全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽(初賽)試題與答案

1、全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽試題一完成并配平下列反應(yīng)方程式：1 CaH2 與 Na2CO3 溶液的反應(yīng)。2用 Fe2 (SO4)3 水溶液溶解煤中的FeS2（注：用過的溶液可經(jīng)簡(jiǎn)單化學(xué)方法處理后轉(zhuǎn)化為 Fe2(SO4)3 供往復(fù)循環(huán)使用） 。3固態(tài) KMnO 4在 200加熱，失重 10.8。固態(tài) KMnO 4在 240加熱，失重 15.3%。（已知：相對(duì)原子質(zhì)量：O 16.0； K 39.0 ； Mn 54.9 ）4 1950 年， Brown 等人合成了 NaBH 4，由此開拓了一個(gè)新的合成化學(xué)領(lǐng)域在眾多的反應(yīng)中， NaBH 4 與氯化鎳在水溶液里的反應(yīng)十分令人矚目。這個(gè)反應(yīng)的主要產(chǎn)物是 Ni 2 B是一

2、種神奇的有機(jī)反應(yīng)催化劑，例如，它可以使硝基苯還原成苯胺，使睛轉(zhuǎn)化為伯胺，等等。已知 NaBH 4 與氯化鎳的反應(yīng)摩爾比是 2:l，反應(yīng)使所有的鎳轉(zhuǎn)化為 Ni 2B，硼的另一產(chǎn)物則是 H3BO3 ，反應(yīng)還放出氫氣， 余留在溶液里的還有氯化鈉。 試寫出配平的化學(xué)方程式?！緟⒖即鸢浮? CaH2 Na2CO3 十 2H2OCaCO3 2NaOH 2H2（ 2 分）2 7Fe2(SO4)3 FeS2 8H 2O 15FeSO4 十 8H2SO4（ 2 分）3 2KMnO 4 K 2MnO 4 MnO 2O2 或 2KMnO 4 K 2Mn 2O6 O2 （ 2 分）2KMnO 4 K 2Mn 2O5

3、3/2O2（ 2 分）4 8NaBH 4 十 4NiCl 2 18H2O 2Ni 2B 6H3BO3 25H2 8NaCl （ 2 公）二食用含碘食鹽可滿足人體對(duì)碘的攝取。有人偶爾把兩種不同廠家生產(chǎn)的含碘食鹽混合，發(fā)現(xiàn)混合物放出紫色蒸氣。這兩種含碘食鹽里的碘的形態(tài)分別可能是什么？一種是：另一種是：這兩種含碘食鹽可以在空氣中曝露而加以區(qū)分。這是依據(jù)什么原理？【參考答案】一種是：碘化物（2 分）另一種是：碘酸鹽（3 分）碘化物在空氣里久置，特別是在陽(yáng)光的作用下會(huì)被空氣氧化而呈現(xiàn)碘的顏色。方程式可寫成： 4I O2 2H2O 2I2 4OH （ 5 分）三11200時(shí)， Si 還原 MgO 為 Mg

4、（沸點(diǎn) 1105）。煅燒白云石 （MgCO 3CaCO3）得 MgO CaO。以MgO CaO 為原料和Si 在1200時(shí)反應(yīng)比起以MgO為原料較容易獲得 Mg 。為什么？2 MgO CaO 的另一工業(yè)用途是用來富集海水里的鎂。將海水通過裝有MgO CaO的過濾槽，鎂就會(huì)被截留下來。你能寫出這個(gè)過程的離子方程式嗎？海水里的什么陰離子對(duì)這個(gè)反應(yīng)向右進(jìn)行有利？【參考答案】1 2CaO MgO Si 2Mg 十 Ca2SiO 4或 2MgO Si 2Mg 十 SiO2 CaO SiO 2 Ca2SiO 3原料中的氧化鈣與二氧化硅反應(yīng)生成鹽，使還原反應(yīng)變得容易。（5 分）2 CaOMgO MG 2 2

