝不允许随意排放。Cr（）毒性比 Cr（）强200 倍，工业上为了除去酸性废水中的Cr2O72-离子，采用以下处理方法：a.向工业废水中加入适量的食盐12 g/L；b.用 Fe 作电极进行电解；c.鼓入空气，经过一段时间后，使废水中的含铬（有毒）量降到可排放的标准。其原理是：a.将 Cr2O72-离子还原为可溶性三价铬离子；b.在电解除铬过程中，使溶液的pH 不断升高，使工业废水由酸性变为碱性，再把三价铬离子变成不溶性氢氧化物除去。根据上述原理试回答下列问题：写出电解时发生的电极反应式。写出 Cr2O72-转变为 Cr3+的离子方程式。加入食盐的目的是什么？鼓入空气的目的是什么？
4、为什么电解质溶液pH 会逐渐增大？能否用石墨电极代替铁电极？为什么？与 Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还有什么？电解过程中这些沉淀是怎样产生的？（ 2）铁氧体法是目前处理含铬（） 有毒废水的常用方法。其原理是用FeSO4把铬（）还原为铬 （）并生成符合铁氧体（化学式为Fe3O4）的复合氧化物Fe2+Cr3+ xFe3+ （2-x）O4。为了把废水中CrO3还原并转化为铁氧体Fe2+Cr3+ xFe3+ （2-x）O4，至少需加废水中所含CrO3质量多少倍的 FeSO4 7H2O 固体？2 如果含铬废水为酸性，按铬（）在废水中实际存在形式，计算还原反应的pH 应在何范围？（其它离子浓度均按标准
5、状态计算。）要使这些离子完全沉淀下来（离子浓度105mol/L，认为该种离子已经沉淀完全），对溶液的pH有什么要求？若pH 过大，会有什么现象？第 3 题 (14分)三卤化硼都是硼原子配位未达饱和的缺电子化合物，因此都是较强的路易斯酸。（ 1）画出 BF3的结构式并简述其成键特点及分子空间构型；分子的极性又如何？（ 2）试比较三卤化硼的Lewis 酸性强弱次序并解释之。（ 3）BF3与 NF3的分子组成相似，但空间构型不同，试解释之。（ 4）如果把 BF3与乙醚放在一起，BF 键长从 130 pm 增加到 141 pm，试问所生成的新化合物成键情况、键长及其极性如何？BF3分子结构发生了哪些变
6、化？（ 5） BF3有两种水合物BF3 H2O 和 BF3 2H2O。 经测定在一水合物的液相中存在着与分子数相同的离子，其中一半为1 价阳离子， 一半为 1 价阴离子。 而在二水合化合物中，存在着与分子数相同的1 价阳离子和同样数目的1 价阴离子。分别写出它们的结构。（ 6）BF3和弱酸HF 作用，可以得到一个很强的酸，写出该反应的化学方程式；写出该酸电离出的阴离子的几何构型并比较其与BF3键能的大小关系。（ 7）BF3与 NH3反应得到一个加合物H3NBF3，后者在 125以上分解得到两种晶体，一种晶体的结构与石墨相似，另一种晶体中含有两种离子，均为正四面体结构，比例为11。写出 H3NB
7、F3分解的化学反应方程式。（ 9）BF3和 BCl3的水解性能差别很大，前者可以得到一系列的中间产物，而后者则迅速彻底地水解。写出二者水解反应的化学方程式，并解释两者差别的原因。（ 10）B4Cl4是一种淡黄色并具有挥发性的固体化合物，在70以下，它能存在于真空中。结构测定表明，该化合物中每个氯原子均结合一个硼原子，其键长都是1.70l0-10m；任意两个硼原子之间为1.7110-10m。试根据上述性质和结构参数画出B4Cl4分子的空间构型。第 4 题 (8分)下面是有关铬的一种配位化合物的信息：它的组成为：19.5% Cr ，40.0% Cl，4.5% H 和 36.0% O。取 0.533
8、 g 该化合物溶于100 mL 水，加入 10 mL 浓度为 2 mol/L 的硝酸。然后加入过量的硝酸银溶液，反应生成的沉淀经过滤、洗涤、干燥，称得它的质量为0.287 g。另取 1.06 g 样品在干燥空气流中缓缓加热到373 K，驱出的水的质量为0.144 g。该化合物1.33 g 溶于 100 mL 水所得溶液， 测出其凝固点为272.82 K，即 0.18（水的摩尔冰点下降常数为1.82 kg K mol1） 。根据以上数据回答下列问题：（ 1）推求该化合物的实验式。（ 2）推断该化合物的化学式（表示出外界和内界的组成），并利用中数据证实你的结论。（ 3）写出该配合物的几何异构体和水
9、合异构体（或解离异构体）。第 5 题 (8分)化学耗氧量（ Chemical Oxygen Demand，简称 COD），是一个量度水体受污染程度的重要指标。它是指一定体积的水体中能被强氧化剂氧化的还原性物质的量，但表示为氧化这些还原性物质所需消耗的O2的3 量（以 mg L-1记）。由于废水中的还原性物质大部分是有机物，因此常将COD作为水质是否受到有机物污染的依据。 K2Cr2O7法适合于工业废水COD的测定， KMnO4法适合于地表水、饮用水和生活污水等污染不十分严重的水体COD的测定。下面是用 KMnO4法测定水样中COD的实验：（ 1）KMnO4溶液的标定：准确称取0.1340 g基
