全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽預(yù)賽模擬試卷4

1、全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽（預(yù)賽）模擬試卷4時(shí)間：3小時(shí) 滿分：100分一（10分）A的單質(zhì)和B的單質(zhì)在加熱下激烈反應(yīng)得到化合物X。X的蒸氣密度是同溫度下的空氣密度的5.9倍。X遇過(guò)量的水激烈反應(yīng)，反應(yīng)完全后的混會(huì)物加熱蒸干，得一難溶物。后者在空氣中經(jīng)1000以上高溫灼燒，得到化合物Y。Y的一種晶體的晶胞可與金剛石晶胞類比，A原子的位置相當(dāng)于碳原子在金剛石晶胞中的位置，但Y晶胞中A原子并不直接相連而是通過(guò)E原子相連。X與過(guò)量氨反應(yīng)完全后得到含A的化合物Z。Z在無(wú)氧條件下經(jīng)高溫灼燒得化合物G，G是一種新型固體材料。1寫出X、Y、Z、G的化學(xué)式：X Y Z G 2你預(yù)計(jì)G有什么用途？用一兩句活說(shuō)明理由。二（8分

2、）有機(jī)物的KMnO4測(cè)定法是常用的分析方法。今移取乙二醇溶液25.00mL，在堿性溶液中加入0.04500mol/L KMnO4 50.00mL，反應(yīng)完全后，將溶液酸化，這時(shí)有錳酸鉀的歧化反應(yīng)發(fā)生，加熱溶液至約60，加入0.3000mol/L Na2C2O4溶液10.00mL，搖勻后，用上述KMnO4標(biāo)準(zhǔn)液回滴過(guò)量Na2C2O4，耗去2.30mL?；卮穑?1寫出錳酸鉀歧化的離子反應(yīng)方程式； 2寫出高錳酸鉀與Na2C2O4反應(yīng)的離子方程式；3試求乙二醇試液的濃度（mol/L）。三（7分）已知C一C、CCl、CO、SiSi、SiCl、SiO鍵的鍵能分別為348、339、358、226、391、45

3、2kJ/mol。因此有機(jī)鹵硅烷比鹵代烷更容易水解。 (CH3)3SiCl（三甲基氯硅烷）H2O (CH3)3SiOH（一種硅醇）各種硅酸都容易發(fā)生分子間失水成SiOSi鍵，而不是生成SiSi鍵或Si=O鍵。請(qǐng)寫出下列產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：四（13分）某化合物A（C5H11Br）有光學(xué)活性，A能和NaOH水溶液共熱后生成B，B在室溫下易被KMnO4氧化，又能和Al2O3共熱生成C（C5 H10）。C經(jīng)K2Cr2O7（H）作用后生成丙酮和乙酸。 1寫出A、B、C的可能結(jié)構(gòu)式； 2寫出除C以外，分子式為C5H10的所有可能異構(gòu)體（包括立體異構(gòu)體，不含構(gòu)象異構(gòu)體）。五（15分）現(xiàn)有A、B、C、D、E五種固體

4、物質(zhì)，常溫常壓下，A、B以物質(zhì)的量之比2:3混合溶于水，得到溶液甲，同時(shí)將產(chǎn)生的氣體F、G引爆，無(wú)氣體剩余；B、C以物質(zhì)的量之比3:1分別溶于水，產(chǎn)生的氣體G、H混合引爆，也無(wú)氣體剩余，得到一種液體和一種固體；D溶于足量水產(chǎn)生氣體I，溶液為乙，將I在足量G中燃燒，產(chǎn)生氣體J全部導(dǎo)入溶液乙中，無(wú)沉淀生成，若將J導(dǎo)入甲中，產(chǎn)生白色沉淀；加熱固體E，在180時(shí)升華得到E的蒸氣，并在273時(shí)將2.24L E蒸氣和0.15mol B固體都導(dǎo)（投）入水中，產(chǎn)生白色沉淀，且測(cè)得溶液的溶質(zhì)只有NaCl；1mol I最多能和2mol F反應(yīng)，得到的產(chǎn)物很穩(wěn)定；A、C、E三種物質(zhì)都含有同一種元素。1 寫出氣體的分

