特别汇编高中化学竞赛试题高中化学竞赛试题份Word文件下载.docx
《特别汇编高中化学竞赛试题高中化学竞赛试题份Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《特别汇编高中化学竞赛试题高中化学竞赛试题份Word文件下载.docx（61页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备BTC。
BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。
（1）
（1）BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式
（2）除毒性外，BTC比光气还有什么优点？
（2）
2-42004年6月15日福建省物质结构研究所（简称物构所）一下属企业，因实验操作不当造成有毒光气泄漏。
造成１人死亡，260多人送医院救治。
光气遇热按照下式分解：
COCl2（g）＝CO（g）＋Cl2（g），Kp＝4O44×
10－2（668K，K为标准平衡常数），在密闭容器中，当混合气体总压力为300kPa时，计算该混合气体的平均分子量。
第3题（9分）在真空下，在230℃时分解，CsB3H8可产生下列化学反应：
□CsB3H8
□Cs2B9H9＋□Cs2B10H10＋□Cs2B12H12＋□CsBH4＋□H2
3-1
配平上述反应。
单线桥标明电子的转移方向和数目。
3-2
不用硼氢化物的钠盐进行实验的原因是
3-3
B9H92－离子可通过B10H102－离子的热分解得到。
已知B9H92－为三角棱柱的三个面上带三个“帽子”，而B10H102－的结构为上下两个四边形在上下各带一个“帽子”。
两种离子围成的封闭多面体均只有三角形面。
则B9H92－离子较B10H102－离子（填“稳定”或“不稳定”）。
3-4
B12H122－是一个完整的封闭二十面体，可用NaBH4与B2H6反应制备其钠盐。
已知产物中化合物只有一种。
试写出制备Na2B12H12的化学反应方程式。
第4题（9分）化合物
（A）是我国蟾蜍皮中的一种物质，由
（B）合成该化合物的路线如下：
B
C
D
E
F
A
4-1
写出C～F各物质的结构简式；
4-2
写出a、b的反应条件或使用的无机试剂；
4-3
E→F中吡啶（
）的作用是什么？
第5题（10分）疏水作用是决定生物分子的结构和性质的重要因素，特别是在蛋白质的折叠，药物分子与受体（蛋白质、DNA等）的相互作用中扮演着重要的角色。
非极性化合物例如苯、环己烷在水中的溶解度非常小，与水混合时会形成互不相溶的两相，即非极性分子有离开水相进入非极性相的趋势，即所谓的疏水性（Hydrophobicity），非极性溶质与水溶剂的相互作用则称为疏水效应。
5-1有关相似相溶原则可以用热力学自由能的降低来理解。
（△G＜0；
△G＝△H－T△S，式中ΔＨ是焓变，代表降低体系的能量因素；
ΔＳ是体系熵增的因素。
在常温下（25°
C），非极性溶质溶于水焓的变化（△H）通常较小，有时甚至是负的，似乎是有利于溶解的；
但实际上溶解度不大！
请分析原因。
5-2疏水基团之间的相互作用通常被认为是没有方向性的，但是最近对剑桥晶体结构数据库（CSD）和蛋白质晶体结构数据库（PDB）的研究发现，疏水作用是有方向倾向性的。
请分析富电子的吲哚芳环与苯环、缺电子的恶唑环与苯环的可能接触方式，画出示意图。
5-3下面的研究有助于进一步揭示疏水效应和疏水作用的本质。
芳香化合物在水中的溶解度其实也不是很小，这取决于相互间的氢键作用，该氢键是因为什么而产生？
_________；
Na＋，K＋等阳离子能与有些芳香化合物很好的互溶取决于。
第6题（10分）今有一金属卤化物A，在水溶液中完全电离，生成一种阴离子和一种阳离子，个数比为4∶1。
取4O004g A溶于水，加入过量AgNO3溶液，生成2O294g白色沉淀。
经测定，阳离子由X和Y两种元素构成，结构呈正方体状，十分对称。
任意两个相离最远的X原子的连线为此离子的三重轴，任意两个相离最远的Y原子的连线为此离子的四重轴（n重轴表示某物质绕此轴旋转360°
/n的角度，不能察觉其是否旋转过）。
6-1写出A的化学式 （阴阳离子分开写）
6-2写出X和Y的元素符号 、
6-
3在右框中画出A溶液中阳离子的结构：
6-4小明把一种常见含X的二元化合物的晶胞去掉所
有的X原子，发现剩余部分与A溶液中阳离子的结
构竟十分相似。
这种常见二元化合物是 。
