高中化學競賽初賽模擬試卷2

1、2008 年高中化學競賽初賽模擬試卷（ 2 ）第 一 題（5 分）據(jù)悉，多哈亞運會上發(fā)令槍所用“火藥”的主要成分是氯酸鉀和紅磷，撞擊時發(fā)生化學反應。1 寫出該反應方程式；2 為什么該反應可用于發(fā)令槍；3 “火藥”中的紅磷能否用白磷代替？為什么。第 二 題（ 11 分）1 金屬鈉不僅跟氧氣、水等無機物反應，還能跟酒精、醋酸等有機物反應。要研究金屬鈉跟酒精反應的性質(zhì)以及它與水反應的異同點。 該研究方法中使用了哪3 種科學方法。2 我國青海湖地區(qū)素有“夏天曬鹽，冬天撈堿”之說。請用科學原理進行解釋。3中秋佳節(jié)，雪月餅倍受青睞，為防止冰激凌融化，在攜帶的過程用干冰作制冷劑， 某市民回家后將干冰放在密封

2、的塑料瓶中，并保存在冰箱里。請評價該市民的做法4 在含氧酸中有一種稱為原某酸的，一般不穩(wěn)定，易脫水；它與對應的含氧酸的區(qū)別在于H、。原子數(shù)目的不同。例如：硅酸的化學式H2SQ3,原硅酸的化學式為H4SiO4；據(jù)此推知原甲酸乙酯的結構簡式。5 .工業(yè)上以CuO和H2SO4為原料制備 CuSO4 5H2。晶體。為確保制備過程中既不補 充水，也無多余的水分。試確定所用硫酸溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。第 三 題（ 7 分）某些含硫氮環(huán)的游離酸可通過下列串連反應制得：氯磺酰通過氨解反應得到A;將A加熱得B, B是一種硫酰胺的離子態(tài)物質(zhì)； B與某些重金屬鹽，例如銀鹽在鹽酸溶 液中反應便得含硫氮環(huán)的游離酸（代號C）

3、;將上反應中的 HCl用CH3I替代，則可制得含硫氮環(huán)的有機衍生物（代號D ） 。1 .請完成的化學反應方程式；2 并寫出C 與 D 的化學結構式。其陰離子中含氮量為第四題（7分）在液態(tài)SO2中用疊氮酸葩與氧氣反應定量生成葩的離子化合物。74.47%。1 .試畫出該離子化合物中陰離子的結構式；2 .說明每個原子的雜化類型和化學鍵型。第五題（14分）鈦酸鋰是電子工業(yè)的重要原料，與BaTO3相比，具有電損耗低，色散頻率高，對溫度、機械應變、直流偏場具有優(yōu)良穩(wěn)定性。因此可用于制備自動調(diào)節(jié)加熱元件、消磁元器件、 陶瓷電容器、陶瓷敏感元件等。制備高純、超細、均勻SrTiO3的方法研究日益受到重視。我國研

4、究者以偏鈦酸為原料常壓水熱法合成納米鈦酸銀，粒子呈球形，粒徑分布較均勻， 平均22nm。已知SrTiO3立方晶胞參數(shù)a=390.5pm。1 .寫出水熱法合成納米鈦酸鋰的反應方程式；2 . SrTiO3晶體的結構可看作由 Sr2+和。2一在一起進行（面心）立方最密堆積（ ccp）, 它們的排列有序，沒有相互代換的現(xiàn)象（即沒有平均原子或統(tǒng)計原子），它們構成兩種八面體空隙，一種由 O2一構成，另一種由Sr2+和O2起構成，Ti4+只填充在O構成的八面 體空隙中。（1）畫出該SrTiO3的一個晶胞（Ti4+用小0球，。2一用大。球，$產(chǎn)用大球）（2）容納Ti的空隙占據(jù)所有八面體空隙的幾分之幾？（3）解

5、釋為什么 Ti-傾向占據(jù)這種類型的八面體空隙，而不是占據(jù)其他類型的八面 體空隙？（4）通過計算說明和 O2一進行立方密堆積的是 Sr2+而不是Ti的理由（已知O2一半徑 為 140pm）3 .計算22nm （直徑）粒子的質(zhì)量，并估算組成原子個數(shù)。第六題（8分）Apollo號宇宙飛船在執(zhí)行空間任務時，火箭中的液體N2O4貯存于含鐵的容器中，結果腐蝕物中含有 Fe（NO3）3 - N2O4,該物質(zhì)實際上是 NOFe（NO 3）4,經(jīng)X射線晶體結構表 示實際為N4O6Fe（NO 3）42。請回答：1 .寫出合成NOFe（NO3）4的反應方程式；2 .如果N4O62+是平面型的離子，存在 3重對稱軸（