5、H 2O 2Mg(OH) 2 十 Ca22 （ 2 分）硫酸根離子對(duì)這個(gè)反應(yīng)向右進(jìn)行有利。（3 分）四據(jù)報(bào)道：某石油化工廠用三乙醇胺的水溶液代替氫氧化鈉水溶液洗滌石油裂解氣除去其中的二氧化碳和硫化氫，年增產(chǎn)值100 萬元。1三乙醇胺可以看作是氨的衍生物：用乙醇基（CH2CH2OH）代替氨分子里的氫。三乙醇胺的堿性比氨弱，但沸點(diǎn)卻高得多：試用你學(xué)過的分子結(jié)構(gòu)原理來解釋：特性？堿性問題：沸點(diǎn)問題：200。為什么三乙醇胺的堿性和沸點(diǎn)相對(duì)于氨有這樣的2怎樣理解上述報(bào)道；為什么三乙醇胺能夠代替氫氧化鈉以及為什么這種改革可以增加年產(chǎn)值？能代替的原因：可以增加年產(chǎn)值的原因：【參考答案】1堿性問題：乙醇基置換

6、氫離子降低了鍵的極性，從而降低了氮原子上的孤對(duì)電子的堿性。（2 分）沸點(diǎn)問題；三乙醇胺分子間有更強(qiáng)的氫鍵和范德華力。（4 分）2能代替的原因：N(CH 2CH 2OH) 3 H2 S HN(CH 2CH 2OH) 3HS 2N(CH 2CH2OH) 3 H2 S HN(CH 2CH2OH) 32S N(CH 2CH 2OH) 3 H2 CO3HN(CH 2CH 2OH) 3HCO 3 2N(CH 2CH2OH) 3 H2CO 3 HN(CH 2CH 2OH) 3 2CO3可以增加年產(chǎn)值的原因：上列反應(yīng)生成的鹽在加熱時(shí)分解放出硫化氫和二氧化碳，三乙醇胺被回收循環(huán)使用（ 4 分）五測(cè)定污水的生物需

7、氧量（BOD ）的步驟是；取一定體積的污水與體積一定且含氧量一定的 NaCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液混合在20下密閉保存5 天后測(cè)定混合體系消耗掉的O2 量，即一定體積中的BOD 。已知 20常壓下O2 在純水中的溶解度為0.0092g/L ；魚在含氧量0.004g/L 的水中不能生存。經(jīng)測(cè)定，某污水中含0.0010的有機(jī)物（以C6H 10O5 表示，摩爾質(zhì)量162g/L ），問魚類在這種水里能否生存，試通過計(jì)算來回答?！緟⒖即鸢浮? 升水中有機(jī)物的含量為： 0.0010% 1030.010g （2 分）C6H 10O5 6O2 6CO2 5H2O （ 2 分）1621920.010xx 0.012g/L（

8、 2 分）0.012g/L 0.0092g/L ，魚類不能生存（2 分）六有人利用中學(xué)實(shí)驗(yàn)室里的常見試劑做了一個(gè)小魔術(shù)：銅幣變“銀幣” ，“銀幣”變“金幣”。魔術(shù)手法如下：取某銀白色金屬 A 的粉末，投入氫氧化鈉溶液，加熱，發(fā)生反應(yīng)（）： A 溶于氫氧化鈉得到無色透明的溶液甲，同時(shí)放出氫氣；把銅幣投入熱的溶液甲，片刻，發(fā)生反應(yīng)（）：銅幣變成“銀幣” ；把“銀幣”從溶液甲中取出，用蒸餾水沖洗干凈，并用細(xì)軟的紙擦干，發(fā)給觀眾悅目；從觀眾手里取回“銀幣”，用坩堝夾夾住，在酒精燈火焰上加熱，發(fā)生反應(yīng)（）：“銀幣” 變成了與金的色澤幾乎完全一樣的“金幣”。1寫出反應(yīng)（ I ）的配平的化學(xué)方程式。用A 代

9、替金屬的元素符號(hào)。A 在空氣中能長(zhǎng)期保存，反應(yīng)（I）使 A 原子失去2 個(gè)電子。2設(shè)銅幣含銅100%，寫出反應(yīng)（） 。仍用 A 代替金屬A 的元素符號(hào)。3反應(yīng)（）實(shí)質(zhì)是反應(yīng)（）生成的“銀”附著在銅幣表面約20 個(gè)原子厚度，在加熱時(shí)“銀”和銅變成了合金。問“銀”是什么？結(jié)出它的化學(xué)符號(hào)。給出它的通用名稱?！敖稹庇质鞘裁矗?以上反應(yīng)（I）、（）可否用金屬活動(dòng)順序來解釋？為什么？【參考答案】1 A 2OH AO 2 2 H2（ 2 分）（不寫向上箭頭不扣分；AO 22 寫成 A(OH) 42 得分相同；不寫離子方程式不給分）2 AO 22 Cu CuO 22 A （ 2 分）（不寫向下箭頭不扣分；

