2006年全國化學奧林匹克競賽模擬試題及答案1.doc

2006年全國化學競賽初賽模擬試卷（時間：3小時 滿分：100分）題 號123456789101112滿 分1111910108977765H1.008相對原子質量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第一題（11分）化合物A含硫（每個分子只含1個硫原子）、氧以及一種或幾種鹵素；少量A與水反應可完全水解而不被氧化或還原，所有反應產物均可溶于水；將A配成水溶液稀釋后分成幾份，分別加入一系列0.1 mol/L的試劑，現(xiàn)象如下：加入硝酸和硝酸銀，產生微黃色沉淀。加入硝酸鋇，無沉淀產生。用氨水將溶液調至pH7，然后加入硝酸鈣，無現(xiàn)象發(fā)生。溶液經酸化后加入高錳酸鉀，紫色褪去，再加入硝酸鋇，產生白色沉淀。加入硝酸銅，無沉淀。1、的目的是為了檢出什么離子？試分別寫出欲檢出離子的化學式。2寫出發(fā)生的反應的離子方程式。3的欲測物質是什么？寫出欲測物質與加入試劑的離子方程式。4以上測試結果表明A可能是什么物質？寫出 A的化學式。5稱取7.190g A溶于水稀釋至250.0cm3。取25.00cm3溶液加入HNO3和足量的AgNO3，使沉淀完全，沉淀經洗滌、干燥后稱重，為1.452g。寫出A的化學式。6寫出A與水的反應的方程式。若你未在回答以上問題時得到A的化學式，請用SO2ClF代替A。第二題（11分）1998年，中國科大的化學家把CCl4(l)和Na混合放入真空容器中，再置于高壓容器中逐漸加熱，可得一些固體顆粒。經X射線研究發(fā)現(xiàn)：該固體顆粒實際由A和B兩種物質組成，其中A含量較少，B含量較多。試回答下列問題：1CCl4和Na為何要放在真空容器中？隨后為何要置于高壓容器中？2指出CCl4分子的結構特點和碳原子的雜化態(tài)。3上述實驗的理論依據是什么？請從化學反應的角度加以說明。4試確定A、B各為何物？A、B之間有何關系？5寫出上述反應方程式，并從熱力學的角度說明A為何含量較少，B為何含量較多？6請你從純理論的角度說明：采取什么措施后，A的含量將大幅度增多？7請評述一下上述實驗有何應用前景？第三題（9分）某一簡易保健用品，由一個產氣瓶、A劑、B劑組成，使用時，將A劑放入產氣瓶中，加入水，無明顯現(xiàn)象發(fā)生，再加入B劑，則產生大量的氣體供保健之用。經分析，A劑為略帶淡黃色的白色顆粒，可溶于水，取少量A溶液，加入H2SO4、戊醇、K2Cr2O7溶液，戊醇層中呈現(xiàn)藍色，水層中則不斷有氣體放出，呈現(xiàn)藍綠色。B劑為棕黑色粉末，不溶于水，可與KOH和KClO3共溶，得深綠色近黑色晶體，該晶體溶在水中又得到固體B與紫紅色溶液?；卮鹣铝袉栴}：1填表：主要成分在保健用品中的作用A劑B劑2寫出各過程的方程式。3在A劑、B劑的量足夠時，要想在常溫下使產氣速率較均勻，你認為關鍵是控制什么？第四題（10分）配位化學是化學的一個重要分支。在十九世紀，維爾納的老師認為：六配位化合物是一種鏈式結構，如：MABCDEF或MBACDE；而維爾納認為：六配位化合物是一種八面體。1請你設想一下：維爾納是如何否定老師的論斷得出他的正確結論的？在配合物中，乙酰丙酮（CH3COCH2COCH3）是常見的一種配體。試回答：2乙酰丙酮（）可作雙齒配體。請從有機化學的角度加以解釋。3某同學用乙酰丙酮與CoCl2、H2O2在一定條件下反應得到一晶體A。為測定晶體組成，該同學設計以下實驗：準確稱取A晶體0.4343g，煮沸溶解后，用氫離子交換樹脂（即HR型）充分交換至看不出有Co2的紅色，過濾；用0.1013mol/L的NaOH標準溶液滴定，用去24.07mL。（原子量請用：Co：58.93、H：1.01、C：12.01、O16.00、CI：35.45）求：（1）A中Co的質量分數。（2）預測A的化學式，畫出A的結構并寫出Co的雜化形態(tài)。（3）寫出制備A的化學反應方程式。（4）在鐵粉的催化下，A能與液溴發(fā)生取代反應。試寫出其化學反應方程式。闡述其原因。第五題（10分）車禍嚴重危害了司乘人員的生命安全，為了降低車禍給司乘人員所帶來的損害，有人利用化學反應在小汽車前排設計了一氣袋。氣袋由固體化合物ABC組成，在汽車受到撞擊的一剎那，由于劇烈碰撞，導致氣袋里發(fā)生化學反應，氣袋迅速膨脹，隨及彈出，從而保護司乘人員的頭頸不致于撞到鋼架、擋風玻璃，該氣袋已挽救了成千上萬人的生命。