高中化学竞赛模拟试题
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模拟试题
7~9位,而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3~4位,为什么?
225
其阴离子呈八面体结构。
2-1 A的结构简式,生成A的化学方程式。
2-2 A不稳定,能定量分解,B是产物之一,其中亦含有八面体结构,B的结构简式为。
2-3 若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中,则得晶体C,C中仍含有八面体结构,写出C的结构简式。
生成C的化学反应方程式是。
2-4 将H2O2滴入液氨中得白色固体D,D是一种盐,含有正四面体结构,写出D的结构式和生成反应方程式。
比较H2O2和H2S的性质异同。
第3题(8分)有机物X具有旋光活性,其分子由C、H、O、N 4种元素组成,其中C、H、O的原子个数比是3︰5︰2;工业上可以用A和B以物质的量1︰4通过取代反应制备X;X能与4倍其物质的量的NaOH反应,并能与Ca2+等与大部分金属离子1︰1络合,所得螯合物结构中存在5个五原子环。
3-1写出X的化学式和B的结构简式。
3-2写出满足条件的全部X的结构简式,分别命名和计算光学异构体的个数。
第4题(12分)据《中国制药》报道,化合物F是用于制备抗“非典”药品(盐酸祛炎痛)的中间产物,其合成路线为:
CH
3
hv
D Cl 2B
C
COOH
NH 2( E )
浓硫酸+浓硝酸 水浴/加热 ( A )
F ①
②
③
④
⑤
4-1 请写出有机物字母代码的结构简式。
4-2 第③、④步反应的顺序能否填倒,说明理由。
4-3 写出D +E →F 的化学方程式,并用系统命名法命名F 。
4-4 第④步反应的反应类型是 。
4-5 E 在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子,写出合成此高聚物的化学方程式。
第5题(6分)现在,我们来研究AgNO 3溶液和(NH 4)2S 溶液之间的反应。
①将AgNO 3溶液和(NH 4)2S 溶液混合,会发生反应。
②若在31℃时,将5mL 2mol/L AgNO 3溶液和5mL 接近饱和的(NH 4)2S 溶液分别放在2个青霉素瓶中,用一段60cm 长充满饱和KNO 3溶液的一次性医用输液管作盐桥,如图所示:
经观察,电解一段时间后,二个青霉素瓶中都有新物质生成。
5-1 插入AgNO 3(aq)的碳棒上有 ,是因为有 生成;插入(NH 4)2S 溶液的碳棒附近的液体显 色,是因为有 生成;上述电解的离子反应方程式为 。
5-2 在盛AgNO 3溶液和(NH 4)2S 溶液液面上分别用1cm 厚的石蜡油封闭液面的原因是
第6题(20分)A物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体,由X、Y两种短周期元素组成。
A在空气中极易着火生成B气体和C气体;A不溶于水,但加热到423K可以和水反应,生成B气体和D气体,D只含两种元素,其中一种是Y。
在交流放电的情况下,分解生成E气体、F固体两种物质,E物质和B化学式量几乎相等,含Y元素约72.7%;F是环状单质分子,具有冠状结构,易溶于A,F的式量约是C的4倍。
E可在液氮条件下与HBr于77K 生成含双键结构的物质G,冷却至室温可得G的环状三聚体H。
6-1 写出A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式。
6-2 用X射线衍射法测得F的晶体为正交晶系,晶胞参数a=1048pm,b=1292pm,c =2455pm。
已知该物质的密度为2.07g·cm-3。
计算每个晶胞中F分子的数目。
6-3 五氟化砷AsF5(2.93g)和上述物质F(0.37g)用四氮化四硫S4N4(0.53g)在液态SO2溶剂中发生完全的反应,溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物L(3.08g),分析J知其含有:As 28.04%,F 42.70%,N 5.25%,经分析L是离子化合物,阴离子为正八面体结构,阳离子为两种元素组成,结构是直线形。
固体L(0.48g)溶于液态二氧化硫,和叠氮化铯Cs+N3-(0.31g)完全反应,收集应释放出得氮气于66.5kPa、298K为67.1cm3。
反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体J(0.16g)。
分析J知其含有2种元素,其中含N 30.3%。
红外光谱、X射线粉末衍射结果表明抽出SO2后残留物是六氟砷(V)酸铯。
(1)L的实验式是什么?
