2011年化学竞赛模拟测试题7.doc

2011 年 荆 门 市 龙 泉 中 学 化 学 竞 赛 辅 导 06/09/2011 化学竞赛模拟测试（七）满分100分，时间3小时第一题（11分）1（3分）原子核 ApY 放出粒子后变成新的原子核BkX，设ApY 、BkX和粒子的质量分别为 my、mx 和 m；带电荷量分别为 qy、qx 和 q。写出用上面字母符号和数字表示的全部等式。1BA4、kp2、qyqxq（3 分，少个扣 1 分，写出 mymxm 本题 0 分）2（4分）给出下列四种化合物的化学名称：A A的名称 。B B的名称 。C C的名称 。D D的名称 。1,2-(对-异丁基苯基)丙酸或布洛芬（1分） 2,4-戊二酮或乙酰丙酮（1分）-甲基丁二酰亚胺（1分） 丙酮缩乙二醇（1分）3（4分）锦上添花（根据已有内容的规律进行增补），填分子式：（1）C2H6 C8H18 _ C80H162（2）_ MgO SO3 CuSO4（3）Fe2O3 Na2O2 FeSO47H2O CuSO45H2O 3（1）C26H54（1分）（2）HF或D2O或H218O（1分）（3）K2Cr2O7或Br2 KMnO4或Fe(C6H5O)3（2分）第二题（12分）1. （6分）已知下列元素的电势图： 当H1.0mol/L时，写出下列条件的高锰酸钾与碘化钾作用的反应方程式：(1)高锰酸钾过量；(2)碘化钾过量。(1)2MnO4I2H=2MnO2IO32H2O(2)2MnO410I16H=2Mn25I28H2O2.（6 分）某一元有机弱酸 HA 1.000g，溶于适量水后，用仪器法确定终点，以 0.1100mol/L NaOH 滴定至化学计量点时，消耗 24.60mL。当加入 NaOH 溶液 11.00ml 时，该溶液的 pH4.80。计算该弱酸 HA 的 pKa 值。HA 的总量为：0.110024.602.706mmol当滴入 NaOH 溶液 11.00mL 时已知 pH4.80，即溶液中A-的量为：0.110011.001.210mmol（1.5 分）则 HA 的量为：0.110024.600.110011.001.496mmol（1 分）4.80pKalg(1.210/1.496)（2 分） pKa4.800.094.89（1.5 分）第三题（7 分）膦（PH3）是一种无色有剧毒的气体，其还原能力比氨（NH3）强，是一种强还原剂，但膦在水中的溶解度远小于氨，微溶于水。1膦和氨相比，何者有更大的键角？为什么？2膦在水中的溶解度远小于氨的原因是什么？3写出膦与硫酸反应产物的名称；4白磷不易与 H2 直接反应生成膦，写出由白磷一步反应生成膦的化学方程式。5膦能被 CuSO4 氧化为 H3PO4，写出反应方程式。6膦有一种衍生物在常温下是气体，且含 P 的质量分数是 64.5%，写出其名称。1膦PH3 中孤对电子对 PH 键的斥力弱（各 0.5 分）2NH3 能与水形成氢键而 PH3 不能（1 分）3硫酸鏻（1 分）4P43KOH3H2OPH33KH2PO2（1.5 分）5PH34CuSO44H2O4CuH3PO44H2SO4（1.5 分）6甲膦（1 分）第四题（8分）某固体A，受热，易升华，遇水剧烈反应并产生一种可燃性气体。元素分析，A中元素M的质量百分数为：M 68.50%。称取2.0850g A燃烧得1.7777g氧化物，产物还有CO2、H2O。1通过计算求A的化学式；2指出M的杂化方式，并画出A的结构；3写出A与H2O反应的方程式。A可做为书籍的干燥剂，指出A做为书籍干燥剂优点。12.0850g A中，m(M)2.085068.50%g1.428g1.7777g氧化物中，m(O)1.7777g1.428g0.350g设M的价态为x，则：M2OX 1.428/(Mr2)0.350/16.00x 得Mr32.64x（1分）讨论得：x2时，Mr65.38 为Zn（1分）Mr(A)65.39/68.50%95.46，95.4665.3930.10，可为2个CH3故A：Zn(CH3)2（2分）2sp（0.5分） H3CZnCH3（1分）3Zn(CH3)22H2OZn(OH)22CH4（1分）优点：易华为气体，干燥时可均匀分散Zn(OH)2不腐蚀书籍Zn(OH)2附着在纸张上，有持久防酸的作用（各0.5分）第五题（9 分）现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。 某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜， 其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入 水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。