2009年第六届我爱奥赛网我爱奥赛杯化学网络联赛试题

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1、第页 共 八 页1我爱奥赛网我爱奥赛网 20092009 年第六届年第六届“我爱奥赛杯我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题高中化学竞赛试题（20092009 年年 6 6 月月 2828 日日 9 9：0000 - - 1212：0000 共计共计 3 3 小时）小时） 竞赛时间竞赛时间竞赛时间竞赛时间3 3 3 3 小时。小时。小时。小时。 请将答案写在指定的位置。请将答案写在指定的位置。请将答案写在指定的位置。请将答案写在指定的位置。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 本试卷由我爱奥赛网

2、（本试卷由我爱奥赛网（本试卷由我爱奥赛网（本试卷由我爱奥赛网（）化学奥赛工作室命制，试题及答案交流网）化学奥赛工作室命制，试题及答案交流网）化学奥赛工作室命制，试题及答案交流网）化学奥赛工作室命制，试题及答案交流网址址址址 奥赛家园奥赛家园奥赛家园奥赛家园 ，请多提宝贵意见！，请多提宝贵意见！，请多提宝贵意见！，请多提宝贵意见！1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrS

3、rBaRaYLa Lu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8

4、209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRnRfDbSgBhHsMt第第 1 1 1 1 题（本题共题（本题共 6 6 6 6 分）分） 历史上许多科学家在十分年轻的时候就取得 了伟大的发现，1932 年美国加州理工学院的科学家安德森向世界宣 告了正电子的发现，时年 27 岁，1936 年，安德森因发现正电子而获 得了该年度的诺贝尔物理奖。所谓正电子(+)，是基本粒子的一种， 带正电荷，质量和电子相等，是电子的反粒子。正电子虽然比较稳定, 但一碰到电子就会很快湮灭而转变为

5、光子，所以不容易观测到。 1-1正负电子发生湮灭时释放的能量为_J,若湮灭时放出 一对频率相同的光子,则光子的频率约为_（正负电子质量 均为 9.110-31千克，电量大小为 1.610-19库仑，普朗克常数 h6.63 1034Js，光速 c=3.0108ms-1，光子质量忽略不计） 1-214C 衰变时释放出射线，10C 衰变时释放出+射线(即正电子流)，写出两个核反应的 方程式_，_ 1-314C 可用于考古断代，但一般只能分析 500-50000 年之间的有机样品，分析原因(14C 半 衰期为 5730 年)题号题号题号题号1 1 1 12 2 2 23 3 3 34 4 4 45 5

6、 5 56 6 6 67 7 7 78 8 8 89 9 9 910101010 11111111 1 1 1 12 2 2 2 总分总分总分总分 满分满分满分满分6 6 6 6 10101010 9 9 9 98 8 8 87 7 7 78 8 8 84 4 4 4 10101010 11111111 10101010 9 9 9 98 8 8 8 100100100100 得分得分得分得分评卷人评卷人评卷人评卷人学校班级考场考号姓名装订线第页 共 八 页2第第 2 2 2 2 题题 （本题共（本题共 10101010 分）分）人类从没有停止过向自然界中索取能量的探索。HiNC 是一类富含

7、能量的物质的简称，是指以含碳和氮的杂环为主要骨架（结构单元），有较高氮含量的有机 化合物。HiNC 的结构基元有四嗪环，四唑环等。四嗪环分子式为 C2H2N4，可视为苯环上的 四个-CH-基团被 N 取代。四唑环，氮含量 80.10 %，碳氢含量分别为 17.12 %和 2.78 %，是 目前能够稳定存在的含氮量最高的一种结构单元。 2-1四嗪环与其它含氮量相近的物质相比有较好的稳定性，请分析其原因2-2四嗪环较难发生亲电取代反应，较易发生亲核取代反应，请分析其原因2-3肼与某四嗪环反应得到一含氮量为 78.87%的化合物，15N 核磁共振分析显示该化合物 只有三种化学环境的氮原子，请给出该化

8、合物的结构2-4画出四唑环可能的结构式，这些结构中最不稳定的是哪一种？并分析原因第第 3 3 3 3 题题（本题共（本题共 9 9 9 9 分）分）H3BO3为白色片状晶体，在一定条件下可以发生下列转化（某些生成物已略去）：M 是一种良好的固体酸催化剂，在乙醚溶剂中，可以催化环氧丙烷与 NH4SCN 反应得到物 质 A 和 B，A，B 互为同分异构体。 3-1给出 X，Y，M，A，B 的结构简式3-2写出 Y 合成 Z 的化学方程式3-3写出 H3BO3与 100%的 H2SO4反应的方程式33134 33250()(1)()molCH OHmolCH OHmolNaH CXH BOmolYZ

9、 六元环状结构重要还原剂24326(100%)3 33,6(1)molH SOmolClSO H NmolH BOmolMN +室温离子第页 共 八 页3第第 4 4 4 4 题（本题共题（本题共 8 8 8 8 分）分） 20 世纪 60 年代，化学家发现了一类比 100%的硫酸还要强的酸，称 为超酸(Magic Acid)。超酸大多有强路易斯酸和强质子酸混合而成。如 HF+SbF5混合体系， 超酸的重要用途可向烷烃供给质子，使其质子化。如下图所示(CH3)2O 与 CH3SO3CF3在-20反应得到一含有阳离子 A的盐，A 具有三重轴，用 HF+SbF5 处理 A 得到一个二价阳离子 B。

