高中化学竞赛预赛模拟检测试题.docx
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高中化学竞赛预赛模拟检测试题
全国化学竞赛(预赛)模拟试卷
时间:
3小时满分:
100分
一.(14分)
1.(2分)1999年4月,美国劳仑斯—柏克莱国家实验室的领导人,核化学家KennethE.Gregorich宣布,在该实验室的88英寸回旋加速器上,研究者用高能
离子轰击
靶,氪核与铅核融合,放出1个中子,形成了一种新元素A。
写出合成新元素A的反应方程式:
2.(2分)试比较邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的沸点和酸性:
3.(2分)把NaOH滴入同浓度的CuSO4溶液中即有沉淀生成。
由实验得知:
当NaOH和CuSO4溶液的体积比为1.5:
1时,残留在溶液中的Cu2+极小。
此时生成沉淀的化学式是
4.(3分)某烃C10HX中只含有仲、叔两种碳原子,且分子高度对称,则该烃的二氯取代物的种数为
5.(3分)聚1,3—异戊二烯是天然橡胶的主要成分,它经臭氧氧化,再在锌粉和稀硫酸作用下水解,水解产物能发生碘仿反应。
写出水解产物的结构简式和发生碘仿反应的方程式
6.(4分)写出二种定量测定H2O2水溶液中H2O2含量的化学方程式和简要实验步骤
二.(10分)
1.(2分)HCN为剧毒物质,受热水解为甲酰胺,后者进一步水解为甲酸铵。
写出这二步反应式。
你认为酸性还是碱性有利于水解反应的进行。
2.(3分)1993年湖南浏阳某地区金矿遭当地村民非法开采,造成水域污染。
从金矿中提取金的主要化学过程是以NaCN溶液浸取金砂,然后以锌粉处理浸取液。
写出并配平该过程的化学方程式。
3.(3分)检查水中HCN的方法是:
往被怀疑有HCN的溶液中加适量KOH、FeSO4及FeCl3。
写出反应式及实验现象。
4.(2分)含CN-的弱碱性污染水可用漂白粉处理,处理后水体逸出少量刺激性气体,写出并配平这一消毒过程的化学反应式。
三.(9分)
氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。
1.(2分)氯化亚砜分子的几何构型是;中心原子采取杂方式,是(等性、不等性)杂化。
2.(1分)写出亚硫酸钙和五氯化磷共热,制备氯化亚砜反应的化学方程式
3.(1分)氯化亚砜在有机化学中用作氯化剂,写出乙醇和氯化亚砜反应的化学方程式
4.(1分)氯化亚砜可以除去水含氯化物(MCln·xH2O)中的结晶水,用化学方程式表示这一反应
5.(2分)比较3、4两个反应的共同之处是
;这两种方法的优点是
;反应完成后,除去剩余氯化亚砜的方法是。
6.(2分)试用简要的文字和化学方程式给出解释:
为什么在液体SO2中,可用Cs2SO3滴定SOCl2?
四.(9分)
醛类(R—CHO)分子中碳基上氧原子吸引电子能力强于碳原子,使羰基碳上带有部分正电荷,从而表现出以下两方面的性质:
①碳基碳接受带负电荷或带部分负电荷的原子或原子团进攻,而发生加成反应,称为亲核加成反应。
②α—氢(R—CH2—CHO)表现出一定酸性,能与碱作用,产生碳负离子:
R--CH-CHO。
1.(2分)醛与亚硫酸氢钠加成反应的过程如下:
为什么(Ⅰ)会转化成(Ⅱ)?