1写出矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的 4 个离子方程式（需添加硫酸和硫酸铁的混合液）2“循环”经多次循环后的水层 1 不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体，写出其化学式；3当矿石中三氧化二铁含量太低时，循环将非常重要，同时需对循环液进一步处理， 写出离子反应方程式。4“循环”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如 N510、N530 等。若某萃取剂的相对分子质量为 116，且核磁共振显示只有两种类型的氢原子，写出其结构简式；5写出电解过程中（惰性电极）发生的电极反应式；6写出“循环”中反萃取剂的主要成分。第六题（8 分）EAN 规则常在羰基化合物的研究中使用。所谓 EAN 规则，即配合物中心原子价层电子总数趋于等于 18，则又称 18 电子规则。请运用 EAN 规则解决下列问题：1有种物质其化学式为 CH3Mn(CO)m，试确定 m 的值。2在制取蔡斯盐时，须利用实验式为 PtC2H4Cl2 的中间产物 A。请画出 A 的式量最小的一种稳定结构。3以下何种物质易与 Na 化合？A、Mn(CO)5B、Fe(CO)5C、V(CO)6D、Ni(CO)44某化合物分子式为(tBuCCtBu)Co2(CO)6（其中 tBu 为叔丁基），已知其中心原子 Co 满足 18 电子规则。试在所给的坐标系中画出该物质的分子结构。（将 CC 键平行 z 轴放置于坐标系中心）1m5（1 分）2形成二聚体即可使 Pt 价电子数为 18。得分点：两个 Co 原子形成共价单键，共用一对电子以凑齐 18 个价电子。（1.5 分）炔 键在此处作为 4 电子供体，其垂直的两个电子云分别与两个 Co 原子形成配键，则 CoCCCo 二面角应为 90，即两个 Co 应分别处于 x、y 轴上。（2 分）第七题（7分）从NaCl晶体中可以抽取出不同形状的晶体小碎片，这些晶体小碎片可以称为NaCl离子团簇。离子晶体或离子团簇表面存在悬挂键（即表面的离子有一种没有抓住相邻原子的化学键）。右图是立方体形状的NaCl离子团簇，其中大球代表Cl，小球表代Na。请回答下列问题：与等质量的NaCl离子晶体相比，NaCl离子团簇具有_（填“较多”或“较少”）的悬挂键；NaCl离子团簇的熔点比NaCl大块晶体的熔点要_（填“高”、“低”或“样”）；如果团簇中离子对数相同，则团簇的总能量与团簇的外形是否有关 。(NaCl)864立方体离子簇的边长相当于 个NaCl单胞的边长。但是体积小的团簇有特殊性。Na5Cl4无法形成面心立方结构，它的几种结构中，最稳定的是具有高对称性的平面结构，请画出其结构式 较多（1分）；低（1分）；有关（1分）；6（2分）；（2分）第八题（12 分）某晶体可在工业生产中作导电物质，经 X 射线衍射分析鉴定属于立方晶系，晶胞参数为 a400pm。在晶胞中顶点位置为 Mg2+占据，体心为 A 离子，所有棱心位置为 F-离子占据。1指出 A 离子的价态。2画出晶体的一个晶胞（Mg2+用空心圆球表示，F-用实心圆球表示，A 离子用带阴影的小正方形表示），并用分数坐标表达各离子在晶胞中的位置。3Mg2+、A 和 F-的配位数各为多少？（这里答出与其相切的相应离子数）4已知一些离子的半径如下：Cs+ 169pm ； K+ 133pm ； Li+ 60pm ；Ba2+ 135pm ；Mg2+ 65pm ；Co2+ 74pm ；Al3+ 50pm ； La3+ 115pm ；Mn3+ 66pm若 A 离子为上述离子之一，则 A最可能是什么离子？请给出具体理由。5A 离子占有的空隙类型是什么？在第四问的条件下，请计算 A填充了此空隙整体体积的百分之几，并计算晶体的密度。1正 1 价（MgAF3）（1 分）2（1.5 分）分数坐标：Mg2+（0，0，0），A（1/2，1/2，1/2），F-（1/2，0，0），（0，1/2，0）（0，0，1/2）（1 分）36、12、6（各 0.5 分）4K+（1 分）由第一问可知只能为 Cs+、Li+或 K+之一。r(F-)ar(Mg2+)135pm相切的 F-和 A 间距为21/2a/2282.8pm；所以 r(A)282.8135147.8pm K+、Li+半径均小于此值，假设 A 是 Li+，半径小于 Mg2+，至少应与 Mg2+互换填充的空隙才更合适。因此，A 为 K+。（2 分）5由氟离子围成的十四面体空隙。