化学竞赛模拟试题20

1、高中化学竞赛初赛模拟试卷（20） 姓名： （时间：3小时 满分：100分）题号12345678910满分38101210810181110H1.008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

2、.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La138.9Ce140.1P

3、r140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第题（3分）有一些元素在自然界中分布较易准确测得（1分），有的只有一种稳定核素，所以相对原子质量有效数字多（1分）；有的元素在自然界中的平均丰度难以准确测得，有效数字较少（1分）。题（3分）下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量（部分）HHeLiBeBCNO1.007944.0026026.9419.01218210.81112.010714.006715.9994FNeNaMgAlSiPS18.99840

4、3220.179722.98977024.305626.98153828.085530.97376132.062上表元素（及更多元素）中，有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多达79位，而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至34位，为什么？第第题（8分）1（1）2C6H5CH2OHO22C6H5CHO2H2O（0.5分）（2）2C6H5CHOO22C6H5COOHC6H5COOHC6H5CH2OHH2OC6H5COOCH2C6H5（1分）2（1）CH3OHCO2CH3OOCH3H2O（1分）CH3OHCOCl2CH3OOCH32HCl（0.5分）（2）C4H8ONHCO2H2C

5、4H8ONHH2O（1分）C4H8ONHCOC4H8ONH（0.5分）3用CO2的好处是它是无毒的，而其它两者都有毒（1分），并且它既可以做反应物又可以做溶剂，就不需要其它溶剂了（1分）。还有一个不很重要的原因是：CO2放热少。用CO2的其中一个坏处是：它比CO、COCl2反应慢，因此有必要寻找一种恰当的催化剂（目前能找到的催化剂只在一些反应中适用，比如甲酰化胺）（1分）。题（8分）近年来，在超临界CO2（临界温度Tc304.3K；临界压力pc72.8×105Pa）中的反应引起广泛关注。该流体的密度在临界点附近很容易调制，可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂。该溶剂早已用于萃取咖啡因。

6、然而，利用超临界CO2的缺点之一是二氧化碳必须压缩。1在超临界二氧化碳中氧化醇类，如将苄醇氧化为苯甲醛，是一种超临界工艺。反应在催化选择性效率为95的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。（1）写出主要反应过程的配平的反应式。（2）除完全氧化外，进一步氧化时还发生哪些反应？写出它们的反应方程式。2在另一超流体工艺合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶剂，又可作为反应物替代光气或一氧化碳。（1）写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的方程式。如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯？（2）用适当的催化剂可用吗啉（C4H9NO，结构右图所示）和二氧化碳合成甲酰基吗啉。该反应还需添加什么反应物（无

7、机小分子）？写出反应式。若用一氧化碳替代，反应式将如何改变？3用绿色化学的观念给出用CO2代替一氧化碳和光气的2个理由。与以CO或COCl2为反应物对比，再给出用CO2为反应物的1个主要障碍（除必须对二氧化碳进行压缩外）。第第题（10分）1A： B： C： D：E： F： X：H2NOH（各1分）2可以得到单一产物C，一步硝化反应时会有对硝基甲苯，避免产物的分离（1分）3B：对甲基间硝基苯磺酸（或4甲基3硝基苯磺酸）F：2氨基3，5二溴苄氯（或2氨基3，5二溴苯甲基氯）X：对羟基环己胺（或对氨基环己醇）（2分，任意答对2个给满分）题（10分）沐舒坦是新近应用的一种溶解分泌物，是促进黏液排除、改

8、善呼吸状况的有效药物。沐舒坦结构简式如右：由甲苯和X为起始原料，其合成路线如下：CH3ABCDEF沐舒坦1写出A、B、C、D、E、F、X的结构简式2由甲苯生成C通过了三步反应，为什么不直接合成3命名B、F、X第第题（12分）1第三周期的Si还有空轨道（3d轨道），第二周期的C的s、p轨道都参与成键了，因此CCl4不能发生亲核取代。（2分）2亲电取代（2分）3电负性FN，N为，不接受H2O的H进攻，不能发生亲电水解（1分）；N只有4个价轨道，均被占据，不能发生亲核水解（0.5分）；NF键能大，难断开。（0.5分）4“亲电亲核”水解（2分）5（1）A：SF6 B：AlCl3 C：SOCl2（3分）

9、（2）AlCl3·nH2OnSOCl2AlCl3nSO22nHCl（1分）题（12分）除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件：中心原子具有和有空的价轨道；发生亲电水解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受H2O的H进攻。其中SiCl4的亲核水解机理如下：1为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解？2NCl3也可以发生水解，但产物是NH3和HClO，请确定水解类型，并写出水解机理；3NF3不能发生水解，为什么？写出3条理由；4PCl3也能水解，产物是H3PO3，但H3PO3是二元酸而不是三