6、旋轉 120重合），但不存在對 稱面。試畫出其可能離子結構示意圖。3 .如果N4O62+是非平面型的離子，不存在 3重和2重對稱軸，但存在對稱面。試畫 出其可能離子結構示意圖。第七題（10分）某金屬單質(zhì)X可以與煌Y形成一種新型單核配合物 Z。Y是非平面型環(huán)狀，核磁共振 顯示只有2中類型的H原子；配合物Z中碳元素的質(zhì)量分數(shù)為 69.87%,氫元素的質(zhì)量分 數(shù)為8.77%。1 .通過計算確定 X的元素符號及外層電子排布；2 .寫出Y的結構簡式并命名；3 .試寫出Z化學式和可能的立體結構。第八題（7分）用控制電位庫侖分析法測定CC14和CHC%的含量。在1.0V （vs. SCE）電位下，在汞陰極上

7、，在甲醇溶液中把四氯化碳還原成氯仿；在 1.80V,氯仿可還原成甲烷?，F(xiàn)將0.750g含CCI4、CHCl 3及惰性雜質(zhì)的試樣溶解在甲醇中，在一 1.0V下電解，直 至電流趨近于零，從庫侖計上測得的電量數(shù)為11.63C。然后在1.80V繼續(xù)電解，完成電解需要的電量為44.24C。1 .寫出在汞陰極上 2次發(fā)生的電極反應（溶?中有自由移動的H+）2 .試計算試樣中 CCl 4和CHCl 3的質(zhì)量分數(shù)。第九題（10分）有機酸D可通過如下合成線路合成:*力（途徑）?NCCH.CtXXTjHi NHaCH，COCH3r -C有人提出不經(jīng)過B、C,直接由下面的步驟合成D：H;1e 丁 DHiO.OH-（

8、途徑）稱取0215g D溶于水，以0.1mol/L NaOH中和，當加入25mL時反應完全，且 D中含 2個甲基，1個季碳原子。1 .寫出AE的結構簡式。2 .對比以上方法，哪個更好，為什么？第十題（10分）BTC是一種穩(wěn)定的白色結晶體，熔點為7882C,沸點為203206C。1mol BTC可在一定條件下分解產(chǎn)生 3mol光氣，所以又被稱為“三光氣”。工業(yè)上可以利用碳酸二甲酯 的氯代反應制備 BTC。BTC的反應活性與光氣類似，可以和醇、醛、胺、酰胺、竣酸、 酚、羥胺等多種化合物反應，因此低毒性的BTC在化學反應中完全可替代劇毒（被禁用）的光氣合成相關的化工產(chǎn)品。1 . BTC分子中所有氯原

9、子都等價，試寫出結構簡式2 .除毒性外，BTC比光氣還有什么優(yōu)點？3 .某研究者設計了以光氣和苯甲酰氯、鹽酸叔丁基腫等為主要原料合成了N1-叔丁基苯甲酰腫（D）：BTC_”T A _暨型7吧 T B _號吧T C匹/里：CT D （產(chǎn)物）+ E （酯） 寫出AE各物質(zhì)的結構簡式。第十一題（11分）化合物X是制備Fe（OH）2過程（FeSO4+NaOH）中出現(xiàn)的綠色物質(zhì)。取 6.43g X ,溶 于酸，配成 200mL溶液：取出 20.00mL,用0.0400mol/L的KMnO4溶液滴定，消耗 20.00mL;取出 20.00mL,加入 KI溶液，再用 0.100mol/L的Na2s2O3溶液

10、滴定，消耗 20.00mL。1 .計算X中不同價態(tài)Fe的比例關系，并寫出相應反應方程式；2 .通過計算和討論確定該物質(zhì)的化學式3 .寫出制備X的總反應離子方程式。參考答案第一題（5分）1 . 5KC1O 3+6P=3P205+5KCl （1.5 分）1分）；所得產(chǎn)物P2O5、KCl為白色固2 .強氧化劑和還原劑反應，反應劇烈，有暴鳴聲（ 體，會產(chǎn)生白煙（1分）。3 .不能（0.5分） 白磷易自燃，引發(fā)爆炸。第二題（9分）1 .實驗法、觀察法、比較法（2分）2 .夏天由于蒸發(fā)溶劑，會有大量的氯化鈉和一些碳酸鈉析出（析出的氯化鈉明顯比碳 酸鈉多）；冬天是運用了冷卻熱飽和溶液的原理了，碳酸鈉溶解度受

