2008高中化學(xué)競賽初賽模擬試卷2

1、第一題（5分）據(jù)悉，多哈亞運(yùn)會(huì)上發(fā)令槍所用“火藥”的主要成分是氯酸鉀和紅磷，撞擊時(shí)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。1寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式；2為什么該反應(yīng)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(jī)物反應(yīng)，還能跟酒精、醋酸等有機(jī)物反應(yīng)。要研究金屬鈉跟酒精反應(yīng)的性質(zhì)以及它與水反應(yīng)的異同點(diǎn)。該研究方法中使用了哪3種科學(xué)方法。  2我國青海湖地區(qū)素有“夏天曬鹽，冬天撈堿”之說。請(qǐng)用科學(xué)原理進(jìn)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

2、封的塑料瓶中，并保存在冰箱里。請(qǐng)?jiān)u價(jià)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(duì)應(yīng)的含氧酸的區(qū)別在于H、O原子數(shù)目的不同。例如：硅酸的化學(xué)式H2SiO3，原硅酸的化學(xué)式為H4SiO4；據(jù)此推知原甲酸乙酯的結(jié)構(gòu)簡式。  5工業(yè)上以CuO和H2SO4為原料制備CuSO4·5H2O晶體。為確保制備過程中既不補(bǔ)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?jǐn)?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(yīng)制得：氯磺酰通過氨解反應(yīng)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

3、如銀鹽在鹽酸溶液中反應(yīng)便得含硫氮環(huán)的游離酸（代號(hào)C）；將上反應(yīng)中的HCl用CH3I替代，則可制得含硫氮環(huán)的有機(jī)衍生物（代號(hào)D）。1請(qǐng)完成的化學(xué)反應(yīng)方程式；2并寫出C與D的化學(xué)結(jié)構(gòu)式。 第四題（7分）在液態(tài)SO2中用疊氮酸銫與氰氣反應(yīng)定量生成銫的離子化合物。其陰離子中含氮量為74.47%。1試畫出該離子化合物中陰離子的結(jié)構(gòu)式；2說明每個(gè)原子的雜化類型和化學(xué)鍵型。   第五題（14分）鈦酸鍶是電子工業(yè)的重要原料，與BaTO3相比，具有電損耗低，色散頻率高，對(duì)溫度、機(jī)械應(yīng)變、直流偏場(chǎng)具有優(yōu)良穩(wěn)定性。因此可用于制備自動(dòng)調(diào)節(jié)加熱元件、消磁元器件、陶瓷電容器、陶瓷敏

4、感元件等。制備高純、超細(xì)、均勻SrTiO3的方法研究日益受到重視。我國研究者以偏鈦酸為原料常壓水熱法合成納米鈦酸鍶，粒子呈球形，粒徑分布較均勻，平均22 nm。已知SrTiO3立方晶胞參數(shù)a390.5 pm。 1寫出水熱法合成納米鈦酸鍶的反應(yīng)方程式； 2SrTiO3晶體的結(jié)構(gòu)可看作由Sr2和O2在一起進(jìn)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(jì)原子），它們構(gòu)成兩種八面體空隙，一種由O2構(gòu)成，另一種由Sr2和O2一起構(gòu)成，Ti4只填充在O2構(gòu)成的八面體空隙中。（1）畫出該SrTiO3的一個(gè)晶胞（Ti4用小球，O2用大球，Sr2用

5、大球）（2）容納Ti4的空隙占據(jù)所有八面體空隙的幾分之幾？（3）解釋為什么Ti4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(jì)算說明和O2進(jìn)行立方密堆積的是Sr2而不是Ti4的理由（已知O2半徑為140 pm）3計(jì)算22 nm（直徑）粒子的質(zhì)量，并估算組成原子個(gè)數(shù)。  第六題（8分）Apollo號(hào)宇宙飛船在執(zhí)行空間任務(wù)時(shí)，火箭中的液體N2O4貯存于含鐵的容器中，結(jié)果腐蝕物中含有Fe(NO3)3·N2O4，該物質(zhì)實(shí)際上是NOFe(NO3)4，經(jīng)X射線晶體結(jié)構(gòu)表示實(shí)際為N4O6Fe(NO3)42。請(qǐng)回答：1寫出合成NOFe(NO3)4的反應(yīng)

