全国初赛模拟试题四

第1页（共6页）全国化学竞赛初赛模拟试卷（04）第一题（4分）1．当纯的50Cr原子核受到α粒子的轰击时，发生两种反应，其产物粒子中有中子和氘核。写出通过核反应生成新核素的符号。2．一碱土金属元素具有放射性，它和它的子元素通过连续地释放出三个α粒子而衰变，则最终的产物属于哪一族？第二题（5分）1．在轨道上飞行的宇宙飞船中，宇航员溅出了的几滴饮料，每个液滴的几何形状最可能是什么样子的？试解释之。2．当从接近过冷的液体中移走热量时，液体温度会降到冰点以下，然后突然上升。温度突然上升的热源是什么？第三题（4分）IF3分子能够稳定存在。1．指出中心原子的杂化类型和分子构型2．说明为什么可能具有同样电子和分子结构的I4分子并不存在。第四题（6分）1．CsCl晶体构型可以稳定存在的必要条件是正离子的半径足够大，以防止相邻的8个负离子相互接触。为了防止它们的接触，r＋/r－的最小值是多少？2．如果CsCl晶体的密度是3.988g/cm3，计算晶胞中单个CsCl离子对占有的有效体积。（NA＝6.022×1023mol－1）第五题（4分）当把含有K2SO4和Al2(SO4)3的溶液蒸发结晶后得到成八面体的KAl(SO4)2·12H2O晶体。试说出一种能够验证其是配位化合物还是复盐的具体实验方法，并指出当分别为配位化合物或复盐时的情况。第六题（12分）NOx是城市大气污染物之一常见的氮氧化物为有以下几种：化合物热力学函数N2ONON2O3NO2N2O4mfH（kJ·mol－1）82.090.2583.7233.189.16mfG（kJ·mol－1）104.286.57139.4151.3097.82上述数据在标准状况下测得1．画出N2O、NO2的分子结构。2．哪种氮氧化物有可能在内燃机燃料的燃烧时直接生成？（假设mfH和mS不随温度变化）。3．请根据所学的知识，提出治理氮氧化物的两种可能途径，写出反应方程式。4．NO对人体的作用有两面性。（1）在神经细胞内产生的NO会损害神经细胞，这是因为NO与细胞产生的超氧离子O2－结合，产生过氧亚硝酸，最后生成羟基自由基而引起的，写出该过程方程式。（2）在血管内皮细胞中产生的NO则可舒张血管调节血压，这是由于NO以某种形式（）与一种含血红素的酶中的金属离子（）配位而推动一系列变化而造成。NO的配位形式与CO是等电子体，填写上述空格。第2页（共6页）第七题（9分）二元化合物X（ABn型），具有强氧化性性。X与NH3反应，得到两种单质气体和一种盐，其中该混合气体的平均摩尔质量为69.85g/mol；0.224L（折算为标准状况下）X与足量KI溶液反应，生成的碘需要用25.00mL0.800mol/L的Na2S2O3溶液滴定完全。1．通过计算，确定X的化学式；2．写出X与NH3、H2O分别反应的化学方程式；第八题（6分）BaTiO3晶体具有钙钛矿结构，可用立方晶格来描述，钡离子占据晶胞的角，氧离子占据晶胞的面心，钛离子占据晶胞的中心。1．如果Ti被认为是占据Ba－O晶格的空隙，它占据的空隙属于什么空隙类型？2．Ti占据该类型空隙的分数。3．解释它占据空隙的类型为什么是这一种而不是另外一种？第九题（8分）在金电极之间，以一定电流通过AuCl4－溶液。经过10min，阴极重量增加了1.314g。1．写出阴极反应方程式；2．试问在此过程中，有多少电荷经过？电流是多少？3．在1.000×105Pa，25.0℃下，阳极可释放出多少体积的气体。4．在电解AuCl4－溶液的过程中，溶液需要快速搅拌，请明确解释为什么搅拌在这个过程中如此重要？第十题（12分）二氯化钯是乙烯氧化制乙醛的工业催化剂，这是一种重要的配位络合催化反应。1．在不同温度下PdCl2有两种结构形式，即α–PdCl2型β–PdCl2型。