全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题及答案10答案

中国化学会 第 27届 全国高中学生化学竞赛（ 省级赛区 ） 模拟试题 及答案 华南师范大学附属中学 胡一征 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 总分 满分 13 19 20 8 3 15 150 第 1题 （ 13分 ） 化合物 1出 A： （ 2分 ） 具有芳香性的原因：存在共振结构 两个环分别有 2个和 6个 电子，符合 4n+2规则。 （ ，每 和足量 2 1出 释原因。 B： （ 1分 ） B 不稳定，原因：含有 8个 电子，符合 4反芳香性化合物特别不稳定。 （ 1分 ） 1何用化学方法从 加入足量高锰酸钾溶液后分离出油层。 （ A 的另一种含芳环同分异构体 C， C 用臭氧氧化后用锌粉水解，得两种产物 D 和 E。纯 E 不能发生银镜反应，但 1出 C， D， C： （ 2分 ） D： （ 1分 ） E： （ 1分 ） 1计一个实验测定 C、 先用酸碱滴定法测定总摩尔量，再用 者相减得苯甲酸含量。 （ 2分 ） 第 2题 （ 19分 ） 用含镁 烃基溴化镁和一种含卤素 卤化物反应来制取萘的一种同分异构体 A，但实际获得的是一种含碳 橙色晶体 B。 2出 A、 A： （ B： （ 2分 ） 4 + 2 二茂铁 +3 （ 2释 铁提供两个电子分别给两个环戊二烯形成二价铁离子和两个环戊二烯负离子， （ ） 每个环戊二烯负离子提供 6个 电子和二价铁形成 配位键， （ 1分 ） 铁原子上充满电子的 键轨道形成反馈 键。 （ 1分 ） （共 将之前的格氏试剂和 2,4,6果生成含碳 具有特殊气味的物质 C。 2出 C： （ 2释上下两个反应的差别 上面的反应， 别不稳定，而 8电子构型，较稳定，故倾向于形成 。 （ 下面的反应， C 为芳香性，较稳定，而如果生成类似 B 的物质则出现反芳香性环庚三烯负离子配位，不稳定，故倾向于形成 C。 （ 2分 ） （共 将 历两步中间体后生成含碳 晶体 D， 2。 2出 D、 D： （ 2分 ） E： （ 2分 ） 2出 B D 的历程 （ 第 3题 （ 20分） 根据热力学第二定律有 T， 3导出 等压 可逆过程不做非体积功时，有 热力学第一定律有 Q + W， （ 可逆过程中有 Q = （ 等压 不做非体积功时有W = （ 故有 （共 3压时，由第一问的结论可推出 1 = 。画出一个常规体系的 S （ 2分 ，斜率必须逐渐减小） 近日的研究发现，对于某些特殊体系，它的 S 值时，神奇的事出现了，温度 3变为负值是否与热力学第三定律矛盾？为什么？ 不矛盾， （ 热力学第三定律只说明绝对零度不可达到，并没有说不能越过。 （ （共 2分 ） 3时当温度取两个极限 T 0+和 T 0时这个体系的热力学性质是否相同？ 为什么 ？ 不相同， （ T 0+时体系的能量无限接近 0， T 0时体系的能量为极大值。 （ （共 2分 ） 3否只通过热交换使这个体系由正温度转化为负温度？为什么？ 不行， （ 正温度和负温度的交接点为 +和 ，当温度趋于 +时体系已经不能吸收热量， （ 1分 ）此时只能通过做功来增加体系的能量以达到负温度。 （ 1分 ） （共 运用统计热力学分析上述理论，假设组成这个体系的物质只有两种状态（低能态和高能态），对这个体系加热，低能态不断转化为高能态， ： 。 。 。 。 。 。 。 。 T 0+ T = 500 K T = 1000 K T + 3出 T 0、 T = 、 T = 、 T 四种状态的能量分布图并以此解释 的变化规律 （每个图 共 2分 ） 。 