化学竞赛书岛题2007org icholand

1、学会 2007 年高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题（2007 年 9 月 16 日 9：00 - 12：00 共计 3 小时）l竞赛时间 3 小时。超过者不能进考场。开始后 1 小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立考场。l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。ll姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指使用非编程计算器以及直尺等文具。置，写在其他地方者按废卷论处。第 1 题随着的不断发展，黄金得到了越来越广泛的应用。现在，金（Au）因它某些良好的物理性能，也成为了高新技术领域中的重要工业金属。

2、金从一种“金属”到“货币金属”再到“工业金属”，它的应用贯穿了整个人类文明史。现代冶金工业开采出的金矿，进行一些必要的预处理后，通常用浸出金，使金转入溶液。1. 写出化学方程式。2. 现代的认识则更加深入，已证明上述过程是一个电化学过程。分别写出它的阳极反应和阴极反应。阳极反应：。阴极反应：。3 从前两问可以得出，在浸出过程中可以采取哪些必要措施，以写三条）金的溶解？（至少4 对烃类的催化氧化中用到以金/金红石为载体的催化剂。Haruta 首先发现金有效,并数次改进该方法。催化剂中，金原子弥散分布在金红石表面。假设金红石表面一层有 1/2 的金属原子被金替代，计算 10cm2 金红石表面（单层

3、）被取代的金原子数。（金红石属四方晶系，a=4.59Å,c=2.96Å）第 2 题在如下问题中按照题中所提到的性质对物质进行从小到大的排序。a) 按照熔点的大小，从小到大开始排序：Na, Al, Si, S8b)按照沸点的大小，从小到大开始排序：H2, LiH, CH4, NH3H1.008相对原子质量He 4.003Li 6.941Be 9.012B 10.81C 12.01N 14.01O 16.00F 19.00Ne 20.18Na 22.99Mg 24.31Al 26.98Si 28.09P 30.97S 32.07Cl 35.45Ar 39.95K 39.10Ca

4、 40.08Sc 44.96Ti 47.88V 50.94Cr 52.00Mn 54.94Fe 55.85Co 58.93Ni 58.69Cu 63.55Zn 65.39Ga 69.72Ge 72.61As 74.92Se 78.96Br 79.90Kr 83.80Rb 85.47Sr 87.62Y 88.91Zr 91.22Nb 92.91Mo 95.94Tc 98.91Ru 101.1Rh 102.9Pd 106.4AIn 114.8Sn 118.7Sb 121.8Te 127.6I 126.9Xe 131.3107.9112.4Cs 132.9Ba 137.3La-LuHf 178.5T

5、a 180.9W 183.9Re 186.2Os 190.2Ir 192.2Pt 195.1Au 197.0Hg 200.6Tl 204.4Pb 207.2Bi 209.0Po 210At 210Rn 222Fr 223Ra 226Ac-LrRfDbSgBhHsMt报名号 赛场 学 校 姓 名省 市赛 区 c) 按照原子半径的大小，从小到大开始排序：Na, Mg, K, Cad) 按照离子半径的大小，从小到大开始排序：F, Na+, Mg2+, Cl-e) 按照电负性的大小，从小到大开始排序：F, Na, Cl, Kf) 按照第一电离能的大小，从小到大开始排序：Si, P, S, Clg)按照

6、键强的大小，从小到大开始排序：N2, O2, Cl2, Br2h) 按照键角的大小，从小到大开始排序：OF2, SiF4, BF3, XeF4i)按照被氢氧根离子水解的速率的大小，从小到大开始排序：CH3Br, CH3Cl, CH3F, CH3I第 3 题氧化钇，碳酸钡和氧化铜在高温(900 °C)下发生固相反应生成超导体 A，其含 13.4%Y, 41.2%Ba 和 28.6%Cu。i) 假设在 A 中未知的元素为氧，试给出 A 的实验式。ii) 给出铜的氧化态。iii) 在 200 °C 下热重分析仪中用氢气还原 A，可以使所有铜+3 还原为铜+2，并得到化合物B。其他