(2)提出L的结构式;
(3)写出配平的生成L的方程式;
(4)1mol L发生转化时生成氮气的物质的量;
(5)J的化学式;
(6)写出n mol L生成J的普遍离子方程式。
第7题(12分)已知298.2K 时,m C H ∆(C 2H 5OH ,液)= -1366.8 kJ ·mol -1,水和乙醇的摩尔蒸发焓m vap H ∆/( kJ ·mol -1) 分别为44.01和42.6,C 2H 4(g), H 2O(g)和 CO 2(g)的
m f H ∆/( kJ ·mol -1) 分别为52.26、-241.8及-393.5,求
7-1 同温度下,分子式为C n H 2n 的物质的m f H ∆与m C H ∆之间的关系式; 7-2 求298.2K 时C 2H 4(g) m C H ∆
7-3 298.2K 时C 2H 5OH (气)的 m f H ∆和m C H ∆ 7-4 298.2K 时C 2H 4(g) + H 2O(g) → C 2H 5OH(g)的m r H ∆
3瓶中。
移取25.00mL 试液,在H 2SO 4介质中以Na 2SO 3还原BrO 3-
至Br -
,调至中性,用0.1010mol/LAgNO 3滴定至终点,用去10.51mL ,另取25.00mL 试液,用硫酸酸化后,加热赶去Br 2,再调至中性,滴定剩余的Br -
,用去上述的AgNO 3标准溶液3.25mL 。
计算试样中KBrO 3、KBr 的质量分数。
(已知KBrO 3、KBr 的摩尔质量分别为167.0g/mol ,119.0g/mol )
参考答案:
1 有一些元素在自然界中分布较易准确测得(1分),有的只有一种稳定核素,所以相对原子质量有效数字多(1分);有的元素在自然界中的平均丰度难以准确测得,有效数字较少(1分)。
2-1 [H 3O 2]+[SbF 6]- (2分) ; H 2O 2+HF+SbF 5=[H 3O 2]+[SbF 6]- (1分) 2-2 [H 3O]+[SbF 6]- (2分)
2-3 [SH 3]+[SbF 6]- (2分) ; H 2S+HF+SbF 5=[SH 3]+[SbF 6]- (1分) 2-4 [NH 4]+[HOO]- (2分) ; H 2O 2+NH 3=[NH 4]+[HOO]- (1分) H 2O 2既是酸又是碱,H 2S 是一种碱 (1分) 3-1 C 12H 20N 2O 8(2分) ClCH 2COOH (1分)
X 1: X 2:(2分)
3-2 命名:2,3-丁二胺四乙酸 1,2-丁二胺四乙酸(1分)
异构体 3种 2种(2分) 4-1 B :
CH 3NO 2
;C :
COOH
NO 2
;D :CH 2Cl ;F :
COOH
NH CH 2
(各1分)
4-2 不能,因为先生成
CH 3NH 2
,再与KMnO 4氧化时—NH 2也会被氧化。
(2分)
4-3
CH 2Cl +
COOH
NH 2cat
COOH
NH CH 2+HCl (2分)
F :N -苄基-邻-氨基苯甲酸(1分) 4-4 还原反应(1分)
4-5 n
COOH
NH 2
cat
C
NH O n
+nH 2O (2分)
5-1 银白色固体;银;黄;硫;2Ag ++S 2-=2Ag +S (各1分) 5-2 避免空气中氧气的干扰(1分)
6-1 A :CS 2 B :CO 2 C :SO 2 D :H 2S E :CS F :S 8
G : H :(各1分)
6-2 Z =16(3分) 6-3 X :
Y :
(写出1个即可)(各1.5分)
6-4 (1)AsF 6NS 2(1分)
(2)[NS 2]+[AsF 6]-
(1分)
(3)12AsF 5+S 8+2S 4N 4=8[NS 2]+[AsF 6]-
+4AsF 3(1分) (4)1mol (1分) (5)SN (1分)
(6)n [NS 2]+
[AsF 6]-
+n Cs +
N 3-
=2(SN)n +n N 2+n Cs +
[AsF 6]-
(1分) 7-1 C n H 2n 生成反应与燃烧反应化学计量方程式的关系如下: n C (石墨)+n H 2(g)+
2
3n O 2(g) −→−)
3( n CO 2(g)+n H 2O(l)
(1) (2) C n H 2n +
2
3
n O 2(g) 反应(1)为C n H 2n 的生成反应,故 1H ∆=m f H ∆(C n H 2n )