2.(2分)已知R—CH2—CHO+NH2—NH2→A
R-CH2-CH=N—NH2,写出A的结构简式
3.(2分)乙醛与乙醇在催化剂作用下,可生成半缩醛(C4H10O2)和缩醛(C6H14O2)。
试写出半缩醛的结构简式和缩醛的结构简式:
4.(3分)乙醛与OH-作用可产生的碳负离子,该碳负离子又可进攻另一分子乙醛,而发生加成反应:
2CH3CHO
C(分子式:
C4H8O2)
D
试写出该碳负离子的电子式和C、D的结构简式:
五.(9分)
含有银、铜、铬的一种合金,质量为1.500g,溶解后溶液中含有Ag+、Cu2+、Cr3+,用水稀释到500.00mL。
(1)取出50.00mL溶液,加入过量稀碱溶液,分离出沉淀物,滤液用足量H2O2氧化,酸化上述溶液,用25.00mL0.100mol/L的Fe(Ⅱ)盐溶液还原其中的Cr2O72-成Cr3+,未反应的Fe(Ⅱ)盐溶液,用0.0200mol/LKMnO4溶液滴定,耗KMnO4溶液17.20mL。
(2)在另一个实验中,取200.00mL原始溶液进行电解。
电解析出金属的电流效率为90%,电流强度为2A,在14.50min内,三种金属恰好完全析出。
求合金中Ag、Cu、Cr的百分含量。
(相对原子质量:
Cr52.00;Cu63.55;Ag107.9;法拉第常数:
9.648×104C/mol)
六.(9分)
化合物A(C10H16)是一种存在于橘子、柠檬及釉子皮中的一个烯烃。
A吸收2mol的氢形成烷烃B(C10H20)。
A被KMnO4酸性溶液氧化成化合物C(如右图所示);A在催化剂作用下加2mol水,生成一个无手性的醇类D。
1.(1分)化合物A的结构中有无环?
若有,有几个环?
2.(2分)那些结构可以氧化成C?
3.(2分)写出D的结构式。
4.(2分)A最可能是哪种结构?
5.(1分)B最可能是哪种结构?
七.(16分)
配位化合物简称配合物,是一类特殊的稳定化合物。
例如,白色硫酸铜粉末溶于水生成蓝色配合物[Cu(H2O)4]SO4。
其中方括号内的部分称配合物的内界,方括号外的部分称配合物的外界。
方括号内的金属原子或离子称形成体,其余部分是与金属原子紧密结合的基团,称配位体。
配位体提供孤对电子与形成体形成配位健。
配合物中每个形成体周围的配位键数称该形成体的配位数。
提供孤对电子的原子称配位原子,如NH3分子中的N原子、H2O分子中的氧原子等都可作为配位原子,则NH3和H2O称配位体分子。
配合物的命名规则类似无机化合物,称某酸某或某化某。
内界的命名是先配体(标出配体个数)加以“合”字,在金属原子后,用罗马数字表示金属离子的化合价。
如[Cu(H2O)4]SO4命名为硫酸四水合铜(Ⅱ)。
若有多种配位体,则配位体命名次序为:
①先阴离子,后阳离子,再中性分子;②先有机,后无机;③先简单,后复杂。
依据上述知识,回答下列问题。
1.(5分)填写下表空白处。
序号
配合物的化学式
配合物的名称
形成体
配位体
配位数
1
[Cu(H2O)4]SO4
硫酸四水合铜(Ⅱ)
Cu(Ⅱ)
H2O
4
2
二氯化四氨合锌(Ⅱ)
3
[CoClNO2(NH3)4]Cl
4
K3[Fe(CN)6]
5
五氯一氨合铂(Ⅳ)酸钾
2.(2分)在一个配位体分子中若有二个配位原子,同时与一个形成体成键时,即可形成环形化合物。
乙二胺四乙酸是一种常用的含有多个配位原子的试剂,请写出乙二胺四乙酸分子的结构简式,指出其中的配位原子最多可以有几个?
最多可形成几个五原子环?
3.(3分)配位数为4的配合物可形成立方晶体,形成体(以M表示)处在立方体中心,请指出这类配合物的分子可能有种空间构型体?