7、的元素均保持价态不变。初始原料重 84.2 mg，则还原后生成化合物 B 的质量为多少？第 4 题有机物 A 在浓磷酸中微热发生分解, 形成的气体混合物的密度相对氢为 25, 并且在溶液中不再残留有机物。如果气体混合物通入溴水,体积减少一倍,随后通过碱溶液，气体完全被吸收。确定物质 A, 若已知 A 中的氢原子不能被分辨。1写出所有涉及的反应的方程式。2提出物质 A 的方法.3为什么目标物质 A 被广泛应用在有机中? 给出一个例子。第 5 题酸 A 在标准条件下是白色固体吸湿物质，熔点 62.4°。A 是与硫酸类似的物质，包含54.5% 元素 X. X 是主族元素。与硫酸相比, 酸

8、A 的热的浓溶液可与金属 B 起反应，生成酸A 的盐 C 和元素 X 的氧化物 D。87.0 g 酸 A 可形成 82.3 g 盐 C。在化合物 C 中，金属 B 的氧化数是+III 。在氧化物 D 中元素 X 的氧化数是+IV。酸 A, 与硝酸相似, 可与盐酸形成混合物, 产物类似于王水。这个混合物能与许多金属反应。与金属 B 的反应产物是水、氧化物 D 和酸 E, 化合物阴离子包含氯元素。化合物阴离子中心原子的氧化数为 III ，并且它的配位数为 4 。3-1 确定元素 X 和酸 A，并通过计算确定元素 B，化合物 C、氧化物 D 和酸 E。3-2 写出 B +A ®以及 B +

9、 A/HCl ®的反应方程式。第 6 题Captodiame 是一种镇定剂，多步方案如下。最后一步是 G 和 H 的偶联。G 和 H 的方案如下：给出 G-M，试剂 N，副产物 O 的结构。第 7 题一种化合物的如下：按照摩尔比为3:1进行反应生成A。A的IR谱在3400 cm-1处显示一Cu(OH)2 与Au(OH)3个强的宽峰。0.541 g(1 mmol) A 在500 °C下氢气流中分解生成化合物B和水(0.162 g)。元素分析B中含50.8% Au。a) 一共生成了多少摩尔水？b) 根据上述信息给出A的化学式。c) 给出B的化学式。写出计算过程。第 8 题卤素生

10、成一系列互卤化物。其中一个是氯化溴，其在 500°C 下分解成单质。在这个温度下，平衡常数为 KC = 32。假设系统中每个物质浓度均为 0.25 mol/L。a)b)c)d)e)f)给出分解的化学方程式。用计算证明该混合物不处于平衡态。反应向哪个方向进行？混合物移至平衡时了多少功（能量）？给出反应的 KP 和KX 值。计算按照上述混合物起始达到平衡的各物质的浓度。第 9 题配平下列反应方程式(1) VO2 + SO2 ¾® VO+ SO4+2+2(2) VO2+ + MnO4+H2O ¾® VO2 + Mn+ H+2+25cm3 钒酸铵溶液酸

11、化后，加热至沸，通入过量的SO2 进行反应，过量的 SO2被煮沸赶出。此溶液需要加入 23.2cm3、2.96mol×m3 的 KMnO4 溶液使之氧化，计算钒酸铵溶+液中 VO2的浓度。再另作一次实验：取同样浓度的钒酸铵溶液 10cm3，使之还原到一个价态，然后再用27.8cm3 上述浓度的 KMnO4 溶态？+化到 VO2 ，问钒酸铵中 VO2 被还原到了什么样的氧化第 10 题化合物A是一种液体，和水在同样温度下沸腾。燃烧分析数据给出: C: 64.8%; H: 13.6%; O: 21.6%.a) 计算化合物A的实验式。b) 估计化合物A的式。c) 这个式子含有两种可能的官能