5、子式：F 、G 、H 、I 、J 2 寫出化學(xué)式C、電子式B、結(jié)構(gòu)式E（g）3 寫出J導(dǎo)入甲和乙的方程式。 六（10分）金屬鐵的熔點(diǎn)為1811K。在室溫和熔點(diǎn)間，鐵存在不同的晶型。從室溫到1185K，金屬鐵以體心立方（bcc）的鐵的晶型存在。從1185K到1667K，鐵的晶體結(jié)構(gòu)為面心立方（fcc）的鐵。超過(guò)1667K直到熔點(diǎn)，鐵轉(zhuǎn)化為一種與一鐵的結(jié)構(gòu)相似的體心立方（bcc）結(jié)構(gòu)，稱為一鐵。1已知純鐵的密度為7.874g/cm3（293K）：計(jì)算鐵的原子半徑（以cm表示）；計(jì)算在1250K下鐵的密度（以g/cm3表示）。注意；忽略熱膨脹造成的微小影響。注意你所使用的任何符號(hào)的原義，例如r鐵原子

6、的半徑。鋼是鐵和碳的合金，在晶體結(jié)構(gòu)中某些空隙被小的碳原子填充。鋼中碳含量一般在0.1到4.0的范圍內(nèi)。當(dāng)鋼中碳的含量為4.3（質(zhì)量）時(shí)，有利于在鼓風(fēng)爐中熔化。迅速冷卻時(shí)，碳將分散在鐵的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)。這種新的晶體稱為馬氏體，它硬而脆。盡管它的結(jié)構(gòu)稍有畸變，其晶胞的大小與一鐵晶胞的大小仍然相同。2已假定碳原子均勻地分布在鐵的晶體結(jié)構(gòu)中；計(jì)算含碳量（質(zhì)量）為4.3的馬氏體中一鐵的每個(gè)晶胞中碳原子的平均數(shù)；計(jì)算馬氏體的密度（以g/cm3表示）摩爾質(zhì)量和常數(shù)；MFe=55. 85 g/mol MC=12 g/mol NA6.022141023 mol1 七（22分）某元素Bi在自然界儲(chǔ)量較低，其存在形式

7、有元素態(tài)和化合態(tài)（主要為Bi2O3和Bi2S3）。Bi是較弱的導(dǎo)體，其電導(dǎo)隨溫度的升高而降低，但熔觸后迅速增加。Bi的熔點(diǎn)是545K，熔融后體積縮小。Bi的沸點(diǎn)為1883K（p=1.014105Pa），該溫度下的蒸氣密度為3.011g/L，而在2280K和2770K時(shí)蒸氣密度則分別是1.122g/L和0.919g/L。Bi不與無(wú)氧化性的稀酸反應(yīng)，但可被濃H2SO4或王水氧化為硫酸鹽或氯化物（Bi的氧化態(tài)為）。Bi ()的鹽可與堿金屬鹵化物或硫酸鹽作用形成絡(luò)合物（如BiCl4、BiCl52、BiCl63和Bi (SO4)2等）。Bi也形成BiN和BiH3等化合物，在這些化合物中，Bi的氧化態(tài)為，

8、Bi還可生成Bi2O4，其中Bi的氧化態(tài)為。Bi（）的鹵化物也可由Bi和鹵素直接反應(yīng)生成。Bi（）的許多鹽可溶解在乙醇和丙酮中。這些鹽在強(qiáng)酸性介質(zhì)中是穩(wěn)定的，在中性介質(zhì)中則生成含氧酸鹽（羥基鹽）沉淀，并漸漸轉(zhuǎn)化成如XONO3的型體。Bi（）的鹽在堿性溶液中可被強(qiáng)氧化劑氧化成Bi（V）的化合物，在酸性介質(zhì)中Bi（）的化合物能將Mn2氧化為MnO4。Bi的化合物有毒。在治消化道潰瘍藥及殺菌藥中含少量Bi的化合物。在堿性介質(zhì)中，用亞錫酸鹽可將Bi的化合物還原為游離態(tài)的Bi，這可用于Bi的定性分析。請(qǐng)回答下列問題：1寫出Bi原子的電子構(gòu)型和在門捷列夫元素周期表中的位置；2在沸點(diǎn)或沸點(diǎn)以上，氣態(tài)Bi分子