（0.5 分）V 空隙体积a381/6(a/2)35.3310-29m3占用率 wV(K+)/V空隙18.5（2 分）(MMgMK3MF)/(a3NA)3.13g/cm3（1.5 分）第九题（7分）据报道一种低温生产硝化烷烃的新方法已经问世。该方法是以N羟基邻苯二甲酰亚胺为催化剂用NO2和O2在70下氧化烷烃。这种烷烃低温硝化的方法的最大优点是产率高，不发生烷烃的断链，并且叔碳原子优先被硝化用该法硝化环己烷得到产率为70%的硝基环己烷和30%的硝酸环己酯及极少量的环己醇。异丁烷用该法硝化得到的产率最高的硝基烷的产率为46%。就以上信息完成下列各题：ww1写出该硝化反应的催化剂的结构式 。2写出环己烷发生上述反应的三个化学反应方程式（并配平）。3写出异丁烷发生上述反应得到产率为46%的产物的结构式并命名。1（1分）244NO2O24NO22H2O44NO23O24ONO22H2O2O22OH（3分）3（2分） 2甲基2硝基丙烷（1分）第十题（9分）化合物A的结构简式如右图，下面是用苯和四个碳以下的简单有机原料的合成路线：BCDFGHIA1系统命名法命名A；2写出BI各物质的结构简式；12对异丁苯基1丁醇（1分）2B：(CH3)2CHCOCl C：(CH3)2CHCO D：(CH3)2CHCH2 E：CH3CH2COCl F：(CH3)2CHCH2COCH2CH3 G：(CH3)2CHCH2CH(OH)CH2CH3 H：(CH3)2CHCH2CHBrCH2CH3 I：(CH3)2CHCH2CH(COOH)CH2CH3（各1分）第十一题（10分）维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6，相对分子质量为176.1，由于分子中的烯二醇基具有还原性，能被I2定量地氧化成二酮基，半反应为：C6H8O6=C6H6O6+2H+2e- = 0.18 V 因此，可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下： (1)准确移取0.01667 mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00 mL于碘量瓶中，加3 mol/LH2SO4溶液10 mL，10%KI溶液10 mL，塞上瓶塞，暗处放置反应5 min，加入100mL水稀释，用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时，加入2 mL淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色变为绿色。平行三次实验，消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76 mL。 (2)准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中，加水50 mL，淀粉溶液2 mL，用标准溶液滴定至蓝色且30 s不褪。平行三次实验，消耗I2标准溶液平均体积为10.15 mL。 (3)准确称取0.2205 g的维生素C粉末(维生素C药片研细所得)于锥瓶中，加新煮沸过冷却的蒸馏水100 mL，2 mol/L，HAc溶液10 mL，淀粉溶液2 mL，立即用I2标准溶液滴定蓝色且30 s不褪，消耗12.50 mL。 (4)重复操作步骤(3)，称取维生素C粉末0.2176 g，消耗I2标准溶液为l2.36 mL；称取维生素C粉末0.2332 g，消耗I2标准溶液为13.21 mL。根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。 化学竞赛模拟测试（七）满分100分，时间3小时第一题（11分）1（3分）原子核 ApY 放出粒子后变成新的原子核BkX，设ApY 、BkX和粒子的质量分别为 my、mx 和 m；带电荷量分别为 qy、qx 和 q。写出用上面字母符号和数字表示的全部等式。2（4分）给出下列四种化合物的化学名称：A A的名称 。B B的名称 。C C的名称 。D D的名称 。3（4分）锦上添花（根据已有内容的规律进行增补），填分子式：（1）C2H6 C8H18 _ C80H162（2）_ MgO SO3 CuSO4（3）Fe2O3 Na2O2 FeSO47H2O CuSO45H2O 第二题（12分）1. （6 分）某一元有机弱酸 HA 1.000g，溶于适量水后，用仪器法确定终点，以 0.1100mol/L NaOH 滴定至化学计量点时，消耗 24.60mL。当加入 NaOH 溶液 11.00ml 时，该溶液的 pH4.80。