12、团中的一种。指出这两种官能团。化合物A的IR谱图如下:d) 在这个谱图中能确认哪种官能团？e) 画出化合物A可能的结构，并命名。化合物A与酸性高锰酸钾反应生成化合物B。这个新化合物的沸点比A低，它的1H NMR谱如下:f) 给出化合物B的结构，并归属1H NMR 谱。g)B的IR谱和A的有什么不同？h) 命名化合物B。化合物B的质谱图中含m/e 57和m/e 43的碎片离子。i) 给出碎片的结构。参考第 1 题18 NaCN+4 Au+O2+2 H2O = 4 NaAu(CN)2+4 NaOH 2阴极 Au+2CN- ® Au(CN)2-+e-阳极O2+2 H2O+4e-®

13、4OH-3. 加大 CN-浓度，及时导出产物Au(CN)2-以促进平衡移动，密封加压，将金捣碎，溶解的同时不断搅拌。4. 每个金红石的晶胞的顶面有 1 个金属原子。所以每个金红石的晶胞中有 1/2 个金。每个每个金红石的晶胞表面面积：S0=4.59Å*2.96Å=13.57 Å2因此，金的数目为：N=1/2 * S/ S0=1/2 * 10cm2/13.57 Å2=3.68*1015第 2 题第 3 题i) 比1:2:3:7即YBa2Cu3O7ii) 氧化态 4-(3+4)/3 = 7/3 Cu = 2.33iii) 84.2/666.19 = x/65

14、8.19x = 83.19 mg第 4 题1A 分解得到的混合气体的摩尔质量为 25 * 2 = 50 g / mol。其中一个气体很有可能是烯烃或炔烃(被溴水吸收)，另外一个为 CO2(能被碱溶液吸收)。可知混合物中气体比例为 1:1 (因为通入溴水体积减少一倍,), 于是我们可以求出第一个气体的摩尔质量: M (gas) = 2 * 50-44= 56 g / mol, 其为丁烯的量。又因为 A 中的氢原子不能被分辨，所以很有可能 A 中含有叔丁此，该气体为异丁烯。最后可推出 A 为 Boc2O :23Boc2O 在有机中用于保护氨基。第 5 题1X2BA H2SeO4Au2(SeO4)3

15、硒AuCDSeO2EHAuCl46H2SeO4 + 2Au = Au2(SeO4)3 + 3SeO2 + 6H2O3H2SeO4 + 8HCl + 2Au = 2HAuCl4 + 3SeO2 + 6H2O第 6 题第 7 题a) 3400 cm-1处的IR吸收是OH的特征。还原A得到0.162 g水，即9 mmol = 9 x 10-3 mol.b) 这暗示出A中含有9摩尔O，可能是以OH存在。根据反应计量比，产物中可能含3摩尔Cu和1摩尔Au。1 mmol A质量为0.541 g，A的3 x Mr(Cu) + 1 x Mr(Au) + 9 x Mr(OH) = Mr(A) Mr(A) (3

16、x 63.43) + 196.97 + (9 x 17) = 540.6 因此 A = AuCu3(OH)9c) 通过题意B为AuCu3。计算得B含50.8% Au，满足条件量应该为541。故 AuCu3第 8 题a) 2 BrCl®Br2+Cl20.25 ´ 0.25Q = 1 ¹ KCb)0,252c) Q < KCÞ 向右QKCd)DG = RT ln= - 22 kJe) As Dn = 0we get: KP = KX = 32平衡浓度:n(BrCl) = 0.25-2yn(Br2) = n(Cl2) = 0.25+y(0.25 + y)

17、232 =解方程 : y = 0.0943(0.25 - 2y)2c(BrCl) = 0.061 mol/Lc(Br2) = c(Cl2) = 0.34 mol/L第 9 题(1) 2VO2 + SO2 ¾®2 VO+ SO4+2+2(2) 5VO2+ + MnO4+ H2O ¾® 5VO2 + Mn+ 2H+2+c(VO2 )=5*23.2cm3*2.96kg×m3/25cm3 = 1.37*10-2mol/L设被还原的价态为 x：n(Vx+):n(MnO4 )=5/(5-x)有n(Vx+)=1.37*10-2mol/L *10cm3=0.137mmoln(MnO4 )= 27.8cm3*2.96mol×m =8.23*10 mol3-5解得x=2