2005年全国化学竞赛初赛模拟试卷（03）

2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷（三）（时间：3小时 满分：100分）题 号123456789101112满 分657661169810917H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第题（6分）1NH4NO3ZnZnON22H2O（2分）2。ZnO固体颗粒（1分）3NH4NO3与Zn均为较稳定的固体，外界条件不改变；通常不会发生反应。（1分）4有。加热即可（1分）5水份过多无法产生烟（1分）题（6分）舞台上产生烟幕的方法很多，其中一种方法是在硝酸铵上覆盖一些锌粉，温热之，再加几滴水，即产生大量烟。已知参加反应的NH4NO3和Zn物质的量之比为11。1写出该反应方程式。2烟主要由组成 。3若不加水，实际上不会发生反应，为什么？4若不加水，是否有其他方法令反应进行（若有，写出方法）。5有趣的是，若硝酸铵和锌粉潮湿，或滴加的水过多，实验又会失败。分析原因。第第题（5分）阳极反应：2H2OO24H4e（1分）阴极反应：C6H5NO24H+4eHOC6H4NH2H2O（2分）总反应：C6H5NO2H2OHOC6H4NH2O2（2分）题（5分）对氨基苯酚（PAP），是一种重要的有机精细化工中间体，在制药行业可用于生产扑热息痛、扑炎痛和安妥明等药品；染料工业用于生产各种硫化染料、酸性染料和毛皮染料；还可用作橡胶防老剂和照相显影剂等。生产PAP的新工艺是电解法：在硫酸介质中，电解硝基苯可得。该法很好地解决了生产过程中的污染问题，工艺过程基本无三废，真正实现了清洁生产，且具有产品品质好，工艺过程简单等优点，是PAP生产的发展方向。请写出该电解法的电极反应和总反应方程式。第第题（7分）1(NH4)2S2O82KI(NH4)2SO4K2SO4I2（2分）2Na2S2O3I2Na2S4O62NaI（1分）2反应经过一段时间以后，溶液会突然变成蓝色。（1分）2Na2S2O3与I2的反应是能迅速完成的，因此(NH4)2S2O8氧化I产生的I2能被同时还原，故刚开始时看不到蓝色。根据加入反应物的量，2Na2S2O3过量，Na2S2O3会消耗完毕，此时I2便与淀粉作用，出现特有的深蓝色。（3分）题（7分）已知过二硫酸铵能将I氧化为I2，但该反应进行得非常缓慢。今在小烧杯中依次加入5mL 0.2mol/L KI，4mL 0.01mol/L 硫代硫酸钠，1mL 0.4淀粉溶液及10mL 0.2mol/L 过二硫酸铵，搅拌混合。（硫代硫酸钠与过二硫酸铵不反应）1写出可能发生的化学反应方程式。2请预测观察到的现象，并作简要说明。第第题（6分）1A：O（2分） OPP：（2分）2（2分，不失水也可以）题（6分）广谱杀菌剂邻苯基苯酚（OPP）及其钠盐，作为果蔬保鲜剂、家庭、医院等公共场所的消毒剂在欧美等国已广泛使用多年。可用六碳原子的有机A为原料合成。1写出A和OPP的结构简式；2写出合成反应的第一步方程式。第第题（分）1LiOC(CH3)3：叔丁醇锂 Nb(OCH2CH3)5：五乙醇铌（各1分）2LiOC(CH3)3Nb(OCH2CH3)5CH3CH2OHLiNb(OCH2CH3)6(CH3)3COHLiNb(OCH2CH3)63H2OLiNbO36CH3CH2OH（各1.5分）3反应物极易水解（1分）题（6分）铌酸锂是一种重要的铁电材料，它拥有优良的压电、电光、声光、热电、光折变和非线性光学性质等一系列特殊性质，被广泛应用于光导、光调制器、光开关、非挥发存储器、声表面波和二次谐波发生器等器件。铌酸锂的工业合成流程如右图所示：1写出反应物的名称；2写出制备中两个主要的化学方程式；3为什么为什么第一阶段反应要在干燥的环境下进行。第第题（11分）18个原子的分数坐标为：（0，0，0），（1/2，1/2，0），（1/2，0，1/2），（0，1/2，1/2），（1/4，1/4，1/4），（1/4，3/4，3/4），（3/4，1/4，3/4），（3/4，3/4，1/4） 后面四个或写作（1/4，1/4，3/4），（1/4，3/4，1/4），（3/4，1/4，1/4），（3/4，3/4，3/4）（2分）2键长为立方晶胞体对用线的1/4：281.0pm（1分）；原子半径：141pm。