全国化学竞赛模拟试题.doc

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1、20112011 年全国高中化学竞赛模拟试题一年全国高中化学竞赛模拟试题一1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910

2、.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn-RfDbSgBhHsMt第一题第一题 解释下列问题： 1比较下列物质酸性强弱：、C

3、OOHOHCOOHCOOH OHOH和OH CH3CH3NO2OHNO2CH3CH3CHF3和 CH3NO2 2比较下列物质的碱性强弱：、和NNHNH2变成后，碱性增至 3 倍，而变成后，碱性增NH2NCH3CH3NH2NO2NO2O2NNCH3CH3NO2NO2O2N至 40000 倍。 3比较 N(CH3)3和 NH(CH3)2沸点高低。阐述原因。4画出-氟代乙醇的稳定构象。51，4-苯二甲酰胺的偶极矩不是零。请问这是为什么？简要回答。 6一般弱电解质电离是吸热的，而氢氟酸在电离时是放热的。解释原因。7、分别加入 AlCl3有 CO 放出。试解释之。ClOClOClO CH3OCH38为何

4、超重元素一般会发生 衰变，且衰变后一般以208Pb 结束？放射性核素起先会以什么衰变开始？为什么？40 19K第二题第二题某些生物大分子如蛋白质中半胱氨酸残基的硫原子常与一些过渡金属如铁等反应形成 配合物。该配合物具有抗病毒和抗肿瘤活性。配合物 A 就属于上述配合物，它是由 NiCl2、四（正）丁基溴化铵 Bu4NBr 和 HSCH2CH2SH 为原料合成的。元素分析知：A 中 镍、硫元素的质量分数分别为 16.46%和 35.89%。核磁显示 A 中只有两类化学环境的氢原 子。红外光谱显示 A 中硫原子的化学环境只有一种。 1试通过计算确定 A 的分子式，确定 A 的结构简式，指出 A 中心

5、原子的杂化形态。 2对 A 进行 X-射线衍射表明：晶体 A 为正交晶系： a=0.9127nm，b=1.2424nm，c=1.3906nm。晶体 A 中有四个 A 分子。试计算晶体 A 的密 度（g/cm3） 。 3猜测一下 A 中阳离子形成的原因。第三题第三题当有 H2SO4/HCl 混合酸存在时，用汞齐化的铅作电极，电解硝酸的水溶液，可得到化 合物 B。化合物 B 的生成可看作先生成化合物 A，然后 A 与盐酸反应，生成 B。其中 A、B 中部分元素的质量分数如下：物 质氮元素质量分数氧元素质量分数A42.4%48.5%B20.1%23.0%V mL c mol/L Fe2(SO4)3的

6、硫酸溶液，恰好被 25.00mL 0.1mol/L B 还原成 FeSO4。再 将此溶液用 0.05000mol/L KMnO4溶液滴到 Fe2+全部转化为 Fe3+离子时，消耗 30.00mL 上述 KMnO4溶液。 1试计算推导出 A、B 的结构简式，指出其中心原子的杂化形态和键角的大概大小。 写出 A 的构造异构体。 2写出电解生成 A 的电极反应和电解反应方程式。 3试计算写出 B 与 Fe2(SO4)3反应的化学反应方程式。 4A 能与丙酮反应生成 C，C 能做缓蚀剂，延缓铁制容器的腐蚀。试判断 C 的酸碱 性，并用化学方程式解释 C 作缓蚀剂的原因。 5A 能在酸性或碱性溶液中分解

7、，在碱性溶液中分解，其质量减少 45.45%；而在酸 性溶液中分解，其质量减少 59.09%。试分别写出 A 热分解反应方程式。 6A 显酸性，其电离后的阴离子记为 D。在 Cu2+催化下，D 能与 O2反应最终生成 N2O32-。该反应过程如下： D+O2NO-（高活性离子）+ NO-+O2E（化合反应） 。E 活性很强，能与 CO2等摩尔化合生成 F。E+DN2O32-+ 上述三个反应均未配平。试完成上述离子反应。确定 NO-、E、F 和 N2O32-的路易斯 结构式，并计较 NO-和 N2O32-氮氧键的键长大小，说明原因。第四题第四题 化合物 V 可由以下合成路线获得：II（分子式为

