1、中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 1中 国 化 学 会 第 26 届 全 国 高 中 学 生 化 学 竞 赛 （省 级 赛 区 ）试 卷（2012 年 9 月 2 日 9:0012:00）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分满分 7 7 10 5 8 7 10 16 12 6 12 100得分评卷人签名竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。 时间到，将试卷背面朝上放于桌面，立即起立离开考场。姓名、报名号和所属学校等必 须写于首页左侧指定位置，写于其他位置者按废卷论
2、处。所有解答必须写于卷面指定位置，写于其他位置者无效。凡要求计算的，须给出计算 过程，无 计算过程即使结果正确也不得分。用铅笔解答的部分(包 括 作 图 )无效。禁用涂改液和修正带。否则 ，整个答卷无效。试卷已装订成册，不得拆散。附草稿纸一张，不得将任何 纸张带入考场。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。写有与试题内容无关的任何文字的答卷无效。H1.008 元素周期表He4.003Li Be B C N O F Ne6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18Na Mg Al Si P S Cl Ar22.99 24.31 26.98 28.0
3、9 30.97 32.07 35.45 39.95K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.64 74.92 78.96 79.90 83.80Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.96 98101.07 102.91 106.42 107.87
4、112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131.29Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn132.91 137.33 138.91 178.49 180.95 183.84 186.21 190.23 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38 207.2 (209) (210) (222)208.98Fr Ra Ac Rf Db(223) 226.0 (227) (261) (262)Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Y
5、b Lu140.12 140.91 144.24 (145)150.36 151.96 157.25 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05 174.97Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr232.04 231.04 238.03 237.05 (244) (243) (247) (247) (251) (254) (257) (256) (254) (257)中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 2第 1 题（7 分）1-1 向 硫 酸 锌
6、水 溶 液 中 滴 加 适 当 浓 度 的 氨 水 至 过 量 ，发 生 两 步 主 要 反 应 。简 述 实 验 现 象 ，写 出 两 步 主 要反 应 的 离 子 方 程 式 。1-2 化合物 Cu(pydc)(amp)3H2O 的 组 成 为 C11H14CuN4O7，热 重 分 析 曲 线 表 明 ，该 化 合 物 受 热 分 解 发 生两 步 失 重 ，第 一 个 失 重 峰 在 200 250 oC，失 重 的 质 量 分 数 为 15.2%。第 二 个 失 重 峰 在 400 500 oC，失 重后 的 固 态 残 渣 质 量 为 原 化 合 物 质 量 的 20.0%。pydc
7、 和 a mp 是 含 芳 环 的 有 机 配 体 。通 过 计 算 回 答 ：(1) 第 一 步 失 重 失 去 的 组 分 。(2) 第 二 步 失 重 后 的 固 态 残 渣 是 什 么 ，解 释 理 由 。第 2 题 （7 分 ）A 和 X 是 两 种 常 见 的 非 金 属 元 素 ，其 核 外 电 子 数 之 和 为 22，价 层 电 子 数 之 和 为 10。在一 定 条 件 下 可 生 成 AX、AX3（常 见 的 Lewis 酸 ）、A2X4 和 A 4X4，反应如下：Hg，放 电2-1 指 出 A 和 X 各 是 什 么 元 素 。A： X：2-2 A4X4 具有 4 个
