全国化学竞赛初赛模拟试卷和答案4

1、2006年全国高中学生化学竞赛初赛模拟试卷 第一题（9分）：用粒子长时间轰击镀有253Es的金箔，即可得到以化学家门捷列夫命名的元素Md的含155个中子的同位素。它发生衰变后的产物被检出，从而证明了它的存在。 1写出以上两个核反应的方程式 2Md的这个同位素半衰期为76min，初始时刻如果此放射源的衰变速率为1×1010Bq，则1天之后时，放射源中Md的衰变速率为多少？第二题：（8分）单质砷曾被认为是德国的Albertus Magnus最先制得的，而J.Schroder于1649年刊行的药典上则更详细的记述了用木炭粉和砒霜共热以及用氧化钙与雄黄共热制单质砷的两种方法。但孙思邈的太清丹

2、经中曾记载“雄黄十两，末之，锡三两，铛中合熔，出之其色似金”，大意为，将雄黄磨成粉，和锡一起熔融，最后得到金色的物质。孙思邈利用这一反应成功制得了砷单质，这比Albertus Magnus早了500多年。试写出并配平以上三个反应的化学方程式第三题：（9分）在各种元素的单质中，硼的结构的复杂性仅次于硫，已知的同素异形体有16种之多。其中的一种同素异形体含有下图所示的结构单位：附注：图a中为变于观察，将部分硼原子涂成黑色，黑、白色的均为硼原子 其中a分为内、中、外三层，外层为一个大的“削角二十面体”构成，内层为一个小的正二十面体，而中层可以看作是内层的小正二十面体的各顶点向外延伸得到的，中层的硼原

3、子同时与构成外层的五元环相连接，将内外层连结起来。这种硼单质的晶胞为三方晶系，中心为1个硼原子，a位于顶点，三重对称轴通过a的中心贯穿两个相对的六元环，沿着晶胞对角线的方向（即三重轴的方向）以a-b-硼原子-b-a的顺序连接。 1以 表示a， 以 表示b，以 表示单独的硼原子，画出该此种硼单质晶胞的示意图。 2每个晶胞中含_个硼原子3试猜测相邻的a之间是以何种方式相连接的？第四题：（14分）冰片，结构式如右图，最初从龙脑树中提炼而成。近年来，由于医药工业发展，直接从天然产物提炼已经满足不了需求，需要人工合成。国内通常采用的方法是，在酸（如醋酸）催化下使-蒎烯（结构式见左图）异构化，得到冰片的醋

4、酸酯后再水解。1冰片共有 个手性碳原子，在图中标出它们。2冰片共有 种光学异构体，画出他们的结构式3试写出在酸催化下-蒎烯转变成冰片的反应机理4该反应如果条件控制不当，会有部分-蒎烯发生开环反应，试写出此副反应的方程式第五题：（9分）将浅黄色气体A通过加热的金属丝B可以得到红色的气体C，C在常温下可以凝华变成暗红色固体。现将C蒸汽与某无色气体D混合，得到一橙黄色固体E。取0.6000g该固体与水完全反应,得到无色混合气体，将此气体通过1,2,3-苯三酚之后，体积减少了16.86mL（标况下）。试推断A，B，C，D，E的化学式第六题：（14分）某实验小组试图通过实验，间接求得H2S(aq)的fG

5、m，并以此数据为依据进行一些计算。首先他们测得了下列电极反应的标准电极电势： Pt(s)+H2S(aq)=PtS(s)+2H+(aq)+2e- =-0.372V Pt(s)+H2S(g) = PtS(s)+2H+(aq)+2e- =-0.297V又知在标况下H2S中，H2的分压为0.145Pa；1试根据以上数据，计算H2S(aq)的fGm 2已知S2-(aq)的fGm= 85.8kJ/mol,Ksp(ZnS)=2×10-22，利用自己求得的fGm ，计算在标况下100mL pH=1的盐酸中，至少要通入多少毫升H2S才能使0.01mol/L的Zn2+开始沉淀 第七题：（12分）将2,9

6、-二（对羟基苯基）菲咯啉（结构式见下图）与Cu(CH3CN)4BF4作用，得到盐A，将A的DMF溶液高度稀释后，加入1,5-二碘-2，3，4-戊三醇和过量Cs2CO3，然后再加入过量KCN，最后得到一个不含铜的有机产物B。1 Cu(CH3CN)4BF4中阳离子呈什么结构，为什么？2试写出A和B的结构式3为何要将A的DMF溶液高度稀释？第八题：（14分）菊酸（右图）在自然界中不存在，但是它的酯却广泛的分布在很多植物中，其中一种除虫菊酯对杀灭蚊虫有一定的效果，近年来也人工合成了一些效果更好的酯。人工合成菊酸，可以采用以某常见物质为原料出发：AB C D E F G 菊酸但是此方法步骤多、产率低，现

