全国化学竞赛初赛模拟试卷（14）第一题（8分）超酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。
比如氢氟酸和五氟化锑按1︰1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍，能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。
魔酸（HSO 3F －SbF 5）是已知最强的超酸，许多物质（如H 2SO 4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。
1．SbF 5属于 类化合物，其理由是 ，它与HF 形成超酸的化学式是 。
2．写出该超酸溶解高级烷烃（R 3CH 表示）的化学方程式； 3．超酸体系能否在水溶液中形成？试说明你的结论； 4．写出硫酸在魔酸中质子化的反应方程式； 5．你认为存放魔酸的最佳容器的成分是什么？第二题（4分）有人认为乙酸与乙醇在催化剂作用下发生酯化反应有下列2种途径：途径（Ⅰ）：CH 3COOH −→−+H CH 3COOH 2＋−−→−-OH 2CH 3C ＋＝O −−−→−OH H C 52 CH 3COO ＋HC 2H 5−−→−+-H CH 3COOC 2H 5 途径（Ⅱ）：CH 3COOH ＋C 2H 5OH −→−CH 3C(OH)2OC 2H 5−−→−-O H 2 CH 3COOC 2H 5根据课本所学的知识设计一个实验，并根据实验结论说明在什么情况下，按途径（Ⅰ）进行，什么情况下按途径（Ⅱ）进行。
第三题（3分）分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，后者呈蓝色。
请解释原因；设计一个实验证明你的看法（简述实验方案和实验现象）。
第四题（7分）I 2是中学常见的化学物质，但它又表现出非常复杂的化学性质。
若将I 2与适量的S 2O 6F 2反应，最终分别只生成一种固体A ，A 中碘元素的质量分数分别为79.38%；若将适量的I 2置于B 液体中，发现能生成化合物C ；经分析，A 与C 的阳离子完全相同，C 的阴离子为正八面体结构，C 中碘元素的质量分数分别为66.84%。
1．写出A 、B 、C 的化学式；2．写出合成A 、C 的化学反应方程式； 3．指出C 中阴阳离子的杂化类型。
第五题（9分）通化合物A 在通常状况下为深红色液体，可看作铬酸分子中的两个OH 被C1所取代。
A 的制备可由固体红矾K 2Cr 2O 7与KCl 混合物和浓硫酸小心加热下制得。
1．写出A 的化学式，并命名；2．各列举一种由主族元素组成的物质：①具有相似的色态；②相似的结构和物质类别。
3．写出制备A 的反应方程式。
4．钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰，溶解试样时加入NaCl 并加入HClO 4蒸发至冒烟，使其以CrO 2Cl 2形式挥发。
将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。
写出上述反应的离子方程式。
第六题（4分）将mg HAc 溶解在100g 水中所形成的溶液，其凝固点为－0.558℃。
将相同质量的mg HAc 溶解在100g 苯中所形成的溶液，其凝固点较纯苯降低了0.990℃。
已知：水和苯的凝固点降低常数分别为1.86和5.12K ·kg ·mol －1。
1．计算HAc 在水中和苯中的摩尔质量比；2．解释在水和苯中醋酸的摩尔质量为什么不相同。
第七题（9分）化合物A 的结构简式如右图，下面是用苯和四个碳以下的简单有机原料的合成路线：＋B −−→−3AlCl C −−−−→−HCl Hg Zn ；/D −−−→−+3/AlCl E F −−→−4NaBH G−−→−3PBr H −−−→−乙醚/Mg −−→−2CO −−→−HCl I −−−−−→−+H OH CH CH /23−−→−4NaBH A 1．系统命名法命名A ；2．写出B ～I 各物质的结构简式；第八题（10分）OH钛虽被列为稀有元素，但在地壳中的丰度中高居第10位；钛的化合物是第一过渡系中最难被还原为金属的化合物，在电化学法建立之前，还原钛化合物只能采用价格昂贵的强还原剂。