。 。 。 。 。 。 。 T 0 T = 500 K T = 1000 K T 体系处于正温度时，随着温度的升高，体系中的物质不断从低能态转化为高能态，两个状态的分布越接近则分布的方式就越多，从而体系的 （ 1分） 当 T +时两个状态的分布相等，此时体系的 （ 1分 ） 当体系能量进一步增加时，两个状态的分布从相等到不等，分布方式减少，此时 （ 1分 ） （共 3分 ） 3么样的体系可以达到负温度？能否使一定量的理想气体达到负温度？ 能达到负温度的体系一定要有一个能量的最大值， （ 1 分 ） 理想气体的能量包括分子动能和分子势能，分子动能可以无限增大， （ 1分 ） 没有最大值，故无法达到负温度。 （ （共 3据本题所有信息，说明 “热量总是自发地从高温物体流向低温物体 ”这一定律该如何修正？ 热量总是自发地从高能物体流向低能物体，即 温度同号时从高温物体流向低温物体，异号时从负温度物体流向正温度物体 。 （ 第 4题 （ 在 61 催化下，将磷钨酸（ 0.3 苯胺（ 2 15 5 00 下反应 3d。冷却至室温过滤得到 g 红色针状晶体 A，产率 以 用一台误差在 5%以内的元素分析仪分析产物 A，得 w(C) = w(H) = w(N) = 经热重分析， 0 455 失重约 18%， 455 642 稳定， 642 以上继续分解。热重分析的误差一般在 2%以内。 4出 同基团分开来写 产率是准确的，假设 1 中只含有 1 钨酸，则 A 的分子量为 000) = 3582.4 g/（ 1分 ） 因此 1 中含有约 为碳原子只能来自于苯胺，一定为六的倍数，而误差有 5%，故有 36 个碳 6个苯胺。 （ 此时 (8失重 18%，分子量 差 2%，为五个水分子和六个苯胺，所以 个结晶水，剩下三个水必须与其他物质紧密结合，考虑苯胺有碱性可结合氢离子，六个苯胺正好结合磷钨酸中三个氢离子和三个水中三个氢离子，剩余三个氢氧根。 （ 2分 ） 故综上所述， (51分 ） （共 7分 ） a = 1393.0 c = 1025.7 g/ 4算 按密度 6 g/c)1030 6 一个晶胞中只有一个A， （ 1分 ） 此时密度为 A(c)1030 = g/1分 ） （共 2分） 4是什么点阵结构？晶体的结构基元是什么？ 简单六方点阵；结构基元为一个 (5各 1分， 共 2分） 4晶体中有哪几种化学键？ 离子键，共价键，氢键 （各 共 第 5题 （ 28分 ） 需测量一含有 5否在水溶液中用 接滴定？通过计算终点以及过量或不足半滴（ 成的 化来说明你的结论。不足的数据自行假设。 设用 0.1 .1 定终点体积为 50 终点为 1分 ） 过量 时 不足 时 这么小的突跃范围显然无法准确滴定。 （ 1分 ） （共 5分 ） 设固体试样中所含有的杂质均是可溶的惰性杂质，采用冰醋酸作溶剂，用 第一步：配置 700 入 10 匀后再缓慢滴加乙酸酐 30 次摇匀后放置 24 h。 5何要加乙酸酐？为何不直接往高氯酸中加乙酸酐？为何要放置 24 h？ 高氯酸中含有水分要用乙酸酐除去 。（ 1分 ） 此反应放热，如果直接加可能发热过于剧烈引发高氯酸分解，而在冰醋酸的稀释下则不会 。（ 1分 ） 放置 24 （ （共 第二步： 确称取邻苯二甲酸氢 入 50 入合适的指示剂，用待测溶液滴定至终点，消耗 5苯二甲酸氢钾一般用于标定 碱 溶液，那么在此实验中为何可用邻苯二甲酸氢钾做标定试剂？请解释原因并写出标定反应方程式。 邻苯二甲酸在冰醋酸中为弱酸； （ 1分 ） + + （ 1分 ） （共 2分 ） 5滴定后期锥形瓶中产生白色混浊物，解释其原因。