10、元酸。确定H3PO3的结构，并写出水解机理；5由短周期的元素组成的化合物A、B、C，均含有一种卤素。A分子呈现正八面体结构，不水解，可用作灭火剂；B、C分子都易水解，B是固体，易升华，C是液体，由3种元素组成。B水解得到两性固体D和酸性气体E，C水解得到得到两种酸性气体E、F。加热B的水合物时为得到无水物，可加入C脱水。（1）写出A、B、C的化学式（2）写出B的水合物与C反应的化学方程式第第题（10分）1A： B： C：C： D：（各1分）23CH2O3NH33HNO36H2O（1分）3HNO3氧化甲醛（1分）；NH3在浓硝酸介质中以NH4的形式存在，不与甲醛反应。（1分）44HNO32NH4

11、NO36(CH3CH2O)2O213CH3COOH（2分）5C3H6N6O63CO3H2ON2（1分）题（10分）一定条件下，1mol甲醛与1mol氨反应也可生成物质A，A再与1mol甲醛反应得到B，B与等物质的量的氨反应得到C，A、B、C分子都有很好的对称性。若A与浓硝酸作用得到D，D是一种烈性炸药，D分子中只有一种位置的碳、氢、氧，仅有两种位置的氮。1请写出A、B、C、D的结构式；2写出甲醛、氨、硝酸生成D的总反应方程式；3若按比例混合三种反应物进行反应，则几乎得不到D，试分析其原因。4D的生产也可以以C为原料，与浓硝酸、硝酸铵在乙酸酐中反应制备，写出化学方程式。5写出D发生爆炸时的化学方

12、程式。第第题（8分）1原子半径小（1分），原子核对外层电子引力大；2（正三角形） （正四面体）（各1分）3CHe33中C原子sp2杂化，CHe44中C原子sp3杂化，后者p轨道成分多，相同条件下成键长。（1分）4甲基 甲烷（1分）5CHe442H2OCO24He4HCHe444HClCCl44He4H（各1.5分）题（8分）1962年英国青年化学家巴特列第一次制得了XePtF6化合物，突破了“惰性元素”的禁区。此后人们相继合成了氙的系列化合物，以及原子序数较大的稀有气体氪、氡的化合物。对于原子序数较小的氦、氖尚未制得化合物。有人从理论上预言了它们的化合物是可以制得的。不久澳洲国立大学的拉多姆宣

13、布了化学上一奇闻，氦能够与碳结合形成分子。像CHexx不仅存在，而且能够用实验手段观察到，并借助计算机算出了CHe33、CHe44的键长分别为：0.1209nm，0.1212nm。1Ne、He的化合物难以合成的主要原因是什么？2如果CHe33、CHe44果真存在的话，请写出它们的立体结构式；3为什么CHe33的键长比CHe44短？4写出与CHe33、CHe44互为等电子体的物质（或原子团）的名称；5并完成下列化学方程式：CHe44H2O CHe44HCl第第题（9分）1A：Fe(diars)2Cl2FeCl4 B：Fe(diars)2Cl2FeCl42（各1.5分）2Fe(diars)2Cl2

14、可能的结构式将用表示为：、（各1分），由于中两个Cl在对位，两个diars也尽可能远离，结构对称，因此比较稳定。（1分）3在A的阳离子中铁的氧化数为3，而在B的阳离子中铁的氧化数为4，氧化数发生变化，因此AB是氧化还原反应。（1分）42FeCl32diarsFe(diars)2Cl2FeCl4。（1分）题（10分）用邻苯基一双一（二甲胂）（简记为diars，常做配体）与FeCl3作用，可生成一个双配位离子的化合物A。已知A中阴离子是正四面体结构，阳离子中Fe为6配位，其配体diars和Cl的数目相等，为11。将A用硝酸氧化后得到一种晶体B，经分析B晶体中的正、负离子的空间结构与A完全相同，只不

15、过是阴离子与阳离子的个数比不同，A为11，而B为21。1试确定A和B的分子式。2画出A中阳离子可能的结构式，并指明哪一种结构较为稳定？为什么？3指明A和B中铁元素的氧化数：AB属于什么反应？4写出生成A的化学反应方程式。第第题（18分）119.35g/cm3（2分）2CaWO42HClH2WO4CaCl2（0.5分）H2WO42NH3·H2O(NH4)2WO42H2O（0.5分）12(NH4)2WO412H2O(NH4)10W12O41·5H2O14NH3·H2O（1分）(NH4)10W12O41·5H2O12WO310H2O10NH3（1分）3（1）3

16、×(242)(842.9)116.9kJ/mol（1分）3×(228)(764.1)80.1kJ/mol（1分）×103RT1nK T298K时 K9.104 2×1015（1分）ln（K2/K1）（1/T11/T2）/RK21，K19.1042×1015，T1298K时，T2946.64K（1分）4由于蒸发使钨原子从灯丝逸出；W3I2WI6；碘化钨分子更靠近灯丝细处该处更热；WI6W3I2 细处的热使碘化钨分解，钨又返回灯丝细处。（各0.5分）5n6（1分） Cl原子在八面体的12条棱上（1分）每个W平均键合的Cl原子数4×1/22