6-5你认为A溶液中阳离子中，同种原子间存在着什
么样的作用力，并简略说明你的依据：
第7题（6分）科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。
因为燃料电池有很多的优点。
它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。
按燃料电池化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型；
按电解液的性质不同，可分为碱性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。
以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用35%～50%KOH为电解液，天然气和空气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。
请写出：
阳极反应：
；
阴极反应：
电池总反应式：
。
用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如Li2CO352%、Na2CO348%，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO2的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。
请写出有关的反应式。
第8题（9分）有强烈气味的无色液体A在100℃蒸馏时，其组成不变。
此液体的蒸气密度（相对于空气）随温度而改变，100℃时为1O335，20℃时为1O50。
若将液体加到新制的氢氧化铜（取化学计量的碱）中，沉淀溶解，形成淡蓝色溶液。
将1g液体A与过量浓硫酸在一起加热时，放出密度（相对于空气）为0O966的气体360mL，若将1g液体A加到含过量MnO2的硫酸溶液中，则放出同样体积的、比前一种气体重1O57倍的另一种气体（体积均以标准状态计）。
8-1确定液体A的组成，并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。
8-2为什么蒸馏时此液体的组成不变？
为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变化？
第9题（14分）日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜，发现它具有导电性。
这是世界上第一个导电高分子聚合物。
研究者为此获得了2000年诺贝尔化学奖。
9-1写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。
再另举一例常见高分子化合物，它也有顺反两种构型（但不具有导电性）。
9-2若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。
9-3简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。
9-4假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳–碳平均键长为140pm。
若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该分子的结构。
9-5如果3个乙炔分子聚合，可得到什么物质。
并比较与由9个乙炔分子聚合而成的大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。
第10题（8分）称取含铅试样0O500g，用HNO3溶解，然后用1mol/LNaOH溶液将试液调至中性。
①加入足量K2CrO4溶液，铅完全生成铬酸铅沉淀；
②将沉淀过滤洗净，用酸溶解，调节溶液为酸性；
③再加入足量的KI溶液，释放出I2；
④用0O100mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时，消耗30O0mL。
10-1写出上述①、②、③、④步主要离子反应方程式；
10-2写出该含铅试样中Pb的质量分数计算式和结果。
高中化学竞赛试题
（二）
第1题（3分）下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量（部分）
H
He
Li
Be
N
O
1O00794
4O002602
