全国高中学生化学竞赛初赛模拟试题2.docx

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全国高中学生化学竞赛初赛模拟试题2

中国化学会2007年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题

（2007年9月16日9：

00-12：

00共计3小时）

●竞赛时间3小时。

迟到超过半小时者不能进考场。

开始考试后1小时内不得离场。

时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。

●试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。

草稿纸在最后一页。

不得持有任何其他纸张。

●姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。

●允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第1题

随着社会的不断发展，黄金得到了越来越广泛的应用。

现在，金（Au）因它某些良好的物理性能，也成为了高新技术领域中的重要工业金属。

金从一种“皇家金属”到“货币金属”再到“工业金属”，它的应用贯穿了整个人类文明史。

现代冶金工业开采出的金矿，进行一些必要的预处理后，通常用浸出金，使金转入溶液。

1．写出化学方程式。

2．现代的认识则更加深入，已证明上述过程是一个电化学过程。

分别写出它的阳极反应和阴极反应。

阳极反应：

。

阴极反应：

。

3．从前两问可以得出，在浸出过程中可以采取哪些必要措施，以加速金的溶解？

（至少写三条）

4．对烃类的催化氧化中用到以金/金红石为载体的催化剂。

Haruta首先发现金有效,并数次改进该方法。

催化剂中，金原子弥散分布在金红石表面。

假设金红石表面一层有1/2的金属原子被金替代，计算10cm2金红石表面（单层）被取代的金原子数。

（金红石属四方晶系，a=4.59Å,c=2.96Å）

第2题

在如下问题中按照题中所提到的性质对物质进行从小到大的排序。

a）按照熔点的大小，从小到大开始排序：

Na,Al,Si,S8

b）按照沸点的大小，从小到大开始排序：

H2,LiH,CH4,NH3

c）按照原子半径的大小，从小到大开始排序：

Na,Mg,K,Ca

d）按照离子半径的大小，从小到大开始排序：

F–,Na+,Mg2+,Cl-

e）按照电负性的大小，从小到大开始排序：

F,Na,Cl,K

f）按照第一电离能的大小，从小到大开始排序：

Si,P,S,Cl

g）按照键强的大小，从小到大开始排序：

N2,O2,Cl2,Br2

h）按照键角的大小，从小到大开始排序：

OF2,SiF4,BF3,XeF4

i）按照被氢氧根离子水解的速率的大小，从小到大开始排序：

CH3Br,CH3Cl,CH3F,CH3I

第3题

氧化钇，碳酸钡和氧化铜在高温（900°C）下发生固相反应生成超导体A，其含13.4%Y,41.2%Ba和28.6%Cu。

i）假设在A中未知的元素为氧，试给出A的实验式。

ii）给出铜的氧化态。

iii）在200°C下热重分析仪中用氢气还原A，可以使所有铜+3还原为铜+2，并得到化合物B。

其他的元素均保持价态不变。

初始原料重84.2mg，则还原后生成化合物B的质量为多少？

第4题

有机物A在浓磷酸中微热发生分解,形成的气体混合物的密度相对氢为25,并且在溶液中不再残留有机物。

如果气体混合物通入溴水,体积减少一倍,随后通过碱溶液，气体完全被吸收。

确定物质A,若已知A中的氢原子不能被分辨。

1．写出所有涉及的反应的方程式。

2．提出合成物质A的方法.

3．为什么目标物质A被广泛应用在有机合成中?

给出一个例子。

第5题

酸A在标准条件下是白色固体吸湿物质，熔点62.4°С。

A是与硫酸类似的物质，包含54.5%元素X.X是主族元素。

与硫酸相比,酸A的热的浓溶液可与金属B起反应，生成酸A的盐C和元素X的氧化物D。

87.0g酸A可形成82.3g盐C。

在化合物C中，金属B的氧化数是+III。

在氧化物D中元素X的氧化数是+IV。

酸A,与硝酸相似,可与盐酸形成混合物,产物类似于王水。

这个混合物能与许多金属反应。

与金属B的反应产物是水、氧化物D和酸E,化合物阴离子包含氯元素。

化合物阴离子中心原子的氧化数为III，并且它的配位数为4。

3-1确定元素X和酸A，并通过计算确定元素B，化合物C、氧化物D和酸E。

3-2写出B+A以及B+A/HCl的反应方程式。

第6题

Captodiame是一种镇定剂，多步合成方案如下。

最后一步是G和H的偶联。

G和H的合成方案如下：

给出G-M，试剂N，副产物O的结构。

第7题

一种化合物的合成如下：

Cu（OH）2与Au（OH）3按照摩尔比为3:

1进行反应生成A。

A的IR谱在3400cm-1处显示一个强的宽峰。

0.541g（1mmol）A在500°C下氢气流中分解生成化合物B和水（0.162g）。

元素分析B中含50.8%Au。

a）一共生成了多少摩尔水？

b）根据上述信息给出A的化学式。

c）给出B的化学式。

写出计算过程。

第8题

卤素生成一系列互卤化物。

其中一个是氯化溴，其在500°C下分解成单质。

在这个温度下，平衡常数为KC=32。

假设系统中每个物质浓度均为0.25mol/L。

a）给出分解的化学方程式。

b）用计算证明该混合物不处于平衡态。

c）反应向哪个方向进行？

d）混合物移至平衡时释放了多少功（能量）？

e）给出反应的KP和KX值。

f）计算按照上述混合物起始达到平衡的各物质的浓度。

第9题

配平下列反应方程式

（1）VO2++SO2VO2++SO42－

（2）VO2++MnO4－+H2OVO2++Mn2++H+

25cm3钒酸铵溶液酸化后，加热至沸，通入过量的SO2进行反应，过量的SO2被煮沸赶出。

此溶液需要加入23.2cm3、2.96molm－3的KMnO4溶液使之氧化，计算钒酸铵溶液中VO2+的浓度。

再另作一次实验：

取同样浓度的钒酸铵溶液10cm3，使之还原到一个价态，然后再用27.8cm3上述浓度的KMnO4溶液氧化到VO2+，问钒酸铵中VO2+被还原到了什么样的氧化态？

第10题

化合物A是一种液体，和水在同样温度下沸腾。

燃烧分析数据给出:

C:

64.8%;H:

13.6%;O:

21.6%.

a）计算化合物A的实验式。

b）估计化合物A的分子式。

c）这个式子含有两种可能的官能团中的一种。

指出这两种官能团。

化合物A的IR谱图如下:

d）在这个谱图中能确认哪种官能团？

e）画出化合物A可能的结构，并命名。

化合物A与酸性高锰酸钾反应生成化合物B。

这个新化合物的沸点比A低，它的1HNMR谱如下:

f）给出化合物B的结构，并归属1HNMR谱。

g）预测B的IR谱和A的有什么不同？

h）命名化合物B。

化合物B的质谱图中含m/e57和m/e43的碎片离子。

i）给出碎片的结构。

参考答案

第1题

1．8NaCN+4Au+O2+2H2O=4Na[Au（CN）2]+4NaOH

2．阴极Au+2CN-[Au（CN）2]-+e-

阳极O2+2H2O+4e-4OH-

3．加大CN-浓度，及时导出产物[Au（CN）2]-以促进平衡移动，密封加压，将金捣碎，溶解的同时不断搅拌。

4．每个金红石的晶胞的顶面有1个金属原子。

所以每个金红石的晶胞中有1/2个金。

每个每个金红石的晶胞表面面积：

S0=4.59Å*2.96Å=13.57Å2

因此，金的数目为：

N=1/2*S/S0=1/2*10cm2/13.57Å2=3.68*1015

第2题

第3题

i）比1:

2:

3:

7即YBa2Cu3O7

ii）氧化态4-（3+4）/3=7/3Cu=2.33

iii）84.2/666.19=x/658.19

x=83.19mg

第4题

1．A分解得到的混合气体的摩尔质量为25*2=50g/mol。

其中一个气体很有可能是烯烃或炔烃（被溴水吸收），另外一个为CO2（能被碱溶液吸收）。

可知混合物中气体比例为1:

1（因为通入溴水体积减少一倍,）,于是我们可以求出第一个气体的摩尔质量:

M（gas）=2*50-44=56g/mol,其为丁烯的分子量。

又因为A中的氢原子不能被分辨，所以很有可能A中含有叔丁基，因此，该气体为异丁烯。

最后可推出A为Boc2O:

2．

3．Boc2O在有机合成中用于保护氨基。

第5题

1．X硒AH2SeO4

2．BAuCAu2（SeO4）3DSeO2EHAuCl4

6H2SeO4+2Au=Au2（SeO4）3+3SeO2+6H2O

3H2SeO4+8HCl+2Au=2HAuCl4+3SeO2+6H2O

第6题

第7题

a）3400cm-1处的IR吸收是OH的特征。

还原A得到0.162g水，即9mmol=9x10-3mol.b）这暗示出A中含有9摩尔O，可能是以OH存在。

根据反应计量比，产物中可能含3摩尔Cu和1摩尔Au。

1mmolA质量为0.541g，A的分子量应该为541。

3xMr（Cu）+1xMr（Au）+9xMr（OH）=Mr（A）

Mr（A）–（3x63.43）+196.97+（9x17）=540.6

因此A=AuCu3（OH）9

c）通过题意判断B为AuCu3。

计算得B含50.8%Au，满足条件

故AuCu3

第8题

a）2BrClBr2+Cl2

b）

c）Q

d）

=-22kJ

e）Asn=0weget:

KP=KX=32

平衡浓度:

n（BrCl）=0.25-2yn（Br2）=n（Cl2）=0.25+y

解方程 :

y=0.0943

c（BrCl）=0.061mol/Lc（Br2）=c（Cl2）=0.34mol/L

第9题

（1）2VO2++SO22VO2++SO42－

（2）5VO2++MnO4－+H2O5VO2++Mn2++2H+

c（VO2+）=5*23.2cm3*2.96kgm－3/25cm3=1.37*10-2mol/L

设被还原的价态为x：

有n（Vx+）:

n（MnO4－）=5/（5-x）

n（Vx+）=1.37*10-2mol/L*10cm3=0.137mmol

n（MnO4－）=27.8cm3*2.96molm－3=8.23*10-5mol

解得

x=2

故VO2+被还原到+2氧化态。

第10题

1.a）计算

64.8/12.00=5.413.6/1.00=13.621.6/16.00=1.35

摩尔比:

C5.4H13.6O1.35

实验式：

C4H10O

2.C4H10O

3.羟基–OH醚键C-O-C

4.羟基–宽峰~3300cm-1

5.

1-丁醇

2-甲基丙醇

2-丁醇

2-甲基-2-丙醇

6.

triplet三重峰

singlet单重峰

quartet四重峰

7.在~3300cm-1无吸收因为B中没有–OH。

在~1750cm-1有吸收由于B中有C=O基团。

8.2-丁酮

9.