10、AO 22 和 CuO22 寫成 A(OH) 42 和 Cu(OH) 42 得分相同；不寫離子方程式不給分）3“銀”是Zn（鋅）（ 2 分）“金”是黃銅（或銅鋅合金）。（2 分）4金屬活動(dòng)順序是指在水溶液里發(fā)生的如下模式反應(yīng)：nM 1 mM 2n （ aq） mM 2 nM 1m （ aq）式中的金屬離子均是水合陽(yáng)離子，否則不能用金屬活動(dòng)順序來解釋，故不能用金屬活動(dòng)順序來解釋反應(yīng)（） （）盡管反應(yīng)（）與金屬活動(dòng)順序不矛盾） 。（用電極電勢(shì)來解釋得分相同） （ 2 分）七在有機(jī)溶劑里令n 摩爾五氯化磷與n 摩爾氯化銨定量地發(fā)生完全反應(yīng)，釋放出 4n摩爾的氯化氫，同時(shí)得到一種白色的晶體A 。A 的

11、熔點(diǎn)為113，在減壓下，50即可升華，在 1Pa 下測(cè)得的A 的蒸汽密度若換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下則為15.5g/L 。1通過計(jì)算給出A 的分子式。2分子結(jié)構(gòu)測(cè)定實(shí)驗(yàn)的結(jié)論表明，同種元素的原子在A 分子所處的環(huán)境毫無區(qū)別，試畫出 A 的分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 （即用單鍵一和雙鍵等把分子里的原子連接起來的路易斯結(jié)構(gòu)式）?！緟⒖即鸢浮浚?1）PCl 5 NH 4Cl PNCl 2 4HClM(PNCl 2) 31 十 14 35.5 211615.522.4 347.2347.2 116 2.993答： A 的分子式為P3N3Cl 6（ 5 分）（2）（5 分）八化合物A 是蛋白質(zhì)經(jīng)酸性水解得到的產(chǎn)物之一，是一種白

12、色的晶體。它的水溶液能夠?qū)щ?，而且，在不同的pH 值下，有時(shí)向陽(yáng)極移動(dòng)，有時(shí)向陰極移動(dòng)。A 沒有光學(xué)活性。加熱 A ，得到一種相對(duì)分子質(zhì)量為114 的固體 B 。B 很容易經(jīng)簡(jiǎn)單的化學(xué)處理變回A 。1寫出 A 的結(jié)構(gòu)式。2寫出 B 的結(jié)構(gòu)式。3寫出 A 和 B 相互轉(zhuǎn)化的反應(yīng)式?！緟⒖即鸢浮? NH 2CH2 COOH （ 2 分）2（4 分）3 2NH 2CH 2 COOH2H2O（ 4 分）九據(jù)報(bào)道，最近有人第一次人工會(huì)成了一種有抗癌活性的化合物物質(zhì)是曾從真菌里分離出來的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下：Depudecin ，這種1試寫出這種化合物的分子式。2這個(gè)分子的結(jié)構(gòu)里有幾個(gè)不對(duì)稱碳原子？請(qǐng)?jiān)谏厦娼o

13、出的結(jié)構(gòu)式里用*把它們標(biāo)記出來。3如果每一個(gè)不對(duì)稱碳原子都可以出現(xiàn)兩個(gè)光學(xué)異構(gòu)體的話，這種抗癌分子將會(huì)有多少種不同的光學(xué)異構(gòu)體？【參考答案】1 C11H 16O4（ 4 分）2（2 分）632 64（3 分）十。 Grianard 試劑是一種常用的有機(jī)合成試劑，通?？捎名u代烴來制備，例如：CH3I Mg CH 3MgIGrignard 試劑可以與許多有機(jī)物反應(yīng)，例如，它和羰基（ O）發(fā)生加成反應(yīng)。反應(yīng)中，它的組成中的烴基加到羰基的碳原子上而鹵鎂基的鎂原子加到氧原子上，反應(yīng)產(chǎn)物再經(jīng)水解，氧原子上的鹵鎂基就會(huì)被水中的羥基取代而生成醇。甲醇經(jīng)多步反應(yīng)，其中包括 Grigflgnd 試劑的反應(yīng)， 就可以得到敘丁醇 (CH 3) 3COH ，全部反應(yīng)過程， 除甲醇及其反應(yīng)產(chǎn)物外不需要添加任何其他有機(jī)試劑（使用的有機(jī)溶劑不計(jì)）。試接反應(yīng)步驟逐步寫出由甲醇合成叔丁醇的所有反應(yīng)式（反應(yīng)箭頭左右