2007年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽模擬試卷15

1、2007年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽模擬試卷（15）第第題（7分）1（2.5分）2H4Sn6O812NaOH6Na2SnO36H22H2OH4Sn6O836HCl6H4SnCl68H2OH4Sn6O84HNO32HO6H2SnO34NO（各1.5分）題（7分）以前不少的書(shū)上都把氫氧化亞錫寫(xiě)成Sn(OH)2，其實(shí)它是不存在的，真實(shí)存在的是水合氧化錫（）3SnO·H2O。經(jīng)X射線結(jié)構(gòu)測(cè)定，證明它是含有Sn6O8的原子簇化合物，Sn6O8原子簇之間的排列由氫橋連接起來(lái)。1H4Sn6O8是可以由氯化亞錫水解得到的一種原子簇合物。請(qǐng)畫(huà)出它的結(jié)構(gòu)圖。2寫(xiě)出H4Sn6O8分別與過(guò)量NaOH、濃鹽酸、硝酸反應(yīng)

2、的化學(xué)方程式。第第題（5分）1血紅朊中心體的亞鐵有3d空軌道，能接納配體中孤電子，形成配位鍵，O2分子中每個(gè)O原子上都有孤電子，有一定的供電子能力。（1.5分）2CO中C上孤電子是強(qiáng)的給予體，比O2強(qiáng)數(shù)百倍；（1分）3N分子中N上雖然也有孤電子，一般不易給出，是極弱的電子給予體。（1分）4水溶液中亞鐵離子與O2反應(yīng)的活化能低，易被氧化，而血紅朊中亞鐵是結(jié)合態(tài)，基本處于疏水環(huán)境，被氧化的活化能高，只有在相應(yīng)的催化劑存在時(shí)，才易被O2氧化，這正是大生命奧秘所在。（1.5分）題（5分）血紅蛋白中的血紅朊是人體血紅蛋白質(zhì)載氧體，中心體為亞鐵，載氧示意圖如下：左邊是基本構(gòu)架的主體，枝節(jié)刪去。1血紅蛋白為

3、什么能作為O2的載體？2當(dāng)有CO與O2共存時(shí)，只要有少量的CO就會(huì)出現(xiàn)中毒，CO超過(guò)5就會(huì)有生命之憂。運(yùn)用結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)加以說(shuō)明。3其實(shí)你每時(shí)每刻呼吸進(jìn)的主體氣體是N2，為什么N2不占據(jù)O2的位置？4亞鐵化合物在空氣中不穩(wěn)定，易被氧化。在人體內(nèi)載氧體中的亞鐵是直接與O2結(jié)合，運(yùn)送到各細(xì)胞組織中去，需要氧時(shí)在特定酶作用下，氧化解析。沒(méi)有氧化酶的參與，血紅蛋白中的亞鐵是不會(huì)被氧化的。請(qǐng)你提出合理的解釋。第第題（6分）1CNH311（1.5分）2HCCH（1分）HCN（1分）CH2CHCN（0.5分）（0.5分）（1分）（0.5分）題（6分）近年來(lái)有一種高強(qiáng)度、可調(diào)溫的復(fù)合材料，它是用石墨化纖維與其他高聚

4、物復(fù)合制成的，石墨化纖工業(yè)纖維組成式如右圖：1寫(xiě)出構(gòu)成石墨化纖維的各種元素的簡(jiǎn)單原子個(gè)數(shù)比；2某化工廠用兩種簡(jiǎn)單化合物合成石墨化纖維，已知最后兩步反應(yīng)為高溫環(huán)化和脫氫，脫氫率2/3，失重率1.90%。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)合成路線，寫(xiě)出反應(yīng)物和中間產(chǎn)物。第第題（7分）1A：CH2CONHCH2 B：CH2NH2 CH2COOH（各2分）2CH3SO2ClNH2CH2CH3SO2NHCH2HCl（1分）題（7分）分子式為C15H15NO的化合物A，不溶于水、稀鹽酸和稀氫氧化鈉溶液。A與氫氧化鈉溶液一起回流時(shí)慢慢溶解，同時(shí)有油狀物浮于液面，用水蒸氣蒸餾法將油狀產(chǎn)物蒸出。B能溶于鹽酸，與對(duì)甲苯磺酰氯作用，生成不溶于

