化学竞赛20.docx
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化学竞赛20
高中化学竞赛初赛模拟试卷（20）
姓名：
（时间：
3小时满分：
100分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
满分
3
8
10
12
10
8
10
18
11
10
H
**
相对原子质量
He
**
Li
**
Be
**
B
**
C
**
N
**
O
**
F
**
Ne
**
Na
**
Mg
**
Al
**
Si
**
P
**
S
**
Cl
**
Ar
**
K
**
Ca
**
Sc
**
Ti
**
V
**
Cr
**
Mn
**
Fe
**
Co
**
Ni
**
Cu
**
Zn
**
Ga
**
Ge
**
As
**
Se
**
Br
**
Kr
**
Rb
**
Sr
**
Y
**
Zr
**
Nb
**
Mo
**
Tc
[98]
Ru
**
Rh
**
Pd
**
Ag
**
Cd
**
In
**
Sn
**
Sb
**
Te
**
I
**
Xe
**
Cs
**
Ba
**
La－Lu
Hf
**
Ta
**
W
**
Re
**
Os
**
Ir
**
Pt
**
Au
**
Hg
**
Tl
**
Pb
**
Bi
**
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac－La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
La系
La
**
Ce
**
Pr
**
Nd
**
Pm
**
Sm
**
Eu
**
Gd
**
Tb
**
Dy
**
Ho
**
Er
**
Tm
**
Tb
**
Lu
**
第题（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
B
C
N
O
**
**
**
**
**
**
**
**
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
**
**
**
**
**
**
**
**
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？
第题（8分）
近年来，在超临界CO2（临界温度Tc＝304.3K；临界压力pc＝72.8×105Pa）中的反应引起广泛关注。
该流体的密度在临界点附近很容易调制，可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂。
该溶剂早已用于萃取咖啡因。
然而，利用超临界CO2的缺点之一是二氧化碳必须压缩。
1．在超临界二氧化碳中氧化醇类，如将苄醇氧化为苯甲醛，是一种超临界工艺。
反应在催化选择性效率为95％的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。
（1）写出主要反应过程的配平的反应式。
（2）除完全氧化外，进一步氧化时还发生哪些反应？
写出它们的反应方程式。
2．在另一超流体工艺——合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶剂，又可作为反应物替代光气或一氧化碳。
（1）写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的方程式。
如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯？
（2）用适当的催化剂可用吗啉（C4H9NO，结构右图所示）和二氧化碳合成甲酰基吗啉。
该反应还需添加什么反应物（无机小分子）？
写出反应式。
若用一氧化碳替代，反应式将如何改变？
3．用绿色化学的观念给出用CO2代替一氧化碳和光气的2个理由。
与以CO或COCl2为反应物对比，再给出用CO2为反应物的1个主要障碍（除必须对二氧化碳进行压缩外）。
第题（10分）
沐舒坦是新近应用的一种溶解分泌物，是促进黏液排除、改善呼吸状况的有效药物。
沐舒坦结构简式如右：
由甲苯和X为起始原料，其合成路线如下：
－CH3
A
B
C
D
E
F
沐舒坦
1．写出A、B、C、D、E、F、X的结构简式
2．由甲苯生成C通过了三步反应，为什么不直接合成
3．命名B、F、X
第题（12分）
除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。
卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。
发生亲核水解的结构条件：
中心原子具有δ＋和有空的价轨道；发生亲电水解的结构条件：
中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受H2O的H＋进攻。
其中SiCl4的亲核水解机理如下：
1．为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解？
2．NCl3也可以发生水解，但产物是NH3和HClO，请确定水解类型，并写出水解机理；
3．NF3不能发生水解，为什么？
写出3条理由；
4．PCl3也能水解，产物是H3PO3，但H3PO3是二元酸而不是三元酸。
确定H3PO3的结构，并写出水解机理；
5．由短周期的元素组成的化合物A、B、C，均含有一种卤素。
A分子呈现正八面体结构，不水解，可用作灭火剂；B、C分子都易水解，B是固体，易升华，C是液体，由3种元素组成。
B水解得到两性固体D和酸性气体E，C水解得到得到两种酸性气体E、F。
加热B的水合物时为得到无水物，可加入C脱水。
（1）写出A、B、C的化学式
（2）写出B的水合物与C反应的化学方程式
第题（10分）
一定条件下，1mol甲醛与1mol氨反应也可生成物质A，A再与1mol甲醛反应得到B，B与等物质的量的氨反应得到C，A、B、C分子都有很好的对称性。
若A与浓硝酸作用得到D，D是一种烈性炸药，D分子中只有一种位置的碳、氢、氧，仅有两种位置的氮。
1．请写出A、B、C、D的结构式；
2．写出甲醛、氨、硝酸生成D的总反应方程式；
3．若按比例混合三种反应物进行反应，则几乎得不到D，试分析其原因。
4．D的生产也可以以C为原料，与浓硝酸、硝酸铵在乙酸酐中反应制备，写出化学方程式。
5．写出D发生爆炸时的化学方程式。
第题（8分）
1962年英国青年化学家巴特列第一次制得了XePtF6化合物，突破了“惰性元素”的禁区。
此后人们相继合成了氙的系列化合物，以及原子序数较大的稀有气体氪、氡的化合物。
对于原子序数较小的氦、氖尚未制得化合物。
有人从理论上预言了它们的化合物是可以制得的。
不久澳洲国立大学的拉多姆宣布了化学上一奇闻，氦能够与碳结合形成分子。
像CHexx＋不仅存在，而且能够用实验手段观察到，并借助计算机算出了CHe33＋、CHe44＋的键长分别为：
0.1209nm，0.1212nm。
1．Ne、He的化合物难以合成的主要原因是什么？
2．如果CHe33＋、CHe44＋果真存在的话，请写出它们的立体结构式；
3．为什么CHe33＋的键长比CHe44＋短？
4．写出与CHe33＋、CHe44＋互为等电子体的物质（或原子团）的名称；
5．并完成下列化学方程式：
CHe44＋＋H2O→CHe44＋＋HCl→
姓名：
第题（10分）
用邻苯基一双一（二甲胂）
（简记为diars，常做配体）与FeCl3作用，可生成一个双配位离子的化合物A。
已知A中阴离子是正四面体结构，阳离子中Fe为6配位，其配体diars和Cl－的数目相等，为1︰1。
将A用硝酸氧化后得到一种晶体B，经分析B晶体中的正、负离子的空间结构与A完全相同，只不过是阴离子与阳离子的个数比不同，A为1︰1，而B为2︰1。
1．试确定A和B的分子式。
2．画出A中阳离子可能的结构式，并指明哪一种结构较为稳定？
为什么？
3．指明A和B中铁元素的氧化数：
A→B属于什么反应？
4．写出生成A的化学反应方程式。
第题（18分）
地壳中丰度最低的钼和钨，在我国的蕴藏量都很丰富。
在这些钼矿和钨矿中，主要有辉钼矿MoS2，钨锰铁矿又称黑钨矿（Fe·Mn）WO4，钨酸钙矿又称白钨矿CaWO4。
钨的原子序数为74，与钼都位于ⅥB族，价电子5d46s2，常见化合价＋2、＋4、＋5、＋6，熔点3410℃，是金属中熔点最高的。
1．已知金属钨晶体是立方体心晶格，原子半径137pm，计算其密度。
2．在80～90℃时，浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。
黄钨酸在盐酸中溶解度很小，过滤可除去可溶性杂质。
黄钨酸易溶于氨水，生成钨酸铵溶液，而与不溶性杂质分开。
浓缩钨酸铵溶液，溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。
仲钨酸铵是一种同多酸盐，仲钨酸根含12个W原子，带10个负电荷。
仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。