11、溫度影響較大，而氯化 鈉受溫度影響不大，析出的物質(zhì)大部分是碳酸鈉。（各1.5分）3 .干冰易升華，放在密封的瓶中因體積澎漲，會引發(fā)冰箱爆炸。（2分）4 . HC（OC 2H5）3 （2 分）5 . 57.6% （2 分）第三題（7分）1 . SO2C12 + 4NH3-SO2（NH2”+2NH4Cl （1.5 分） 3SO2（NH 2）2=3NH 4+ + （SO2N）33 （1.5 分）（SO2N）33 +3Ag+3HCl - 3AgCl +H3（S02N）3 （1 分） （SO2N）33 + 3Ag + + 3CH 3I3AgI + SOzN（CH 3）3 （1 分）o 凸o oX /、/

12、11sH H.C S CHa Z X /、/N N o。O2 . C：1/ D：? （各 1 分）ZS、（） N （）門 NHCH3第四題（7分）1 . T企（4分）2 .環(huán)中的N原子和C原子分別采取 sp 1/4 （1 分） （3）容納Ti4+的八面體空隙處于晶胞的中心，是由6個最鄰近的雜化，端連的 C、N原子分別采取sp雜化。鍵型 有各原子之間的b鍵和一個n鍵、一個71 8 （或者一個71 6和二個冗鍵）（3分）第五題（14分）1. H2TiO3+SrCl2+ 2KOH =SrTi03+2H2O + 2KCl （2 分）第9頁（共7頁）O2氧負離子所構成。其他的八面體中心均位于晶胞邊棱的中

13、心，雖然最鄰近的微粒數(shù)也是6,但其中只有4個是02一，另外兩個是 Sr2+O兩個正離子Sr”和Ti第八題（7分）+彼此靠近，從靜電學角度 分析是不利的。（2分）（4） Sr2+半徑為（390.5 X &140 X 2）/2 = 136pm ；Ti4+半徑為（390.5 - 140x 2）/2 = 55pm （各 1 分）Sr2+半徑與02一半徑相近，而Ti4+半徑小得多，適合填充在八面體空隙中（1.5分）4. p =M/NAa Ni（C 8H12）2 （ 1 分）; g后 （1 分）;=5.12g/cm3 （1 分） V =n d3/6= 5.57X 10 18cm3 （ 0.5 分）m= p

14、 V=2.85X 10 17g （1 分） N = 5X V/a3=4.68X 101. 2CC14+ 2H+2e + 2Hg （l） = 2CHC13+Hg2Ci2 （s） 2CHCl3+6H +6e +6Hg （l） = 2CH4+3Hg2cI2 （s）（各 1.5 分） 2. CCl4： 2.48% CHCl3: 2.44% （各 2 分） 個（1 分）第六題（8分）1. Fe+4N?O4= NOFe（NO 3）4 + 3NO T （2 分）Ni（1 分）3d84s2 （1 分）C8H12 （1 分）結構簡式:（1分）順1, 4環(huán)辛二烯（1分）第七題（10分）1 . C： H = 2 ：

15、 3，設丫的最簡式為 C4H6 （1分）設 Z 的組成為 X（C 4H6）n, X 的原子量為 54.1nX 21.36/78.64% = 14.7n （1 分）n = 4時，存在合理的金屬 X :2. Y是非平面型環(huán)狀，化學式應為二仁3（1分）NCCHCOOEI1. A： HCjClhB：NCCIWOEl2.對比可知，途徑方法好，因為A無形成六元環(huán)，再以 CH 2形成橋環(huán)，雖然存在環(huán)張力，但是因為分子內(nèi)a - H位置接近，分子內(nèi)成橋環(huán)幾率大，轉化率較大，而途徑的情況中直接由鏈狀分子 A合成E時，因為單鍵可以旋轉， 分子內(nèi)aH位置關系不定， 成環(huán)幾率小，多分子A通過CH?成鏈幾率較小，轉化率較

16、低，所以是途徑的方法。（2分）C3CI分3CIC2. BTC常溫下為極穩(wěn)定的固體物質(zhì)，便于貯運，使用安全，無污染（1.5分）3. A： C1COOCH2 （1.5 分） B： MesCNHNHCOOCH 2（1 分）C: C-CON（CMe 3）NHCOOCH 廠。 （1.5 分）D： C-CON（CMe 3）NH 2 （1.5 分） E： HCOOCH 2-仁 （1 分）第十一題（11分）1. 5Fe2 + MnO4 +8H + = 5Fe3+ + Mn2+4H2O （1 分）6.43g X 中 n（Fe2+）= 10x 5x 0.04 X 0.02= 0.04mol （1 分）2Fe3 +3I =2Fe2 +l3I2+2S2O32 =$4。62 +2I （各 0.5 分）一 . 一3十一_6.43g X 中 n（Fe ）= 10x 1 x 0.1 x 0.0