2021年全國高中學生化學競賽（省級賽區(qū)）模擬試題4答案

PAGEPAGE8第22屆全國高中學生化學競賽（省級賽區(qū)）模擬試題及答案和評分標準題號1234567總分滿分8102020171114100得分

競賽時間3小時。遲到超過半小時者不能進考場。開始考試后1小時內(nèi)不得離場。時間到，把試卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤離考場。 試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在指定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最后一頁。不得持有任何其他紙張。 姓名、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。 允許使用非編程計算器以及直尺等文具。第一題（8分）在一次化學興趣小組的活動中，某小組進行了如下的實驗：在小燒杯中加入了一定量的某物質的水溶液A，滴加了幾滴鹽酸溶液，再在小燒杯上蓋上一張濾紙，在濾紙上滴加了一些碘酸鉀-淀粉溶液，幾秒鐘后，燒杯壁上有黃色的固體析出，濾紙變成藍色，又過了一段時間后，濾紙的藍色退去。1、 請說明A是什么溶液。，（，（2分）凡合適的硫代硫酸鹽均正確。2、 請寫出所有有關的離子反應方程式。（每個（每個2分）第二題（10分）金屬化合物不僅在晶體結構上不同于分組金屬，而且性質上也不同。通常熔點更高、硬度和脆度也更大，但仍能導電（有些可用作半導體材料，如銻化銦InSb）、導熱（比分組金屬低），具有金屬的性質，所以叫做金屬化合物，以區(qū)別于一般化合物。已知一種金屬化合物中含有Na和Tl兩種元素，每個原子處于一個由四個同種原子和四個不同種原子構成的正方體中心，每個原子又參與構成這樣的正方體。1、 請還原一個該化合物的晶胞。（（4分）2、 請計算該化合物中的Na與Tl的原子數(shù)之比。11：1（2分）3、 該化合物的晶胞中Na與Tl各有幾種化學環(huán)境晶胞中晶胞中Na有_____2（2分）__種化學環(huán)境；晶胞中Tl有___2（2分）___種化學環(huán)境。第三題（20分）在1995年Merk公司發(fā)表的原始性專利中，諾菲呋酮的合成已經(jīng)簡化至三步，且使用了MMPP（市場上可購買的安全綠色原料）。下面又是另一種合理的諾菲呋酮的合成路線。已知下面反應：1、 請?zhí)顚懥鞒虉D中的空白。2、請為兩個起始物命名。11、溴乙酸乙酯（2分）；2、苯基乙酸（2分）3、諾菲呋酮分子有無手性，有無手性碳原子。分子內(nèi)無手性碳原子（分子內(nèi)無手性碳原子（2分）但分子有手性，因為鄰位兩個取代苯基相互排斥，使得分子成螺旋形（2分）參考圖形：4、猜想Tf2O所屬的物質類別。酸酐（酸酐（2分）第四題（20分）硼氫化鈉水解可得高純度氫氣，為燃料電池提供高純度燃料。硼氫化鈉儲氫方式不但具有金屬氫化物儲氫的優(yōu)點，而且質量儲氫密度大幅度提高，具有溶液無可燃性，儲運和使用安全、制得的氫氣純度高、不需要純化過程、氫氣的生成速度容易控制、氫的儲存效率高、催化劑可循環(huán)使用、常溫甚至0℃下也可生成氫氣、過程無污染等特點。這使得硼氫化鈉制氫技術的開發(fā)研究具有十分重要的意義，成為后續(xù)能源的研究內(nèi)容之一。應用范圍可作為高純氫氣來源，用于固體燃料電池，質子交換膜燃料電池，車載燃料電池或其他高純氫需求場合。1、 請寫出硼氫化鈉水解制氫的化學反應方程式。（（2分）2、 利用硼氫化鈉的堿液來制氫必須有足夠的反應速率，在試驗過程中常常通過使用催化劑，添加酸或升高體系的溫度來提高反應速率，日本豐田研究中心的Kojimat等人使用TiO2負載的Ni，F(xiàn)e，Ru等作為催化劑發(fā)現(xiàn)可以大大提高反應速率，Brown等人在研究中發(fā)現(xiàn)加入氯鉑酸使硼氫化鈉的水解速率明顯加快。