α–PdCl2呈扁平的链状结构，β–PdCl2则以Pd6Cl12为结构单元。在这两种结构中钯（Ⅱ）都具有正方形配位特征。试画出结构的示意图。2．下图是PdCl2为催化剂，氧化乙烯为乙醛的流程图：（1）写出PdCl2将乙烯氧化为乙醛的总化学方程式；（2）流程中Pd的配合物中Pd2＋都处于四边形的中央，这些配离子的Pd2＋是以什么杂化形式。（3）配离子[Pd(C2H4)Cl3]－中C2H4与Pd2＋之间形成的是什么键，试画出该配合的结构示意图。（4）该流程中还使用了CuCl2，它的作用是什么？写出其参与反应并再生的离子方程式。3．如何利用PdCl2来鉴定体系中CO的存在（写出反应式）。第3页（共6页）第十一题（7分）乙草胺是一种重要的酰胺类除草剂。主要用于玉米、大豆、花生、棉花、马铃薯等作物的除草。乙草胺的结构简式如右图所示，新工艺合成路线如下：AOCH2BCOClClCH2CD乙草胺1．写出A、B、C、D的结构简式；2．系统命名法命名A；3．乙草胺的老工艺合成中使用了大量的氯化氢、三氯化磷、氯乙酸、固体烧碱等。与新工艺相比，老工艺的缺点是什么？第十二题（12分）在配位化合物的合成中，直接合成大环配体时往往步骤多，产率低，而且在合成有机配体过程中易发生副反应。因此先合成配体，再让配体与金属离子反应生成配合物的传统方法往往不能奏效。20世纪60年代以后，含氧或氮的大环配合物化学的发展，开创了新的合成方法，即模板合成。模板合成方法的基本要点是：在合成有机配体的同时，加入中心金属离子，在该金属离子原位生成大环配合物，金属离子相当于一个模板，促进了大环配体和配合物的形成，该过程称为金属离子的模板效应。Busch等人曾设想用A（R－－－R）和B（HS－CH2－CH2－NH2）合成四齿配体C，但实际得到的主要产物是D（存在五元环）。在C和D之间存在一平衡过程。当加入Ni（Ⅱ）后，稳定了中间体C，最终得到C的配合物E，其产率高达70％。配合物E与F（）进行反应，关环成为六配位的大环化合物G。1．命名有机物B、F。2．写出C、D、E、G的结构简式3．模板合成的大环配合物对于研究具有生物活性的无机化合物，例如卟啉类N4大环配合物以及它们的模型化合物有一定意义。写出由和M2＋形成配合物的化学式。第十三题（11分）中和1.4592g平面构型的羧酸消耗16.00mL1.20mol/LNaOH溶液，将该羧酸加热分子内脱水，生成含碳量为62.69％的化合物，该化合物是非极性分子。确定符合上述条件的摩尔质量最大的羧酸及其脱水产物的结构式，简述推理过程。核酸的结构式：脱水产物的结构式：推理过程：第4页（共6页）参考答案第一题（4分）1．53Fe52Mn（各1分）2．ⅣA（2分）第二题（5分）1．球形（1分）。因为表面张力的存在总是有使表面积达到最小的趋势（1分），而球的单位体积对应表面积最小（1分），所以为球形。2．熔解焓（2分）第三题（4分）1．sp3d（1分）T型（1分）2．IF3分子中碘原子上的电子呈三角双锥形结构，其中的两个平伏电子对为孤对电子。I4不稳定易于分解成两个I2分子，可能是因为非中心碘原子的体积太大，而电负性又太低。（2分）第四题（6分）1．0.732（3分）2．7.010×10－23cm3（3分，注意有效数字）第五题（4分）可通过测量溶液的导电率，如果其离子的导电率等于K2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液的导电率之和，则说明此化合物在溶液中完全电离，也即其是复盐不是配合物。第六题（12分）1．N2O：NO2：Noo...:::::（各1分）2．