6、方程式；2如果N4O62是平面型的離子，存在3重對(duì)稱軸（旋轉(zhuǎn)120°重合），但不存在對(duì)稱面。試畫出其可能離子結(jié)構(gòu)示意圖。3如果N4O62是非平面型的離子，不存在3重和2重對(duì)稱軸，但存在對(duì)稱面。試畫出其可能離子結(jié)構(gòu)示意圖。     第七題（10分）某金屬單質(zhì)X可以與烴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?jǐn)?shù)為69.87，氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.77%。1通過計(jì)算確定X的元素符號(hào)及外層電子排布；2寫出Y的結(jié)構(gòu)簡式并命名；3試寫出Z化學(xué)式和可能的立體結(jié)構(gòu)。  

7、;   第八題（7分）用控制電位庫侖分析法測(cè)定CCl4和CHCl3的含量。在1.0 V（vsSCE）電位下，在汞陰極上，在甲醇溶液中把四氯化碳還原成氯仿；在1.80 V，氯仿可還原成甲烷?，F(xiàn)將0.750 g含CCl4、CHCl3及惰性雜質(zhì)的試樣溶解在甲醇中，在1.0 V下電解，直至電流趨近于零，從庫侖計(jì)上測(cè)得的電量數(shù)為11.63 C。然后在1.80 V繼續(xù)電解，完成電解需要的電量為44.24 C。1寫出在汞陰極上2次發(fā)生的電極反應(yīng)（溶液中有自由移動(dòng)的H）2試計(jì)算試樣中CCl4和CHCl3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。  第九題（10分）有機(jī)酸D可通過如下合成線路

8、合成：（途徑）有人提出不經(jīng)過B、C，直接由下面的步驟合成D：（途徑）稱取0.215 g D溶于水，以0.1 mol/L NaOH中和，當(dāng)加入25mL時(shí)反應(yīng)完全，且D中含2個(gè)甲基，1個(gè)季碳原子。1寫出AE的結(jié)構(gòu)簡式。2對(duì)比以上方法，哪個(gè)更好，為什么？       第十題（10分）BTC是一種穩(wěn)定的白色結(jié)晶體，熔點(diǎn)為78 82 ，沸點(diǎn)為203 206 。1 mol BTC可在一定條件下分解產(chǎn)生3 mol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(yīng)制備BTC。BTC的反應(yīng)活性與光氣類似，可以和醇、醛、胺、酰胺、

9、羧酸、酚、羥胺等多種化合物反應(yīng)，因此低毒性的BTC在化學(xué)反應(yīng)中完全可替代劇毒（被禁用）的光氣合成相關(guān)的化工產(chǎn)品。1BTC分子中所有氯原子都等價(jià)，試寫出結(jié)構(gòu)簡式2除毒性外，BTC比光氣還有什么優(yōu)點(diǎn)？3某研究者設(shè)計(jì)了以光氣和苯甲酰氯、鹽酸叔丁基肼等為主要原料合成了N1叔丁基苯甲酰肼（D）：BTCABCD（產(chǎn)物）E（酯）寫出AE各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式。   第十一題（11分）化合物X是制備Fe(OH)2過程（FeSO4NaOH）中出現(xiàn)的綠色物質(zhì)。取6.43 g X，溶于酸，配成200 mL溶液：取出20.00 mL，用0.0400 mol/L的KMnO4溶液滴定，消耗20.0

10、0 mL；取出20.00 mL，加入KI溶液，再用0.100 mol/L的Na2S2O3溶液滴定，消耗20.00 mL。1計(jì)算X中不同價(jià)態(tài)Fe的比例關(guān)系，并寫出相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式；2通過計(jì)算和討論確定該物質(zhì)的化學(xué)式3寫出制備X的總反應(yīng)的離子方程式。     參考答案 第一題（5分） 15KClO36P3P2O55KCl（1.5分） 2強(qiáng)氧化劑和還原劑反應(yīng)，反應(yīng)劇烈，有暴鳴聲（1分）；所得產(chǎn)物P2O5、KCl為白色固體，會(huì)產(chǎn)生白煙（1分）。 3不能（0.5分）  白磷易自燃，引發(fā)爆炸。 