计算该弱酸 HA 的 pKa 值。2. （6分）已知下列元素的电势图： 当H1.0mol/L时，写出下列条件的高锰酸钾与碘化钾作用的反应方程式：(1)高锰酸钾过量；(2)碘化钾过量。第三题（7 分）膦（PH3）是一种无色有剧毒的气体，其还原能力比氨（NH3）强，是一种强还原剂，但膦在水中的溶解度远小于氨，微溶于水。1膦和氨相比，何者有更大的键角？为什么？2膦在水中的溶解度远小于氨的原因是什么？3写出膦与硫酸反应产物的名称；4白磷不易与 H2 直接反应生成膦，写出由白磷一步反应生成膦的化学方程式。5膦能被 CuSO4 氧化为 H3PO4，写出反应方程式。6膦有一种衍生物在常温下是气体，且含 P 的质量分数是 64.5%，写出其名称。第四题（8分）某固体A，受热，易升华，遇水剧烈反应并产生一种可燃性气体。元素分析，A中元素M的质量百分数为：M 68.50%。称取2.0850g A燃烧得1.7777g氧化物，产物还有CO2、H2O。1通过计算求A的化学式；2指出M的杂化方式，并画出A的结构；3写出A与H2O反应的方程式。A可做为书籍的干燥剂，指出A做为书籍干燥剂优点。第五题（9 分）现代社会中铜在电气、交通、机械和冶金、能源及石化工业、高科技等领域有广泛的应用。 某铜矿石含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石（SiO2），现采用酸浸法从矿石中提取铜， 其工艺流程图如下。其中铜的萃取（铜从水层进入有机层的过程）和反萃取（铜从有机层进入 水层的过程）是现代湿法炼铜的重要工艺手段。1写出矿石用稀硫酸处理过程中发生反应的 4 个离子方程式（需添加硫酸和硫酸铁的混合液）2“循环”经多次循环后的水层 1 不能继续循环使用，但可分离出一种重要的晶体，写出其化学式；3当矿石中三氧化二铁含量太低时，循环将非常重要，同时需对循环液进一步处理， 写出离子反应方程式。4“循环”中萃取剂是一类称作为肟类的有机化合物，如 N510、N530 等。若某萃取剂的相对分子质量为 116，且核磁共振显示只有两种类型的氢原子，写出其结构简式；5写出电解过程中（惰性电极）发生的电极反应式；6写出“循环”中反萃取剂的主要成分。第六题（8 分）EAN 规则常在羰基化合物的研究中使用。所谓 EAN 规则，即配合物中心原子价层电子总数趋于等于 18，则又称 18 电子规则。请运用 EAN 规则解决下列问题：1有种物质其化学式为 CH3Mn(CO)m，试确定 m 的值。2在制取蔡斯盐时，须利用实验式为 PtC2H4Cl2 的中间产物 A。请画出 A 的式量最小的一种稳定结构。3以下何种物质易与 Na 化合？A、Mn(CO)5B、Fe(CO)5C、V(CO)6D、Ni(CO)44某化合物分子式为(tBuCCtBu)Co2(CO)6（其中 tBu 为叔丁基），已知其中心原子 Co 满足 18 电子规则。试在所给的坐标系中画出该物质的分子结构。（将 CC 键平行 z 轴放置于坐标系中心）第七题（7分）从NaCl晶体中可以抽取出不同形状的晶体小碎片，这些晶体小碎片可以称为NaCl离子团簇。离子晶体或离子团簇表面存在悬挂键（即表面的离子有一种没有抓住相邻原子的化学键）。右图是立方体形状的NaCl离子团簇，其中大球代表Cl，小球表代Na。请回答下列问题：与等质量的NaCl离子晶体相比，NaCl离子团簇具有_（填“较多”或“较少”）的悬挂键；NaCl离子团簇的熔点比NaCl大块晶体的熔点要_（填“高”、“低”或“样”）；如果团簇中离子对数相同，则团簇的总能量与团簇的外形是否有关 。(NaCl)864立方体离子簇的边长相当于 个NaCl单胞的边长。但是体积小的团簇有特殊性。Na5Cl4无法形成面心立方结构，它的几种结构中，最稳定的是具有高对称性的平面结构，请画出其结构式 第八题（12 分）某晶体可在工业生产中作导电物质，经 X 射线衍射分析鉴定属于立方晶系，晶胞参数为 a400pm。在晶胞中顶点位置为 Mg2+占据，体心为 A 离子，所有棱心位置为 F-离子占据。1指出 A 离子的价态。2画出晶体的一个晶胞（Mg2+用空心圆球表示，F-用实心圆球表示，A 离子用带阴影的小正方形表示），并用分数坐标表达各离子在晶胞中的位置。3Mg2+、A 和 F-的配位数各为多少？（这里答出与其相切的相应离子数）4已知一些离子的半径如下：Cs+ 169pm ； K+ 133pm ； Li+ 60pm ；Ba2+ 135pm ；Mg2+ 65pm ；Co2+ 74pm ；Al3+ 50pm ； La3+ 115pm ；Mn3+ 66pm若 A 离子为上述离子之一，则 A最可能是什么离子？请给出具体理由。5A 离子占有的空隙类型是什么？