以金红石为原料制备金属钛时，首先通过氯化法制得四氯化钛，然后在右图所示装置中还原制得海绵钛，海绵钛再经真空电弧熔炼得钛锭。
1．指出钛在自然界中的存在形式；2．钛有多种优异性质，除密度比钢轻外，还有2大显著优点是什么？3．溶解金属钛的最好试剂是氢氟酸，写出反应方程式。
4．TiO2的水化物不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。
请用电离方程式解释TiO2的水化物既能溶于强酸又能溶于强碱的原因。
5．写出由金红石（TiO2）制取单质Ti的反应方程式，并计算该反应的ΔH。
（已知：①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－393.5kJ/mol；②2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)；△H＝－566kJ/mol；③TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g)；△H＝＋141kJ/mol）6．写出右图中的反应方程式；指出在Ar气氛中进行的理由。
7．具有钙钛矿型晶体结构的BaTiO3是最重要的电陶瓷材料，以TiO2为主要原料，通过高温固相反应制得。
写出反应方程式。
第九题（10分）固定立方体的下底，把立方体上底旋转45°，成为立方反棱柱如右图。
1．哪一常见分子是立方反棱柱的结构；2．立方反棱柱中，上下八个大球（半径为R）构成立方反棱柱空隙，在此空隙中放入一个小球（半径为r），计算小球与大球正好相切时r/R的值。
3．八配体的化合物可能有好几种理想的几何结构，其中最简单和对称性最高的是立方体。
实际上观测到的过渡金属八配位的配合物打部分是四方反棱柱。
（1）为什么四方反棱柱的配合物比立方体的同种配合物稳定？（2）试画出MX6Y2（X、Y为单齿配体，M为中心体）立方反棱柱所有的几何异构体？（3）一般来说，若某种分子的几何构型不存在对称面或对称中心，那么这种几何构型一定存在族光异构体。
试判断上面的立体异构体中，哪些存在旋光异构体？第十题（5分）(s)存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：Mg(OH)2(s)Mg2＋＋2OH－，在有Mg(OH)向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa、NH4Cl时，固体Mg(OH)2的质量有什么变化？通过计算说明原因。
（参考数据：K sp（Mg(OH)2）＝1.8×10－11，K a（HAc）＝K b（NH3·H2O）＝1.8×10－5）第十一题（8分）由A、B两种简单钠盐组成的混合物，溶于水后水溶液呈中性，将其配成100mL溶液。
取20.00mL，加入足量AgNO3溶液，得到5.26g沉淀；另取25.00mL，加入足量BaCl2溶液，得到0.61g沉淀；再取20.00mL，加入醋酸酸化，所得溶液可被0.500mol/L的Na2S2O3溶液滴定，消耗24.00mL。
通过计算确定A、B的化学式及组成。
第十二题（10分）晶体X易溶于水，由位于前四周期A、B、C、D四种元素组成。
在晶体结构中B元素存在一种高自旋的离子B高和一种低自旋的离子B低，它们分别作立方最密堆积；A的离子位于由B高离子或B低离子组成的四面体空隙中；C、D组成双原子原子团，全部位于B高离子和B低离子之间，其中C与B低离子相邻，D与B高离子相邻。
已知X的化学式由15个粒子组成，其中A、B的质量分数分别是12.7%、36.4%。