10、 4-1画出 A 的结构，给出 A 的一个等电子体4-2画出 B 可能的结构4-3为研究 B 的结构，用 DF 代替 HF 进行实验，未发现有 H-D 交换，请确定 B的结构， 并说明理由第第 5 5 5 5 题（本题共题（本题共 7 7 7 7 分）分） 硝化反应是化学工业上最 重要的反应之一，通过硝化反应可以得到许多重要 的有机化工中间体和产品。 N2O5是一种富有潜力 的绿色硝化剂，生产 N2O5的方法有许多种，电解 法就是其中之一，可用如下图所示方法生产，电解 池中阳极为N2O4和无水硝酸的混合液， 阴极为90% 以上的浓硝酸，该方法的优点之一是 N2O4可以循 环利用。 5-1写出电

11、解法生产 N2O5的电极反应方程式5-2N2O5相对于混酸（浓 HNO3+浓 H2SO4）硝化剂有何优点？5-3N2O5常储存于氯仿或 CH2Cl2中，为除去其中少量的 HNO3，可加 NaF 生成两种钠盐沉 淀，试写出反应方程式。第页 共 八 页4第第 6 6 6 6 题题 （本题共（本题共 8 8 8 8 分）分）某大学的一学生欲制得配合物 X，方 法如下：将计量比的一水合醋酸铜与甘氨酸（NH2CH2COOH） 在研钵中混匀研磨 30min，放置 1 天后，固相产物用无水乙醇 洗 2 遍，自然干燥到恒重后，取少量样品进行元素分析实验， 发现 C、H、N 元素的含量分别为 20.88%、4.

12、36%、12.25%， 而在 X 中 C、H、N 的含量为 22.70%、3.81%、13.23%，他推 测所得到的产物并非 X，而可能是 Y，于是对产物进行了热重 分析实验，所得 TG 曲线如下图所示，第一次失重为 7.84%， 最后剩余固体质量为 34.6%，实验的结果证明了他的推测 6-1请给出 X、Y 的结构简式6-2为什么说热重分析结果证明了该学生的推测？通过计算说明6-3对产物加热所得的固体产物是什么？通过计算说明第第7 7 7 7题题 （本题共（本题共4 4 4 4分）分）电镀、制革及铬盐工业每年均产生大量的含铬废水，其中铬离子主要 以Cr（） 的形态存在，由于Cr（）的毒性，含

13、铬废水需要进行处理后才能排放。溶剂 萃取法是分离Cr (VI) 的有效手段之一。 磷酸三丁酯( TBP)是最早工业化应用的萃取剂之一， 主要应用于核化学工业中对放射性元素(如铀、钚等)的分离。北京化工大学的一研究小组 研究了TBP萃取法处理含铬废水。 分配系数定义为KD= Cr（）(有机相)/ Cr（）（水相），有机相为萃取剂(TBP的煤油溶液) 7-1 用等体积的废水与萃取剂进行实验， 发现TBP浓度的升高, 萃取效率显著增大，从40 %迅速增加到98 %，则KD增大了_倍 7-2反应机理可能为： Cr2O72-+TBP Cr2O72-TBP (1) 2H+ Cr2O72-+TBP H2Cr

14、2O7TBP (2) 实验测得C(H+)与萃取效率（E）的关系如右图所示，则合理的 机理应为_(填(1)或(2) 7-3研究显示，加入盐析剂 NaCl（s）能够提高 Cr（）萃取效率，原因是_ A由于含有与被萃物相同的离子，因此盐析剂的加入使得该离子浓度上升，以改善平衡, 此即同离子效应 B由盐析剂的水合作用，使部分水成为它们的水合水，降低了自由水的浓度，提高了被萃 金属的活度,故萃取效果改善 C二者皆有 7-4磷酸三丁酯的结构简式为_（丁基用-C4H9表示）第页 共 八 页5第第 8 8 8 8 题题 （本题共（本题共 10101010 分）分）钯是一种重要的铂系元素，1803 年英国化学家

15、沃拉斯顿从粗铂中 首次分离出来。他称它为 palladium（钯） ，元素符号定为 Pd。这一词来自 1802 发现的小行 星 Pallas，源自希腊神话中司智慧的女神巴拉斯 Pallas。金属 Pd 为立方面心密堆积，a=389.0 pm，钯具有其良好的吸附氢气的性能，常温下 1 体积的 Pd 能吸收 700 体积的 H2（折算为 标准状况） ，因此钯广泛地用作气体反应，特别是氢化或脱氢催化剂。钯的化合物主要有： 二氯化钯（PdCl2） 、四氯钯酸钠（Na2PdCl4）和二氯四氨合钯。 8-1求 Pd 原子之间的最短距离，计算 Pd 的密度8-2计算 1 cm3的 Pd 中含有多少个空隙(包括四面体空隙和八面体空隙)8-3常温下 Pd 吸氢完全后，求氢原子所占空隙的百分数8-4钯催化剂在催化氢化反应时，如气体中含有超过限量的 CO、H2S 时，会造成催化剂 中毒，分析其原因8-5PdCl2有，两种结构，二种结构中 Pd 原子均具