7、已采用新方法：附注：PCC为将吡啶加到三氧化铬的盐酸溶液中制得的，是温和而高效的氧化剂DMSO，即二甲亚砜，化学式CH3SOCH31.试写出A-J的结构式2.试回答HI的反应为何要在DMSO中进行？第九题：（11分）在各种无机材料中，玻璃是应用最广泛的一种。二氧化硅是制造玻璃的最重要的原料之一，由二氧化硅制造的石英玻璃抗腐蚀性强，光学性质优异，热膨胀系数小。不过日常生活中所用的玻璃，多含有Na2O、CaO等成分。下图以体积随温度变化的关系，表示了玻璃形成过程中的一些变化。有色玻璃通常是在玻璃中，加入过渡金属盐或氧化物，如中学实验中用的蓝色钴玻璃等。有时候，在不同的玻璃中加入同一种元素，会产生不

8、同的颜色。例如在用于制造光纤包层的P2O5-SiO2-B2O3玻璃和普通玻璃中分别加入铬元素，就会得到不同的结果，一种是黄色的，一种是绿色的。长期以来，对玻璃结构的研究就一直没有停止过，Randell曾提出过“微晶学说”，认为玻璃是由不超过80%的尺寸在1nm左右的“微晶”以及20%左右的无定型物质所组成的，这一假说后来从X射线衍射中得到佐证。根据以上信息，回答下列问题1图中bd段和ef段分别表示体系处于什么状态？2T0点并不是固定的，在制造玻璃的过程中，体系温度降低的速率越慢，则T0点的温度越_3在信息中所提到的加入了Cr元素的两种玻璃中，普通玻璃呈_色，P2O5-SiO2-B2O3玻璃呈_

9、色4在熔融的SiO2中，如果加入Na2O会使熔体粘度降低，根据微晶学说，请猜测，加入了Na2O之后，体系更是否容易形成玻璃？5与SiO2不同，如果在B2O3中加入Na2O，则会使熔体粘度增加，试解释这一现象。参考答案：第一题：1（写错任何一处均不得分）0101299253Es+ 4He = 256Md + 1n （2分）0100101256Md +-1e= 256Fm （2分）2衰变反应均为一级反应， 故 t1/2=ln2/k (1分) k=0.00912 （2分） 由lnc0/c=kt , v=kc得 v=v0e-kt=1×1010×e-0.00912×1440

10、0=1.753×105 Bq （2分）第二题： 3C+2As2O3 = 3CO2+4As （2分）CaO+As4S4 = 3CaS+CaSO4+4As （3分）2Sn+As4S4= 2SnS2+4As (3分)第三题：1.（4分） 2105个（2分） 3相邻的 a之间的两个五元环互相连接，并与相对应的两个中层的硼原子形成一个正二十面体结构。（3分）第四题：1. 3个（1分）2 4种（回答对了4种得1分，结构式1个1.5分）H+3.（ 3分）H2O 冰片AcO- 4（3分） H+ -H+第五题：(A B C D E每式1.5分，推导E的计算过程1.5分)A. F2 B. Pt

11、 C . PtF6 D. Xe E. Xe(PtF6)1.5 设E化学式为Xe(PtF6)x， Xe(PtF6)x 0.5xO2=(134.29+309.08x) g 0.5x mol 0.6g 16.86ml÷22.4mol/L 解得 x1.5第六题（共14分）1由两个电极反应可知，反应H2S(aq) = H2S(g) 的标准吉布斯自由能变 fGm = -nEF = -2×-0.297-(-0.327) ×96500 = -5.79kJ/mol （2分）而H2S(g) = H2(g)+S(s)p(H2)/p 0.145p(H2S)/p 1.013×10

12、5 K= = = 1.43×10-6 （2分）故H2S(g)的标准生成吉布斯自由能为： fGm = rGm = -RTln K= -33.34kJ/mol （2分）H2S(aq)的的标准生成吉布斯自由能为： fGm = -33.34 + 5.79 = -27.55kJ/mol （2分）2.H2S完全电离时 H2S(aq) = 2H+(aq)+S2-(aq)rGm = 85.8-(-27.55)=113.35kJ/molrGmRT K = e- = 1.35×10-20 （2分） 要使Zn2+沉淀，则需要使S2-Ksp/Zn2+=2×10-20 （2分） H+2 S

13、2- K H2S = = 0.012×2×10-20/1.35×10-20 = 0.0074mol/L （1分） 则需要通入H2S的体积约为0.0074×22.4×1000=16.58mL （1分）第七题：1正四面体（1分） 因为Cu+离子外层电子排布为3d10，以sp3杂化方式与CH3CN形成配离子（2分）2A （3分） B（3分） 3（3分）因为这样可以减少A与1，5-二碘-2，3，4-戊三醇发生分子间发生取代反应的几率，得到更高产率的B第八题：1.（A-H 1分1个，I、J 1.5分1个）2.（3分）因为DMSO为非质子溶剂，对CH3O-离子的溶剂化作用很小，使得CH3O-碱性增强很多，更有利于夺取H上与亚磺酸基相连的碳原子上的氢，使之成为负离子进攻I第九题1过冷液体状态 玻璃态（2分） 2低（2分） 3黄 绿（2分）4否。（1分）因为加入Na2O后，体系的粘度降低，玻璃形成过程中所析出的“微晶”更容易相互碰撞形成更大的晶体。而