8、C3H8O2）III（无酸性）IVIAg(NH3)2OH H+H+CH3OH / VOH HVI已知：化合物 I 与反应生成 V 的反应是交叉脱氢偶联反应，该反应是 2011 年OH H备受关注的一类直接生成碳-碳单键的新反应。 1试确定 IV 的结构简式。 2III 的一种同分异构体 VII 能与饱和 NaHCO3溶液反应放出 CO2，试确定化合物 VII 的结构简式。3脱氢剂 VI 最常见的物质是。试简述为何能作脱氢剂？写出该反应OOClClNCCNOOClClNCCN方程式。该反应是放热反应还是吸热反应？4与在一定条件下等摩尔发生交叉脱氢偶联反应。试写出该反NCH3CH3CCH应。第五题

9、第五题多氮化合物非常有机会成为高能量密度的材料。因为这些化合物在热力学上是不稳定 的化合物。当它们分解或反应成为较稳定的化合物时，会释放之大量的请量。多氮化合物 并不多，只有 N2、N3-、N5+，分别在 1772、1890、1999 年时被发现，以及近年才发现的 环状阴离子 N5+。1写出 N5+和 N5-的路易斯结构式。要求清楚地标出孤对电子和形式电荷，并画其分 子的几何形状。 欲合成白色的离子固体N5+AsF6-时，需要使用N2F+AsF6-和叠氮酸(HN3)（在 780C 的液态 HF 中）来进行反应。然而制造N2F+AsF6-时，则是由 N2F2和 AsF5反应而成，其反应式如下：x

10、C(石墨)+AsF5CxAsF5（渗入石墨层中，其中 x=1012）2CxAsF5+N2F42Cx+AsF6-+反式N2F2 反式N2F2+AsF5N2F+AsF6- 2试确定 N2F+的微粒路易斯结构式，并指出中心氮原子杂化形态。若有大 键，请 指出。 3上述反应中，石墨是路易斯酸还是路易斯碱？CxAsF5是路易斯酸还是路易斯碱？ 4比较顺式N2F2和反式N2F2化学活性强弱，并说明原因。 5固态N5+AsF6-比较稳定，但与水接触时则会发生爆炸性反应。试写出该爆炸反应。在合成 N2F2时，会得到反式的产物，虽然热力学上比较稳定的形式是顺式。若要将反 式转化为顺式时，需要跨过非常高的活化能。

11、所以顺、反式之间的平衡在没有催化剂的状 况下是不易达成的。若将反式的 N2F2放在密闭容器中，再加入少量的 SbF5当作催化剂，放在室温下 6 天，则顺、反式便可以达到平衡：已知：反式、顺式 N2F2的标准生成热分别为 67.31 和 62.03kJ/mol；而在 250C 时的 标准熵分别为 262.10 和 266.50JK-1mol-1。6试计算在 250C 达成平衡时，顺式分子数目除以反式分子数目的比值大小。 N5+SbF6-可利用置换反应的方式将它转换成别的 N5+盐类，其反应如下： N5+SbF6-+M+X-N5+X-+M+SbF6- M+=Na+、K+、Cs+；X-=较大的阴离子

12、，如 SnF62-和 B(CF3)4- 因为Cs+SbF6-在无水 HF 中溶解度非常低，并且K+SbF6-在 SO2中溶解度也非常 低，故这两种溶剂可分别在-780C 和-640C 时经常被用来当作置换反应的溶剂。 7试写出由Cs+2SnF62-来制备N5+2SnF62-，以及由K+B(CF3)4-来制备N5+ B(CF3)4-的化学反应方程式，并注明所选用的溶剂。 在 250C300C 下，小心控制N5+2SnF62-分解，可得到阳离子相同而阴离子不同的盐 （白色）A 和化合物 B。A 的热稳定性和N5+SbF6-（50600C）差不多。分析溶液119Sn NMR 光谱显示，盐 A 的阴离

13、子实际上是以二聚体和四聚体的方式等摩尔混合存在的。在 两种聚阴离子中，Sn 的配位数均为 6。而二元化合物 B 中氮元素的质量分数为 78.65%。 8试确定 A 和 B 的化学式（要求具体写出阴离子和阳离子）。画出 A 中阴离子的二 聚体和四聚体的结构。画出 B 最有可能的路易斯结构式。第六题第六题液氨是一种非常干净、高能量的替代液体燃料。而且氨燃烧时不会产生温室气体。在 一实验中，气态 NH3与 O2在体积恒定的容器中一起燃烧，其反应如下： 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(l) 假设最初和最后状态之温度均为 298K。氨与 14.40g O2燃烧后，仍有一些 NH3残留

