2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷(18)

中学综合学科网第1页（共9页）年全国化学竞赛初赛模拟试卷（18）（时间：3小时满分：100分）题号123456789101112满分105666179591098H1.008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－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第一题（10分）1．镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31，属ⅢA族。镓的熔点为29.78℃，沸点高达2403℃。镓有过冷现象（即冷至熔点以下不凝固），它可过冷到－120℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述正确的是A镓是制造高温温度计的上佳材料B镓能溶于强酸和强碱中C镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中D近年来镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体材料的新粮食”，这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质2．在充有氮气压强为101kPa的密闭容器中装有HgO和2.3g金属钠，将其加热至500K，使其充分反应，再冷却至室温，若容器内的气体成分未变，那么装入容器中的HgO应满足的质量条件是。3．某分子式为CnH2n－1O4N的氨基酸，若分子内只有氨基和羧基两种官能团，且无甲基。计算符合该分子式通式的氨基酸的数目。4．根据酸碱质子理论，写出N2O3与发烟硫酸（H2SO4·SO3）反应的化学方程式。中学综合学科网第2页（共9页）第二题（5分）除去高压锅炉用水中溶解的氧气常用的试剂有N2H4（肼）、Na2SO3。1．写出两种试剂和O2的反应方程式：。2．除去等质量的O2，所耗N2H4（32g/mol）、Na2SO3（126g/mol）质量之比为。3．与N2H4相比，用Na2SO3的缺点是。第三题（6分）含磷阻燃剂是近年来化学家重点研究的新型阻燃剂。某新型磷氮阻燃剂A（白色粉末）可由下列路线经过一系列取代反应合成：＋POCl3→BA已知A为对称型分子，经元素分析，其质量分数：C47.63%，H6.46％，N6.95％；A的摩尔质量为404g／mol。试确定A、B的结构，并写出有关化学反应方程式。第四题（6分）一次学生实验中，学生用铝片分别跟稀盐酸、稀硫酸反应，发现铝片跟稀盐酸反应现象非常明显，而跟稀硫酸却几乎不反应。这和课本上的内容“铝能跟稀盐酸或稀硫酸起反应生成氨气”不一致，是什么原因呢？是试剂出了问题吗？为了寻找原因，某学生在教师指导下重新用分析纯浓盐酸和浓硫酸配制了一定浓度的溶液，然后加入0.1×10×25mm、纯度＞99.5％的铝片验证是否确实存在上述现象，实验结果如下表：反应进程酸1min2min5min15min20min3mol/LHCl少量气泡较多气泡大量气泡反应剧烈铝片耗尽1.5mol/LH2SO4均无明显现象（无气泡）3mol/LH2SO4均无明显现象（无气泡）无论是用1.5mol/LH2SO4还是用3mol/LH2SO4的稀硫酸，均无明显反应现象。其结论还是与教材的叙述不相符合。1．为了探究“铝跟稀盐酸、稳硫酸反应的差异原因”，你能对问题的答案作出哪些假设（或猜想）？假设一：；假设二：。……2．为了论证上述假设，你设计的实验方案是：（探究过程）中学综合学科网第3页（共9页）第五题（6分）试剂厂在制备分析试剂醋酸锰[Mn(CH3COO)2·4H2O]时，常用MnO2作为主要原料，并控制pH在4～5以除去溶液中的杂质Fe3＋。1．写出制备过程的有关反应式；2．通过计算说明控制pH在4～5时，即可除去溶液中的杂质Fe3＋，而无其他影响。（KspFe(OH)3＝1.1×10－36；KspMn(OH)2＝4.0×10－14）第六题（17分）邻苯二甲酸酐在紫外0光的作用下，能形成一种安定性很小、反应性很强的物质A，人们至今没有把A独立地分离出来，只能在低温下（8K）观察其光谱，或用活性试剂截获。例如，用1，3一环己二烯截获A可得；若用呋喃（）来截获A，可得产物B，将B物质置于酸性条件下，可得比B更稳定的酸性物质C；若用蒽（）来截获A，可得产物D。A物质在惰性溶剂中，可自身聚合生成E和F。D和E具有相类似的对称性，如都存在三重轴（分子绕轴旋转120°后重合）等。F是具有弱导电性的直线型高分子化合物。1．请画出A、B、C、D、E的结构简式。2．计算D和E的一氯、二氯取代物的同分异构体的种数。3．写出F分子的结构构型；若把F分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元；并分析该分子具有导电性的原因。中学综合学科网第4页（共9页）第七题（9分）由稀土化合物制取稀土金属采用熔盐电解法和金属热还原法。由于稀土一氧键比稀土一氯（或氟）键牢固，所以多半是以氯化物或氟化物为原料。在生产上，首先要将稀土氯化物晶体RCl3·6H2O脱水制取RCl3，脱水温度为200～300℃。