高中化學競賽初賽試卷

第4頁（共12頁） 高中化學競賽初賽試卷（19）姓名：姓名：題號12345678910111213滿分4665209116105675H1.008相對原子質量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La－LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第題（4分）第題（4分）（各2分）據(jù)認為“紅巨星”星體內部發(fā)生著合成重元素的中子俘獲反應，例如Zn可以俘獲1個中子形成A，過剩的能量以光子形式帶走；A發(fā)生β衰變轉化為B。試寫出平衡的核反應方程式。第第題（6分）第題（6分）4BeCO3＋6CH3COOH→4CO2↑＋3H2O＋Be4O(OOCCH3)6（3分）2Co3O4＋6ClF3→6CoF3＋3Cl2＋4O2↑（3分）根據(jù)提供的信息寫出相應的化學方程式：1．鈹與某些普通配體形成的配合物相當穩(wěn)定，比如鈹?shù)幕衔顰為無色可升華的分子型化合物，易溶于氯仿并可從氯仿溶液中重結晶。A物質中心氧原子周圍按四面體方式排布4個Be原子，Be原子兩兩間又被醋酸根所橋聯(lián)。該物質可以通過碳酸鈹與醋酸反應制備，請寫出該制備反應的化學方程式；2．ClF3是比F2更有效的氟化劑，遇有機物往往爆炸，能燃燒石棉，能驅除許多金屬氧化物中的氧。比如氣態(tài)ClF3與Co3O4反應，作為還原劑的元素有兩種，物質的量之比為1︰8，請寫出反應方程式。第第題（4分）第題（4分）計算得到理論密度為5.81g·cm－3。（2分）比測量值大得多，空位缺陷。（1分）由于整塊固體的組成為TiO，陽離子和陰離子位置上的空位數(shù)必然相等。（1分）所有固體均有缺陷，其中一種點缺陷類型分為間隙缺陷（弗掄凱爾缺陷）和空位缺陷（肖脫基缺陷）。當晶體熱振動時，一些能量足夠大的原子離開平衡位置而擠到晶格點的間隙中，形成間隙原子，而原來位置上形成空位，這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。如果正常格點上原子，熱起伏后獲得能量離開平衡位置，躍遷到晶體的表面，在原正常格點上留下空位，這種缺陷稱為肖特基缺陷。已知TiO為巖鹽結構，X射線衍射數(shù)據(jù)表明Ti︰O的比例為1︰1的立方體元晶胞的邊長為418pm，測量體積和質量得到的密度為4.92g·cm－3，這些數(shù)據(jù)能否表明晶體內部有缺陷存在？如果有，請進一步指出缺陷是空位缺陷還是間隙缺陷情況，并具體說明。第第題（6分）第題（6分）首先要推斷可能是MgCO3、Mg(OH)2、水的各種組合形式（1分）Mg2＋含量為26.25%，相當于含MgO為43.54%，又由第一個曲線下降段失重率知道是失去的是結晶水，為15.0%，可知Mg與水的摩爾比約為4︰3。假設為3molH2O，4mol鎂元素。（2分）第2個曲線下降段失重率40.9%為MgCO3、Mg(OH)2熱分解失去水和CO2的原因，水和CO2的總的物質的量等于鎂元素的物質的量，可得分解所得的CO2︰H2O＝3︰1（2分）所以化學式為：3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O（1分）化學教材中硬水軟化部分，對煮沸Mg(HCO3)2溶液所得到的產物看法不同。如，高中化學教材中介紹：加熱含有Mg(HCO3)2的暫時硬水時，先生成MgCO3沉淀，繼續(xù)加熱，則MgCO3逐漸轉化成更難溶的Mg(OH)2沉淀。大學無機化學教材中則認為：暫時硬水中含有的Mg(HCO3)2經(jīng)煮沸后生成堿式碳酸鎂[Mg2(OH)2CO3]沉淀，使水軟化。那么，Mg(HCO3)2溶液受熱后的最終產物究竟是什么呢？（1）新制Mg(HCO3)2溶液（步驟略）（2）取180mL新制的Mg(HCO3)2清液放入燒杯中，水浴加熱約1h；直至近干。抽濾，將所得固體產物用80℃的二次蒸餾水洗滌數(shù)次，直至洗滌液的pH約為7。