14、 而未反应。已知：fH0(NH3(g)=46.11kJ/mol 和 fH0(H2O(l)=285.83kJ/mol。 1计算此反应放出的热量。 为了测定有多少量的 NH3溶于燃烧过程中所产生水，从反应瓶中取出 10.00mL 水溶 液，加入 15.0mL 的 0.0100mol/L H2SO4溶液；所得的溶液用 0.0200mol/L NaOH 标准溶 液滴定，需耗去 10.64mL 才达到等当点。(Kb(NH3)=1.810-5，Ka(HSO4-)=1.110-2) 2计算燃烧后容器内水溶液的 pH 值。 3滴定完成后，溶液中存在 NH4+和 SO42-。写出相关化学平衡的反应式以描述这些

15、离子的存在如何影响溶液的 pH 值，并计算各反应的平衡常数。 4试确定在等当点时上述溶液 pH 值是大于 7 还是小于 7 或等于 7？ 液氨还能作溶剂。在金属钾的液氨溶液中，加入一定量的 A，除产生一种气体外，还 产生一种化合物 B。B 是一种具有 NaCl 结构的无色晶体。经 X 射线衍射知：B 晶胞的边 长 a=700pm，密度约为 1.36g/cm3。已知 A 由两种短周期元素 X、Y 组成，其中 X 元素在 地壳中含量丰富。A 分子有 5 个原子，且 A 中 X 元素的质量分数为 87.5%。 5试确定 A 和 B 的分子式或化学式。写出该反应。在液氨中 A 起着什么作用？ 最新研究

16、表明：NH3还可以提炼金属。一般淬炼黄金都是用氰化钠，它是一种剧毒且 会造成环境污染的化合物。因此，社会大众皆严厉批判这所谓的氰化物工艺。利用 S2O32- 离子来浸溶黄金的方式是最新的提炼工艺。在此工艺中，主要试剂是(NH4)2S2O3，它几乎 是无毒的。虽然此法对环境是比较友善，但它的化学反应很复杂，需要仔细研究并彻底了 解。用来浸溶黄金的溶液中包含了 S2O32-、Cu2+、NH3和溶解的 O2，此溶液 pH 值须高于 8.5，并有部分未解离的 NH3分子存在。 根据假设的反应机理，在浸溶之黄金时，会有一微小的化学电池在金的表面生成。其 反应式如下： 负极： Au(s)+2NH3(aq)

17、-eAu(NH3)2+(aq) Au(NH3)2+(aq)+2S2O32-(aq)Au(S2O3)23-(aq)+2NH3(aq) 正极： Cu(NH3)42+(aq)+eCu(NH3)2+(aq)+2NH3(aq) Cu(NH3)2+(aq)+3S2O32-(aq)Cu(S2O3)35-(aq)+2NH3(aq) 6试写出此化学电池的半反应和全反应。 7在氨和 O2存在下，Cu(S2O3)35-(aq)会发生转化。请用离子方程式解释。 8在浸溶的过程中，配离子Cu(NH3)42+作催化剂，可以加速金的溶解。写出溶解金 的全部氧化还原反应。第七题第七题铋的化合物丰富多彩。1978 年，化学家

18、R.C.Burns 在液态 SO2中，用 AsF5氧化金属 铋制备了化合物 A。经分析，A 为离子化合物，且阴离子结构高度对称。已知 A 中铋元素 的质量分数为 64.84%，Bi 元素的平均氧化数为+0.6。 1试确定 A 的结构简式，阐述并画出阳离子的结构；写出生成 A 的化学反应方程式。2将金属铋与适量的 BiCl3、AlCl3在熔融的 NaAlCl4中反应也能制备含 A 的阳离子的 化合物 B。B 也为离子化合物，且阴离子也高度对称。B 中铋元素质量分数为 67.33%。在 制备 B 的过程中，若金属铋过量，则会生成化合物 C。C 中 Bi 元素质量分数为 83.18%。 （1）试通过计算确定 B 的分子式，写出制备 B 的化学反应。 （2）C 中的阳离子为全铋阳离子。试通过计算确定 C 的分子式，写出制备 C 的化学反应。（3）化合物 B 是顺磁性还是抗磁性？为什么？ （4）化合物 C 的阳离子可看作是封闭的多面体中削去对称的两个顶点得到的立体构型。 问该阳离子是什么构型？Bi 元素平均氧化数是多少？