化学奥赛试题

全国化学竞赛初赛模拟试卷（二）（时间：3小时满分：100分）题号1234567891011满分676448106171812H1.008相对原子质量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－LaRfDbSgBhHsMt一．（6分）将一个洗净的鸡蛋完整地放入玻璃杯中。1．若因杯口较窄，拿着鸡蛋的手无法伸进杯中将鸡蛋放入杯底，则放入鸡蛋的正确方法是。2．再向杯中倒入质量分数为0.2的盐酸，使液面高于鸡蛋约1厘米，鸡蛋静止后的状态可能是（大or小）头朝上，原因是。3．半分钟后观察，鸡蛋表面聚集了很多小气泡，并不断增多、变大，写出发生反应的化学方程式为。4．大约5分钟后，可观察到鸡蛋自动上浮，浮出水面后部分气泡消失，鸡蛋随即下沉，如此不断反复。请解释鸡蛋为什么上浮。二．（7分）已知IOH是两性化合物，根据它的性质试回答：1．写出IOH的两性电离的方程式：2．完成下列化学方程式：①．IOH＋NaOH→②．IOH＋HCl→③．IOH＋H2S→④．IOH＋KMnO4＋H2SO4→三．（6分）合成氨工业中，原料气（N2，H2及少量CO，NH3的混合气）在进入合成塔前常用[Cu(NH3)2]Ac溶液来吸收原料气中的CO，其反应为：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3]Ac•CO＋Q1．命名：[Cu(NH3)2]Ac2．必须除去原料气中的CO的原因是；3．[Cu(NH3)2]Ac吸收CO的生产适宜条件应是；4．吸收CO的[Cu(NH3)2]Ac溶液经适当处理后又可再生，恢复其CO的吸收能力以供循环使用，[Cu(NH3)2]Ac再生的适宜条件是。四．（4分）“瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。用作饲料后，猪吃了它能减肥，人吃了它会中毒甚至死亡。自20世纪80年代开始，欧美等世界各国均将其定为禁用药品。1．盐酸克仑特罗的化学名为α－〔（叔丁氨基）甲基〕一对氨基—3，5一二氯苯甲醇盐酸盐，化学式为C12H18Cl2N2O•HCl。画出它的结构简式。2．在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子，并比较它们的强弱。五．（4分）硫代乙酰胺（）的水溶液只具有微弱的气味，使用时不需要气体发生器，在制备硫化物的实验中常用硫代乙酸胺代替硫化氢。硫代乙酸胺在水溶液中相当稳定，常温时水解很慢，加热时水解加快，在酸、碱性水溶液中加热均易发生水解。1．在酸性溶液中，水解反应的离子方程式为；2．在碱性溶液中，水解反应的离子方程式为。六．（8分）以BaS为原料制备Ba(OH)2•8H2O的过程是：BaS与HCl反应，所得溶液在70℃～90C时与过量NaOH溶液作用，除杂，冷却后得到Ba(OH)2•8H2O晶体。据最新报道，生产效率高、成本低的Ba(OH)2•8H2O晶体的新方法是使BaS与CuO反应……1．新方法的反应方程式为：2．该反应反应物CuO是不溶物，为什么该反应还能进行：3．简述新方法生产效率高、成本低的原因。七．（10分）下面是有关氢硫酸存放的诸多实验事实：①．在蒸馏水中充H2S至饱和制成的氢硫酸溶液，敞口置放它一两天，一定明显失效，但没有明显变浑浊的现象产生；如果密闭存放，即使是十天半月，甚至一月以上，溶液既不浑浊，也不失效。②．在酒精中充H2S至饱和制成氢硫酸的酒精溶液，敞口在空气中置放它十天半月，不会有浑浊现象发生；当然你可以认为是氧化析出的S溶解在酒精中了，但是这种溶液完全可以替代氢硫酸的水溶液去做氢硫酸的全部性质实验。③．如果在普通自来水中通入H2S，就在充制的过程中都会有浑浊现象发生，待充制完毕已变得白色浑浊，完全不能作为一种试剂来使用了。对以上事实和现象，回答下列问题：1．制氢硫酸的重要方法方法是；贮存氢硫酸的一个重要诀窍是。2．氢硫酸失效的主要因素是。