在下图中标出每种空间构型体里配位原子的空间位置(每个位置画一个黑点),并指出每种构型的名称。
(图形不够可以自己画)
构型名称:
4.(6分)固体Co(NH3)3(H2O)2ClBr2可能有几种不同组成的配离子。
现通过以下实验测定Co(NH3)3(H2O)2ClBr2的结构式。
①将含0.683gCo(NH3)3(H2O)2ClBr2的溶液通过H—离子交换树脂,交换出来的酸用0.125mol/L的NaOH溶液滴定,用去NaOH溶液32.0mL;②另将0.683gCo(NH3)3(H2O)2ClBr2溶于足量水,并加入过量的AgNO3溶液,产生的沉淀经离心分离干燥后称量为0.752g。
已知配离子呈八面体结构,试确定该配离子,并画出它的所有几何异构体和其中的对映体。
(摩尔质量(g/mol):
Co(NH3)3(H2O)2ClBr2341.4;AgCl143.4;AgBr187.8)
八.(16分)
钼是我国丰产元素,探明储量居世界之首。
钼有广泛用途,例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝;钼钢在高温下仍有高强度,用以制作火箭发动机、核反应堆等。
钼是固氨酶活性中心元素,施钼肥可明显提高豆种植物产量,等等。
1.(2分)钼的元素符号是42,写出它的核外电子排布式,并指出它在元素周期表中的位置。
2.(4分)钼金属的晶格类型为体心立方晶格,原子半径为136pm,相对原子质量为95.94。
试计算该晶体钼的密度和空间利用率(原子体积占晶体空间的百分率)。
ρ=;η=
3.(4分)钼有一种含氧酸根[MoxOy]z-(如右图所示),式中x、y、z都是正整数;Mo的氧化态为+6,O呈-2。
可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构:
(A)所有Mo原子的配位数都是6,形成[MoO6]6-,呈正八面体,称为“小八面体”(图A);
(B)6个“小八面体”共棱连接可构成一个“超八面体”(图B),化学式为[Mo6O19]2-;
(C)2个”超八面体”共用2个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”(图C);,化学式为[Mo10O28]4+;
(D)从一个“挛超八面体”里取走3个“小八面体”,得到的“缺角孪超八面体”(图D)便是本题的[MoxOy]z-(图D中用虚线表示的小八面体是被取走的)。
ABCD
[MoxOy]z-的化学式为
4.(1分)钼能形成六核簇合物,如一种含卤离子[Mo6Cl8]4+,6个Mo原子形成八面体骨架结构,氯原子以三桥基与与Mo原子相连。
则该离子中8个Cl离子的空间构型为
5.(5分)辉钼矿(MoS2)是最重要的铝矿,它在403K、202650Pa氧压下跟苛性碱溶液反应时,钼便以MoO42-型体进入溶液。
①在上述反应中硫也氧化而进入溶液,试写出上述反应的配平的方程式;
②在密闭容器里用硝酸来分解辉钼矿,氧化过程的条件为423K~523K,1114575Pa~1823850Pa氧压。
反应结果钼以钼酸形态沉淀,而硝酸的实际消耗量很低(相当于催化剂的作用),为什么?
试通过化学方程式(配平)来解释。
九.(8分)
一.早在十六世纪,人们就将古柯叶的提取液用于抗疲劳。
1826年Wohler揭示了其活性成分是可卡因(一种毒品)A(C17H21NO4)。
它虽然是很有效的局部麻醉药,但毒性大,易成瘾。
A用氢氧化钠水溶液水解,中和后得甲醇,苯甲酸和芽子碱B(C9H15NO3)。
B用三氧化铬氧化得C(C9H13NO3),C加热生成含有羰基的化合物D(C8H13NO)并放出一种气体。
D在活性镍催化下氢化得到醇E
(E可表示为
或
)
后来有人通过Mannich反应,以CH2NH2、3一氧代戊二酸与F为反应物,一步反应就合成了D,反应式如下:
提示:
(l)β一酮酸在加热时可以脱羧(CO2)生成酮,例如:
(2)Mannich反应是含有α活泼氢的有机物与胺和甲醛发生三分子之间的缩合反应,放出水分子,该反应可以简单地看作α活泼氢在反应过程中被胺甲基取代,例如:
回答下列问题:
1.写出A、B.C、D的结构式。
2.写出F的结构式。
高中化学夏令营竞赛参考答案
一.(共14分)
1.
