1、全国化学竞赛(预赛)模拟试卷时间:3 小时 满分:100 分一 (14 分)1 (2 分)1999 年 4 月,美国劳仑斯柏克莱国家实验室的领导人,核化学家 Kenneth E. Gregorich 宣布,在该实验室的 88 英寸回旋加速器上,研究者用高能 离子轰击 靶,氪核与铅核融合,放出 1 个中子,形成了一种新元素Kr863Pb208A。写出合成新元素 A 的反应方程式:2 (2 分)试比较邻羟基苯甲醛和对羟基苯甲醛的沸点和酸性:3 (2 分)把 NaOH 滴入同浓度的 CuSO4 溶液中即有沉淀生成。由实验得知:当 NaOH 和 CuSO4 溶液的体积比为 1.5:1 时,残留在溶液中
2、的 Cu2 极小。此时生成沉淀的化学式是 4 (3 分)某烃 C10HX 中只含有仲、叔两种碳原子,且分子高度对称,则该烃的二氯取代物的种数为 5 (3 分)聚 1,3异戊二烯是天然橡胶的主要成分,它经臭氧氧化,再在锌粉和稀硫酸作用下水解,水解产物能发生碘仿反应。写出水解产物的结构简式和发生碘仿反应的方程式 6 (4 分)写出二种定量测定 H2O2 水溶液中 H2O2 含量的化学方程式和简要实验步骤 二(10 分)1 (2 分)HCN 为剧毒物质,受热水解为甲酰胺,后者进一步水解为甲酸铵。写出这二步反应式。你认为酸性还是碱性有利于水解反应的进行。 2 (3 分)1993 年湖南浏阳某地区金矿遭
3、当地村民非法开采,造成水域污染。从金矿中提取金的主要化学过程是以 NaCN 溶液浸取金砂,然后以锌粉处理浸取液。写出并配平该过程的化学方程式。3 (3 分)检查水中 HCN 的方法是:往被怀疑有 HCN 的溶液中加适量KOH、FeSO 4 及 FeCl3。写出反应式及实验现象。4 (2 分)含 CN 的弱碱性污染水可用漂白粉处理,处理后水体逸出少量刺激性气体,写出并配平这一消毒过程的化学反应式。三 (9 分)氯化亚砜(SOCl 2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。1 (2 分)氯化亚砜分子的几何构型是 ;中心原子采取 杂方式,是 (等性、不等性)杂化。2 (1 分)写出亚硫酸钙
4、和五氯化磷共热,制备氯化亚砜反应的化学方程式3 (1 分)氯化亚砜在有机化学中用作氯化剂,写出乙醇和氯化亚砜反应的化学方程式4 (1 分)氯化亚砜可以除去水含氯化物(MCl nxH2O)中的结晶水,用化学方程式表示这一反应5 (2 分)比较 3、4 两个反应的共同之处是 ;这两种方法的优点是 ;反应完成后,除去剩余氯化亚砜的方法是 。6 (2 分)试用简要的文字和化学方程式给出解释:为什么在液体 SO2 中,可用 Cs2SO3 滴定 SOCl2?四 (9 分)醛类(RCHO)分子中碳基上氧原子吸引电子能力强于碳原子,使羰基碳上带有部分正电荷,从而表现出以下两方面的性质:碳基碳接受带负电荷或带部
5、分负电荷的原子或原子团进攻,而发生加成反应,称为亲核加成反应。氢(RCH 2CHO)表现出一定酸性,能与碱作用,产生碳负离子:R CHCHO。1 (2 分)醛与亚硫酸氢钠加成反应的过程如下:为什么()会转化成()?2 (2 分)已知 RCH2CHONH 2NH2 A OH2R CH2CHN NH2,写出 A 的结构简式3 (2 分)乙醛与乙醇在催化剂作用下,可生成半缩醛(C 4H10O2)和缩醛(C 6H14O2) 。试写出半缩醛的结构简式和缩醛的结构简式:4 (3 分)乙醛与 OH 作用可产生的碳负离子,该碳负离子又可进攻另一分子乙醛,而发生加成反应:2CH3CHO C(分子式: C4H8O
6、2) D ;OH2试写出该碳负离子的电子式和 C、D 的结构简式:五 (9 分)含有银、铜、铬的一种合金,质量为 1.500g,溶解后溶液中含有 Ag 、Cu 2 、Cr 3 ,用水稀释到 500.00mL。(1)取出 50.00mL 溶液,加入过量稀碱溶液,分离出沉淀物,滤液用足量H2O2 氧化,酸化上述溶液,用 25.00mL 0.100mol/L 的 Fe()盐溶液还原其中的Cr2O72 成 Cr3 ,未反应的 Fe()盐溶液,用 0.0200 mol/L KMnO4 溶液滴定,耗KMnO4 溶液 17.20 mL。(2)在另一个实验中,取 200.00mL 原始溶液进行电解。电解析出金