8、三 重 旋 转 轴 ，每 个 A 原 子 周 围 都 有 4 个 原 子 。画 出 A4X4 的 结 构 示 意 图 。2-3 写 出 AX3 与 C H3MgBr 按 计 量 系 数 比 为 1:3 反 应 的 方 程 式 。2-4 写 出 A2X4 与 乙 醇 发 生 醇 解 反 应 的 方 程 式 。中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 3第 3 题 （10 分） CuSO4 溶 液 与 K2C2O4 溶 液 反 应 ，得 到 一 种 蓝 色 晶 体 。通 过 下 述 实 验 确 定 该 晶 体 的 组 成 。(a) 称取
9、0.2073 g 样 品 ，放 入 锥 形 瓶 ，加 入 40 mL 2 mol L-1 的 H 2SO4，微 热 使 样 品 溶 解 。加 入 30 mL 水，加 热 至 近 沸 ，用 0.02054 mol L-1 KMnO4 溶 液 滴 定 至 终 点 ，消 耗 24.18 mL。(b) 接 着 将 溶 液 充 分 加 热 ，使 淡 紫 红 色 变 为 蓝 色 。冷 却 后 加 入 2g KI 固体和适量 Na2CO3，溶 液 变 为 棕 色 并生 成 沉 淀 。用 0.04826 mol L-1 的 Na 2S2O3 溶 液 滴 定 ，近 终 点 时 加 入 淀 粉 指 示 剂 ，至
10、终 点 ，消 耗 12.69 mL。3-1 写 出 步 骤 a 中 滴 定 反 应 的 方 程 式 。3-2 写 出 步 骤 b 中 溶 液 由 淡 紫 红 色 变 为 蓝 色 的 过 程 中 所 发 生 反 应 的 方 程 式 。3-3 用 反 应 方 程 式 表 达 KI 在 步 骤 b 中 的 作 用 ；写 出 Na2S2O3 滴 定 反 应 的 方 程 式 。3-4 通 过 计 算 写 出 蓝 色 晶 体 的 化 学 式 （原 子 数 取 整 数 ）。第 4 题 （5 分）1 976 年 中 子 衍 射 实 验 证 实 ，trans-Co(en)2Cl2ClHCl2H2O 晶 体 中
11、只 存 在 3 种 离 子 ：X+、含 钴 的 A+ 和 Cl -。X+ 中 所 有 原 子 共 面 ，有 对 称 中 心 和 3 个 相 互 垂 直 的 镜 面 。注 ：en 是 乙 二 胺 的 缩 写 符 号 。4-1 画 出 A+及 其 立 体 异 构 体 的 结 构 简 图 。A+ ： 立 体 异 构 体 ：4-2 画 出 X+ 的 结 构 图 。中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 4第 5 题（8 分 ）从 尿 素 和 草 酸 的 水 溶 液 中 得 到 一 种 超 分 子 晶 体 。X 射 线 衍 射 实 验 表 明
12、 ，该 晶 体 属 于 单 斜 晶系 ，晶 胞 参 数 a5 05.8 pm，b1 240 pm，c 696.4 pm， 98.13。晶 体 中 两 种 分 子 通 过 氢 键 形 成 二 维 超分 子 结 构 。晶 体 密 度 D = 1.614 g cm-3。5-1 推 求 晶 体 中 草 酸 分 子 和 尿 素 分 子 的 比 例 。5-2 画 出 一 个 化 学 单 位 的 结 构 ，示 出 其 中 的 氢 键 。第 6 题 （7 分 ）2,3-吡 啶 二 羧 酸 ，俗 称 喹 啉 酸 ，是 一 种 中 枢 神 经 毒 素 ，阿 尔 兹 海 默 症 、帕 金 森 症 等 都 与 它 有
13、关 。常 温 下 喹 啉 酸 呈 固 态 ，在 185190 oC 下 释 放 CO2 转 化 为 烟 酸 。6-1 晶 体 中 ，喹 啉 酸 采 取 能 量 最 低 的 构 型 ，画 出 此 构 型 （碳 原 子 上 的 氢 原 子 以 及 孤 对 电 子 可 不 画 ）。6-2 喹 啉 酸 在 水 溶 液 中 的 pKa1= 2.41，写 出 其 一 级 电 离 的 方 程 式 (共 轭 酸 碱 用 结 构 简 式 表 示 )。6-3 画 出 烟 酸 的 结 构 。第 7 题（10 分） 硼 的 总 浓 度 0.4 mol L-1 的 硼 酸 及 其 盐 的 水 溶 液 中 不 仅 存 在
14、 四 硼 酸 根 离 子 B4O5(OH)42，还 存 在 电 荷 为 1 的 五 硼 酸 根 离 子 以 及 电 荷 为 1 和2 的 两 种 三 硼 酸 根 离 子 。这 些 多 硼 酸 根 离 子 均 由 B(OH)3缩 合 而 成 ，结 构 中 硼 原 子 以 B-O-B 的 方 式 连 接 成 环 。和 B (OH)47-1 上 述 五 硼 酸 根 离 子 中 ，所 有 三 配 位 硼 原 子 的 化 学 环 境 完 全 相 同 ，画 出 其 结 构 示 意 图 （不 画 孤 对 电 子 ，羟基用- OH 表 达 ）。中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 201