写出上述化学反应方程式：
3．已知（298K下）：
WO3（s）
ΔH
＝－842.9kJ/mol
ΔG
＝－764.1kJ/mol
H2O（g）
ΔH
＝－242kJ/mol
ΔG
＝－228kJ/mol
（1）计算：
WO3＋3H2＝W＋3H2O反应的
和
（2）已知
与平衡常数K、温度T间满足公式：
＝－RT1nK；
与平衡常数K、温度T间满足公式：
ln（K2/K1）＝
（1/T1－1/T2）/R
问：
在什么温度条件下，可用H2还原WO3制备W（设此时平衡常数K＝1）？
4．卤钨灯泡常用钨丝作灯丝，在灯泡里加入少量碘，可延长灯泡使用寿命。
其原理是化学平衡的有趣应用。
整个过程可用以下四个步骤形象表示。
请在下图下方的各括号中填写出碘是怎样收集蒸发了的钨原子，并使其返回到热的灯丝中去的（图中
表示钨原子，
表示碘蒸汽分子，
表示碘化钨分子）。
（）（）（）（）
5．三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18，其中存在W6Cl18－nn＋离子结构单元，该离子中含有W原子组成的八面体，且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键，而每个W原子与四个Cl原子相连。
试推断W6Cl18－nn＋的n值以及Cl原子的空间位置。
6．钨酸钠Na2WO4晶胞中，O2－以立方最紧密堆积排列，每个立方晶胞中有32个O2－，W6＋占据四面体空隙，Na＋占据八面体空隙，构成尖晶石结构。
W6＋占据四面体空隙的分数是【】，Na＋占据八面体空隙的分数是【】。
7．钠钨青铜NaxWO3（0＜x＜1）一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体，其晶胞中，W占据立方体的顶点，O2－占据全部的棱心，Na＋占据体心位置，晶胞参数a＝380pm。
（1）写出表示W价态的结构式，并指出NaxWO3易导电的原因。
（2）比重瓶法测得某种钠钨青铜的密度为d＝7.36g/cm3，求这种Na2WO4组成中的x值。
第题（11分）
乙酰水杨酸（AsPirin）是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物，广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾病，近年来还不断发现它的新用途。
乙酰水杨酸是一种有机弱酸，pKa＝3.5，其结构式为：
，易溶于乙醇而微溶于水。
1．乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到，写出化学方程式；
2．估算0.1mol/L乙酰水杨酸溶液与0.1mol/L乙酰水杨酸钠盐溶液的pH；
3．乙酰水杨酸的含量可用NaOH标准溶液直接滴定。
准确称取乙酰水杨酸0.25g，置于250mL锥形瓶中，加入25mL【】溶液，摇动使其溶解，再向其中加入适量酚酞指示剂，用cNaOHmol/L的标准NaOH溶液滴定至【】为终点，记录所消耗NaOH溶液的体积VNaOHmL。
（1）填写上面2个空格
（2）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。
4．如果再提供标准的盐酸溶液，请设计另一个实验，测定乙酰水杨酸的质量分数（％）。
（1）简要写出实验步骤（参考第3题的实验步骤）
（2）写出全部反应方程式；
（3）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。
第题（10分）
化合物M是一个重要的染料中间体，它的许多衍生物在医药化工上有重要用途。
M可通过下列方法合成：
将Cl2通入液态的NaCN（0℃为液态）中，将A分离出来后置于HCl气氛中2h即可制得M，M是一高度对称的平面型结构。
M与过量的
反应制得特里塔明（名称：
2，4，6－三环乙氨基均三嗪；结构简式如右图所示），它一种抗白血病及某些癌症的药物。
1．说明均三嗪的结构有什么特点？
2．写出A、M的结构简式。
3．试说明M可作为染料中间体的原因，写出M在染色过程中发生的化学反应方程式。
（染料以“R－NH2”表示，纤维素用“纤维－OH”表示）
4．分子M与2分子乙胺反应的产物B是一个很好的除莠剂，写出B的结构式，并命名。
5．现要求用另一种方法以无机物H2SO4、NaOH，有机物尿素、环氧乙烷，合成特里塔明：
试写出其合成步骤。
参考答案
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