10、准物质 Na2C2O4置于 250 mL锥形瓶中，加入40 mL水， 10 mL 3 mol L-1H2SO4，加热至 7585，趁热用 KMnO4溶液进行滴定，直至滴定的溶液呈微红色为终点，消耗KMnO4溶液 20.30 mL 。写出标定反应的化学方程式，并计算KMnO4溶液的准确浓度。（ 2）水样中 COD的测定： 移取 100 mL水样于锥形瓶中，加5 mL 3 mol L-1 H 2SO4溶液， 摇匀。 加入 10.00 mL KMnO4溶液（即 V1），摇匀， 立即放入沸水中加热30 min。趁热加入10.00 mL Na2C2O4标准溶液 （即 V）摇匀， 立即用 KMnO4溶液滴
11、定至溶液呈微红色，记下 KMnO4溶液的消耗体积 （即 V2）。列出计算 COD（O2，mg L-1）的计算式；若 Na 2C2O4标准溶液浓度为0.02500 mol L-1，返滴定过量 Na 2C2O4消耗KMnO4溶液 18.10 mL（即 V2），计算出 COD值。第 6 题 (8分)杂多酸及其盐是一类重要的无机化合物，它们的结构可通过X- 射线衍射实验得出。如某杂多酸离子的结构可叙述如下：（ 1）以 SiO4四面体为中心，被12 个 WO6八面体所围绕；（ 2）每三个WO6八面体两两公用边构成一组，每组八面体有一个公用顶点，此顶点同时又是SiO4四面体的一个顶点；（ 3）每组的三个W
12、O6八面体又分别与其余三组八面体通过公用边相连。据上所述，推导出该杂多酸根离子的化学式，并扼要叙述推导过程。第 7 题 (11分)2005 年 1 月美国科学家在Science上发表论文，宣布发现了Al 的超原子结构，并预言其他金属原子也可能存在类似的结构，这是一项将对化学、物理以及材料领域产生重大影响的发现，引起了科学界的广泛关注。这种超原子是在Al 的碘化物中发现的，以13 个 Al 原子或 14 个 Al 原子形成Al13或 Al14超原子结构，量子化学计算结果表明，Al13形成 12 个 Al 在表面， 1 个 Al 在中心的三角二十面体结构，Al14可以看作是一个 Al 原子跟 Al
13、13面上的一个三角形的3 个 Al 形成 Al Al 键而获得的。 文章还指出， All3和 All4超原子都是具有 40 个价电子时最稳定。（ 1）根据以上信息可预测Al13和 Al14的稳定化合价态分别为和。A114应具有元素周期表中类化学元素的性质，请简述理由。（ 2）测定 Al13和 A114的 Al Al 键长十分困难， 而理论计算表明，Al13和 Al14中的 Al Al 键长与金属铝的 Al Al 键长相当，已知金属铝的晶体结构采取面心立方最密堆积，密度约为2.7 g/cm3，请估算Al13和 Al14中 Al Al 的键长。（ 3）Al13三角二十面体中有多少个四面体空隙？假设
14、为正四面体空隙，如果在其中搀杂其他原子，请通过计算估计可搀杂原子的半径最大为多少？第 8 题 (10分) 铁系金属常用来做CO 加氢反应（ Fischer-Tropsch 反应）的催化剂，已知某种催化剂在1000 K 可用来催化反应： CO(g) 3H2(g)CH4(g) H2O(g)，在总压1 atm，CO 和 H2投料比为13 时，平衡时CO物质的量分数为19.3%。（ 1）求该温度下的平衡常数及CO 的转化率。4 （ 2）如果用纳米Co 为催化剂，可以降低反应温度，在500 K 时，反应的平衡常数为1.981010。该反应为吸热反应还是放热反应？（ 3）用纳米Co 为催化剂，可能会发生副
15、反应：Co(s)H2O(g)CoO(s)H2(g)，500 K 时该反应的平衡常数为6.810-3，主反应达到平衡时，副反应是否一定会发生？请简述理由。（ 4）计算在总压和投料比不变的情况下，足量Co 催化平衡时，CO 的分压为多少？（ 5）当粒子半径很小时，往往有很强的表面能，因此纳米Co 颗粒表面有更强的活性，实际使用时在纳米 Co 颗粒周围形成球形的CoO 覆盖层，此纳米颗粒既包含反应物（Co） ，又包含生成物（CoO） 。这样做的目的是什么？第 9 题 (10分) 化合物A 含有一个五元环，分子式为C7H12。 A 用臭氧处理后，经Zn/H2O 还原得到二元醛B，分子式为 C7H12O
16、2。化合物A 在 0下用碱性高锰酸钾溶液处理生成邻二醇C（C7H14O2） ；后者是非手性分子，容易在吡啶存在下与光气反应生成一种双环化合物D（C8H12O3） 。C 用热的高锰酸钾水溶液处理生成二元酸 E（C7H12O4） 。E 经氯化得到互为异构体的F、G 和 H，它们均是化学式为C7H11Cl 的一氯代化合物。F是非手性的，而G 和 H 是对映体。用某种过氧酸处理A，再经酸性水解，得到I 和 J（都是 C7H14O2） ，它们是对映体。化合物I 和 J 是化合物C 的非对映异构体。请给出化合物AJ 的立体结构。第 10 题 (10分 ) 逆合成分析法是进行有机合成设计时常用的一种方法，其做法是从目标分子出发，通过“倒推”的方法找出合成中所需的中间体和原料，从而为进一步的合成设计提供参考。药物学家们根据如下逆合成分析结果设计合成了许多具有化合物A 结构的化合物供作药物筛选，以期找出具有潜在药用价值的分