11、;第二題（9分） 1實(shí)驗(yàn)法、觀察法、比較法（2分） 2夏天由于蒸發(fā)溶劑，會(huì)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(yùn)用了冷卻熱飽和溶液的原理了，碳酸鈉溶解度受溫度影響較大，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膨脹，會(huì)引發(fā)冰箱爆炸。（2分） 4HC(OC2H5)3（2分） 557.6%（2分） 第三題（7分）1SO2Cl24NH3SO2(NH2)22NH4Cl（1.5分）3SO2(NH2)23NH4(SO2N)33（1.5分）(SO2N)333A

12、g3HCl3AgClH3(SO2N)3（1分）(SO2N)333Ag3CH3I3AgISO2N(CH3)3（1分） 2C：  D：（各1分） 第四題（7分） 1（4分） 2環(huán)中的N原子和C原子分別采取sp2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鍵和一個(gè)鍵、一個(gè)（或者一個(gè)和二個(gè)鍵）（3分） 第五題（14分）1H2TiO3SrCl22KOHSrTiO32H2O2KCl（2分） 2（1）（2分） （2）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(gè)最鄰近的O2氧負(fù)離子所

13、構(gòu)成。其他的八面體中心均位于晶胞邊棱的中心，雖然最鄰近的微粒數(shù)也是6，但其中只有4個(gè)是O2，另外兩個(gè)是Sr2。兩個(gè)正離子Sr2和Ti4彼此靠近，從靜電學(xué)角度分析是不利的。（2分） （4）Sr2半徑為(390.5×140×2)/2136 pm；Ti4半徑為(390.5140×2)/255 pm（各1分）Sr2半徑與O2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）4M/NAa35.12 g/cm3（1分）  Vd3/65.57×1018  cm3（0.5分）mV2.85×1017 g（1分）

14、0; N5×V/a34.68×105個(gè)（1分） 第六題（8分）1Fe4N2O4NOFe(NO3)43NO（2分）2（3分）3（3分） 第七題（10分）1CH23，設(shè)Y的最簡式為C4H6（1分）設(shè)Z的組成為X(C4H6)n，X的原子量為54.1n×21.36/78.64%14.7n（1分）n4時(shí)，存在合理的金屬X：Ni（1分）  3d84s2（1分）2Y是非平面型環(huán)狀，化學(xué)式應(yīng)為C8H12（1分）結(jié)構(gòu)簡式：（1分）  順1，4環(huán)辛二烯（1分）3Ni(C8H12)2（1分）；（1分）；（1分） 第八題（7分）12CCl

15、42H2e2Hg（l）2CHCl3Hg2Cl2（s）2CHCl36H6e6Hg（l）2CH43Hg2Cl2（s）（各1.5分）2CCl4：2.48%  CHCl3：2.44%（各2分） 第九題（10分）1A：  B：  C：（各1.5分）D：（2分）  E：（1.5分） 2對(duì)比可知，途徑方法好，因?yàn)锳無形成六元環(huán)，再以CH2形成橋環(huán)，雖然存在環(huán)張力，但是因?yàn)榉肿觾?nèi)H位置接近，分子內(nèi)成橋環(huán)幾率大，轉(zhuǎn)化率較大，而途徑的情況中直接由鏈狀分子A合成E時(shí)，因?yàn)閱捂I可以旋轉(zhuǎn)，分子內(nèi)H位置關(guān)系不定，成環(huán)幾率小，多分子A通過CH2成鏈幾率較小，轉(zhuǎn)化率

16、較低，所以是途徑的方法。（2分） 第十題（10分）1Cl3COOCCl3（2分）2BTC常溫下為極穩(wěn)定的固體物質(zhì)，便于貯運(yùn)，使用安全，無污染（1.5分）3A：ClCOOCH2（1.5分）  B：Me3CNHNHCOOCH2（1分）C：CON(CMe3)NHCOOCH2（1.5分）D：CON(CMe3)NH2（1.5分）  E：HCOOCH2（1分） 第十一題（11分）15Fe2MnO48H5Fe3Mn24H2O（1分）6.43 g X中n(Fe2)10×5×0.04×0.020.04 mol（1分）2Fe33I2Fe2I3  I22S2O32S4O622I（各0.5