化合物A為白色固體，通常情況下相對穩(wěn)定，碰撞時劇烈分解，產生熔融狀態(tài)的D與氣體E。D常溫下為固體，性質十分活躍，直接與O2作用生成F，F(xiàn)為黃色粉末，可用做高空飛行或潛水時的供氧劑。氣體E十分穩(wěn)定，但可與金屬鋰作用生成白色固體G，G強烈水解，生成易溶于水的化合物H與氣體I，H與氣體I的水溶液均為堿性?；衔顱為鉀鹽，無色晶體，易溶于水，其溶解度隨溫度升高急劇增大。B加熱時易分解，生成固體J與氣體K，氣體K可使帶有余燼的火柴復燃?；衔顲為氧化物，無色、堅硬、不溶于水，在自然界中以原子型晶體存在，能與HF氣體作用生成L與氣體氟化物M。1判斷A、B、C為何種化合物？2分析A、B兩種鹽陰離子雜化方式及成鍵情況，并畫出示意圖。3寫出劇烈碰撞后，氣袋中所發(fā)生的化學反應。4固體C在氣袋里起到什么作用？第六題（8分）把銅粉放入裝有濃氨水的試管中，塞緊試管塞，振蕩后發(fā)現(xiàn)試管塞越來越緊，且溶液逐漸變?yōu)闇\黃色（近乎無色）溶液A，打開試管塞后，溶液迅速變?yōu)樗{色溶液B。試回答下列問題：1寫出上述變化的化學方程式。2試從結構上解釋：A為何為無色，B為何為藍色？3上述反應有何用途？4若將銅粉換成氧化亞銅，重復上述實驗，現(xiàn)象是否一樣？第七題（9分）據報道，近來已制得了化合物A（白色晶體），它是用NaNO3和Na2O在銀皿中于573K條件下反應7天后制得的。經分析，A中的陰離子與SO42是等電子體，電導實驗表明：A的電導與Na3PO4相同。1寫出A的化學式并命名；寫出A的陰離子的立體結構圖并說明成鍵情況。2預測A的化學性質是否活潑？為什么？3實驗表明：A對潮濕的CO2特別敏感，反應相當劇烈，試寫出該反應化學方程式。4近年來，化學家已經制備了物質B。其中，組成A和B的元素完全相同，B的陰離子與A的陰離子表觀形式相同（元素和原子個數均相同），但電導實驗表明，其電導能力與NaCl相同。試寫出B陰離子的結構式，并寫出其與水反應的離子方程式。第八題（7分）將NH4Cl溶液用鹽酸調制成pH4的溶液，然后進行電解，發(fā)現(xiàn)制成了一種常見的二元化合物A，用空氣把氣體產物帶出電解槽即得到較為純凈的A。A是一種揮發(fā)性的易爆炸的濃稠液體，沸點只有700C，其結構與NH3相似。1試確定A，寫出生成A的離子方程式。2比較A和NH3的極性大小。3將A與NaClO2按物質的量之比16混合，可得到一種綠色環(huán)保的消毒劑B以及能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體C。A的消毒效果是同質量的Cl2的2.63倍。試寫出其反應的離子方程式。4已知A中兩元素的電負性相同。試設計一個試驗確定A中哪一種元素帶部分正電荷，哪一種元素帶部分負電荷？簡述其實驗步驟。第九題（7分）MgF2能夠溶于水，試回答下列問題：1已知MgF離子的形成常數為63；氟化鎂在水中的溶解度等于0.13gdm3。試求氟化鎂的飽和溶液里鎂離子、氟鎂絡離子和氟離子的濃度。若加入氟離子使它的濃度達0.1mol/L，求溶解度。2從上述計算看出：電解質在水中的電離有什么特點？第十題（7分）避蚊胺（F，分子式C12H17NO）是一種驅蟲藥，對蚊蟲有很強的驅避作用。據報道，避蚊胺的驅避效能是產生了其對蚊蟲感覺器的阻塞作用，對人畜無毒，使用安全。F可由下述方法合成：ABCDEF（C12H17NO）（避蚊胺）1請你根據上述合成路線寫出化合物AF的結構式。2請給出避蚊胺的學名（系統(tǒng)命名法）第十一題（7分）羰基化合物有一個重要反應，就是在稀堿的作用下，具有活性氫的醛（酮）生成羥基醛（酮）。該反應是可逆反應，稱為醇（羥）醛縮合。其反應歷程為（表示一對電子轉移）：H2O （羥基醛）問：由下面化合物進行如下反應，應得到何種產物，并寫出相應的反應歷程。第十二題（5分）在強酸性的非水溶液，如SbF5的HF溶液中通入H2S氣體，結果只得到一種晶體A。經分析，A的陰離子具有八面體結構，陽離子與PH3是等電子體。1確定A的結構簡式，寫出生成A的化學反應方程式。2在上述反應中，H2S起著什么作用？3A物質能對石英有腐蝕作用，問A的哪一種離子對石英具有腐蝕作用？4如何貯存A？參考答案No.11A：SOmXn，XF、Cl、Br、I之一或幾種，A為鹵氧化硫，A與水的反應可能是：SOX2H2OHSO3X或SO2X2H2OSO42X（不可能是氧化還原反應），由、知：A可能是SOCl2、SOClBr或SOBr2。