6O941
9O012182
10O811
12O0107
14O0067
15O9994
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
18O9984032
20O1797
22O989770
24O3056
26O981538
28O0855
30O973761
32O062
上表元素（及更多元素）中，有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多达7～9位，而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3～4位，为什么？
第2题（12分）将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A，A是一种盐类，其阴离子呈八面体结构。
2-1A的结构简式，生成A的化学方程式。
2-2A不稳定，能定量分解，B是产物之一，其中亦含有八面体结构，B的结构简式为。
2-3若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中，则得晶体C，C中仍含有八面体结构，写出C的结构简式。
生成C的化学反应方程式是。
2-4将H2O2滴入液氨中得白色固体D，D是一种盐，含有正四面体结构，写出D的结构式和生成反应方程式。
比较H2O2和H2S的性质异同。
第3题（8分）有机物X具有旋光活性，其分子由C、H、O、N4种元素组成，其中C、H、O的原子个数比是3︰5︰2；
工业上可以用A和B以物质的量1︰4通过取代反应制备X；
X能与4倍其物质的量的NaOH反应，并能与Ca2＋等与大部分金属离子1︰1络合，所得螯合物结构中存在5个五原子环。
写出X的化学式和B的结构简式。
写出满足条件的全部X的结构简式，分别命名和计算光学异构体的个数。
第4题（12分）据《中国制药》报道，化合物F是用于制备抗“非典”药品（盐酸祛炎痛）的中间产物，其合成路线为：
4-1请写出有机物字母代码的结构简式。
4-2第③、④步反应的顺序能否填倒，说明理由。
4-3写出D＋E→F的化学方程式，并用系统命名法命名F。
4-4第④步反应的反应类型是。
4-5E在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子，写出合成此高聚物的化学方程式。
第5题（6分）现在，我们来研究AgNO3溶液和（NH4）2S溶液之间的反应。
①将AgNO3溶液和（NH4）2S溶液混合，会发生反应。
②若在31℃时，将5mL2mol/LAgNO3溶液和5mL接近饱和的（NH4）2S溶液分别放在2个青霉素瓶中，用一段60cm长充满饱和KNO3溶液的一次性医用输液管作盐桥，如图所示：
经观察，电解一段时间后，二个青霉素瓶中都有新物质生成。
5-1插入AgNO3（aq）的碳棒上有，是因为有生成；
插入（NH4）2S溶液的碳棒附近的液体显色，是因为有生成；
上述电解的离子反应方程式为。
5-2在盛AgNO3溶液和（NH4）2S溶液液面上分别用1cm厚的石蜡油封闭液面的原因是
第6题（20分）A物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体，由X、Y两种短周期元素组成。
A在空气中极易着火生成B气体和C气体；
A不溶于水，但加热到423K可以和水反应，生成B气体和D气体，D只含两种元素，其中一种是Y。
在交流放电的情况下，分解生成E气体、F固体两种物质，E物质和B化学式量几乎相等，含Y元素约72O7%；
F是环状单质分子，具有冠状结构，易溶于A，F的式量约是C的4倍。
E可在液氮条件下与HBr于77K生成含双键结构的物质G，冷却至室温可得G的环状三聚体H。
6-1写出A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式。
6-2用X射线衍射法测得F的晶体为正交晶系，晶胞参数a＝1048pm，b＝1292pm，c＝2455pm。
已知该物质的密度为2O07g·
cm－3。
计算每个晶胞中F分子的数目。
6-3自发现富勒烯以来，其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研究。
除了碳原子团簇之外，其它元素的原子团簇是否也具有类似碳原子团簇的奇异的特性，这是个十分有趣的研究课题。
F物质有很多同分异构体，在实验手段受到各种条件的限制时，理论研究是一种重要的补充。
