2004年全国化学竞赛初赛模拟试卷(26)

中学综合学科网第1页（共7页）年全国化学竞赛初赛模拟试卷（26）（时间：3小时满分：100分）题号1234567891011满分6758514138131110H1.008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（6分）石墨和金刚石在一定条件下可相互转化：石墨金刚石；ΔH＞0。20世纪50年代，美国通用汽车公司在实验室利用高温、高压（2000℃、20000atm）将石墨转化成金刚石之后，1989年，日本科学家用炸药和碳粉“炸出”金刚石的消息引起了人们的广泛关注。他们将炸药和碳粉混合并用石蜡固化后装入钢制敞口容器，沉入一个直径9m深约5m的混凝土水槽内，点火起爆，最后将容器里的水取出静置，可获得直径为0.002～0.003pm的超细金刚石粉。1．从勒沙特列原理分析，上述两种制取金刚石的方法之所以都能获得成功的原因是A金刚石比石墨熔点低B金刚石的密度小于石墨C金刚石硬度很大D合成金刚石是吸热反应2．炸药爆炸的瞬间，可以产生400000atm的超高压和5000℃的超高温，完全能达到石墨转化成金刚石的条件，你认为将炸药放在水槽内的最主要原因是A形成高压条件B吸热降低温度C防止碳粉燃烧D溶解爆炸产生的气体3．你认为工业上这种超细金刚石粉可以做A切削工具涂层B研磨剂C钻石戒指D制造石墨第二题（7分）环戊二烯分子比1,3－丁二烯多一个C原子，但它是一个环状分子。在性质上，环戊二烯是一元弱酸的液态物质。环戊二烯的过渡金属化合物是金属有机化合物（即含金属—碳键的化合物）中的一个极重要的化合物。威尔金森和费舍尔在上世纪50年代首先制备出Fe与环戊二烯的化合物，并测定了它的结构，因为这一杰出的研究工作而荣获了1973中学综合学科网第2页（共7页）年的诺贝尔化学奖。1．试画出环戊二烯的分子结构式；2．环戊二烯为什么呈弱酸性；3．经测定发现二(环戊二烯基)铁的结构很特别：Fe2＋到10个C原子的距离相等；且连接两个环的10个Fe－C键构成了相交于Fe2＋的五条直线，试画出二(环戊二烯基)铁的这一结构。4．试建议一个制备二(环戊二烯基)铁的方法（可以用化学方程式表示，不必注明条件）；第三题（5分）右图是由氯苯分子构成的平面点阵结构。1．在图中标出一个正当单位来，并标明两个基本向量a和b。2．指出正当单位的组成（内容）。3．指出这种平面格子的正当单位的形式。第四题（8分）可降解塑料由于可对抗白色污染受到全世界的重视，其中一种称为PCL的可降解塑料在生产中特别受到关注，下面是其合成过程（D的化学式为C6H10O）：ABCCuOC6H10ORCOOOHEH+PCLDH+D为已知：酮受到过酸RCOOOH氧化可生成酯：OOORCO3H1．请给出A、B、C、D、E及PCL的结构简式。2．为什么PCL在生产中特别受到关注，该合成方案有什么优点？第五题（5分）酸碱指示剂溴甲酚绿是一种弱有机酸（HA），其电离常数Ka＝1.07×10－5。它在水溶液中以HA和A－两种形式存在。当HA占总量的90％以上时，表现为HA的颜色——黄色；当A－占总量的90％以上时，表现为A－的颜色——蓝色；介于二者之间的pH范围即为指示剂的变色范围。试计算溴甲酚绿的变色范围。中学综合学科网第3页（共7页）第六题（14分）三氯化铝是有机合成的重要催化剂，也是制备其他铝化物的原料之一，其反应活性又与它的状态及所用的反应溶剂有关，请问：1．三氯化铝在有机合成中有什么重要用途2．在不同形态下，无水氯化铝以多种微粒形态存在：如在晶态中以形式X；在高于升华温度气态中以形式Y；在苯中也以形式Y，但还有少量的Z；在乙醚中以W。写出X、Y、Z、W的各形式。3．无水三氯化铝接触潮气会生成白色烟雾，写出最主要发生的反应方程式。4．实验室中可用铝和氯化氢在加热条件下制备三氯化铝，写出反应方程式和制备和收集操作中的要点。5．写出工业上用碳氯化法制取三氯化铝的反应方程式。6．用氧化铝和四氯化碳反应也可制备三氯化铝，反应中有气体副产物产生，该气体有聚毒，易水解。写出制备反应方程式。第七题（13分）周期表中有3种原子序数依次递增的金属A、B和C，它们均可形成稳定程度不同的二价离子，C的二价离子比相应A的二价离子多2个电子。三种金属均有高氧化态，在强碱性介质中形成带色的稳定的含氧酸根MOnm－。现以A的一种含氧酸根的最高氧化态作起始原料在水介质中进行如下反应：AnOmp－X光谱分析表明，B分子呈中心对称，其中M原子的配位数为6（即M原子周围有6个原子与之成键），M原子含量27.64％，碳原子仅存在于醋酸根离子中，碳原子含量25.54%。请回答下列问题：1．元素A、B和C分别是，，。2．M2＋离子稳定性顺序（大→小）。3．MOnm－氧化性增强顺序，其几何构型。4．用化学反应指出其阴离子在酸化其碱性溶液的行为（三个反应都不是同种类型）。5．X的化学式是，画出其结构。第八题（8分）含铬、锰钢样0.8000g，经处理后得到Fe3＋、Cr2O72－、Mn2＋溶液在F－存在时，用0.004000mol/LKMnO4标准溶液滴定，此时Mn（Ⅱ）变为Mn（Ⅲ），用去KMnO4标准溶液25.00mL然后，该溶液继续用0.04000mol/LFe2＋标准溶液滴定，终点时用去30.00mL。