7、属的电流效率为 90%,电流强度为 2A,在 14.50min 内,三种金属恰好完全析出。求合金中 Ag、 Cu、Cr 的百分含量。 (相对原子质量:Cr 52.00;Cu 63.55; Ag 107.9;法拉第常数:9.648 104C/mol)六 (9 分)化合物 A(C 10H16)是一种存在于橘子、柠檬及釉子皮中的一个烯烃。A 吸收 2mol 的氢形成烷烃 B( C10H20) 。A 被 KMnO4 酸性溶液氧化成化合物 C(如右图所示) ;A 在催化剂作用下加 2mol 水,生成一个无手性的醇类 D。1 (1 分)化合物 A 的结构中有无环?若有,有几个环?2 (2 分)那些结构可以
8、氧化成 C?3 (2 分)写出 D 的结构式。4 (2 分)A 最可能是哪种结构?5 (1 分)B 最可能是哪种结构?七 (16 分)配位化合物简称配合物,是一类特殊的稳定化合物。例如,白色硫酸铜粉末溶于水生成蓝色配合物Cu(H 2O)4SO4。其中方括号内的部分称配合物的内界,方括号外的部分称配合物的外界。方括号内的金属原子或离子称形成体,其余部分是与金属原子紧密结合的基团,称配位体。配位体提供孤对电子与形成体形成配位健。配合物中每个形成体周围的配位键数称该形成体的配位数。提供孤对电子的原子称配位原子,如 NH3 分子中的 N 原子、H 2O 分子中的氧原子等都可作为配位原子,则 NH3 和
9、 H2O 称配位体分子。配合物的命名规则类似无机化合物,称某酸某或某化某。内界的命名是先配体(标出配体个数)加以“合”字,在金属原子后,用罗马数字表示金属离子的化合价。如Cu(H 2O)4SO4 命名为硫酸四水合铜()。若有多种配位体,则配位体命名次序为:先阴离子,后阳离子,再中性分子;先有机,后无机;先简单,后复杂。依据上述知识,回答下列问题。1 (5 分)填写下表空白处。序号 配合物的化学式 配合物的名称 形成体 配位体 配位数1 Cu(H2O)4SO4 硫酸四水合铜() Cu() H2O 42 二氯化四氨合锌()3 CoClNO2(NH3)4Cl4 K3Fe(CN)65 五氯一氨合铂()
10、酸钾2 (2 分)在一个配位体分子中若有二个配位原子,同时与一个形成体成键时,即可形成环形化合物。乙二胺四乙酸是一种常用的含有多个配位原子的试剂,请写出乙二胺四乙酸分子的结构简式,指出其中的配位原子最多可以有几个?最多可形成几个五原子环?3 (3 分)配位数为 4 的配合物可形成立方晶体,形成体(以 M 表示)处在立方体中心,请指出这类配合物的分子可能有 种空间构型体?在下图中标出每种空间构型体里配位原子的空间位置(每个位置画一个黑点) ,并指出每种构型的名称。 (图形不够可以自己画)构型名称: 4 (6 分)固体 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 可能有几种不同组成的配离子。现通过以下
11、实验测定 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 的结构式。将含 0.683g Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 的溶液通过 H离子交换树脂,交换出来的酸用 0.125mol/L 的 NaOH 溶液滴定,用去NaOH 溶液 32.0mL;另将 0.683g Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 溶于足量水,并加入过量的 AgNO3 溶液,产生的沉淀经离心分离干燥后称量为 0.752g。已知配离子呈八面体结构,试确定该配离子,并画出它的所有几何异构体和其中的对映体。 (摩尔质量(g/mol): Co(NH3)3(H2O)2ClBr2 341.4; AgCl 143.4; AgBr 187