厦门大学化学系对F物质的原子团簇进行了理论计算，发现除了冠状结构外还有多种结构。
其中一种X具有2次对称轴，以及两个包含对称轴的对称面，一配位和三配位原子数目相等；
另外一种Y是一种椅式结构原子团簇增加2个原子形成，也具有二次对称轴，对称面和对称轴垂直。
请画出这两种结构的原子团簇。
6-4五氟化砷AsF5（2O93g）和上述物质F（0O37g）用四氮化四硫S4N4（0O53g）在液态SO2溶剂中发生完全的反应，溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物L（3O08g），分析J知其含有：
As28O04%，F42O70%，N5O25%，经分析L是离子化合物，阴离子为正八面体结构，阳离子为两种元素组成，结构是直线形。
固体L（0O48g）溶于液态二氧化硫，和叠氮化铯Cs＋N3－（0O31g）完全反应，收集应释放出得氮气于66O5kPa、298K为67O1cm3。
反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体J（0O16g）。
分析J知其含有2种元素，其中含N30O3%。
红外光谱、X射线粉末衍射结果表明抽出SO2后残留物是六氟砷（V）酸铯。
（1）L的实验式是什么？
（2）提出L的结构式；
（3）写出配平的生成L的方程式；
（4）1molL发生转化时生成氮气的物质的量；
（5）J的化学式；
（6）写出nmolL生成J的普遍离子方程式。
第7题（12分）已知298O2K时，
（C2H5OH，液）=－1366O8kJ·
mol-1，水和乙醇的摩尔蒸发焓
/（kJ·
mol-1）分别为44O01和42O6，C2H4（g）,H2O（g）和CO2（g）的
mol-1）分别为52O26、－241O8及－393O5，求
7-1同温度下，分子式为CnH2n的物质的
与
之间的关系式；
7-2求298O2K时C2H4（g）
7-3298O2K时C2H5OH（气）的
和
7-4298O2K时C2H4（g）+H2O（g）→C2H5OH（g）的
第8题（7分）苯巴比妥是1903年就开始使用的安眠药，其合成路线表示如下。
请在相应的方格中写出A—F和苯巴比妥的结构：
第9题（14分）锂电池由于其安全可靠的性能，体积小、质量轻、高效能及可逆等卓越品质被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。
下图为锂电池工作原理图，阴极材料由LiMO2（M=Co,Ni,V,Mn）构成，阳极材料由石墨构成，阴、阳两极之间用半透膜隔开，充电时锂离子由阴极向阳极迁移，放电时则相反，电池可表示为：
（－）Cn/LiClO4/LiMO2（+）
9-1写出锂电池充放电时的可逆电极反应。
9-2根据上图所示的LiMO2的尖晶石结构，写出氧的堆积方式，并指出Li和M占据何种空隙，画出以氧为顶点的一个晶胞。
9-3锂离子在阳极与石墨形成固体混合物，试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。
9-4早期的阳极材料用的是锂金属,试指出锂金属作阳极材料的不足,并说明还可以用什么物质替代石墨作阳极材料?
第10题（6分）称取含有KBrO3、KBr及惰性物质试样1O000g，溶解定容于100mL容量瓶中。
移取25O00mL试液，在H2SO4介质中以Na2SO3还原BrO3－至Br－，调至中性，用0O1010mol/LAgNO3滴定至终点，用去10O51mL，另取25O00mL试液，用硫酸酸化后，加热赶去Br2，再调至中性，滴定剩余的Br－，用去上述的AgNO3标准溶液3O25mL。
计算试样中KBrO3、KBr的质量分数。
（已知KBrO3、KBr的摩尔质量分别为167O0g/mol，119O0g/mol）
高中化学竞赛试题（三）
第1题（9分）某一简易保健用品，由一个产气瓶、A剂、B剂组成，使用时，将A剂放入产气瓶中，加入水，无明显现象发生，再加入B剂，则产生大量的气体供保健之用。
经分析，A剂为略带淡黄色的白色颗粒，可溶于水，取少量A溶液，加入H2SO4、戊醇、K2Cr2O7溶液，戊醇层中呈现蓝色，水层中则不断有气体放出，呈现蓝绿色。
B剂为棕黑色粉末，不溶于水，可与KOH和KClO3共溶，得深绿色近黑色晶体，该晶体溶在水中又得到固体B与紫红色溶液。
回答下列问题：
1-1
填表：
主要成分
在保健用品中的作用
A剂
B剂
1-2
写出各过程的方程式。
1-3
在A剂、B剂的量足够时，要想在常温下使产气速率较均匀，你认为关键是控制什么？