因这种因素失效的常用试剂还有、等3．为什么用自来水配制氢硫酸溶液有浑浊？4．写出氢硫酸溶液与Cl2、HClO、Fe3＋反应的方程式。八．（6分）用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下：准确称取磷肥0.385g，用硫酸和高氯酸在高温下使之分解，磷转化为磷酸。过滤、洗涤、弃去残渣。以硫酸－硝酸为介质，加入过量钼酸铵溶液生成钼磷酸铵沉淀(NH4)3H4PMo12O42•H2O。过滤、洗涤、沉淀溶于40.00cm31.026mol/LNaOH标准溶液中，以酚酞为指示剂，用0.1022moL/L盐酸标准溶液滴定至终点（MoO42－、HPO42－），耗去15.20cm3。计算磷肥中磷的百分含量（以P2O5计）。（P2O5的摩尔质量：142g•mol－1）九．（17分）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如右图所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。1．该晶胞的碳原子个数。2．写出晶胞内各碳的原子坐标。3．已知石墨的层间距为334.8pm，C－C键长为142pm，计算石墨晶体的密度为。石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时发生下述反应：Li1－xC6＋xLi＋＋xe－→LiC6其结果是，Li＋嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LiC6的嵌入化合物。4．右图给出了一个Li＋沿C轴投影在A层上的位置，试在右图上标出与该离子临近的其他6个Li＋的投影位置。5．在LiC6中，Li＋与相邻石墨六元环的作用力属何种键型？6．某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li＋，写出它的化学式。锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。已知LiNiO2中Li＋和Ni3＋均处于氧离子组成的正八面体体心位置，但处于不同层中。7．将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到770℃可得LiNiO2，试写出反应方程式。8．写出LiNiO2正极的充电反应方程式。9．锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成LiNi1－yAlyO2。可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，为什么？十．（18分）环硼氮烷可由氨或铵盐与氯化棚合成。经单晶X射线衍射分析证实其分子中存在共轭π键，其结构与苯相似，因而具有相似的物理性质，但因分子中硼和氮原子的电负性不同，它显示高度的反应活性，最典型的是同氯化氢发生加成反应。环硼氮烷在化学中被称之“无机苯”，在应用基础研究中已合成了氮化硼薄膜，它在替代有机物合成薄膜等材料中具有广泛的应用价值。1．画出环硼氮烷的结构式：所有12个原子是（共or不共）平面的。2．Stock通过对乙硼烷和氨的加合物加热合成了环硼氮烷，产率50％。写出总反应方程式。3．Geanangel在Stock合成方法的基础上进行改进，他将氯化铵与三氯化硼混合，然后加入硼氢化钠合成了环硼氮烷，产率达80％。写出这两步反应方程式。后来，Geanangel研究发现用氯化铵和硼氢化锂直接反应，也能合成环硼氮烷，且其步骤简化，产率能达到90％。写出反应方程式。4．自环硼氮烷问世后，人们又开始了对烃基环硼氮烷合成方法的研究。Altenau经过反复实验，发现铵盐和三氯化硼混合后，加入硼氢化钠反应可得到烃基环硼氮烷，产率48％。写出这两步反应方程式。若将三氯三烃基环硼氮烷与烃基锂反应可得到六烃基环硼氮烷。