12、.8)八 (16 分)钼是我国丰产元素,探明储量居世界之首。钼有广泛用途,例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝;钼钢在高温下仍有高强度,用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是固氨酶活性中心元素,施钼肥可明显提高豆种植物产量,等等。1 (2 分)钼的元素符号是 42,写出它的核外电子排布式,并指出它在元素周期表中的位置。2 (4 分)钼金属的晶格类型为体心立方晶格,原子半径为 136pm,相对原子质量为 95.94。试计算该晶体钼的密度和空间利用率(原子体积占晶体空间的百分率) 。= ;= 3 (4 分)钼有一种含氧酸根Mo xOyz (如右图所示) ,式 中x、y、z 都是正整数; Mo 的氧化态为+
13、6,O 呈 2。可按下面的步骤来理解该含氧酸根的结构:(A)所有 Mo 原子的配位数都是 6,形成MoO66 ,呈正八面体,称为 “小八面体” (图 A) ;(B)6 个“小八面体”共棱连接可构成一 个“超八面体” (图 B) ,化学式为 Mo6O192 ;(C )2 个”超八面体 ”共用 2 个“小八面体”可构成一个“孪超八面体”(图 C) ;,化学式为 Mo10O284 ;(D)从一个 “挛超八面体”里取走 3 个“小八面体” ,得到的“缺角孪超八面体” (图 D)便是本题的 MoxOyz (图 D 中用虚线表示的小八面体是被取走的) 。A B C DMoxOyz 的化学式为 4 (1 分
14、)钼能形成六核簇合物,如一种含卤离子Mo 6Cl84 ,6 个 Mo 原子形成八面体骨架结构,氯原子以三桥基与与 Mo 原子相连。则该离子中 8 个 Cl 离子的空间构型为 5 (5 分)辉钼矿(MoS 2)是最重要的铝矿,它在 403K、202650Pa 氧压下跟苛性碱溶液反应时,钼便以 MoO42 型体进入溶液。在上述反应中硫也氧化而进入溶液,试写出上述反应的配平的方程式;在密闭容器里用硝酸来分解辉钼矿,氧化过程的条件为423K523K,1114575Pa1823850Pa 氧压。反应结果钼以钼酸形态沉淀,而硝酸的实际消耗量很低(相当于催化剂的作用) ,为什么?试通过化学方程式(配平)来解
15、释。九 (8 分)一早在十六世纪,人们就将古柯叶的提取液用于抗疲劳。1826 年 Wohler揭示了其活性成分是可卡因(一种毒品)A(C 17H21NO4) 。它虽然是很有效的局部麻醉药,但毒性大,易成瘾。A 用氢氧化钠水溶液水解,中和后得甲醇,苯甲酸和芽子碱 B(C 9H15NO3) 。B 用三氧化铬氧化得 C(C 9H13NO3) ,C 加热生成含有羰基的化合物 D(C 8H13NO)并放出一种气体。D 在活性镍催化下氢化得到醇 E(E 可表示为 或 )后来有人通过 Mannich 反应,以 CH2NH2、3 一氧代戊二酸与 F 为反应物,一步反应就合成了 D,反应式如下:提示:(l) 一
16、酮酸在加热时可以脱羧(CO 2)生成酮,例如:(2)Mannich 反应是含有 活泼氢的有机物与胺和甲醛发生三分子之间的缩合反应,放出水分子,该反应可以简单地看作 活泼氢在反应过程中被胺甲基取代,例如:回答下列问题:1写出 A、BC 、D 的结构式。2写出 F 的结构式。高中化学夏令营竞赛参考答案一 (共 14 分)1 (2 分)Kr863Pb208A29318n02沸点较高的是对羟基苯甲醛(1 分) ;酸性较强的是对羟基苯甲醛(1 分)(邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键)3 3Cu(OH)2CuSO4 (或 Cu4(OH)6SO4)(2 分)4 6(3 分) (x=16,该烷烃是金刚烷)5 C
17、H3COCH2CH2CHO(1.5 分)CH3COCH2CH2CHO NaOHI2NaOOCCH2CH2CHOCHI 3(1.5 分)6 用标准 KMnO4 溶液滴定 H2O2 水溶液:2MnO4 5H 2O26H =2Mn2 5O 28H 2O(2 分)H 2O2 水溶液中加入过量 KI 溶液,再用标准 Na2S2O3 溶液进行滴定:H2O22I 2H =I22H 2O I22S 2O32 =2I S 2O42 (2 分)二 (共 10 分)1 HCNH 2OHCONH 2 (1 分)HCONH2H 2OHCOONH 4 (0.5 分)酸性有利(0.5 分)2 4Au8CN O 22H 2O