17、个，则18n6×2，得n6或每个W原子与四个C1原子相连；共6×424个Cl。而每个Cl与两个W相连。所以Cl原子一共有24/212个，因此n18126。61/8 1/2（各1分）因为阴离子数四面体空隙八面体空隙121，所以在Na2WO4中，八面体空隙数为32，四面体空隙数为64。因此，W6占据四面体空隙的分数为1/8，Na占据八面体空隙的分数为1/2。7（1）NaxWxW(1x)O3（1分）（2）x0.49（2分）题（18分）地壳中丰度最低的钼和钨，在我国的蕴藏量都很丰富。在这些钼矿和钨矿中，主要有辉钼矿MoS2，钨锰铁矿又称黑钨矿（Fe·Mn）WO4，钨酸钙矿

18、又称白钨矿CaWO4。钨的原子序数为74，与钼都位于B族，价电子5d46s2，常见化合价2、4、5、6，熔点3410，是金属中熔点最高的。1已知金属钨晶体是立方体心晶格，原子半径137pm，计算其密度。2在8090时，浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。黄钨酸在盐酸中溶解度很小，过滤可除去可溶性杂质。黄钨酸易溶于氨水，生成钨酸铵溶液，而与不溶性杂质分开。浓缩钨酸铵溶液，溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。仲钨酸铵是一种同多酸盐，仲钨酸根含12个W原子，带10个负电荷。仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。写出上述化学反应方程式：3已知（298K下）：WO3（s）H842.9kJ/molG764.1k

19、J/molH2O（g）H242kJ/molG228kJ/mol（1）计算：WO33H2W3H2O 反应的和（2）已知与平衡常数K、温度T间满足公式：RT1nK；与平衡常数K、温度T间满足公式：ln(K2/K1)(1/T11/T2)/R问：在什么温度条件下，可用H2还原WO3制备W（设此时平衡常数K1）？4卤钨灯泡常用钨丝作灯丝，在灯泡里加入少量碘，可延长灯泡使用寿命。其原理是化学平衡的有趣应用。整个过程可用以下四个步骤形象表示。请在下图下方的各括号中填写出碘是怎样收集蒸发了的钨原子，并使其返回到热的灯丝中去的（图中表示钨原子，表示碘蒸汽分子，表示碘化钨分子）。（ ）（ ）（ ）（ ）5三氯化钨

20、实际上是一种原子簇化合物W6Cl18，其中存在W6Cl18nn离子结构单元，该离子中含有W原子组成的八面体，且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键，而每个W原子与四个Cl原子相连。试推断W6Cl18nn的n值以及Cl原子的空间位置。6钨酸钠Na2WO4晶胞中，O2以立方最紧密堆积排列，每个立方晶胞中有32个O2，W6占据四面体空隙，Na占据八面体空隙，构成尖晶石结构。W6占据四面体空隙的分数是【 】，Na占据八面体空隙的分数是【 】。7钠钨青铜NaxWO3（0x1）一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体，其晶胞中，W占据立方体的顶点，O2占据全部的棱心，Na占据体心位置，晶胞参数a380pm

21、。（1）写出表示W价态的结构式，并指出NaxWO3易导电的原因。（2）比重瓶法测得某种钠钨青铜的密度为d7.36g/cm3，求这种Na2WO4组成中的x值。第第题（11分）1（1分）22.3 8.2（各1分）3（1）95乙醇（1分） 出现微红色，30秒钟不变色（1分）（2）0.1802cNaOHVNaOH/0.25×100%（1分）4（1）准确称取乙酰水杨酸0.25g，加入cNaOHmol/L VNaOHmL（过量）的NaOH标准溶液，于水浴上加热使乙酰基水解完全后，再用cHClmol/L HCl标准溶液回滴，以酚酞为指示剂，至酚酞红色腿去，耗去HCl溶液VHClmL。（2分）（2）

22、3OHCH3COOH2H2O（1分）H（1分） OHHH2O（3）0.1802(cNaOHVNaOHcHClVHCl/(2×0.25)×100%（1分）题（11分）乙酰水杨酸（AsPirin）是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物，广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾病，近年来还不断发现它的新用途。乙酰水杨酸是一种有机弱酸，pKa3.5，其结构式为：，易溶于乙醇而微溶于水。1乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到，写出化学方程式；2估算0.1mol/L乙酰水杨酸溶液与0.1mol/L乙酰水杨酸钠盐溶液的pH；3乙酰水杨酸的含量可用NaOH标准溶液直接滴定。准确称取乙酰水杨酸0.25g，置于250mL锥形瓶中，加入25mL 【 】溶液，摇动使其溶解，再向其中加入适量酚酞指示剂，