在第四问的条件下，请计算 A填充了此空隙整体体积的百分之几，并计算晶体的密度。第九题（7分）据报道一种低温生产硝化烷烃的新方法已经问世。该方法是以N羟基邻苯二甲酰亚胺为催化剂用NO2和O2在70下氧化烷烃。这种烷烃低温硝化的方法的最大优点是产率高，不发生烷烃的断链，并且叔碳原子优先被硝化用该法硝化环己烷得到产率为70%的硝基环己烷和30%的硝酸环己酯及极少量的环己醇。异丁烷用该法硝化得到的产率最高的硝基烷的产率为46%。就以上信息完成下列各题：ww1写出该硝化反应的催化剂的结构式 。2写出环己烷发生上述反应的三个化学反应方程式（并配平）。3写出异丁烷发生上述反应得到产率为46%的产物的结构式并命名。第十题（9分）化合物A的结构简式如右图，下面是用苯和四个碳以下的简单有机原料的合成路线：BCDFGHIA1系统命名法命名A；2写出BI各物质的结构简式；第十一题（10分）维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6，相对分子质量为176.1，由于分子中的烯二醇基具有还原性，能被I2定量地氧化成二酮基，半反应为：C6H8O6=C6H6O6+2H+2e- = 0.18 V 因此，可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下： (1)准确移取0.01667 mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00 mL于碘量瓶中，加3 mol/LH2SO4溶液10 mL，10%KI溶液10 mL，塞上瓶塞，暗处放置反应5 min，加入100mL水稀释，用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时，加入2 mL淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色变为绿色。平行三次实验，消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76 mL。 (2)准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中，加水50 mL，淀粉溶液2 mL，用标准溶液滴定至蓝色且30 s不褪。平行三次实验，消耗I2标准溶液平均体积为10.15 mL。 (3)准确称取0.2205 g的维生素C粉末(维生素C药片研细所得)于锥瓶中，加新煮沸过冷却的蒸馏水100 mL，2 mol/L，HAc溶液10 mL，淀粉溶液2 mL，立即用I2标准溶液滴定蓝色且30 s不褪，消耗12.50 mL。 (4)重复操作步骤(3)，称取维生素C粉末0.2176 g，消耗I2标准溶液为l2.36 mL；称取维生素C粉末0.2332 g，消耗I2标准溶液为13.21 mL。根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。 化学竞赛模拟测试（七）参考答案第一题1BA4、kp2、qyqxq（3 分，少个扣 1 分，写出 mymxm 本题 0 分）21,2-(对-异丁基苯基)丙酸或布洛芬（1分） 2,4-戊二酮或乙酰丙酮（1分）-甲基丁二酰亚胺（1分） 丙酮缩乙二醇（1分）3（1）C26H54（1分）（2）HF或D2O或H218O（1分）（3）K2Cr2O7或Br2 KMnO4或Fe(C6H5O)3（2分）第二题 1.HA 的总量为：0.110024.602.706mmol当滴入 NaOH 溶液 11.00mL 时已知 pH4.80，即溶液中A-的量为：0.110011.001.210mmol（1.5 分）则 HA 的量为：0.110024.600.110011.001.496mmol（1 分）4.80pKalg(1.210/1.496)（2 分） pKa4.800.094.89（1.5 分）2.(1)2MnO4I2H=2MnO2IO32H2O(2)2MnO410I16H=2Mn25I28H2O第三题1膦PH3 中孤对电子对 PH 键的斥力弱（各 0.5 分）2NH3 能与水形成氢键而 PH3 不能（1 分）3硫酸鏻（1 分）4P43KOH3H2OPH33KH2PO2（1.5 分）5PH34CuSO44H2O4CuH3PO44H2SO4（1.5 分）6甲膦（1 分）第四题12.0850g A中，m(M)2.085068.50%g1.428g1.7777g氧化物中，m(O)1.7777g1.428g0.350g设M的价态为x，则：M2OX 1.428/(Mr2)0.350/16.00x 得Mr32.6