18、4Au(CN) 2 4OH (2 分) (写对 Au 的配合物给 1 分)2Au(CN)2 ZnZn(CN) 42 2Au (1 分)3 HCNKOHKCNH 2O(0.5 分)Fe2 6CN Fe(CN) 64 (0.5 分)Fe(CN)64 Fe 3 K KFeFe(CN)6或 3Fe(CN)64 4Fe 3 Fe4Fe(CN)63 (1 分)蓝色沉淀(1 分 答对颜色即可)4 CN ClO 2H 2ONH 3HCO 3 Cl (2 分)三 (共 9 分)1三角锥形(1 分) sp2(0.5 分)不等性(0.5 分)2 CaSO32PC1 5CaC1 22POCl 3SOC1 2(1 分)
19、3 CH3CH2OHSOCl 2CH 3CH2ClSO 2HCl (1 分)4 MClnxH2OxSOCl 2MCl nxSO 22xHCl(1 分)5氯化亚砜与醇、水分子中的羟基作用,生成 SO2 和 HCl(0.5 分) ;反应中的其它产物都是气体而逸出(1 分) ;可在真空中蒸馏而赶掉( 0.5 分) 。6液体 SO2 的自电离与水相似:2SO2SO 2 SO 32 在液体 SO2 中,SOCl 2、Cs 2SO3 如下电离:SOCl 2SO 2 2Cl Cs2SO32Cs SO32 两者混合使电离平衡向左移动生成 SO2,SOCl 2Cs 2SO3SO 22CsCl (2 分)四 (共
20、 9 分)lSO 4H 的酸性强于OH 的酸性(1 分)2 RCH2CH(OH)NHNH2(2 分)3 CH3CH(OH)OCH2CH3(1 分)CH3CH(OCH2CH3)2 ( 1 分)4 ; ;(各 1 分)五 (共 9 分)Cr3 0.5Cr 2O72 3Fe 2 5Fe2 MnO 4nCr 1/3(0.025000.100 50.017200.0200) 100.0026mol (3 分)2nCu3n Ag3n Crn e2.590%214.5060/964800.0406mol(3 分)63.55nCu107.9n Ag52.00n Cr1.500nCu0.0143mol(1 分)
21、 nAg0.0042(1 分)Cr%9.0% Cu%60.4% Ag%30.6%(1 分)六 (共 9 分)1有 1 个环(1 分)2 ( 2 分,答对 1 个 0.5 分, 2 个 1 分)3 ( 2 分)4 ( 2 分)5 ( 1 分)七 (共 16 分)1 2:Zn(NH) 4Cl2 Zn() NH3 4(1 分)3:氯化一氯一硝基四氨合钴( ) Co() Cl、NO 2、NH 3 4 (1 分)4:六氰合铁( ) 酸钾 Fe() CN 6(1 分)5: KPtCl5NH3 Pt()、Cl NH3 6(1 分)2最多有 6 个配位原子(0.5 分)最多可形成 5 个环(0.5 分)(1
22、分)3 2(1 分)正方形(1 分) 正四面体( 1 分)4 Co(NH3)3(H2O)2ClBr2(4 分)(0.5 分) (0.5 分)(存在对映体, 1 分)八 (共 16 分)1 Kr4d55s1( 1 分) 第四周期(0.5 分) B 族(0.5 分)2 10.3g/cm3( 2 分)68.0% (2 分)3 Mo7O246 (4 分)4正方体(1 分)5 2MnS29O 212OH =2MoO42 十 4SO42 十 6H2O(2 分)MoS26HNO 3=H2MoO42H 2SO46NO2NOO 2=2NO23NO2H 2O=2HNO3NO2MoS29O 26H 2O 2H2MoO44H 2SO4 (3 分) 3HN九 (共 8 分)1 A: B:C: D:(各 1.5 分)2 OHCCH2CH2CHO(2 分)参考数据:省一等奖 82 分;二等奖 71 分;三等奖 57