5、堿的沉淀。把去掉B以后的溶液酸化，析出化合物C。C能溶于碳酸氫鈉溶液，其中和量為136g/mol(OH)。寫(xiě)1出A、B和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。2寫(xiě)出B與對(duì)甲苯磺酰氯反應(yīng)的方程式。第第題（12分）1 （各1.5分）2離子的電荷高度分散，靜電力大大降低的緣故。（2分）3碳原子數(shù)：122232n2(n1)2(n1)(n2)(2n3)/6（3.5分）4每一種配位體穩(wěn)定了一種氧化態(tài)，配位模式的不同導(dǎo)致分子形狀和性質(zhì)的不同，由此產(chǎn)生了兩個(gè)組成環(huán)之間可逆的滑移運(yùn)動(dòng)。（3.5分）題（12分）1由苯二甲酸和苯二胺通過(guò)縮聚反應(yīng)形成的聚酰胺纖維稱(chēng)為芳綸。其中由對(duì)苯二甲酸和對(duì)苯二胺生成的芳綸叫芳綸1414。請(qǐng)寫(xiě)出芳綸1413

6、的可能結(jié)構(gòu)式。2室溫下液體離子性鹽對(duì)有機(jī)、金屬有機(jī)、無(wú)機(jī)化合物有很好的溶解性，無(wú)可測(cè)蒸氣壓，無(wú)味，不燃，易與產(chǎn)物分離，易回收，循環(huán)使用，是環(huán)境友好清潔溶劑，被有機(jī)化學(xué)家所青睞。下列是幾種常用新離子液體鹽：R2N2C3H3B11H12、R2N2C3H3CB11H6Br6、PF6，怎樣理解這些鹽在常溫下是液體？3金剛石是由碳原子以正四面體的方式向三維空間無(wú)限伸展所形成的立體網(wǎng)狀原子晶體。根據(jù)下面圖式，若根據(jù)給定的結(jié)構(gòu)規(guī)律一直寫(xiě)下去，寫(xiě)出它的通項(xiàng)。4分子器件是指在分子水平上由光子、電子或離子操縱的器件。近年來(lái)，分子器件已可作為那些能通過(guò)外來(lái)信息的影響而改變組分之間的位置的機(jī)械分子器件。有一種銅的不同

7、價(jià)形成體與有機(jī)配體可構(gòu)成分子器件。其工作原理，可通過(guò)下面的過(guò)程來(lái)解釋?zhuān)寒?dāng)Cu（）與兩個(gè)dpp配體單元配位時(shí)，tpy單元在分子外側(cè)；當(dāng)Cu（）與一個(gè)dpp和一個(gè)py配位時(shí)，另一個(gè)dpp單元在分子外側(cè)，即每一種配位模式穩(wěn)定一種氧化態(tài)，見(jiàn)下圖： 請(qǐng)用文字表達(dá)該分子器件的工作原理。第第題（6分）1CoOCOCoCO2 rG3y(rG1yrG2y)/248.5×10314.95T（1.5分）rG3yRTlnc(CO2)/c(CO)RTln(1CO%)/CO%ln(1CO%)/CO%5833.5/T1.798（1.5分）2將T1500代入解得CO11.0。（1.5分）3因?yàn)镃OCO250，故有5