（1分）3晶胞中含八个Sn原子，故原子量为：118.7（2分）白锡密度：7.288g/cm3（2分）从两者的密度数据可知，由白锡变为灰锡，体积膨胀。（1分）5从键长数据可知灰锡中的SnSn键较强。由密度数据可推测在白锡中Sn的配位数较高。（实际上，灰锡中Sn的配位数为4，白锡中每个Sn原子周围有四个距离为301.6pm的原子和两个距离为317 spin的原子。）（2分）题（11分）灰锡为立方面心金刚石型结构，晶胞参数a648.8pm。1写出晶胞中八个Sn原子的原子分数坐标；2计算Sn的原子半径；3灰锡的密度为5.77g/cm3，求Sn的原子量；4白锡为四方晶系，a583.1pm，c318.2pm，晶胞中含四个锡原子，请通过计算说明由白锡变为灰锡，体积是膨胀还是收缩？5已知白锡中SnSn平均键长为310pm，判别哪一种晶型中的SnSn键强？哪一种Sn的配位数高？第第题（6分）1有光学活性，1个手性碳原子（1分）2（1分）32H2O（2分）4（2分）题（6分）双水杨醛缩乙二胺合铜Cu(Salen)可作为氧化安息香（右图所示）的催化剂。该催化剂的制备分两步：水杨醛与乙二胺反应生成双水杨醛缩乙二胺；再与CuSO4反应生成配合物Cu(Salen)。1安息香是否有光学活性，如果有，说明有几个手性碳原子；2画出安息香的氧化产物；3写出合成双水杨醛缩乙二胺的反应方程式；4画出配合物Cu(Salen)的结构简式。第第题（9分）1设Argyrodite的化学式为Ag2xYySx2yAg2xYySx2yyH2xAg2SyYSyH2S（1分）参加反应的H2的物质的量是n(H2)1000.295/4008.3140.00887mol（1分）即100.00887(107.92x12.88/11.8832.1x64.2y)y（2分）简化后得x/y4.00，即x4，y1，Y的摩尔质量72.66g/mol（2分）2Y：Ge（1分） Argyrodite：Ag8GeS6（1分）3Ag8GeS6H24Ag2SGeSH2S（1分）题（9分）Argyrodite（一种矿石）是一种整比化合物，它含有银（氧化态为1）、硫（氧化态为2）和未知元素Y（氧化态为4）。在Argyrodite中银与Y的质量比是m(Ag)m(Y)11.881。Y生成一种红棕色的低价硫化物（Y的氧化态是2）和一种白色的高价硫化物（Y的氧化态是4）。红棕色的低价硫化物是通过在氢气流中加热Argyrodite所得到的升华物，而残留物是Ag2S和H2S。如果在400K和100kPa下完全转化10.0g的Argyrodite需要0.295L氢气。根据上面的描述：1计算Y的摩尔质量；2写出Y的化学符号和Argyrodite的化学式；3写出氢气和Argyrodite反应的化学方程式。第第题（8分）12(CH3)2SO22NaOH2Na2SO42H2O（2分）2CH3OHH2O（2分）3反应结束后，加入少量水，用10mL无水乙醚分两次萃取，再用10%氢氧化钠和水洗涤醚层，醚层经干燥后在水浴上蒸去乙醚，再冷却析出固体。（2分）4新方法中反应物用了甲醇，催化剂是少量的三氯化铁，副产物是对环境无害的水。整个反应没有涉及到对环境有害的物质；传统方法中反应物还有硫酸二甲酯和氢氧化钠这两种对环境有害的物质，其中硫酸二甲酯毒性很强，而氢氧化钠是强腐蚀性的。新方法中反应物的原子除了很少一部分转化成水分子，其他的都转化为产物2萘甲醚，是一个“原子经济”反应。从反应成本看：新方法的另一个反应物是价格低廉的甲醇；而传统方法中还用到硫酸二甲酯和氢氧化钠，成本相对较高。（任答2点，各1分）题（8分）2萘甲醚是粉红色固体，熔点约73，可用两种方法制备。1制备2萘甲醚的传统方法是用2萘酚与硫酸二甲酯在碱性催化下反应制备（水浴加热），写出反应方程式。