脱水时会有部分稀土氧氯化物ROCl（红色）生成，这种难熔的物质会使电解时的熔体粘度增大，导电性降低，并使析出的金属液滴不易从盐相中聚集和离析出来。这些悬浮的ROCl在电解时大部分会沉积于电解槽的底部，将阴极金属覆盖住，使电解难以继续进行，故称红色的ROCl为“红泥”。“红泥”不被电解。1．写出RCl3·6H2O在脱水时生成ROCl的化学反应方程式。2．为防止ROCl的生成，脱水可在HCl气流中或NH4C1存在下进行，此情况下ROCl若有产生，也难以存在。试用化学反应方程式予以解释。3．电解所取的原料虽然是RCl3·6H2O经脱水处理的产物，但在电解时熔融电解质中仍有“红泥”产生。为什么?4．生产上电解槽是以石墨坩埚充当的，它兼作阳极，阴极是钼棒。石墨坩埚的形状做得有利于熔融电解质的对流。实践证明，在该条件下电解正常进行时，即使是使用含水的稀土氯化物，槽内也并无红泥的蓄积，但发现作为阳极的石墨坩埚底部周壁发生严重的腐蚀现象。试推测发生的反应。（电解温度：850～900℃，“红泥”被消除时有气体产生，且有RCl3生成）5．你认为ROCl是次氯酸盐吗？为什么？你认为是哪类化合物？第八题（5分）某退热止痛剂为咖啡因（C8H10N4O2）、盐酸喹啉和安替比林的混合物，为测定其中咖啡因的含量，称取试样1000g，移入100mL的容量瓶中，加入50mL水、20mL0.35mol/L1四碘合汞酸钾溶液和2mL浓盐酸，此时喹啉和安替比林均与四碘合汞酸根生成沉淀，加水稀释至刻度，摇匀。将试液干过滤，移取4000mL滤液于干燥的锥形瓶中，加入10.00mL0.3000mol/LKBiI4溶液，此时质子化的咖啡因与BiI4－反应：(C8H10N4O2)H＋＋BiI4－＝(C8H10N4O2)HBiI4↓。干过滤，取20.00mL滤液，在pH3～4的HAc－NaAc缓冲液中，以0.02000mol/LEDTA滴定至黄色消失为终点，用去EDTA标准溶液30.00mL，计算试样中咖啡因的质量分数。中学综合学科网第5页（共9页）第九题（9分）磷化硼（BP）是一种有价值的耐磨硬涂层材料，这种陶瓷材料可作为金属表面的保护薄膜。它是通过在高温氢气氛围下（＞750℃）三溴化硼和三溴化磷反应制得。BP按四面环绕的形式立方紧密堆积结构结晶，如右图所示。1．写出生成磷化硼的反应方程式；2．画出三溴化硼和三溴化磷的空间结构式；3．给出基于磷化硼化学式的晶胞总组成；4．计算当晶胞晶格参数为478pm时的磷化硼密度；5．计算磷化硼中硼原子和磷原子之间的最近距离。第十题（10分）已知酸性溶液中某金属M的元素电势图（298.15K）如下：已知：对i个相邻电对，有：iiionnnEnEnEnE212211附：E(H＋/H2)＝0V；Eø(Cl2/Cl－)＝1.36V；Eø(O2/H2O)＝1.23V。1．计算下列电对的EA。M2＋(aq)＋2e＝M(s)MO53－＋10H＋＋3e＝M4＋(aq)＋5H2O2．把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里，假定热力学可能进行的反应未被动力学因素阻止，会发生什么反应。3．氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里，且当反应结束留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程的主要产物（除去水）是什么？4．化合物K3MO5很容易溶于密闭容器内的稀盐酸里，当反应结束后。留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程除K＋(aq)及水外的主要产物是什么？中学综合学科网第6页（共9页）第十一题（9分）把镁和铁（Ⅲ）、铜（Ⅱ）的氯化物的混合物溶于水，当加入Na2S于该溶液时产生的沉淀量比通入H2S时要多出2.51倍；若将等质量的FeCl2替代该溶液中的FeCl3时，则上述情况下的沉淀量变为3.36倍，请问：1．分别写出Na2S和H2S与溶液中各氯化物反应的方程式。2．计算该混合物各组分的百分含量。第十二题（8分）6－羟基－3，4－二氢－2－(1H)喹啉酮是合成西洛他唑（商品名platal）的重要中间体，也是合成抗血栓药、抗凝血激酶哮喘药、强心药……的重要中间体现浙大材料化工学院的吴纯据先生曾用以下方法作了合成，请按指令完成下列各反应并回答有关问题：1．完成各步反应（用流程图表示）；2．命名化合物②和④；3．由③→④是什么反应，由⑤→⑥属什么反应。命题：胡波2004年5月于浙江慈溪中学审稿：2004年月于浙江慈溪中学中学综合学科网版权所有，任何网站不得转载中学综合学科网第7页（共9页）参考答案第一题（10分）1．A、B、C（2分）对C的说明：人们利用稼熔点低的特性，把镓跟锌、锡、铟这些金属掺在一起，制成低熔点合金，把它用到自动救火龙头的开关上。一旦发生火灾，温度升高，这种易熔合金做的开关保险熔化，水便从龙头自动喷出灭火。对D的说明：近年来镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体材料的新粮食”，这是利用了镓的化合物（GaAs等）的导电性介于导体和绝缘体之间的性质。2．≤21.66g（2分）3．n为奇数：412n；n为偶数：42nn（4分）n为奇数：21n＋23n＋23n＋25n＋25n＋……＋1＋1；n为偶数：22n＋22n＋24n＋24n