中国化学会第23届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题10.pdf

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1、第第 23 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题 及答案和评分标准 及答案和评分标准 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。 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。 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

2、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。 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。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第第 1 题（题（5 分）分） 1949 年，华裔美籍科学家吴健雄等在99Mo 进行衰变时发现了 Tc。 1. 请写出生成 Tc 的核反应方程式。 2. 写出 Tc 的价层电子排布式。 3. 类比同族的元素，请写出 TcO42-在中性溶液中歧化的化学方程式。 第第 2 题（题（7 分）分） 1. 一分子 3,3-二氨基联苯胺与两分子 H

3、2SeO3以反应， 生成一分子含有 N=Se=N 结构的黄色物质。这是检验 Se 元素的一个非常灵敏的方法。请写出这个反应的方程式。 2. 已知 Br2能与 NaN3反应生成一中橙色液体 BrN3，无水 NaN3和 NOCl 进行反应可以得到一种淡黄色固体 N4O。请写出 BrN3和 N4O 的 Lewis 价键共振结构式以及上述两个化学反应的方程式，并写出一分子 SO2Cl2与两分子 NaN3反应的方程式。 1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiP

4、ClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa 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 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991

5、.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn相对原子质量RfDbSgBhHsMt 3,3-二氨基联苯胺 1 第第 3 题（题（8 分）分） 1923 年，Gomberg 提出，在无水乙醚中将碘与高氯酸银作用，可得一种神奇的氯的氧化物A，A 含氯 35.6%。 1. 按照 Gomberg 的设想，请写出上述反应的化学方程式。 但是，随后就证明实际产物不是 Gomberg 假想的那种产物，

6、而是一种含氯元素的盐 B，含氯量仅为 15.7%，B 的阴离子具有正四面体结构。 2. 请写出实际发生的反应方程式。 根据一些热力学数据，人们认为，C 加热分解时，会得到 A 和 D，D 是另一种氯的氧化物 ，气态时呈三角锥形。制取 C 的过程很简单，在-10时，用磷酸对高氯酸小心脱水，再在-35下减压蒸馏即可制得 C。事实上，C 加热分解时，A 和 D 分别立即分解成了 E 和 F，其中 E 是一种新型净水剂，F 是出现在 Cl 自由基破坏 O3过程中的一个含氯的中间体。直到1968 年，Eachus 用射线在 77K 时照射高氯酸钾晶体，才终于制得了纯的 A。 3. 请写出加热分解 C 时

7、发生的三个化学反应方程式。 第第 4 题（题（14 分）分） XeO3这种强爆炸性化合物在定量分析中已经进行初步应用。 最初， 人们用 XeO3的水溶液直接测定 H2O2的含量，以溴甲酚红紫为指示剂，但是分析的误差非常大，因为 XeO3的氧化性太强，破坏了指示剂的结构。随后，人们尝试了间接滴定法。先将过量碱性 XeO3标准溶液V1 mL 加入到 V mL 待测的 H2O2溶液中， 随后加入稍过量的 NaI溶液， 再用浓度为 c mol/L的 Na2S2O3滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液 V2 mL。取上述 XeO3标准溶液 V3 mL，加入稍过量的 NaI 溶液，用浓度为 c mol/L

8、 的 Na2S2O3滴定至终点，消耗 V4 mL。 1. 写出滴定过程中发生的所有化学方程式，并指出最后一步应选用什么指示剂。 2. 计算 H2O2的含量（以 mol/L 计） 氟化氙无疑是一种很有发展前途的氟化剂， 对有机物和无机物的氟化性能都非常良好。 在反应过程中，氟化氙实际上成为了一种自由基源，为反应提供了自由基。 23. 在 XeFn（n=2，4，6）中，XeF2的氟化性能优于 XeF4和 XeF6，请解释原因。 4. 写出苯用 XeF2氟化生成氟苯的方程式。一分子 XeF2可以与两分子苯反应。 制备 XeFn只需将 Xe 和 F2混合即可。 5. 已知某温度下下列三个反应的平衡常数

9、如下（注：Kc均为经验平衡常数） ： Xe + F2 XeF2 Kc=K 一开始，在该温度下向一体积不变的密闭容器中充入 n1 mol Xe 和 n2 mol F2，试计算平衡时XeF2，Xe，F2的物质的量。 第第 5 题（题（9 分）分） 一种由 Na 和 Tl 形成的化合物 A 的晶体结构可以这样理解： 由 Tl 原子组成一个金刚石骨架，它的所有空穴位置都由 Na 原子填充。 1. 写出 A 的化学式。 2. 在右边的画出 A 的一个晶胞，并指明这种晶体中 Z 的值。 3. 另有一种由 Na 和 Tl 形成的化合物 B，化学式为 Na2Tl，但是其中 Tl 元素以一种负离子簇的形式出现，