+
→
+
(2分)
2.沸点较高的是对羟基苯甲醛(1分);
酸性较强的是对羟基苯甲醛(1分)
(邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键)
3.3Cu(OH)2·CuSO4(或Cu4(OH)6SO4)
(2分)
4.6(3分)(x=16,该烷烃是金刚烷)
5.CH3—CO—CH2—CH2—CHO(1.5分)
CH3—CO—CH2—CH2—CHO
NaOOC—CH2—CH2—CHO+CHI3↓
(1.5分)
6.①用标准KMnO4溶液滴定H2O2水溶液:
2MnO4-+5H2O2+6H+==2Mn2++5O2↑+8H2O(2分)
②H2O2水溶液中加入过量KI溶液,再用标准Na2S2O3溶液进行滴定:
H2O2+2I-+2H+==I2+2H2OI2+2S2O32-==2I-+S2O42-(2分)
二.(共10分)
1.HCN+H2O→HCONH2(1分)
HCONH2+H2O→HCOONH4(0.5分)
酸性有利(0.5分)
2.4Au+8CN-+O2+2H2O→4Au(CN)2-+4OH-(2分)(写对Au的配合物给1分)
2Au(CN)2-+Zn→Zn(CN)42-+2Au(1分)
3.HCN+KOH→KCN+H2O(0.5分)
Fe2++6CN-→Fe(CN)64-(0.5分)
Fe(CN)64-+Fe3++K+→KFe[Fe(CN)6]↓或3Fe(CN)64-+4Fe3+→Fe4[Fe(CN)6]3↓(1分)
蓝色沉淀(1分答对颜色即可)
4.CN-+ClO-+2H2O→NH3+HCO3-+Cl-(2分)
三.(共9分)
1.三角锥形(1分)sp2(0.5分)
不等性(0.5分)
2.CaSO3+2PC15→CaC12+2POCl3+SOC12(1分)
3.CH3CH2OH+SOCl2→CH3CH2Cl+SO2↑+HCl↑(1分)
4.MCln·xH2O+xSOCl2→MCln+xSO2↑+2xHCl↑(1分)
5.氯化亚砜与醇、水分子中的羟基作用,生成SO2和HCl(0.5分);反应中的其它产物都是气体而逸出(1分);可在真空中蒸馏而赶掉(0.5分)。
6.液体SO2的自电离与水相似:
2SO2→SO2++SO32-
在液体SO2中,SOCl2、Cs2SO3如下电离:
SOCl2→SO2++2Cl-
Cs2SO3→2Cs++SO32-
两者混合使电离平衡向左移动生成SO2,SOCl2+Cs2SO3→SO2+2CsCl(2分)
四.(共9分)
l.—SO4H的酸性强于—OH的酸性(1分)
2.R—CH2—CH(OH)—NH—NH2(2分)
3.CH3—CH(OH)—O—CH2—CH3(1分)
CH3—CH—(O—CH2—CH3)2(1分)
4.
;
;
(各1分)
五.(共9分)
Cr3+~0.5Cr2O72-~3Fe2+5Fe2+~MnO4-
nCr=1/3×(0.02500×0.100-5×0.01720×
0.0200)×10=0.0026mol(3分)
2nCu+3nAg+3nCr=ne=2.5×90%×2×14.50×60/96480=0.0406mol(3分)
63.55nCu+107.9nAg+52.00nCr=1.500
nCu=0.0143mol(1分)nAg=0.0042(1分)
Cr%=9.0%Cu%=60.4%Ag%=30.6%(1分)
六.(共9分)
1.有1个环(1分)
2.(2分,答对1个0.5分,2个1分)
3.(2分)
4.(2分)
5.(1分)
七.(共16分)
1.2:
[Zn(NH)4]Cl2Zn(Ⅱ)NH34(1分)
3:
氯化一氯一硝基四氨合钴(Ⅲ)Co(Ⅲ)Cl、NO2、NH34(1分)
4:
六氰合铁(Ⅲ)酸钾Fe(Ⅲ)CN-6
(1分)
5:
K[PtCl5NH3]Pt(Ⅳ)、Cl-NH36
(1分)
2.最多有6个配位原子(0.5分)最多可形成5个环(0.5分)
(1分)
3.2(1分)
正方形(1分)正四面体(1分)
4.[Co(NH3)3(H2O)2Cl]·Br2(4分)
(0.5分)
(0.5分)
(存在对映体,1分)
八.(共16分)
1.[Kr]4d55s1(1分)
第四周期(0.5分)ⅥB族(0.5分)
2.10.3g/cm3(2分)68.0%(2分)
3.[Mo7O24]6-(4分)
4.正方体(1分)
5.2MnS2+9O2+12OH-==
2MoO42-十4SO42-十6H2O(2分)
MoS2+6HNO3==H2MoO4+2H2SO4+6NO
2NO+O2==2NO2
3NO2+H2O==2HNO3+NO
2MoS2+9O2+6H2O
2H2MoO4+4H2SO4(3分)
九.(共8分)
1.A:
B:
C:
D:
(各1.5分)
2.OHC—CH2—CH2—CHO(2分)
参考数据:
省一等奖82分;二等奖71分;三等奖57