写出反应方程式。5．判断比较硼、氮原子的电负性大小和硼、氮原子上的电子云密度大小；确定硼、氮原子的酸碱性：6．环硼氮烷能和氯化氢发生反应，产率为95％。写出反应方程式。7．溴和环硼氮烷发生加成反应生成A，然后发生消去反应生成B。写出A、B的结构简式。8．除了六元的环硼氮烷之外，Laubengayer合成了萘的类似物C，及联苯类似物D。写出C、D的结构简式。十一．（14分）早在1874年就合成了有机物DDT，1944年后广泛用作杀虫剂，后因具有高残毒被禁止使用。从某些方面看，氯苯与苯酚具有相似的化学性质，DDT可由氯苯和CCl3CHO相互作用反应制得。DDT的化学式为C14H9Cl5。1．写出DDT的结构式，并命名；写出制备DDT的反应方程式。2．DDT已影响到全球的生态，它可以在动物的脂肪中富集，影响遗传物质DNA的结构，在南极的企鹅体内发现了DDT。请说明企鹅体内存在DDT的原因。3．三氯杀螨醇是20世纪50年代推出的一种杀螨剂。从结构上看，它是DDT的醇体，可看成DDT上的一个氢原子被羟基取代后所得到的醇。则三氯杀螨醇的结构式为：系统命名三氯杀螨醇。4．合成三氯杀螨醇的方法可分为以下两种途径：请写出A和B的结构简式：A，B，反应（2）的条件是。反应（3）的类型是。完成（4）的反应方程式。参考答案与分析一．1．把玻璃杯倾斜，使鸡蛋沿杯壁缓慢滑下，就可将鸡蛋完整地放入杯中。（1分）联想把块状或大颗粒状固体（如锌粒或大理石）放入试管的操作方法2．大（1分）里面有气室（1分）鸡蛋的密度比盐酸大，沉在杯底；从鸡蛋的形状看，一头尖，一头圆，圆头部分内有气室，根据物理学中重心最低的道理，小头在底部。3．CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋H2O＋CO2↑（1分）鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，它能与盐酸反应生成大量二氧化碳气体。4．生成的气体聚集在鸡蛋的表面，增大了排开液体的体积。（1分）蛋壳发生了化学反应，使鸡蛋的质量减轻。（1分）生成的二氧化碳气体以气泡的形式粘附在蛋壳上，根据阿基米德定律，排开的液体体积增多，则浮力增大，它产生的浮力能把鸡蛋托举到溶液表面上来；鸡蛋露出液面后一部分二氧化碳逃逸到空气中，浮力减小，鸡蛋又沉入杯底；过一会儿鸡蛋又浮出液面，随即潜入杯底……；如此反复，使我们仿佛看到一个会“潜泳”的鸡蛋。反应后鸡蛋的质量减轻，所受重力减小，有利于鸡蛋上浮。二．1．I＋＋OH－IOHH＋＋OI－（2分）2．①．2IOH＋NaOH＝NaOI＋H2O（1分）②．IOH＋HCl＝ICl＋H2O（1分）③．IOH＋H2S＝S↓＋HI＋H2O（1分）④．10IOH＋8KMnO4＋7H2SO4＝8KIO3＋Mn(IO3)2＋7MnSO4＋12H2¬O或10IOH＋8MnO4－＋14H＋＝10IO3－＋8Mn2＋＋12H2¬O（2分）IOH在反应①中表现出酸性，在反应②中表现出碱性，在反应③中表现出氧化性，在反应④中表现出氧化性。反应③中IOH的的还原产物是HI而不是I2，I2还能与H2S反应；反应④建议写离子反应比较简单（更能表现出实际的化学反应），能给出氧化还原产物给1分。三．1．醋酸二氨合铜（Ⅰ）（2分，不指明铜的化合价给1分）2．防止催化剂中毒（1分）3．低温（1分）、加压（1分）4．高温低压（1分）关注与实际生产生活结合的平衡问题，运用相关的平衡原理去解释问题；另外请不要忽略配合物的命名。四．1．（2分）①确定是盐酸盐，写出有机部分后加•HCl，②有机部分主干是苯甲醇，对位上有氨基，3,5位上有氯取代基；③醇的α位有甲基取代，而甲基的一个氢原子又被叔丁氨基（－NH(CH3)3）取代。2．略（与羟基相连的碳原子和中间的氮原子）（1分）C＞N（1分）N的光学活性一般很弱，往往不太考虑。五．1．＋H＋＋2H2OCH3COOH＋H2S＋NH4＋2．＋3O