將產物放入70℃烘箱中烘干，然后放入盛有P2O5的干燥器中冷卻至室溫，稱重。反復上述操作，直至恒重。熱重曲線如圖：三個拐點的縱坐標分別為：99.965%、84.966%、44.026%。三段曲線溫度區(qū)間分別為：100～252.7℃，252.7～462.9℃，515.2℃以后。（3）稱取烘干的產物0.2593g于洗凈的燒杯中，用2mL1∶1HCl溶液溶解。然后將其轉移至250mL容量瓶中，定容。移取25.00mL溶液，加入25mL二次蒸餾水，3滴鉻黑Ｔ指示劑和10mLpH為10的緩沖溶液，以0.01085mol·L－1的EDTA溶液滴定Mg2＋。通過計算，測得Mg2＋含量為26.25%，相當于含MgO為43.54%。通過計算說明Mg(HCO3)2溶液受熱后的最終產物是什么？第第題（14分）第題（14分）1．（1）有5種幾何異構體（2分），其中水分子在相鄰位置的的有3種，這三種都有旋光異構（1分）（圖略）（2）分子中的兩個N原子的周圍環(huán)境不同，所以A型式和B型式異構體完全一樣。（1分）2．（1）（1分）（2）（1分）（3）（1分）3．苯的π電子可以和Ag＋的空軌道形成配合物[Ag-C6H6]＋（2分）4．（1）LiF＋HF→Li＋＋[FHF]－（1分），HF與F－之間形成氫鍵的能力比較強（1分）（2）CH3COOH＋2HF→[CH3COOH2]＋＋[FHF]－（1分）（3）HClO4＋2HF→H2ClO4＋＋[FHF]－（1分）HClO4＋HF→ClO4－＋H2F＋（1分）1．吡啶－2－甲酰胺，簡寫為piaH，可有兩種方式起雙齒配體的作用：（型式A）（型式B）（1）如果按B種型式配位，畫出[Ni(H2O)2(piaH)2]2＋離子的可能存在幾何異構休，并說明其旋光性。（2）以N、N方式配位（型式A）時，其可能的異構和型式如何？2．含有4個水分子的醋酸鎳[Ni（C2H3O2）2·4H2O]是單聚體，它可以失去2個水分子形成另外一種單聚物，而且還可以失去另外2個水分子形成第三種單聚物，請寫出這三種醋酸鎳的的結構分別是：3．AgClO4在苯中的溶解性明顯高于在烷烴中的溶解性，試解釋該事實：4．液體氟化氫是酸性溶劑，具有相當強的的Lewis酸性和較高的相對介電常數(shù)。HF是離子型物質的優(yōu)良溶劑，但其高活性和毒性給操作帶來困難。（1）LiF溶于HF產生兩種離子▲；從物質結構作用力考慮能夠發(fā)生這個反應的原因是▲。（2）醋酸在水中是個酸，在HF里卻是堿▲。（3）高氯酸在HF呈現(xiàn)兩性▲。第第題（6分）第題（6分）1．（各1分）2．（2分）（苯環(huán)上取代基位置錯誤總共扣1分）物質A是合成許多氟喹諾酮抗菌藥物的重要中間體。由這兩中間體出發(fā)可以合成氟哌酸、N-2-甲氟哌酸、環(huán)丙氟哌酸、恩氟沙星、雙氟沙星、替馬沙星等一系列同系物，它們都是廣譜高效的抗菌藥物。下面是合成這個中間體的路線：（I）＋CH3COCl（II）（III）（IV）（V）物質A（C11H9O3Cl2F）1．寫出中間產物的結構簡式。2．通過紅外光譜和核磁共振分析A發(fā)現(xiàn)不僅存在酮羰基，還存在烯醇式。烯醇式能穩(wěn)定存在的原因。第第題（4分）第題（4分）COCl2（g）＝CO（g）＋Cl2（g）起始1mol00平衡1－xxx平衡時總的物質的量n總＝1＋x（1分）（1分）x＝0.121mol（1分）（1分）2004年6月15日福建省物質結構研究所（簡稱物構所）一下屬企業(yè)，因實驗操作不當造成有毒光氣泄漏。目前已造成１人死亡，260多人送醫(yī)院救治。光氣學名“碳酰氯”，化學式COCl2，是窒息性毒劑之一，遇熱按照下式分解：COCl2（g）＝CO（g）＋Cl2（g），Kp＝4.44×10－2（668K），在密閉容器中，當混合氣體總壓力為300kPa時，計算該混合氣體的平均分子量。第第題（第題（4分）吸收反應：NH3＋H3BO3＝NH4＋＋H2BO3－滴定反應：H＋＋H2BO3－＝H3BO3（1分）1molNH4＋相當于1molHCl，求得＝0.1860mol·L－1（1分）所以蛋白質%＝（2分）為測定牛奶中蛋白質的含量，稱取0.5000g樣品，用濃硫酸消化，將氮轉化為NH4HSO4，加濃堿蒸出NH3，吸收在過量硼酸中，然后用標準的HCl溶液滴定，用去10.50mL。