1．写出滴定中的反应方程式；2．计算试样中Cr、Mn的含量。中学综合学科网第4页（共7页）第九题（13分）硝酸钠水溶液和钠汞齐的反应与亚硝酸钠和羟氨在乙醇钠中的反应得到的主要产物都是A，A为不稳定的二元弱酸盐。1．确定这种酸的化学式、名称和可能存在的结构简式；2．分别写出生成A的化学方程式；3．该酸异构化后可用作火箭燃料的配方，写出该异构体的结构。4．在碱性条件下，NO能与Na2O（物质的量之比1︰1）反应，生成一种化合物B。B很容易歧化，除生成Na2O外，还生成两种盐，但不生成最高价硝酸盐，其中一种是A。试确定B的化学式，写出B歧化的化学反应方程式。第十题（11分）将Cl2通入AsF3和AsCl3的混合物中，生成了化合物A。经分析，A为一离子型共价化合物，其阴、阳离子具有两种高度对称的结构。A分子中只有一种As—Cl和一种As—F键。1．写出A的结构简式。写出生成A的化学反应方程式。2．A的阴离子在强碱性溶液中并不水解，但在加酸时转化为酸。问该酸是强酸还是弱酸？为什么？3．A能与ClNO3反应，生成B，B在160～170℃时分解生成C和混合气体D。将D通入到水中，能被水完全吸收。A分子与B分子结构相似。红外光谱显示，C分子中有一个AsF3没有的红外吸收。C分子中As原子的杂化形态为sp3。试确定B、C和D的结构简式或化学式，分别写出生成B和C的化学反应方程式。第十一题（10分）已知卤代烃在金属钠作用下作用下可以生成烃，如2R－Br＋2Na→R－R＋2NaBr现有2种卤代烃A和B，它们在金属钠作用下可以得到多种产物，其中得到的烃C、D、E、F、G、H（碳原子数递增）都各只有2种一氯取代物。已知C的化学式为C10H16；E分子有20个碳原子；C、E、G的最简式相同，D、F、H的最简式也相同，但都不是C2H3。1．写出A、B的化学式2．画出C的结构简式，并确定二氯取代物种数。3．写出D、E、F、G、H的化学式4．如果以CCl4为原料，与金属钠作用，可能得到的产物是什么？命题：胡波2004年6月于浙江慈溪中学审稿：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5页（共7页）参考答案第一题（6分）1．B、D2．C3．A、B第二题（7分）1．HCHCCHCHCH2（2分）（1分）2．C5H6H＋＋C5H5－（1分）C5H5－有一定的稳定性，C、H都等价，存在具有π65的平面芳香环。（1分）3．Fe（若没画连线同样给分，但一定要画成交叉式。若画成重叠式不给分）（5分）（交叉式）（2分）4．Fe＋2C5H6＝Fe(C5H5)2＋H2（2分）或C5H6＋NaOH＝NaC5H5＋H2O2NaC5H5＋FeCl2＝Fe(C5H5)2＋2NaCl第三题（5分）1．（可有各种不同取法，但形式不变）（2分）2．上图所示结构的正当单位由两个取向相反的氯苯分子构成（2分）3．矩形P格子（1分）第四题（8分）1．A：CH2＝CH2B：C：－OHD：＝OE：PCL：或（各1分）2．原料易得，原子利用率高（2分）第五题（5分）设有机酸HA溶液的物质的量浓度为x。中学综合学科网第6页（共7页）当HA占90％时：Ka＝，所以[H＋]＝＝(1.07×10－5×0.9x)／(0.1x)＝9.63×10－5，pH＝4.0；当A－占90％时：[H＋]＝＝(1.07×10－5×0.1x)／(0.9x)＝1.19×10－6，pH＝5.9；所以，其变色范围为4.0～5.9。第六题（14分）1．Liwes酸催化剂，如在付氏反应（1分）2．X：Al3＋、Cl－；Y：Al2Cl6；Z：C6H6→AlCl3；W：C13Al←O(C2H5)2（各1分）3．AlCl3＋H2O＝Cl2AlOH＋HCl（2分）或AlCl3＋H2O＝Cl3Al←OH2Cl3Al←OH2＝Cl2AlOH＋HClHCl＋H2O＝H3O＋＋Cl－4．2Al＋6HClAlCl3＋3H2（1分）在无水条件下进行（1分）反应后AlCl3是气体，离开反应装置，冷凝后为固体，可实现与HCl、H2的分离（1分）5．A12O3＋3C＋3Cl2＝2AlCl3＋3CO（2分）6．Al2O3＋3CCl4＝AlCl3＋3COCl2（2分）第七题（13分）1．A：CrB：MnC：Fe（各1分）2．稳定性：Mn2＋＞Fe2＋＞Cr2＋（1分）3．氧化性：CrO42－＜MnO42－＜FeO42－（1分）均为正四面体结构（1分）4．CrO42－→Cr2O72－→Cr3O102－……3MnO42－＋4H＋→2MnO4－＋MnO2＋2H2O4FeO42－十2OH－→4Fe3＋＋3O2＋10H2O（各1分）5．Cr2(CH3COO)4(H2O)2（2分）（2分）第八题（8分）1．MnO4－＋4Mn2＋＋8H＋＝5Mn3＋＋4H2O（1分）Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋＝2Cr3＋＋6F