2001年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽模擬試卷（四）

1、 PAGE PAGE 92001年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽模擬試卷（四）（時(shí)間：3小時(shí) 滿分：100分）題 號(hào)12345678910滿 分667117121791213H1.008相對(duì)原子質(zhì)量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61

2、As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDsLa系La13

3、8.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第題（6分）第題（6分）1SF6、P4O6（2分，多一個(gè)或漏一個(gè)各扣1分）2鄰間對(duì)（1分）3三角錐形 平面三角形（1分）4（1分） 棕黃色者（1分）在極性分子中，正電荷重心同負(fù)電荷重心間的距離稱偶極長(zhǎng)，通常用d表示。極性分子的極性強(qiáng)弱同偶極長(zhǎng)和正（或負(fù)）電荷重心的電量（q）有關(guān)，一般用偶極矩（）來衡量。分子的偶極矩定義為偶極長(zhǎng)和偶極上一端電荷電量的乘積，即=dq。試回答以下問題：1O3、SF6

4、、CH2Cl2、P4O6 4種分子中0的是 ；2對(duì)硝基氯苯、鄰硝基氯苯、間硝基氯苯，3種分子的偶極矩由大到小的排列順序是： ；3實(shí)驗(yàn)測(cè)得：PF31.03德拜、BCl30德拜。由此可知，PF3分子是 構(gòu)型，BC13分子是 構(gòu)型。4治癌藥Pt(NH3)2Cl2具有平面四邊形結(jié)構(gòu)，Pt處在四邊形中心，NH3和Cl分別處在四邊形的4個(gè)角上。已知該化合物有兩種異構(gòu)體，棕黃色者0，淡黃色者=0。試畫出兩種異構(gòu)體的構(gòu)型圖，并比較在水中的溶解度。構(gòu)型圖：淡黃色 ，棕黃色 ；在水中溶解度較大的是 。第第題（6分）第題（6分）A： B： C：（各2分）化合物A（C5H10O）不溶于水，它不與Br2CCl4溶液及金

5、屬鈉反應(yīng)，與稀酸反應(yīng)生成化合物B（C5H12O2）。B與高碘酸反應(yīng)得甲醛和化合物C（C4H8O），C可發(fā)生碘仿反應(yīng)。試推測(cè)化合物A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式第第題（7分）第題（7分）1Na2CO3H2SNaHCO3十NaHS（1分）RNOH2ONaHSNaOHSRNHOH（l分）NaOHNaHCO3Na2CO3H2O（1分）2RNHOHO22RNO2H2O（1分）2總反應(yīng)為2H2SO22H2O2S（1分）；RNO反應(yīng)前后不變，起到催化劑的作用，是一條綠色工藝流程。（2分）工業(yè)上產(chǎn)生的硫化氫要經(jīng)過處理變成硫單質(zhì)后方能排放，以防止大氣污染。富瑪克斯法治理硫化氫的方法和步驟如下： 用23的Na2CO3溶液作

6、吸收劑生成2種酸式鹽； 再加入一種RNO（液）（R表示芳香烴基）與生成的一種酸式鹽的水溶液反應(yīng)生成硫、堿和RNHOH； 第二步生成的堿在溶液中與另一種酸式鹽反應(yīng)生成正鹽； RNHOH與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)又得到RNO。1寫出上述四步反應(yīng)的化學(xué)方程式。2請(qǐng)對(duì)富瑪克斯法的優(yōu)點(diǎn)做一簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)。第第題（11分）第題（11分）15/3（2分）分別用KMnO4和K2Cr2O7為氧化劑監(jiān)測(cè)同一天然水體中需氧有機(jī)物含量的測(cè)定數(shù)據(jù)，因氧化劑的不同和數(shù)據(jù)表示方法的不同而有差異，但由于同為化學(xué)氧化，氧化劑的不同還不致失去測(cè)定數(shù)據(jù)的高度相關(guān)性，所以天然水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中所定高錳酸鹽指數(shù)和CODCr的上限數(shù)據(jù)，都一樣用來表示水