8、833.5/T1.798，解得T3243（1.5分）題（6分）金屬冶煉最常用的方法之一就是熱還原法。如金屬鈷可用CO還原其氧化物制得：CoO(s)CO(g)Co(s)CO2(g)。已知：GyRTlnKy2COO22CO2 rG1y564.8×103173.6T2CoO22CoO rG2y457.8×103143.7T1求反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣相中CO的體積分?jǐn)?shù)與反應(yīng)溫度之間的函數(shù)關(guān)系。2在1500K時(shí)用CO、CO2混合氣體還原CoO，問(wèn)氣相中CO的體積分?jǐn)?shù)（CO）應(yīng)至少控制在多大？3冶金工業(yè)中常用右圖判斷產(chǎn)物的組成及反應(yīng)控制的溫度。若平衡濃度COCO2，問(wèn)反應(yīng)應(yīng)控制在什么溫度范圍？

9、第第題（8分）1K2C2O6（2分） （2分）2陽(yáng)極：2CO322eC2O62 陰極：2H2O2e2OHH2（各1分）3K2C2O62KIK2CO3I2（2分）題（8分）電解飽和碳酸鉀溶液，用乙醇和乙醚洗滌晶體，可得淡藍(lán)色的鉀鹽晶體X。X能氧化KI，也就是說(shuō)能使碘化鉀淀粉試液變藍(lán)。已知X中鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是39.45%。請(qǐng)完成下列問(wèn)題：1寫(xiě)出X的化學(xué)式和陰離子結(jié)構(gòu)式；2寫(xiě)出電解反應(yīng)方程式；3完成X與KI反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。第第題（7分）1Al4Cl4（2分）2（3分）3Al上還有價(jià)層空軌道，可以接納甲醇氧上的電子對(duì)，形成配位鍵。（2分）題（7分）某短周期元素的氯化物X，其蒸汽折換成標(biāo)準(zhǔn)時(shí)密度約為

10、11.16g/L。若將它投入到甲醇CH3OH中，可以從甲醇中結(jié)晶出X·4CH2OH。1通過(guò)計(jì)算確定X的分子式。2已知X中同種類(lèi)型的原子都等價(jià)，請(qǐng)你設(shè)計(jì)出X的分子結(jié)構(gòu)式。3試解釋?zhuān)瑸槭裁碭投入到甲醇中后會(huì)析出組成為X·4CH3OH的分子式。第第題（6分）c： d： e：（各2分）題（6分）右圖a是石墨晶體的一個(gè)平面層，粗看似乎周期重復(fù)著的是一個(gè)碳原子，稍加分析可以發(fā)現(xiàn)周期性重復(fù)著的是一對(duì)碳原子，如圖b，這是因?yàn)橄噜彽膬蓚€(gè)碳原子周?chē)h(huán)境不同。碳原子1與碳原子2周?chē)齻€(gè)碳原于形成的三角形方向相反，因此碳原子1與碳原子2是無(wú)法周期重復(fù)的。對(duì)于石墨這種結(jié)構(gòu)的描述可以歸結(jié)為兩點(diǎn)：被周期

11、重復(fù)的最小單位稱(chēng)為結(jié)構(gòu)基元，石墨結(jié)構(gòu)中它是鄰近的兩個(gè)碳原子。通過(guò)平移可使晶體結(jié)構(gòu)復(fù)原，單位平移重復(fù)向量稱(chēng)為周期。以上兩點(diǎn)確定了晶體結(jié)構(gòu)的全貌。一組周?chē)h(huán)境相同、為數(shù)無(wú)限的點(diǎn)稱(chēng)為點(diǎn)陣。以點(diǎn)陣點(diǎn)為頂點(diǎn)取出的平行六面體（二維是平行四邊形）單位稱(chēng)為格子。無(wú)限周期重復(fù)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。與點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相應(yīng)的平行六面體稱(chēng)為晶胞。晶體就是由質(zhì)點(diǎn)（原子、分子或離子）在三維空間周期重復(fù)而成的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。右圖c、d、e是金屬鈉晶體結(jié)構(gòu)點(diǎn)陣的一部分。請(qǐng)你在c圖中畫(huà)出只含一個(gè)鈉原子的晶胞結(jié)構(gòu)；在圖d中畫(huà)出含兩個(gè)鈉原子的晶胞結(jié)構(gòu)；在圖e中畫(huà)出氯化銫的晶胞結(jié)構(gòu)，用不同的標(biāo)記區(qū)分氯和銫。第第題（11分）1（3分）2、（4分）3、（

