高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座全真模拟试题8.docx
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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座全真模拟试题8
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
全真模拟试题(八)
题号
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总分
满分
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10
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10
7
10
100
得分
评卷人
● 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。
翻印无效
第1题(11分)把铜粉放入装有浓氨水的试管中,塞紧试管塞,振荡后发现试管塞越来越紧,且溶液逐渐变为浅黄色(近乎无色)溶液A,打开试管塞后,溶液迅速变为蓝色溶液B。
试回答下列问题:
1-1 写出上述变化的化学方程式。
1-2 试从结构上解释:
A为何为无色,B为何为蓝色?
1-3 上述反应有何用途?
1-4 若将铜粉换成氧化亚铜,重复上述实验,现象是否一样?
第2题(10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。
2-1Ne、He的化合物难以合成的主要原因是什么?
2-2如果CHe33+、CHe44+果真存在的话,请写出它们的立体结构式;
2-3为什么CHe33+的键长比CHe44+短?
2-4写出与CHe33+、CHe44+互为等电子体的物质(或原子团)的名称;
2-5并完成下列化学方程式:
CHe44++H2O→CHe44++HCl→
第3题(13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:
3-1为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解?
3-2NCl3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;
3-3NF3不能发生水解,为什么?
写出3条理由;
3-4PCl3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;
3-5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4题(10分)紫草宁(shikonin,见下图)是从生长在亚洲学名叫Lithospermumerythrorhizon的一种植物的根部提取出来的红色化合物。
几个世纪以来用做民间药物,如今用于配制治疗跌打损伤的膏药。
下面是紫草宁合成路线的一部分:
+A
B
4-1紫草宁有种可能的立体异构体;
4-2写出A和B的结构简式;
4-3IUPAC系统命名A;
4-4为了获得更高药效的化合物,人们已合成出许多种紫草宁的类似物,其中一种的合成路线如下:
紫草宁
C
D(C16H14O4)
请画出化合物C、D的结构简式
4-5合成紫草宁有用类似物的另一路线如下:
E
F(C22H30O7)
画出化合物E、F的结构简式。
第5题(12分)纳米材料可以是晶态材料,也可以是非晶态材料。
纳米材料具有小尺寸效应,表面效应等多种性能。
这些效应,对纳米材料的性质有很大影响。
先有一金属晶体,其大小为边长1mm的立方体。
经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。
已知该金属为面心立方晶胞,晶胞参数a=1nm。
5-1该金属的原子半径约是nm;
5-21mm3的金属晶体,加工成上述纳米材料后,纳米晶体的数量为_______。
解答过程:
5-31mm3的1粒晶体所含晶胞数为________,它的表面积为_________mm2;1粒上述纳米材料含有的晶胞为________,1粒纳米材料表面积为________mm2。
上述金属加工成纳米材料后,表面积增加为________倍。
第6题(8分)安定药安宁可由2-甲基戊醛出发按下列方法合成:
6-1写出安宁及上述合成步骤中化合物A~C的结构式。
6-2安宁还可以通过丙二酸酯合成法合成,请设计一条以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的无机试剂为原料合成安宁的路线。
第7题(9分)
7-1比较下面的等电子系列的熔点,说明H3N-BH3熔点高的原因并图示之。
H3C—CH3H3C—FH3N-BH3
-180℃-141℃104℃
7-2图示出
分子间及
分子间的氢键
7-3谷胱甘肽(GSH)其结构为:
,画出其中所有氨基酸的结构,用*标示出手性中心。
并指出GSH有几种同分异构体。
(提示:
肽是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合而成的)
第8题(10分)在强酸性的非水溶液,如SbF5的HF溶液中通入H2S气体,结果只得到一种晶体A。
经分析,A的阴离子具有八面体结构,阳离子与PH3是等电子体。
8-1确定A的结构简式,写出生成A的化学反应方程式。
8-2在上述反应中,H2S起着什么作用?
8-3A物质能对石英有腐蚀作用,问A的哪一种离子对石英具有腐蚀作用?
8-4如何贮存A?