7、中需氧有機(jī)物容許含量的相對(duì)最大極限值。2水中需氧有機(jī)物含量低（2分）因?yàn)檠趸柩跤袡C(jī)物的氧化劑用量，與氧化需氧有機(jī)物的氧氣實(shí)際消耗量呈正相關(guān)，所以高錳酸鹽指數(shù)（或CODCr）低，就應(yīng)水體消耗溶解氧少，而水中溶解氧含量高，根據(jù)是水中需氧有機(jī)物的含量低。37.9mg/L（2分），（1分）MnO4的紅色剛好褪去，表示已按操作規(guī)定相對(duì)完成了水中需氧有機(jī)物的氧化。故可用題給數(shù)據(jù)計(jì)算高錳酸鹽指數(shù)。4K2Cr2O76(NH4)2Fe(SO4)27H2SO4K2SO4Cr2(SO4)33Fe2(SO4)36(NH4)2SO47H2O（2分，離子方程式正確也給滿分） 480mg/L（2分）參數(shù)類類類類類高錳酸鉀

8、指數(shù) 246810溶解氧 飽和率90%6532CODCr 15以下15以下152025試按下列要求分析表中的數(shù)據(jù)：2類水域，作為源頭水的國(guó)家自然保護(hù)區(qū)，其高錳酸鹽指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)為小于2，溶解氧標(biāo)準(zhǔn)為接近空氣中O2在水中的飽和數(shù)據(jù)（飽和率為90時(shí)的數(shù)據(jù)約為8.4mg/L）。規(guī)定兩者數(shù)據(jù)一低一高的根據(jù)是 3取100.00mL水樣，按操作規(guī)定，加入5mL 13 H2SO4酸化后，在沸水浴中能與2.50mL的0.0020mol/L KMnO4溶液反應(yīng)而剛好使紅色褪去。則該水樣的高錳酸鹽指數(shù)為_，符合一般工業(yè)用水區(qū)的 類水域的該項(xiàng)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。4現(xiàn)有某廢水樣品20.00mL，加入10.00mL 0.0400mo

9、l/L K2Cr2O7溶液，并加入適量酸和催化劑，加熱反應(yīng)2小時(shí)。在指示劑存在下用0.100mol/L Fe(NH4)2(SO4)2溶液滴定多余的K2Cr2O7，共用去Fe(NH4)2(SO4)2溶液12.00mL。寫出K2Cr2O7與Fe(NH4)2(SO4)2反應(yīng)的方程式，并計(jì)算該廢水水樣的CODCr。第第題（7分）第題（7分）1C11H8O3N2S2（1分）2C10H14O7N5P（2分）3由于這種生物光源是冷光，沒有熱效應(yīng)和磁效應(yīng)，所以在充滿瓦斯或在磁性水雷的地方使用仍然是安全的。（1分）4138.6kJ（3分）注：氧化1mol熒光素，斷裂2mol高能磷酸鍵，并產(chǎn)生1mol光子螢火蟲能

10、有節(jié)律地發(fā)出黃色的光?？茖W(xué)研究發(fā)現(xiàn)，螢火蟲發(fā)光的原理是由于螢火蟲體內(nèi)含有熒光素和熒光酶兩種物質(zhì)，在熒光酶作用下，熒光素在細(xì)胞內(nèi)水分的參與下，與氧化合發(fā)出熒光。熒光素的結(jié)構(gòu)式如右圖所示。（以下用L表示虛線左邊的主體部分，將其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)寫成HLCOOH）。螢火蟲發(fā)光的生化過程是： HLCOOHATPH2OHLCOAMP2H3PO4 HLCOAMPO2LOCO2AMP光子科學(xué)家已能用化學(xué)方法人工合成熒光素和熒光酶而制成生物光源。1熒光素的化學(xué)式為 。2已知ATP的化學(xué)式為C10H16O13N5P3，則AMP的化學(xué)式為 。3與普通的電燈相比，這種生物光源更適合于在充滿瓦斯的礦中當(dāng)閃光燈及在清除磁性水雷時(shí)用

11、以照明。這是因?yàn)?4已知每mol高能磷酸鍵可釋放30.5kJ的能量，螢火蟲所發(fā)黃光的波長(zhǎng)為600nm。請(qǐng)估算每mol熒光素被氧化時(shí)釋放的能量。（提示：一個(gè)光子的能量為Ehc/，h為普朗克常數(shù)，其值為6.631034Js）第第題（12分）第題（12分）12 3（各1分）22CuCu2Cu，CuI溶解度很?。?分），體系中Cu大量減小而使平衡向左移動(dòng)。（1分）3I22S2O32S4O622I（1分）；中性環(huán)境中（1分）；在強(qiáng)酸性溶液中S2O32遇酸分解，S2O322HSO2十SH2O；且I易被空氣氧化，4IO24H2I22H2O（1分，答出一點(diǎn)即可）在堿性溶液中：S2O324I210OH2SO42