1．写出X的化学式（用A、B、C、D表示）；2．X晶体中A离子占据四面体空隙的百分率；3．通过计算确定X的真实化学式；4．画出X的晶胞5．该晶胞中A、B粒子的空间堆积形式与哪一常见离子晶体的晶胞相似第十三题（13分）化合物A是平面型非极性分子，具有弱酸性，能与NaOH以物质的量1︰3反应生成盐；A 在一定条件下水解得到B，中和0.6156g B需消耗21.6mL 0.500mol/L NaOH溶液；将B加热脱水，生成另一平面型非极性分子C，C燃烧仅得到1种产物；A与C的相对分子质量非常接近。
1．写出A、B、C的结构简式；2．写出C的物质类别和燃烧反应方程式；C与何物质反应能得到A；3．写出A与KOH反应的化学方程式，并解释A为什么具有弱酸性？参考答案（0514）第一题（8分）1．最强的路易斯酸SbF5中的中心原子有4d空轨道，能接受其它物质的孤电子对H[SbF6]（各1分）CH＋H[SbF6]R3C＋＋H2＋[SbF6]－（1.5分）2．R3．超酸体系不能在水溶液中形成，因为在任何水溶液体系中，其酸度都被存在于水溶液中的H3O＋所限定，即使最强的酸在水溶液中也只能是H3O＋，达不到超酸的酸性。
（1.5分）4．H[SO3FSbF5]＋H2SO4＝H3SO4＋＋[SO3FSbF5]－（1分）5．聚四氟乙烯（1分）第二题（4分）示踪原子法（1分），用有18O标记的CH3CO18OH与乙醇的反应，检验生成的酯，若无18O 则是按途径Ⅰ进行的；若含有18O，则是按途径Ⅱ进行的。
（各1.5分）第三题（3分）溶液呈“绿色”是Cu2＋与NO2混合的结果。
（1.5分）因为铜片质量相同，溶液体积相同，生成的Cu2＋浓度相同；加热绿色溶液，有红棕色气体产生，溶液变成蓝色。
（1.5分）第四题（7分）1．A：I3SO3F B：AsF5C：I3AsF6（各1分）2．3I2＋S2O6F2→2I3SO3F；3I2＋3AsF5→2I3AsF6＋AsF3（各1.5分）3．I3＋：sp3AsF6－：sp3d2（各0.5分）第五题（9分）1．CrO2Cl2（二）氯化铬酰（各1分）2．①Br2②SO2Cl2（各1分）3．K2Cr2O7＋4KCl＋9H2SO4＝6KHSO4＋2CrO2Cl2＋3H2SO4·H2O（2分，写K2SO4或H2O 给1分）4．Cr2O72－＋4Cl－＋6H＋＝2CrO2Cl2↑＋3H2O（1.5分）2CrO2Cl2＋3SO32－＋H2O＝2Cr(OH)2＋＋4Cl－＋3SO42－（1.5分，其它合理物质也可以）第六题（4分）1．HAc在水中和苯中的摩尔质量比为1︰2（2分）2．计算结果表明，HAc在苯中通过氢键发生了双分子缔合；HAc在水中与H2O形成氢键而不是HAc分子间。
（2分）第七题（9分）1．2－对异丁苯基－1－丁醇（1分）2．B：(CH3)2CHCOCl C：(CH3)2CHCO－D：(CH3)2CHCH2－E：CH3CH2COCl F：(CH3)2CHCH2－－COCH2CH3G：(CH3)2CHCH2－－CH(OH)CH2CH3H：(CH3)2CHCH2－－CHBrCH2CH3I：(CH3)2CHCH2－－CH(COOH)CH2CH3（各1分）1．氧化物和含氧酸盐（1分）2．强度大：合金抗拉强度达180kg/mm 2，适应温度宽；耐腐蚀（不怕酸、碱、海水、体液）（各1分）3．Ti ＋6HF ＝H 2TiF 6＋2H 2↑（1分） 4．H ＋＋HTiO3－＋H 2O H 4TiO 4Ti 4+＋4OH －（1分，H 4TiO 4写成Ti(OH)4或H 2TiO 3）5．TiO 2＋2Cl 2＋2CTiCl 4＋2CO （1分） △H ＝－80kJ/mol （1分）6．TiCl 4＋2Mg ＝2MgCl 2＋Ti （1分）防止高温下Mg （Ti ）与空气中的O 2（或CO 2、N 2）作用（1分） 7．BaCO 3＋TiO 2BaTiO 3＋CO 2（1分）第九题（10分）1．S （1分）2．以A 、B 为球心的两大球相切，所以AB ＝2R ，同理EH ＝2R 。