12、4分）題（11分）3，5二甲酸吡啶（A）在堿性介質(zhì)中與甲醇反應(yīng)得化合物B，B與過(guò)量LiAlH4作用得化合物C，C在沸騰的SiCl4中反應(yīng)可得化合物D，D在過(guò)量二甲胺的苯溶液中反應(yīng)獲得E，E被稱(chēng)為“鉗”配體，它與某些過(guò)渡金屬形成的配合物在電子、催化等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。有人用E與等摩爾量Li2PdCl4的甲醇溶液反應(yīng)獲得一黃色固體X。經(jīng)測(cè)定X中含有兩個(gè)Pd離子，化學(xué)式為C22H38Cl4N6Pd2，同時(shí)還獲得另一產(chǎn)率較低產(chǎn)物Y，Y中僅含有一個(gè)Pd離子。1寫(xiě)出1種X的環(huán)狀配合物分子；2寫(xiě)出2種互為順?lè)串悩?gòu)體的X的配合物離子；3寫(xiě)出Y的可能配合物離子和分子各一種。第第題（12分）1環(huán)糊精分子中所有羥基處

13、于平伏鍵上，外伸易與水充分有效地形成較多的異分子間氫鍵。（2分）2B（2分）3對(duì)二甲苯（1.5分） “瘦長(zhǎng)”對(duì)二甲苯可“鉆入”環(huán)糊精的腔內(nèi)，而由于腔的內(nèi)直徑不是很大，無(wú)法容納間而甲苯和對(duì)二甲苯。（1.5分）4（1）H2NNH2（1.5分）（2）Vabcsin()7.474nm3，Vm7.474nm3/41.868nm3（1.5分）（3）M1535.4g/mol，M/(VmNA)1.3646g/cm3（2分）題（12分）環(huán)糊精是由6、7、8個(gè)葡萄糖（）以（14）糖苷鏈接起來(lái)的結(jié)構(gòu)，似輪胎狀。環(huán)糊精能同某些小分子或離子形成包合物，但一些小分子能被包含在環(huán)糊精形成的空穴中。根據(jù)環(huán)糊精結(jié)構(gòu)回答下列問(wèn)題

14、：1為什么環(huán)糊精易溶于水？2環(huán)糊精能與脂類(lèi)形成包合物。脂是由極性基與非極性基組成的雙親分子，在不同的環(huán)境中形成A或B類(lèi)分子束。你認(rèn)為這類(lèi)環(huán)糊精與脂束形成包合物，是A進(jìn)入環(huán)糊精內(nèi)臟，還是B進(jìn)入環(huán)糊精的內(nèi)腔？3環(huán)糊精可用于分離有機(jī)物，從三種二甲苯中的混合物中可提取哪種異構(gòu)體，為什么？4用X射線晶體學(xué)測(cè)定了一種經(jīng)驗(yàn)式為C42H70O35·C12H12N2·12H2O的環(huán)糊精包合物的晶體結(jié)構(gòu)，獲知該晶體的空間群為簡(jiǎn)單單斜，晶胞參數(shù)為a1.539nm，b3.200nm，c1.562nm，103.7(15)°。每個(gè)晶胞含4個(gè)包合物分子（每個(gè)不對(duì)稱(chēng)區(qū)含2個(gè)包合物分子）。（1）寫(xiě)出被包和的C12H12N2最可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式；（2）計(jì)算包合物分子的體積；（3）計(jì)算包合物晶體的密度。第第題（14分）13羥基3氟代甲基5羥基戊酸內(nèi)酯（1分，或4羥基4氟代甲基2吡喃酮。 （0.5分）2Br2，光照 Mg，無(wú)水乙醚（各0.5分）3A：CH3CH