1997年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题.doc

1、1997年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题第一题（10分）次磷酸H3PO2是一种强还原剂，将它加入CuSO4水溶液，加热到4050，析出一种红棕色的难溶物A。经鉴定：反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物；X射线衍射证实A是一种六方晶体，结构类同于纤维锌矿(ZnS), 组成稳定；A的主要化学性质如下：温度超过60，分解成金属铜和一种气体；在氯气中着火；与盐酸应放出气体。回答如下问题：1写出A的化学式。2写出A的生成反应方程式。3写出A与氯气反应的化学方程式。4写出A与盐酸反应的化学方程式。第二题（13分）PCl5是一种白色固体，加热到160不经过液态阶段就变成蒸气，测得180下的蒸气密度（折合成标准

2、状况）为9.3g/L, 极性为零，PCl键长为204pm和211pm两种。继续加热到250时测得压力为计算值的两倍。PCl5在加压下于148液化，形成一种能导电的熔体，测得PCl的键长为198pm和206pm两种。（P、Cl相对原子质量为31.0、35.5）回答如下问题：1180下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。2在250下PCl5蒸气中存在什么分子？为什么？写出分子式，画出立体结构。3PCl5熔体为什么能导电？用最简洁的方式作出解释。4PBr5气态分子结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，但经测定其中只存在一种P-Br键长。PBr5熔体为什么导电？用最简洁的形式

3、作出解释。第三题（19分）用黄铜矿炼铜按反应物和生成物可将总反应可以写成：CuFeS2SiO2O2CuFeSiO3SO2事实上冶炼反应是分步进行的。黄铜矿在氧气作用下生成硫化亚铜和硫化亚铁；硫化亚铁在氧气作用下生成氧化亚铁，并与二氧化硅反应生成矿渣；硫化亚铜与氧气反应生成氧化亚铜；硫化亚铜与氧化亚铜反应生成铜。1写出上述各个分步反应（，）的化学方程式。2给出总反应方程式的系数。3据最新报道，有一种叫Thibacillus ferroxidans的细菌在氧气存在下可以将黄铜矿氧化成硫酸盐。反应是在酸性溶液中发生的。试写出配平的化学方程式。4最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O

4、2 (空气)反应, 生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO45H2O，成本降低了许多。实验结果如下：沸腾炉温度/560580600620640660生成物水溶性Cu/%90.1291.2493.5092.3889.9684.23酸溶性Cu/%92.0093.6097.0897.8298.1698.19酸溶性Fe/%8.566.723.462.782.372.28回答如下问题：（1）CuFeS2和O2主要反应的方程式为（2）实际生产过程的沸腾炉温度为 600620。控制反应温度的方法是（3）温度高于600620生成物中水溶性Cu（%）下降的原因是第四题（10分）将固体MnC2O42H2O放

5、在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度变化的关系如图所示（相对原子质量：H 1.0，C 12.0，O 16.0，Mn 55.0 )：纵坐标是固体的相对质量。说出在下列五个温度区间各发生什么变化，并简述理由：050：50100：100214：214280：280943：第五题（10分）1964年Eaton合成了一种新奇的烷，叫立方烷，化学式为C8H8（A）。20年后，在Eaton研究小组工作的博士后XIONG YUSHENG（译音熊余生）合成了这种烷的四硝基衍生物（B）, 是一种烈性炸药。最近，有人计划将B的硝基用19种氨基酸取代，得到立方烷的四酰胺基衍生物（C），认为极有可能从中筛选出

6、最好的抗癌、抗病毒，甚至抗爱滋病的药物来。回答如下问题：1四硝基立方烷理论上可以有多种异构体，但仅只一种是最稳定的，它就是（B），请画出它的结构式。2写出四硝基立方烷（B）爆炸反应方程式。3中每个酰胺基是一个氨基酸基团。请估算，B的硝基被19种氨基酸取代，理论上总共可以合成多少种氨基酸组成不同的四酰胺基立方烷（C）？4C中有多少对对映异构体？第六题（12分）NO的生物活性已引起科学家高度重视。它与超氧离子（O2）反应，该反应的产物本题用A为代号。在生理pH值条件下，A的半衰期为12秒。A被认为是人生病，如炎症、中风、心脏病和风湿病等引起大量细胞和组织毁坏的原因。A在巨噬细胞里受控生成却是巨噬细

7、胞能够杀死癌细胞和入侵的微生物的重要原因。科学家用生物拟态法探究了A的基本性质，如它与硝酸根的异构化反应等。他们发现，当16O标记的A在18O标记的水中异构化得到的硝酸根有11% 18O，可见该反应历程复杂。回答如下问题：1写出A的化学式。写出NO跟超氧离子的反应。这你认为A离子的可能结构是什么？试写出它的路易斯结构式（即用短横表示化学键和用小黑点表示未成键电子的结构式）。2A离子和水中的CO2迅速一对一地结合。试写出这种物种可能的路易斯结构式。3含Cu+离子的酶的活化中心，亚硝酸根转化为一氧化氮。写出Cu+和NO2在水溶液中的反应。4在常温下把NO气体压缩到100个大气压，在一个体积固定的容

8、器里加热到50，发现气体的压力迅速下降，压力降至略小于原压力的2/3就不再改变，已知其中一种产物是N2O，写出化学方程式。并解释为什么最后的气体总压力略小于原压力的2/3。第七题（15分）回答如下几个问题1近期发现不需要外加能源、节约水源而能除去废水中的卤代烷（有碍于人类健康）的方法：把铁放在含卤代烷的废水中，经一段时间后卤代烷“消失”。例如废水中的一氯乙烷经14.9d后就检不出来了。目前认为反应中卤代烷（RCH2X）是氧化剂。写出反应式并说明（按原子）得失电子的关系。2电解NaClKClAlCl3熔体制铝比电解Al2O3Na3AlF6制铝节省电能约30%。为什么现仍用后一种方法制铝？3NH4

9、NO3热分解及和燃料油以(CH2)n表示反应的方程式及反应热分别为：NH4NO3N2O2H2O0.53 kJ/g NH4NO3 （1）NH4NO3N21/2O22H2O1.47 kJ/g NH4NO3 （2）3nNH4NO3(CH2)n3nN27nH2OnCO24.29n kJ/g NH4NO3 （3）试问：由以上三个热化学方程式可得出哪些新的热化学方程式?4参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题：在液态BrF3中用KBrF4滴定Br2PbF10，过程中出现电导最低点。写出有关反应式。第八题（11分）乙酸在磷酸铝的催化作用下生成一种重要的基本有机试剂A。核磁共振谱表明A分子中的氢原子没有差别；红外光谱表明A分子里存在羰基，而且，A分子里的所有原子在一个平面上。A很容易与水反应重新变成乙酸。回答如下问题：1写出A的结构式。2写出A与水的反应方程式。3写出A与氢氧化钠的反应方程式。4写出A与氨的反应方程式，有机产物要用结构式表示。5写成A与乙醇的反应方程式，有机产物要用结构式表示。第九题（10分）1完成反应式？2测结构，式中（）表示反应，（）表示不反应求（A）（G）各化合物的可能结构第十题（10分）由乙炔合成乙酸正丁酯