10、这种离子簇含有 4 个 C3轴。请写出这种负离子簇的化学式。 第第 6 题（题（7 分）分） 碱金属离子与氧离子之间存在很强的作用力， 所以碱金属的氧化物或一些含氧酸盐常会呈现一些奇妙的结构。 如 Rb9O2，这是一种碱金属的低氧化物，其中 Rb 的化合价在 0 和+1 之间，不能用经典的理论来解释。Rb9O2以一种簇状化合物的形式出现，其中 O 的配位数均为为 6。 A 的晶胞： 31. 请画出 Rb9O2的结构。 另一种碱金属的低氧化物Cs11O3也是以一种簇状化合物的形式出现的， O的配位数也均为6。 2. 请画出 Cs11O3的结构。 3. 已知另外两种碱金属低氧化物 Cs4O 和 C

11、s7O 是由 Cs11O3团簇中夹杂 Cs 原子组成的。请写出这两种碱金属低氧化物真实的化学式。 第第 7 题（题（10 分）分） 在白磷的液氨溶液中， 在-78的温度下， 缓缓加入精制过的金属钾。 维持反应温度在-40，2 周后，蓝色的溶液变为黄色，同时溶液的底部析出一种黄色片状晶体 A。稍加热 A 就放出了气体 NH3，质量分析表明，气体完全释放后，失重的比例是 15.6%。将 A 置于水中，发现溶液呈碱性，并且放出与 A 等摩尔的物质 B。B 是磷的一种氢化物，在完全干燥的空气中燃烧，生成的 P2O5和 H2O 继续反应，恰好生成三聚磷酸。电导实验表明，1mol A 在液氨中生成 4mo

12、l 离子。 1. 请通过计算确定该化合物的化学式。 2. 请写出理论上 P6H4的所有同分异构体（不考虑顺反异构和立体异构） 。 3. 在保护气氛中，将 0.10mol A 晶体溶于水，计算溶液的 pH 值。已知 NH3的 Kb=1.8*10-5， 4且 B 不溶于水，不影响溶液的 pH 值。 4. 已知该晶体的晶胞参数为：=90，=120，a=b=9.775，c=57.35，Z=18，计算该晶体的密度。 第第 8 题（题（10 分）分） 如下的反应框图中，最终的目标产物 D 是一种电致荧光材料的有机配体。 1. 请完成上述反应框图。D 为平面结构。 2. 在基团中，N1和 N2两个氮原子分别

13、采取什么杂化方式？ 第第 9 题（题（12 分）分） 维生素 B6在动植物中分布很广，在谷类的外皮中的含量尤为丰富。缺乏维生素 B6 可产生呕吐，中枢神经兴奋等症状。临床上，维生素 B6用于治疗因放疗引起的恶心，妊娠呕吐等，也可用于癞皮病及其他营养不良的辅助治疗。 5由于成本的原因，维生素 B6不可能通过从谷类外皮中提取来大量生产。维生素 B6的化学合成过程堪称有机合成史上的经典。下图就是维生素 B6的化学合成路线，其中，H 即为维生素 B6。 1. 完成上述反应框图，已知 B 的分子式为 C9H13NO4，H 的分子式为 C8H11NO3。 2. 给维生素 B6进行系统命名。 3. 维生素

14、B6有两个电离常数 Ka1和 Ka2，请写出维生素 B6在溶液中可能存在的三种形态。 第第 10 题（题（9 分）分） 柠檬酸芬太尼是一种强效镇痛药， 适用于各种剧痛如外科手术前后的镇痛和肿瘤后期的镇痛等。它是白色结晶性粉末，味微酸，易溶于热的异丙醇，能溶于水和甲醇，微溶于氯仿和乙醚。 芬太尼的合成路线如下。将 G 用柠檬酸酸化即得到成品柠檬酸芬太尼。 61. 完成上述合成路线。已知 G 的分子式为 C22H28N2O。 2. 指明 G 中两个 N 的杂化方式。可用文字说明，也可画图说明。并指出，G 中最多有多少个原子共平面。 第第 11 题（题（9 分）分） 右上图所示的结构是 1945 年

15、 Brotzu 第一次在自然界中发现的头孢菌素 C 的结构。右下图所示的结构是头孢菌素的经典母核。 半合成头孢菌素类为发展最快的一类抗生素，从 20 世纪 60 年代初首次运用于临床以来，已经有四代头孢菌素相继问世。这是由于半合成头孢菌素类抗生素具有抗菌谱广、活性强、毒副作用低的特点。 头孢他啶就属于第三代头孢菌素。它的抗菌谱比前两代头孢菌素更广，对革兰氏阴性菌的活性强， 但是对革兰氏阳性菌的活性比第一代差， 部分药物抗铜绿假单胞杆菌活性较强。 头孢他啶工业上采取先从生物体内提取头孢菌素的骨架， 然后加上各种修饰基团的 7半合成方式。 下图是一种头孢他啶半合成路线中的最后两步（最终产物即为头孢菌素） ： 1. 请问最终产物头孢他啶为什么不是右图中的结构？ 2. 请画出中间产物 X 的结构， 并指明其中的两个手性碳原子的 RS 构型。 3. 为什么制备头孢他啶不直接用下面的反应，再引入吡啶鎓盐结构？ 8