因为mfG＝mfH－TmSmS＝(mfH－mfG)/T（1分）对于NOmfH－mfG＝90.25－86.57＞0（1分）mS＞0，温度升高TmS项会增大，有可能mfG＜0（1分）则N2＋O2＝2NO反应自发因此当内燃机燃料的燃烧时，只有NO可能直接生成（1分）3．催化分解：2NO2N2＋2O2催化还原：6NO2＋8NH37N2＋12H2O（以CH4为还原剂也可以）碱液吸收：NO2＋NO＋2NaOH（Na2CO3）＝2NaNO2＋H2O（CO2）液相配合：FeSO4＋NO＝[Fe(NO)]SO4（任意两种均可，各1分）4．（1）O2－＋NO＋H＋＝HOONOHOONO＝NO2＋OH（各1分）（2）NO＋铁（各1分）第七题（9分）1．参加反应的X与Na2S2O3的物质的量之比为1︰2，所以X中起氧化作用的元素化合价下降2价；（2分）与NH3反应中一种D单质为N2，另一种与KI反应得到的还原物质相同，设为Yn，则N2︰Yn＝n︰3，(28n＋3nY)/(n＋3)＝69.85；Y＝13.95＋69.85/n（2分）当n＝1时，存在合理的Y：Kr（83.8）（1分）所以满足条件的最合理的化合物X是KrF2。（2分）2．3KrF2＋8NH3＝3Kr＋N2＋6NH4F2KrF2＋2H2O＝2Kr＋O2＋4HF（各1分）第八题（6分）1．八面体空隙（1分）2．位于晶胞中心的八面体空隙恰构成面心立方晶胞中所有八面体空隙的1/4（2分）3．晶胞中心的八面体空隙被钛离子占据，它周围有6个最相近的氧离子。余下的八面体空隙位于晶第5页（共6页）跑边心上，与任何八面体空隙一样，每个周围有6个最相近的离子，只不过6个最相邻原子中的2个是钡离子（位于某给走边的终点上），4个是氧离子。两种阳离子Ba2＋和Ti4＋相接近，在静电方面是不利的。（3分）第九题（8分）1．AuCl4－＋3e－＝4Au＋4Cl－（1分）2．Q＝1.93×103C（2分）I＝3.22A（1分）3．VCl2＝0.248L（2分）4．AuCl4－负离子带负电荷，由于同性相斥，在电场作用下向正极聚集，要使其在负极得电子还原，必须搅拌才能使AuCl4－负离子靠近负极。（2分）第十题（12分）1．（1.5分）（2分）2．（1）CH2＝CH2＋PdCl2＋H2O＝CH3CHO＋Pd＋2HCl（1.5分）（2）dsp2（1分）（3）（2分）（4）2Cu2＋＋Pd＋6Cl－＝2CuCl＋PdCl42－4CuCl＋O2＋4H＋＝4Cu2＋＋4Cl－＋2H2O（各1分）3．PdCl2＋CO＋H2O＝Pd↓（黑色）＋CO2＋2HCl（2分）第十一题（7分）1．A：（1分）B：（1.5分）C：（1.5分）D：CH3CH2OH（1分）2．2－甲基－6－乙基苯胺（1分）3．原料强腐蚀性、重污染（1分）第十二题（12分）1．B：2－氨基乙硫醇F：邻苯二甲基溴（各1分）2．C：（1分）D：（2分）E：（2分）G：（2分）第6页（共6页）3．（3分）第十三题（11分）羧酸的结构式：HOOCHOOCCOOHCOOH脱水产物的结构式；CCCCOOOOOO（每式3分；共6分。）因为脱水产物是非极性分子，则酸必定含有偶数个羧基。设羧酸为2n元酸，则：羧酸的摩尔质量为M1＝1.4592g/[(1.20mol/L×16.00mL/1000)/2n]＝152ng/mol（1分）脱水后的化合物的摩尔质量为M1＝(152n－18n)g/mol＝134ng/mol其中碳原子个数为(134n×62.69%)/12＝7n个（1分），氧原子个数至少为4n个（1分）。其化学式只能为C7nH4nO4n当n＝1时，C7H4O4，C5H2(COOH)2，不存在合理C5H2的结构式；（1分）当n＝2时，C14H8O8，C10H4(COOH)2，存在并联的2个苯环。（1分）