另取0.2000g純的NH4Cl，經(jīng)同樣處理，耗去標準的HCl溶液20.10mL，計算此牛奶中蛋白質的百分含量。已知奶品中的蛋白質平均含氮量為15.7%。第第題（9分）第題（9分）1．n＝1，L＝0，M＝0n＝2，L＝0，M＝0n＝2，L＝1，M＝0,＋1,－1,＋2,－2第一周期：HHe（1分）第二周期：Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si（2分）2．氫在兩種情況下都一樣，但是是哪一個X元素可以作氧的替代物？至少有三種元素與“我們的氧”具有相同的性質：Mg（其核外層少2個電子），Ne（只有一個充滿p軌道），還有Na，因為它位于上述二者之間，其性質一定與二者有相同之處。因此，有三個明顯的“侯選者”去作為“X—水”（3分）；H2Mg、H3Na、H4Ne（1分）。目前，至少在Cute教授的進一步研究之前，我們還不能確定哪一個是最好的選擇。3．現(xiàn)在，我們必須去尋找與生命相關的元素X－碳，選擇是唯一的。因為我們需要當外層所有電子均為未成對電子對而形成雜化態(tài)時具有最大成鍵可能的元素，只有O能滿足這樣的條件，它以sp5雜化形成X－甲烷。由于我們的和他們的鋰是相同的。所以Mg代替X－氧為例，可得于下的反應：X－甲烷在鎂中燃燒：OH6＋3Mg2＝OMg3＋3H2Mg（1分）燃燒產物的吸收：OMg3＋LiMgH＝LiOHMg4（酸式鹽）（1分）LiHOMg4＋LiMgH＝Li2OMg4＋H2Mg（正鹽）（1分）最近出版的“重大發(fā)現(xiàn)記實”中，Cute教授發(fā)表了關于外星文明遺跡的研究結果。他認為外星人與人類非常相似，他們可能在億萬年前來過地球，留下了非常奇異的碑記。一些碑文已經(jīng)破譯被證明是外星人當?shù)卮髮W的大學生所用的普通化學教科書的幾章。這些內容的最初幾行就相當今人，看上去象是那個奇妙的世界里的物質定律，與我們的星球所遵循的規(guī)律不同。特別是原子結構也用四個量子數(shù)來描述，只有一個重大的區(qū)別：n＝1，2，3……L＝0，1，2，3，…，(n－1)M＝－2L，－(2L－1)，…，－1，0，＋1，…，＋(2L－1)，＋2LMS＝＋1/2，－1/2Cute教授允諾要繼續(xù)發(fā)表相關研究，一旦他找到了財政支持，將繼續(xù)他的破譯工作并描述出X星球上的周期表和一些基礎化學內容。然而以揭示的碑文內容就足以預見一些重要事實。1．試創(chuàng)造出X周期表的前兩個周期，為簡便起見，用我們的化學符號來表示與我們原子有相同電子的X原子；2．猜測在那里可用作洗滌和飲用的X－水可能是什么？說明理由。依據(jù)你所構造的X周期表，寫出他的化學式。3．寫出“甲烷在氧氣中燃燒”的反應，這是給人類提供能量和熱源的主要過程；同時寫出燃燒的產物被X氫氧化鋰所吸收時所發(fā)生的反應，解釋你選擇X元素的原因？第第題（6分）第題（6分）A：B：C：D：E：F：HCOOH（各1分）（酯化位置錯誤不扣分）阿斯巴甜是一種口味好、安全性高的強力甜味，用APM表示。甜度是蔗糖的180～200倍，已廣泛應用于食品、飲料及制藥行業(yè)。鑒于傳統(tǒng)的多鍋法生產工藝的不合理性，下面的方法研究了上述反應一鍋化的可能性，總收率達到了63.6%左右。HCOOH＋＋2→A＋4CH3COOHA＋C6H5－CH2－COOH→B（α異構體，主要產物）＋C（β異構體）B＋HCl（aq）＋CH3OH→D＋F＋H2OD＋NH3→E（APM）＋NH4Cl【以上反應都已配平】請分別畫出A、B、C、D、E、F的結構簡式第第題（7分）第題（7分）A：（1分）B：（2分）C：（1分）D：（2分）E：（1分）（B～E中苯環(huán)上取代基位置錯誤扣一半分）黃酮醋酸類化合物具有黃酮類化合物抗菌、消炎、降血壓、保肝等多種生理活性和藥理作用，