15、2 年 9 月 2 日 共 8 页 57-2 右 图 示 出 硼 酸 -硼 酸 盐 体 系 在 硼 的 总 浓 度 为 0.4 molL1 时 ，其 存 在 形 式 与 pH 的 关 系 。1、2、3、4 分 别 为 4种 多 硼 酸 根 离 子 存 在 的 区 域 。推 出 1、2、3、4 分 别 对应 的 多 硼 酸 根 离 子 的 化 学 式 。 2为 范 例 ，书 写 其 他 3 种 多 硼 酸 根 离注：以 B4O5(OH)4子 的 化 学 式 ；形 成 这 些 物 种 的 缩 合 反 应 速 率 几 乎 相 同 ，其 排 列 顺 序 不 受 反 应 速 率 制 约 ；本 体 系 中
16、 缩 合 反 应 不 改变 硼 原 子 的 配 位 数 。1： 2：3：4：2的分第 8 题 (16 分 ) 右 图 示 出 在 碳 酸 -碳 酸 盐 体 系 (CO3析 浓 度 为 1.0 10-2 mol L1)中, 铀 的 存 在 物 种 及 相 关 电极 电 势 随 pH 的 变 化 关 系 (E-pH 图, 以 标 准 氢 电 极 为 参 比电极) 。作 为 比 较 ，虚 线 示 出 H/H 2 和 O2/H2O 两 电 对 的E-pH 关 系 。8-1 计 算 在 pH 分别为 4.0 和 6.0 的 条 件 下 ，碳 酸 -碳酸盐体 系 中 主 要 物 种 的 浓 度 。7，KH
17、2CO3：Ka1 = 4.5 10 a2 = 4.7 1011中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 68-2 图中 a 和 b 分 别 是 pH = 4.4 和 6.1 的 两 条 直 线 。分 别 写 出 与 a 和 b 相 对 应 的 铀 的 物 种 发 生 转 化 的 方 程 式 。a：b：8-3 分 别 写 出 与 直 线 c 和 d 相 对 应 的 电 极 反 应 ，说 明 其 斜 率 为 正 或 负 的 原 因 。c：d：8-4 在 p H = 4.0 的 缓 冲 体 系 中 ，加 入 UCl3，写 出 反 应 方 程
18、 式 。4和 U 4 和 UO8-5 在 p H = 8.0 12 之 间 ，体 系 中 UO2(CO3)3 4O9 (s)能 否 共 存 ? 说 明 理 由 ；UO2(CO3)3 2 (s) 能否 共 存 ? 说 明 理 由 。第 9 题 (12 分 ) Knoevenagel 反 应 是 一 类 有 用 的 缩 合 反 应 。如 下 图 所 示 ，丙 二 酸 二 乙 酯 与 苯 甲 醛 在 六 氢 吡 啶催 化 下 生 成 2-苯 亚 甲 基 丙 二 酸 二 乙 酯 。9-1 指 出 该 反 应 中 的 亲 核 试 剂 。 9-2 简 述 催 化 剂 六 氢 吡 啶 在 反 应 中 的 具
19、 体 作 用 。中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 79-3 化 合 物 A 是 合 成 抗 痉 挛 药 物 D (gabapentin) 的 前 体 。根 据 上 述 反 应 式 ，写 出 合 成 A 的 2 个 起 始 原 料的 结 构 简 式 。9-4 画 出 由 A 制备 D 过 程 中 中 间 体 B、C 和 产 物 D 的 结 构 简 式 。催化剂B C D第 10 题 (6 分 ) 辣 椒 的 味 道 主 要 来 自 于 辣 椒 素 类 化 合 物 。辣 椒 素 F 的 合 成 路 线 如 下 ：画 出 化 合 物
20、 A、B、C、D、E 和 F 的 结 构 简 式 。A BC D中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 8E F第 11 题 (12 分 )11-1 烯 烃 羟 汞 化 反 应 的 过 程 与 烯 烃 的 溴 化 相 似 。现 有 如 下 两 个 反 应 ：4-戊烯- 1-醇 在 相 同 条 件 下 反 应 的 主 要 产 物 为 B。画 出 化 合 物 A 和 B 的 结 构 简 式 。A B11-2 下 列 有 机 化 合 物 中 具 有 芳 香 性 的 是 。化 合 物 A 经 过 如 下 两 步 反 应 后 生 成 化 合 物 D。回 答 如 下 问 题 ：11-3 写 出 化 合 物 B 的 名 称 ： 。11-4 圈 出 C 中 来 自 原 料 A 中的氧原子。 11-5 画 出 化 合 物 D 的 结 构 简 式 。郑 重 声 明 ：本 试 题 及 答 案 版 权 属 中 国 化 学 会 所 有 ，未 经 中 国 化 学 会 化 学 竞 赛 负 责 人 授 权 ，任 何 人 不 得 翻 印 ，不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、 赢利，违者必究。本试卷和相应答案将分别于 2012 年 9 月 2日 12:00 和 8 日 12:00 在网站 http:/