12、8I5H2O；3I26OHIO35I3H2O（1分，答出一點(diǎn)即可）上述到反應(yīng)的發(fā)生，使定量反應(yīng)難以準(zhǔn)確。45321281（或0.4151，12.408）（2分）56.94（2分）YBaxCuyOz是近年來被科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種高溫超導(dǎo)材料。YBaxCuyOz中，Y、Ba、O三種元素都有固定的化合價(jià)，分別為3、2、2，而Cu是2和3的混合價(jià)態(tài)。該化合物的結(jié)構(gòu)如右圖所示，可確定化學(xué)式中x、y的值，而z的值，現(xiàn)可用碘量法測(cè)Cu，進(jìn)而求得z值。取4.00102gYBaxCuyOz樣品，用稀鹽酸溶解，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加1g KI固體。樣品中的Cu3和Cu2分別氧化KI，用0.0100 molL1 Na2S2O3

13、溶液滴定得到的I2，終點(diǎn)時(shí)消耗23.45 mL。（Cu33ICuII2，2Cu24I2CuII2）。另取一份質(zhì)量相等的YBaxCuyOz樣品，用稀鹽酸溶解，煮沸，使其中的Cu3全部轉(zhuǎn)化為Cu2，冷卻后用碘量法滴定，終點(diǎn)時(shí)消耗0.0100 molL1 Na2S2O3 18.13mL。（在滴定時(shí)S2O32轉(zhuǎn)變成S4O62）請(qǐng)回答下列問題：1的化學(xué)式中x 、y 。2Cu在酸性環(huán)境中極易歧化，但為何Cu2與I能生成CuI（一價(jià)銅化合物）？3寫出在滴定過程中的離子方程式；該反應(yīng)適合在何種環(huán)境（酸堿性）下進(jìn)行，為什么？4求出Cu3和Cu2的物質(zhì)的量之比。5求出z值。第第題（17分）第題（17分）1明礬（K

14、Al(SO4)212H2O）（1分）；Al33H2OAl(OH)33H（1分），Al3水解產(chǎn)物Al(OH)3是絮狀沉淀，有很大的表面積，吸附水中雜質(zhì)（1分）；過量食用Al元素易使人得老年癡呆癥（1分）。2NaR（1分）；Mg22NaR2NaMgR2（1分）；濃NaCl溶液（1分）；MNaRNaMR，軟化時(shí)M很大，水中Na較小，平衡向右移動(dòng)（1分）；再生時(shí)將樹脂放入濃NaCl溶液中，Na相對(duì)比M大得多，使平衡向左移動(dòng)。（1分）3先通過陽離子（H）交換樹脂（1分），再通過陰離子（OH）交換樹脂（1分）；先通過陽離子交換樹脂，反之因生成沉淀（如Mg(OH)2）而使樹脂阻塞。（1分）4Cl2H2OHC

15、lHClO（1分），HClO具有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒（1分）；RHCl2RClHCl，氯氣與水中有機(jī)物反應(yīng)生成的鹵代烴對(duì)人體有很大的危害。（1分）5高鐵酸鈉Fe元素是6，有強(qiáng)氧化性，能殺菌消毒（1分）；不但能解除氯源型凈水劑對(duì)人體的危害（1分），并且其還原產(chǎn)物Fe3水解后也能代替明礬起到凈水作用（1分）。硬度較高的河水在飲用前一般要經(jīng)如右圖所示的過程進(jìn)行處理?；卮鹣铝袉栴}：1A是什么物質(zhì)，凈化的反應(yīng)原理是什么，過量飲用由A凈化的水對(duì)人體有何害處？2B是什么物質(zhì)，寫出軟化反應(yīng)方程式（以Mg2為例），樹脂再生時(shí)應(yīng)將樹脂放入何種溶液中，利用中學(xué)化學(xué)原理解釋軟化的反應(yīng)原理和樹脂再生的原理。3通過軟化樹