产生白色浑浊会使标定结果 _（填 “偏大 ”，“偏小 ”， “不变 ”） 一般此时不用 推测其原因。 高氯酸钾在冰醋酸中较难溶 。（ 1分 ） 不变 。（ （ 1分 ） （共 5算 r(邻苯二甲酸氢钾 )(000) = （ 2分 ） 第三步：测定 锥形瓶洗净，准确称取 入 50 已标定的 耗 5出并改正上述实验的错误。 锥形瓶洗净后要烘干或者加一定量的乙酸酐以除去水分。 （ 5算样品中 00000% = （ 2分 ） 现已知固体试样中可能含有 么上述方案就不再适用，改用以下方案重新测定样品中 第一步：试样配置。准确称取 入 30 00 5什么用稀盐酸溶解？除盐酸 外还可以用什么试剂代替？如果实验室的液体只有蒸馏水那么如何配置试样？ 防止 解； （ 1分 ） （ 用蒸馏水溶解后过滤并洗涤沉淀 2（ 1分 ） （共 第二步：测定 量。准确移取 一步配制的试样于烧杯中，加入 5 醛溶液和 10 钠盐溶液，充分反应后用 至弱碱性，加热至 40 ，逐滴加入四苯硼酸钠溶液至过量并不停搅拌，静置 30 四苯硼酸钾饱和溶液洗涤沉淀 2 - 3次，再用蒸馏水洗涤 3 - 4次，抽滤。将所得固体烘干至恒重，得 5出主反应方程式。为何要在弱碱性环境下加四苯硼酸钠？甲醛溶液和 果不加会使测定结果如何变化？为什么要用四苯硼酸钾饱和溶液洗涤沉淀？ K+ + B(- = 6；（ 1分 ） 酸性环境中四苯硼酸钠易水解不稳定； （ 1分 ） 甲醛排除 干扰， 干扰； （ 偏大； （ 减小因沉淀溶解带来的损失。 （ 1分 ） （共 5分 ） 5算样品中 r(6)00% = （ 2分 ） 第 6题 （ 三元化合物 A 含金属 M，它是由 :1 的混合物反应制得的。每制取 1 消耗 5 2同时生成 4 6出 的反应方程式 A： （ 1分 ） 反应方程式： 3 5 4 （共 化合物 ，它的元素组成为 M:C:H:O = 1:4:8:5（只有这些元素）， 对应 1 1 在空气中加强热得到约 150知 种现象和 6出 B： 2（ 1分 ） 结构： （ 2分 ） （共 3分 ） 6在空气中加强热得到的固体是什么？ 氧化铜和氧化亚铜的混合 物 （ 6释 铜 ( 温时两个 金属键，为抗磁性， （ 1分 ） 高温时由于有足够能量使两个单电子之间不成键，为顺磁性。 （ 1分 ） （共 2分 ） 周期表中 相邻且位于同一周期， :2的电中性配合物 C。每 中含有 3 ， 个 的化合物 D（把 换成 N）， 6出 C： ； （ 1分 ） 结构： （ 3分 ） （共 4分 ） 6出或描述 晶体顶点和面心为 （ 若画图正确也得满分） 往 生成绿色沉淀随后沉淀溶解的黄色溶液随后变成红色，红色物质是含金属元素 物质 E 6出 E： i(； （ 1分 ） 反应方程式： 2 N)2 + i( + 2 i( i( + i(（三条方程式 各 1分 ） （共 4分 ） 第 7题 （ 23分 ） 由金刚烷酮为原料经历如下反应： 已知： B、 3,3,1； ，含有一个羧基和一个碳碳双键； 饱和度也少 1，但没有任何双键 7出 B、 7到 步 反应 ？ 叠氮化合物 和羧基形成酰基叠氮； （ 1分 ） 氰酸酯 ； （ 1分 ）异氰酸酯醇解得产物 （ 1分 ） （共 3分 ） 以 个碳或以下的有机原料和任意无机原料经以下步骤合成化合物 L： 流程图中部分字母代表多种异构体的混合物 ， 不考虑立体异构。 7出各字母所代表物质的结构（混合物写一种组分即可，但前后要对应） （各 1分 ，共 8分 ） E： + F： + G： + J： B： （ 2分 ） D： （ 2分 ） H： + + + I： + K： L： 7出那些字母代表混合物以及它们分别为几种异构体的混合物 F、 G、 H、 别为 2种、