反应(2)为C n H 2n 的燃烧反应,故 2H ∆=m C H ∆(C n H 2n ) 反应(3)为n CO 2(g) 和n H 2O(l)生成反应,故
3H ∆= n m f H ∆ (CO 2,g) + n m f H ∆ (H 2O,l)
又 3H ∆=1H ∆+2H ∆
所以 m f H ∆(C n H 2n ) + m C H ∆(C n H 2n ) = n m f H ∆(CO 2,g) + n m f H ∆(H 2O,l) (4分) 7-2 C 2H 4(g) m C H ∆= 2m f H ∆ (CO 2,g) + 2m f H ∆ (H 2O,l) -m f H ∆(C 2H 4, g) = 2×(-393.5)+ 2×(-241.8-44.01)-52.26
= -1411(kJ .mol -1) (2分)
7-3 先求C 2H 5OH(l)的m f H ∆,由C 2H 5OH(l) 的燃烧反应 C 2H 5OH(l) + 3O 2(g )→ 2CO 2(g )+3H 2O(l)
因为 m r H ∆=m C H ∆(C 2H 5OH ,l )
= 2m f H ∆(CO 2,g) + 3m f H ∆(H 2O,l) -m f H ∆( C 2H 5OH ,l) 所以 m f H ∆( C 2H 5OH ,l)
= 2m f H ∆(CO 2,g) + 3m f H ∆(H 2O,l) -m C H ∆(C 2H 5OH ,l)
= 2 × (-393.5)+ 3 × (-241.8-44.01) +1366.8
= -277.6 kJ.mol -1
m f H ∆ (C 2H 5OH,g) = m f H ∆(C 2H 5OH,l) +m vap H ∆(C 2H 5OH)
= -277.6 + 42.6 = -235.0 kJ.mol -1
m C H ∆(C 2H 5OH,g) =m C H ∆(C 2H 5OH ,l )-m vap H ∆(C 2H 5OH)
= -1366.8-42.6 = -1409.4 kJ.mol -1 (4分) 7-4 m r H ∆=m f H ∆(C 2H 5OH,g) -m f H ∆(H 2O,g)-m f H ∆( C 2H 4,g) = -235.0 +241.8-52.26 = -45.46 kJ.mol -1 (2分) 8
CH 2Br
A
CH 2COOH
B
CH 2COCl
C
CH 2COOCH 2CH 3D
CHCOOCH 2CH 3E
COOCH 2CH 3C COOCH 2CH 3F
COOCH 2CH 3
CH 2CH 3
CH 2CH 3
苯巴比妥
NH
HN
O O O
C 6H 5(各1分)
9-1 Cathode : LiMO 2 = Li 1-x MO 2 + x Li + + x e -
Anode : n C + x Li + + x e -
= Li x C n
正反应为充电、逆反应为放电反应。
(4分)
9-2 O :立方面心密堆积; Li 和M 占据八面体空隙; (2分)
以氧为顶点的一个晶胞表示如下:
(2分)
9-3
(4分)
9-4 锂活泼,易与电解质反应,形成锂的枝状晶体,导致电池被侵蚀或爆炸。
(1分) 还可用低熔点的金属如Si, Bi, Pb, Sn, Cd 等与锂掺杂形成金属合金,或用电解质如液体电解质LiPF 6, LiBF 6, LiAsF 6及LiOSO 2CF 3(用有机溶剂不能含水),以及固体电解质等。
(1分)
10 设KBrO 3为x mmol
BrO 3-
+3SO 32-
=Br -
+3SO 42-
(1分)
1mol BrO 3-
~1molBr -
KBr 的量为(0.101×10.51-x )mmol
BrO 3-
+5Br -
+6H +
=3Br 2+3H 2O (1分) 1 5
x 5x
剩余Br -为[(0.101×10.51-x )-5x ]mmol
则(0.101×10.51-x )-5x =0.101×3.25 (1分) x =0.1222 (1分) KBr 的量为:0.9393mmol
KBrO 3的质量分数为0.1222×0.167
14
×1 ×100=8.163 (1分)
KBr 的质量分数为0.9393×0.119
14
×1 ×100=44.71 (1分)。