9、的型體是什么？寫出它們互變過(guò)程的平衡常數(shù)表達(dá)式；3寫出Bi與濃H2SO4、稀HNO3反應(yīng)的方程式；4寫出Bi3與鹵化物、堿金屬硫酸鹽絡(luò)合反應(yīng)的方程式，畫出BiCl63的幾何構(gòu)型，說(shuō)明Bi用什么軌道成鍵；5寫出 Bi（）鹽水解反應(yīng)的方程式；6寫出在酸性介質(zhì)中五價(jià)Bi化合物與Mn2反應(yīng)的離子方程式；7寫出Bi（）化合物與亞錫酸鹽發(fā)生還原反應(yīng)的方程式，為什么該反應(yīng)必須在較低溫度下進(jìn)行？8確定下列原電池的正負(fù)極： Pt，H2HClBiC13，Bi八（15分）環(huán)丙沙星（G）是一種新型的廣譜抗菌藥物，其工藝合成路線如下：1畫出 A、B、D、E、F的結(jié)構(gòu)式；2為何由A轉(zhuǎn)化為B需使用強(qiáng)堿NaH而由B轉(zhuǎn)化為C的

10、反應(yīng)使用NaOC2H5即可？3由C轉(zhuǎn)化為D是一步反應(yīng)還是兩步反應(yīng)？簡(jiǎn)要說(shuō)明之。全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽（預(yù)賽）模擬試卷參考答案一（10分）1X SiCl4（2分） Y SiO2（2分） Z Si(NH2)4（2分） G Si3N4（2分） 2耐磨材料（0.5分） 耐高溫材料（0.5分） Si3N4是原子晶體，其中SiN健的鍵能高，健長(zhǎng)短，因此該晶體的熔點(diǎn)高，硬度大。（1分）二（8分） 13MnO424H=2MnO4MnO22H2O（2分）22MnO45C2O4216H=2Mn210CO28H2O（2分）30.02307mol/L（4分）三（7分） （3分）（1.5分）（1分）（1.5分） 四（13分） 1

11、 A：（2分） B：（2分） C：(CH3)2CCHCH3（2分）2CH2CHCH2CH2CH3 (CH3)2CHCHCH2 （共7分，少寫1個(gè)扣1分）五（15分） 1F：H2 G：O2 H：H2S I：C2H2 J：CO2（各1分）2Al2S3（1分） （2分） （2分）32NaAlO24NaOH4H2O6CO2=2Al(OH)36NaHCO3（3分）Ca(OH)22CO2=Ca(HCO3)2（2分）六（10分） 1293K時(shí)鐵為體心立方（bcc）晶型，晶胞中鐵原子數(shù)為2（1分）；晶胞邊長(zhǎng)為a，F(xiàn)e原子半徑為r，則立方體的體對(duì)角線長(zhǎng)為4r。（1分） r124.1pm（1分）1250K下、fc

12、c，每個(gè)晶胞中Fe原子數(shù)為4；（1分） fcc8.578 g/cm3（2分）2含C 4.3（質(zhì)量）的馬氏體鐵中： C:Fe（原子數(shù)）1:4.786（1分） 每個(gè)晶胞中平均含碳原子數(shù)為0.418（1分） (馬氏體)8.234 g/cm3（2分）七（22分） 1Bi其電子構(gòu)型為：Xe4f145d106s26p3（1分） 第六周期VA族。（1分）2根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程式得：T=1883K時(shí)，M=464.9g/mol，Bi的原子量為208.98。在沸點(diǎn)1883K時(shí)以Bi2（g）型體存在；（2分） T=2280K時(shí)，M=209.75g/mol；T=2770K時(shí)，M=208.7g/mol；故在沸點(diǎn)以上時(shí)以Bi（g）狀態(tài)存在。（1分） （2分）32Bi6H2SO4=Bi2(SO4)33SO26H2O（1.5分） Bi4HNO3=Bi(NO3)3NO2H2O（1.5分）4BiC13KCl=KBiCl4（1分） Bi2(SO4)3K2SO4=2KBi(SO4 )2（1分） 正八面體（1分） Bi 以sp3d2雜化軌道成鍵（1分）5Bi(NO3)3H2O=BiONO32HNO3 BiCl3H2O=BiOCl2HCl（各1分）65NaBiO32Mn214H=2MnO45Bi35Na7H2O（2分）72Bi33HSnO2