中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛省级赛区试题和答案.docx
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中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛省级赛区试题和答案
中国化学会第21届（2007年）全国高中学生化学竞赛
（省级赛区）试题
（时间：
3小时满分：
100分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
总分
满分
12
6
10
7
10
12
8
4
10
12
9
100
H
1.008
相对原子质量
He
4.003
Li
6.941
Be
9.012
B
10.81
C
12.01
N
14.01
O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La－Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac－Lr
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
第题（12分）
通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si（OH）4。
1．已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。
早在上世纪50年代就发现了CH5＋的存在，人们曾提出该离子结构的种种假设，然而，直至1999年才在低温下获得该离子的振动－转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：
氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C－H键的键长相等。
2．该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？
简述理由。
3．该离子是（）
A质子酸B路易斯酸C自由基D亲核试剂
2003年5月报道，在石油中发现一种新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用作合成纳米材料的理想模板。
该分子的结构简图如下：
4．该分子的分子式为；
5．该分子有无对称中心？
；
6．该分子有几种不同级的碳原子？
；
7．该分子有无手性碳原子？
；
8．该分子有无手性？
。
第题（6分）
羟胺和用同位素标记氮原子（N*）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：
NH2OH＋HN*O2→A＋H2ONH2OH＋HN*O2→B＋H2O
A、B脱水都能形成N2O，由A得到N*NO和NN*O，而由B只得到NN*O。
请分别写出A和B的路易斯结构式。
第题（10分）
X－射线衍射实验表明，某无水MgCl2晶体属三方晶系，呈层型结构，氯离子采取立方最密堆积（ccp），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。
该晶体的六方晶胞的参数：
a＝363.63pm，c＝1766.63pm；晶体密度ρ＝2.35g·cm－3。
1．以“□”表示空层，A、B、C表示Cl－离子层，a、b、c表示Mg2＋离子层，给出该三方层型结构的堆积方式。
2．计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数。
3．假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2＋离子，将是哪种晶体结构类型?
第题（7分）
化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。
用如下方法对其进行分析：
将A与惰性填料混合均匀制成样品，加热至400℃，记录含A量不同的样品的质量损失（%），结果列于下表：
样品中A的质量分数/％
20
50
70
90
样品的质量损失/％
7.4
18.5
25.8
33.3
利用上述信息，通过作图，推断化合物A的化学式，并给出主要计算过程。
第题（分）
甲苯与干燥氯气在光照下反应生成氯化苄，用下列方法分析粗产品的纯度：
称取0.255g样品，与25mL4mol·L－1氢氧化钠水溶液在100mL圆底烧瓶中混合，加热回流1小时；冷至室温，加入50mL20%硝酸后，用25.00mL0.1000mol·L－1硝酸银水溶液处理，再用0.1000mol·L－1NH4SCN水溶液滴定剩余的硝酸银，以硫酸铁铵为指示剂，消耗了6.75mL。
1．写出分析过程的反应方程式。
2．计算样品中氯化苄的质量分数（%）。
3．通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因。
4．上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析？
请说明理由。
第题（12分）
在给定实验条件下，一元弱酸HA在苯（B）和水（W）中的分配系数KD＝[HA]B/[HA]W＝1.00。
已知水相和苯相中HA的分析浓度分别为3.05×10－3和3.96×10－3mol·L－1。
在水中，HA按HA
H＋＋A－解离，Ka＝1.00×10－4；在苯中，HA发生二聚：
2HA
（HA）2。
1．计算水相中各物种的浓度及pH。
2．计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数。
3．已知HA中有苯环，l.00gHA含3.85×1021个分子，给出HA的化学名称。
4．解释HA在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。
第题（8分）
KClO3热分解是实验室制取氧气的一种方法。
KClO3在不同条件下热分解结果如下：
实验
反应体系
第一放热峰温度/℃
第二放热峰温度/℃
A
KClO3
400
480
B
KClO3＋Fe2O3
360
390
C
KClO3＋MnO2
350
－
已知：
①K（s）＋1/2Cl2（g）＝KCl（s）ΔHΘ
（1）＝－437kJ·mol－1
②K（s）＋1/2Cl2（g）＋3/2O2（g）＝KClO3（s）ΔHΘ
（2）＝－398kJ·mol－1
③K（s）＋1/2Cl2（g）＋2O2（g）＝KClO4（s）ΔHΘ（3）＝－433kJ·mol－1
1．根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。
2．用MnO2催化KClO3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味。
推测这种气体是什么，并提出确认这种气体的实验方案。
第题（4分）
用下列路线合成化合物C：
反应结束后，产物中仍含有未反应的A和B。
1．请给出从混合物中分离出C的合理操作步骤；简述操作步骤的理论依据。
2．生成C的反应属于哪类基本有机反应类型？
第题（10分）
根据文献报道，醛基可和双氧水发生如下反应：
为了合成一类新药，选择了下列合成路线：
1．请写出A的化学式；画出B、C、D和缩醛G的结构式。
2．由E生成F和由F生成G的反应分别属于哪类基本有机反应类型。
3．请画出化合物G的所有光活异构体。
第题（12分）
尿素受热生成的主要产物与NaOH反应，得到化合物A（三钠盐）。
A与氯气反应，得到化合物B，分子式C3N3O3Cl3。
B是一种大规模生产的化工产品，全球年产达40万吨以上，我国年生产能力达5万吨以上。
B在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物C，因此广泛用于游泳池消毒等。
1．画出化合物A的阴离子的结构式。
2．画出化合物B的结构式并写出它与水反应的化学方程式。
3．化合物C有一个互变异构体，给出C及其互变异构体的结构式。
4．写出上述尿素受热发生反应的配平的化学方程式。
第题（9分）
石竹烯（Caryophyllene，C15H24）是一种含有双键的天然产物，其中一个双键的构型是反式的，丁香花气味主要是由它引起的。
可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。
反应1：
石竹烯
C15H28
反应2：
石竹烯
＋HCHO
反应3：
石竹烯
C（C15H26O）
反应4：
C（C15H26O）
石竹烯的异构体——异石竹烯在反应1和反应2中也分别得到产物A和B，而在经过反应3后却得到了产物C的异构体，此异构体在经过反应4后仍得到了产物D。
1．在不考虑反应生成手性中心的前提下，画出化合物A、C以及C的异构体的结构式；
2．画出石竹烯和异石竹烯的结构式；
3．指出石竹烯和异石竹烯的结构差别。
郑重声明：
本试卷的版权属中国化学会所有
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