第2题（8分）离子晶体X是由三种短周期元素组成，三种短周期元素的简单离子的核外电子排布相同，晶胞参数a＝780pm，晶胞中阴离子组成立方最密堆积，阳离子（r＝102pm）占据全部八面体和四面体空隙。
写出X的化学式和化学名称；
指出阴离子的空间构型；
计算晶体X的密度；
2-4
X在化工生产中有什么用途；
2-5
另有一种晶体Y，其阴离子也组成立方最密堆积，且与X的阴离子互为等电子体，而阳离子与X的阳离子相同，但只占据全部四面体空隙，请写出Y的化学式。
第3题（8分）“摇头丸”中含有氯胺酮成分。
氯胺酮是国家监管的药品，它具有致幻作用。
氯胺酮在一定条件下发生下列一系列转化：
3-1写出氯胺酮的分子式；
系统命名为。
氯胺酮（填“溶”或“不溶”，下同）于水，于乙醚。
3-2上述转化过程中发生取代反应的是；
反应③的条件是。
3-3C的结构简式可能为C1：
、C2：
其中最有可能的是______________。
第4题（7分）测定硫磺的纯净度，可采用如下的方法：
准确称取一定量的硫磺，与已知浓度和质量的氢氧化钠溶液（过量）（反应Ⅰ），直到硫磺完全溶解。
冷却至室温，缓缓加入15%的过氧化氢溶液至过量，并不断摇动（反应Ⅱ，硫元素全部转化为S（Ⅵ））。
反应完成后，加热至沸腾，冷却至室温，加2～3滴酚酞，用已知浓度的盐酸滴入，至溶液刚好褪色。
记录盐酸的消耗量。
4-1写出反应Ⅰ、Ⅱ的各步化学方程式。
4-2简述这一方法如何能知道硫磺的纯度？
（不必列式计算，只需把原理说明）
4-3“反应完成后，加热至沸腾”这一操作是否必要，为什么？
第5题（12分）无机化合物A由同主族的短周期元素X、Y及Cl组成，其中Cl元素的质量百分含量为61O18%，可由氯化物B（含氯85O13%）和C（含氯66O27%）以物质的量1︰1反应得到。
用冰点测定仪确定其摩尔质量为（340±
15）g/mol。
A只有两种键长：
X－Y160pm，Y－Cl198pm。
A显示出非常有趣的物理性质：
速热可在114℃时熔化，256℃时沸腾；
而缓慢加热，约在250℃时才观察到熔化。
缓慢加热所得到的熔化物冷却固化时得到橡皮状树脂（D，线形高分子化合物）。
256℃蒸馏该熔化物，得一液体，它可在114℃固化。
5-1写出元素X、Y的符号；
5-2写出化合物A、B、C、D的化学式；
5-3画出A、D的结构简式；
5-4估算相邻氯原子间的距离；
5-5预测聚合物D是否有导电性，说明理由。
第6题（16分）根据下面的合成路线回答
A（烃）
C（格氏试剂）
D（氟代乙酸乙酯）＋C
G
G＋C
I
J
（K）
6-1请命名产物K；
并用O标出手性碳原子
6-2写出A→B；
B→C的反应条件
6-3写出A～J各物质的结构简式
6-4写出D和C加成反应的历程。
第7题（16分）将NaHCO3固体放入真空容器中发生下列反应
2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）
已知298K时有下列数据：
物质
NaHCO3（s）Na2CO3（s）H2O（g）CO2（g）
-947O7-1130O9-241O8-393O5
102O1136O6188O7213O6
7-1求298K时平衡体系的总压力；
7-2体系的温度为多高时，平衡压力为101O3kPa；
7-3298K的大气中，H2O（g）与CO2（g）的分压分别为3167Pa与30O4Pa，将纯NaHCO3固体放入大气中让其发生上述分解反应。
（1）问此时该分解反应的
比
大还是小？
为什么？
（2）用QP与
比较说明NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？
（3）用吉布斯自由能判据说明NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？
[视H2O（g）与CO2（g）为理想气体]
第8题（10分）无机橡胶是一类橡胶状的弹性体，磷腈聚合物为典型的代表，它由五氯化磷和氯化铵在四氯乙烯溶剂中反应制得，经减压蒸馏可将聚合度为3～4得分子分离出来，将三聚产物在真空管加热至300℃左右，则开环聚合成具有链状结构的氯代磷腈高聚物，其分子量大于2000，它是无色透明不溶于任何有机溶剂的橡胶状弹性体。
无机橡胶在潮湿空气中弹性会降低，改性无机橡胶具有优良的耐水性、耐热性、抗燃烧性及低温弹性好等优良的特性。
试写出：
8-1生成聚磷腈的化学反应方程式。
8-2写出聚磷腈的基本结构单元及
升级会员 