第9题(7分)cis-Pt(NH3)2Cl2、cis-Pt(NH3)2Cl4和cis-PtCl2(en)等是目前临床上广泛使用的抗癌药物,尤其对早期的睾丸癌具有很高的治愈率。
实验测得它们都是反磁性物质。
(en为乙二胺)
9-1Pt2+和Pt4+的价电子构型分别为和,上述配合物都是型(填“内轨”或“外轨”)配合物,cis-Pt(NH3)2Cl2的中心离子杂化轨道类型为。
9-2以上3种抗癌药均为顺式(cis-)结构,而所有的反式(trans-)异构体均无抗癌效果。
试画出上述3种物质顺式异构体的结构图:
第10题(10分)从茴香籽中按下列程序分离纯化,得到未知物X:
测定表明:
X只含C、H、O三种元素,相对分子量为150,含碳量为72.00%,含H量为6.67%。
X为无色油状液体,不溶于水、稀碱和稀酸,但微溶于浓硫酸,易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。
化学实验显示:
X可被浓氢碘酸分解,分解产物Y可溶于稀碱;X和Y都可能羟胺反应生成白色沉淀,但不能发生银镜反应。
10-1请把未知物X的可能的结构和系统名称填入下表:
10-2选择X的一种可能的结构,写出其题目中“化学实验”涉及的所有反应式。
参考答案:
1-1 振荡后试管越来越紧,属于减压状态,说明试管中的O2参与了反应。
化学反应为:
4Cu+8NH3+O2+2H2O→4[Cu(NH3)2]OH;[Cu(NH3)2]OH
[Cu(NH3)4](OH)2(4分)
1-2 A中[Cu(NH3)2]+中Cu+为d10结构,d亚层已排满,不能进行d—d跃迁,所以A无色;而在B中,[Cu(NH3)4]+中Cu2+为d9结构,d亚层未排满,可进行d—d跃迁,所以B为蓝色。
(4分)
1-3 上述反应可以定量测定O2的含量。
(1分)
1-4 若换成Cu2O上述反应更易进行,此时不需要空气中的O2参与。
Cu2O+4NH3+H2O→2[Cu(NH3)2]OH(2分)
2-1原子半径小,原子核对外层电子引力大;(2分)
2-2
(正三角形)
(正四面体)(各1分)
2-3CHe33+中C原子sp2杂化,CHe44+中C原子sp3杂化,后者p轨道成分多,相同条件下成键长。
(2分)
2-4甲基甲烷(各1分)
2-5CHe44++2H2O=CO2+4He+4H+
CHe44++4HCl=CCl4+4He+4H+(各1分)
3-1第三周期的Si还有空轨道(3d轨道),第二周期的C的s、p轨道都参与成键了,因此CCl4不能发生亲核取代。
(2分)
3-2亲电取代(2分)
3-3①电负性F
N,N为δ+,不接受H2O的H+进攻,不能发生亲电水解(1分);②N只有4个价轨道,均被占据,不能发生亲核水解(1分);③N-F键能大,难断开。
(1分)
3-4“亲电+亲核”水解(2分)
3-5
(1)A:
SF6B:
AlCl3C:
SOCl2(3分)
(2)AlCl3·nH2O+nSOCl2→AlCl3+nSO2↑+2nHCl(1分)
4-12(2分)
4-2A:
(1分)B:
(2分)
4-34-甲基-3-戊烯酰氯(1分)
4-4C:
(1分)D:
(1分)
4-5E:
(1分)F:
(1分)
5-10.35(2分)
5-28.64×1014(2分)
1mm3的金属晶体中有原子数约4×1018个,长为为10nm的纳米材料有原子数4631个(=4×103+8×7/8+12×9×3/4+(102+92)×6×1/2)(2分)
5-3101861036×10-10(各1分)8.64×104(2分)
6-1
6-2(各1分)
(4分)
7-1H3NBH3…H3NBH3形成氢键
(3分)
7-2
7-3(2分)
GSH共有6个同分异构体(4分)
8-1A:
[SH3]+[SbF6]-;(2分)SbF5+HF+H2S→[SH3]+[SbF6]-;(2分)
8-2H2S起着碱的作用(质子接受者)。
(2分)
8-3SH3+(2分)
8-4聚四氟乙烯的塑料瓶中(2分)
9-15d85d6内轨dsp2(共4分,每个1分)
9-2
(共3分,每个1分)
10-1(每空1分,共6分)
10-2(共4分)
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