1） 請用方程式說明加入氯鉑酸后反應速率加快的原因。2） 請預測在元素周期表的哪些位置還可以找到合適的組成催化劑的元素。11）（2分），，產(chǎn)生的Pt可以催化反應。（1分）2）在周期表的第VIII族可能可以找到構成催化劑元素。（2’3、 目前世界上制取硼氫化鈉的方法主要有兩種：1）硼酸三甲酯——氫化鈉法（Schlesinger法），2）硼砂——金屬氫化還原法（Bayer法，在該方法中另需加入一種非金屬氧化物）。1）請指出在Bayer方法中另需添加什么氧化物。2）請寫出Schlesinger方法與Bayer方法的化學反應方程式。11）SiO2（2分）2）（2分）（2分）4、 雖然硼氫化鈉制氫法在試驗室已研究成功，但遲遲不能再工業(yè)上大規(guī)模的推廣，請分析其中的原因。11） 無論用哪種方法制硼氫化鈉都要耗費大量的昂貴金屬鈉或昂貴的氫化鈉，成本太高。2） 在水解制氫的過程中還要耗費大量的貴金屬催化劑，成本太高。（共2分）5、 （2分）由于上述的成本問題，以上各個研究小組正在研究副產(chǎn)物的在利用問題，從而希望能夠通過資源循環(huán)降低成本，Kucel-Merit小組已通過使用類似MgH2這樣的金屬氫化物將水解反應中的副產(chǎn)物轉化成NaBH（2分）6、 該研究組還發(fā)現(xiàn)了用硼砂與MgH2通過磨球制得NaBH4，并且在反應中加入Na，Na2O2，Na2CO3等可以大大提高反應的產(chǎn)率，其中以Na2CO3最好，請寫出方程式，并解釋加入Na2CO3從而優(yōu)化反應的化學原理。（（2分），熵增大原理。（1分）第五題（17分）慢性的骨白血病很稀少，但是卻是與骨髓有關的威脅生命的癌癥，治療過程除了有骨髓移植以外還有化學治療，下面的藥物依馬提尼就是其中的一種化學治療的藥物。它的合成路線如下：1、請?zhí)顚懮峡蛑锌杖钡慕Y構。（A，B，C的結構3分，其它兩個產(chǎn)物2分）2、請推測生成B的1反應得到的產(chǎn)物中，除了所需要的產(chǎn)物是否含有其它產(chǎn)物，所需要的產(chǎn)物是否為主產(chǎn)物？由于氨基是更強的第一類取代基，所以氨基的鄰對位取代產(chǎn)物更多（由于氨基是更強的第一類取代基，所以氨基的鄰對位取代產(chǎn)物更多（2分），故所需要的產(chǎn)物不是主要產(chǎn)物。（2分）第六題（11分）一般情況下,根據(jù)物質的宏觀狀態(tài)來區(qū)分物質的狀態(tài)。把具有固定形狀和體積的物態(tài)叫固態(tài)；把雖具有一定體積,但外形隨容器而變,且易于流動的狀態(tài)叫液態(tài)；沒有固定形狀和體積,能自發(fā)充滿任何容器的狀態(tài)稱為氣態(tài)。這就是人們常說的物質"三態(tài)"。如圖是從某國外網(wǎng)站上摘錄的描述有關物態(tài)的圖片1、 請解釋圖中帶有紅色方塊的單詞的中文含義2、 請用200字左右的小短文說明圖中“Plasma”表示的物態(tài)（包含名稱，存在條件，特征等）3、 請說出一種日常生活中呈現(xiàn)Plasma態(tài)的物質11、 Molecules：分子；Lattice：晶體；Plasma：等離子體；IonizedGas：電離的氣體；Ions：離子；Electrons：電子（6分）2、 將氣體加熱，當其原子達到幾千甚至上萬攝氏度時（1分），電子就被"甩"掉，原子變成只帶正電荷的離子（1分）。此時，電子和離子帶的電荷相反，但數(shù)量相等，這種狀態(tài)稱做等離子態(tài)（1分）。沒有確定形狀和體積，具有流動性（1分）3、 火，流星等等（1分）第七題（14分）血栓的過程涉及血小板的凝聚，在血液中產(chǎn)生預凝結狀態(tài)，并最終在血管中形成血塊，下面的藥物噻氯吡啶能夠抑