16、脂并不能減小其中總離子濃度（可能增大），請(qǐng)問通過怎樣的樹脂可大量減少其中的陰陽離子濃度（做為實(shí)驗(yàn)室的蒸餾水），使用多個(gè)樹脂時(shí)請(qǐng)排列先后順序，并說明原因。4氯氣消毒的原理是什么，過量飲用氯氣消毒的水對(duì)人體有何害處？5高鐵酸鈉（Na2FeO4）是替代氯源型凈水劑的新一代水處理劑，請(qǐng)指出高鐵酸鈉凈水原理，并說明該凈水劑有何優(yōu)越性？第第題（9分）第題（9分）1A：CH3Cl（或CH3Br）；B：H2（1mol）/ Ni；C：；D：；E：NaCN（各1分）2H2H2ONH4（2分）3對(duì)異丁基甲基苯乙腈（1分）4（1分）“芬必得”是一種目前很受歡迎的解熱、鎮(zhèn)痛及抗類藥物的商品名，其主要成分是化合物：對(duì)異丁

17、基甲基苯乙酸（），藥名為布洛芬（Brufeum），有多種合成路線。下面是合成布洛芬的一種路線：CD（F）1請(qǐng)寫出化合物A、B、C、D、E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（有機(jī)物）或化學(xué)式（無機(jī)物）；2寫出最后一步配平的化學(xué)方程式；3命名化合物F；4用“*”標(biāo)出產(chǎn)物（）中的全部手性碳原子。第第題（12分）第題（12分）13NH2NO3N33OHNH3；2NH2N2ON3OHNH3（3分，產(chǎn)物中有H2O，無NH3扣1分）2N3中N的氧化數(shù)為1/3，N原子均采取sp雜化。N3的等電子體物種如CO2、N2O、NO2。（3分）3HN3：按稀有氣體結(jié)構(gòu)計(jì)算各原子最外層電子數(shù)之和n023826，而各原子價(jià)電子數(shù)之和nv13516

18、，故成鍵數(shù)為(2616)/25，孤對(duì)電子的對(duì)數(shù)為(1652)/23（對(duì)）。 HN3的共振結(jié)構(gòu)（）：由于N（a）N（b）鍵級(jí)為1.5，而N（b）N（c）鍵級(jí)為2.5，故N（a）N（b）的鍵長(zhǎng)要比N（a）一N（c）的長(zhǎng)。（3分）4離子型疊氮化物雖然可以在室溫下存在，但在加熱或撞擊時(shí)分解為氮?dú)夂徒饘伲ú槐ǎ?，故可作為“空氣袋”。?分）5可用物理吸附法或化學(xué)反應(yīng)法，如用分子篩吸附氧；用合成載氧體吸氧或用乙基蒽醇與氧反應(yīng)生成H2O2等，隨后再放出氧。（2分，方法1分，說明1分，答出一類即可）1疊氮離子N3經(jīng)由氨基鈉與NO3離子或N2O在一定溫度下合成，試寫出這些反應(yīng)的離子方程式；2N3離子中N的氧化

19、數(shù)為多少？其中氮原子（中心）采取何種雜化類型？寫出兩種與N3離子是等電子體的物種；3HN3（疊氮酸）有哪些可能的共振結(jié)構(gòu)？標(biāo)明每個(gè)共振結(jié)構(gòu)中所有原子的形式電荷。討論HN3分子中三個(gè)氮原子之間鍵長(zhǎng)的長(zhǎng)短；4離子型疊氮化物是不穩(wěn)定的，但它可以在室溫下進(jìn)行操作，可以作為機(jī)動(dòng)車的“空氣袋”，為什么？5氮?dú)獾拇笠?guī)模制備是通過分餾液態(tài)空氣來實(shí)現(xiàn)。隨著氮?dú)獾拇罅渴褂茫匀淮偈谷藗兘⒛撤N比空氣液化和分餾法成本更低的制備工藝。請(qǐng)你設(shè)想在室溫下由空氣分離氮?dú)夂脱鯕獾姆椒ǎ由媳匾恼f明）。第第題（13分）第題（13分）1回收鋁的過程中存在的困難是：人們的環(huán)境意識(shí)薄弱；回收和提煉金屬的費(fèi)用較高；鋁同其它廢物的分離較困難；鋁本身價(jià)值并不高；舊金屬的收集缺乏專門機(jī)構(gòu)。（3分，答對(duì)三點(diǎn)給滿分）2因?yàn)榻鸨蠕X的價(jià)值要高，另一方面，金活動(dòng)性弱，容易回收。（2分）3Al2O32NaOH2NaAlO2H2ONaAlO2CO22H2OAl(OH)3NaHCO32Al(OH)3Al2O33H2O（2分）4