由的反應現(xiàn)象無I3色出現(xiàn)并不能判斷無I，因為有：I2SO32ISO42。（3分）2若A為SOX2，則水解產生SO2：SOX2H2OSO22HX；5SO22MnO42H2O5SO422Mn24H若為SO2X2，則水解：SO2X2H2OSO42X（2分）3初步判斷有無I3離子，其離子方程式為：2Cu24I2CuII2。需要指出的是：由的反應現(xiàn)象無I3色出現(xiàn)并不能判斷無I，因為有：I2SO32ISO42。（2分）4A可能是SOCl2、SOClBr或SOBr2。（1分）5最后經計算A為SOClBr。若A為SOBr2，經計算可得沉淀1.29g；而A為SOClBr，可得沉淀1.45g。（2分）6SOClBrH2OSO2HClHBr（1分）No.21放在真空容器中是為了防止Na被空氣中的氧氣氧化；隨后放在高壓容器中是為了生成金剛石，因為生成金剛石需要高溫高壓。（2分）2正四面體；碳原子的雜化形態(tài)為sp3；（1分）3上述實驗是武慈反應，即鹵代烴與鈉的反應，生成碳原子數更大的烴。因為CCl4中碳原子為sp3雜化，反應后，許許多多的碳原子通過sp3雜化學形式成鍵，即組成網狀的金剛石。（2分）4A為金剛石；B為石墨，它們互為同素異形體。（2分）5化學反應為：CCl44NaC4NaCl金剛石和石墨的穩(wěn)定形態(tài)相比，金剛石的內能大，不穩(wěn)定，易轉化為內能較低的石墨。（2分）6從純理論的角度看，采取高溫高壓，將使一部分石墨轉化成金剛石，使金剛石的含量大幅增多。（1分）7上述實驗開辟了人造金剛石的另一途徑。（1分）No.31A劑：Na2O2，供氧劑；B劑：MnO2，催化劑；（4分）2Na2O22H2O2NaOHH2O2；2H2O22H2OO2；4H2O2H2SO4K2Cr2O7K2SO42CrO55H2O；4CrO512H4Cr36H2O7O2；3MnO26KOHKClO33K2MnO4KCl3H2O3K2MnO42H2O2KMnO4MnO24KOH（4分）3關鍵是控制加水的量和加水的速度，可用分液漏斗來控制。（1分）No.41鏈式結構無旋光異構體，而八面體具有旋光異構關系。若發(fā)現(xiàn)某配合物用旋光儀測得有旋光性，且配位數為6，則該配合物一定是八面體結構。（2分）2乙酰丙酮之所以可作為雙齒配體，是因為該物質始終存在烯醇式和酮式的互變異構：（1分）3（1）n(Co)n(H)0.001219mol；MA，Co%（2分）（2）由MA推出應為Co(C5H7O2)3；注意不能寫為Co(C5H8O2)3。Co：sp3d2。（2分）（3）CH3COCH2COCH3CoCl22H2O2Co(CH3COCHCOCH3)3H2O2HCl1/2O2（1分）（4）3Br23HBr。螯環(huán)的中央氫原子在兩端羰基的作用下，呈現(xiàn)出部分酸性，可以在明顯親電條件下被Br取代。（2分）No.51A：NaN3；B：KNO3；C：SiO2（3分）2N3，結構式為：N：sp雜化，兩個鍵，兩個NO3：；N：sp2雜化；三個NO 鍵，一個（3分）32NaN32Na(l)3N2；10Na2KNO3K2O5Na2ON2；K2ONa2O2SiO2Na2SiO3K2SiO3（2分）4固體C與反應生成的K2O、Na2O結合生成硅酸鹽，可減少氣袋使用后，廢棄物的腐蝕性，降低環(huán)境污染。（2分）No.61振蕩后試管越來越緊，屬于減壓狀態(tài)，說明試管中的O2參與了反應?；瘜W反應為：4Cu8NH3O22H2O4Cu(NH3)2OH；Cu(NH3)2OHCu(NH3)4(OH)2（3分）2A中Cu(NH3)2中Cu為d10結構，d亞層已排滿，不能進行dd躍遷，所以A無色；而在B中，Cu(NH3)4中Cu2為d9結構，d亞層未排滿，可進行dd躍遷，所以B為藍色。（2分）3上述反應可以定量測定O2的含量。（1分）4若換成Cu2O上述反應更易進行，此時不需要空氣中的O2參與。Cu2O4NH3H2O2Cu(NH3)2OH（2分）No.71A：Na3NO4；原硝酸鈉或正硝酸鈉；N：sp3雜化；正四面體。（4分）2活潑；因為Na3NO4中中心氮原子半徑小，按正常的配位應該是3，即NaNO3較為穩(wěn)定。因此，當在“擠”入一個氧原子后，排斥能力增強，因此陰離子體系能能增大，不穩(wěn)定，化學性質變得活潑。（2分）3Na