2制备2萘甲醚的新方法是以三氯化铁作为催化剂，在微波照射下，用酚与醇反应生成，写出反应方程式。3新方法的产率为59%，如何将产物从反应体系中分离？4新方法比传统方法有很多优点，如：缩短了反应时间，传统方法要2h，新方法只要15min；请再列举2个优点。第第题（10分）1如果A分子中只有1个Zn原子（第一猜想为ZnAc2，183.4），则式量为157.8，不可能为ZnAc2，且比ZnAc2小25.6。（1分）设A的化学式为ZnOxAc22x（或Zn(OH)yAc2y），x0.25（y0.61，不合理），所以A的化学式为Zn4OAc6（2分）24BeCO36CH3COOH4CO23H2OBe4O(OOCCH3)6（2分）3（2分） sp3（1分）4因为Be是第二周期元素，Be以sp3杂化成键后，四个价轨道已饱和，无d轨道，H2O分子中O原子的电子难以进攻，故Be4O(CH3COO)6不易水解。而Zn处于第四周期，有d轨道，H2O分子可以进攻Zn的d轨道，所以Zn4O(CH3COO)6易于水解。（2分）题（10分）ZnCO3与醋酸溶液反应，析出晶体，并在氯仿中重结晶，得到无水晶体A。A是具有很高对称性的配合物分子。将A在空气在灼烧，得到ZnO，失重48.4%。1通过计算确定A的化学式；2写出制备A的化学方程式；3Zn的常见配位数是4，画出A分子的空间结构，说明中心原子Zn的杂化态。4铍和锌分别为A及B族元素，在很多性质上相类似。因此Be也可以形成结构与A相似的配合物B。但Zn的配合物易水解，而Be的配合物不易水解。请解释。第第题（9分）设X为n元酸，由，则1.00g X的物质的量为0.01/n，摩尔质量为100n；（1分）如果Ca(OH)2吸收后得到的沉淀只有CaCO3，则X分子中碳原子数为3.17n，不可能；（1分）则3.17g沉淀中必然有其它沉淀；则另一种沉淀对应的气体式量小于30。所以燃烧产物为CO2和HF。通过计算得它们的物质的量分别为0.02mol和0.03mol。（2分）X为(C2H3F3O)n，只有n1时存在结构简式，即CF3CH2OH（2分）2CF3是强吸电子基团，使OH上的H易电离。（2分）3作溶剂（其它合理答案也可，合成反应中的原料或催化剂）（1分）题（9分）有机物X室温下是液体，易溶于水，具有酸性，化学性质稳定，遇明火燃烧。取1.00g X，加入到50.00mL 0.300mol/L的标准NaOH溶液中；以酚酞为指示剂，有0.200mol/L的标准盐酸溶液滴定过量的NaOH溶液，消耗25.00mL。取1.00g X，在适量氧气中完全燃烧，在120下得到2种气体产物，其平均摩尔质量约为30g/mol；再用足量Ca(OH)2吸收此燃烧产物，得到3.17g沉淀。1通过计算，确定X的结构简式2为什么X呈现酸性3X有什么用途？第第题（17分）1设C的化学式为AFn，n1，2，3讨论得n4时存在合理的A为Xe；D也进行类似讨论，n6时存在合理的A也为Xe。（2分）2B：XeF2 B：XeF4 C：XeF6（各1分） D：FSO2OXeF（2分）3B：直线形 C：平面正方形（1分）42XeF22H2O2XeO24HF（0.5分）6XeF412H2O4Xe3O22XeO324HF（2分）XeF63H2OXeO36HF（0.5分）55XeO36Mn29H2O5Xe6MnO418H（1分）6由于O2占40%可得n(XeF2)n(XeF4)13（1分）n(O2)1.00mmol（1分） n(XeO3)0.6mmol（1分） n(XeF2)n(XeF4)n(XeF6)130.2（2分）题（17分）单质A与氟以19的摩尔比在室温、高压（约为一兆帕）下混合、加热到900时有三种化合物B、C和D形成，其摩尔质量递增。它们都是熔点低于150的晶体。测得C中含氟量为36.7（重量）、D中含氟量为46.5（重量）。用无水氟磺酸在75处理B时，形成化合物E和HF。E为晶体，在0时可稳定数周，但在室温只要几天就分解了。1通过计算或讨论，确定X的元素符号；2写出B、C、D的化学式和E的结构简式3根据价电子层电子互斥理论（VSEPR），B和C分子的几何构型各是什么？4使