全国化学竞赛初赛模拟试卷(25)

全国化学竞赛初赛模拟试卷（25）（时间：3小时满分：100分）题号123456789101112满分6566711910610816H1.008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）土壤胶体是矿物质胶体和有机胶体的复合胶体，其基本组成物质如含水的二氧化硅（显酸性）、氧化铁、氧化铝和分子中有酚羟基、羧基的腐殖酸。可见，土壤胶体由于其存在较多弱酸性基团而主要带负电荷。因此，土壤胶体能吸附阳离子进入土壤胶粒表面（扩散层中）而建立吸附平衡。吸附Ca2＋离子时，对土壤胶体有较强的凝聚作用，能使土壤结构得到改善，形成稳性的团粒结构而有良好的肥力。被土壤胶体吸附的阳离子，能跟土壤溶液里其他更易被吸附的阳离子（如Fe3＋、A13＋、H＋）或者其他浓度较大的阳离子（如所施钾肥的K＋）发生相互交换的交换作用，即代换反应。此等阳离子，就称为土壤代换性（交换性）阳离子。这种代换反应，必然可逆而有其代换平衡。作物根系在土壤中通过放出有机酸和二氧化碳而吸收土壤胶体上的NH4＋、K＋时，就会破坏原有相关的代换平衡。为定量研究土壤中Ca2＋、Mg2＋的存在状况，可进行这样的实验：分别取两份风干、磨细的同种土壤样品30g于锥形瓶中，编号为1和2，在1号瓶中加10%NaCl溶液150mL，在2号瓶中加蒸馏水150mL，同时振荡10分钟后分别用干滤纸过滤，相应得到1号滤液和2号滤液。分别量取两种滤液各25.00mL于锥形瓶中，各加入2.5mL氨性溶液（氨缓冲液）使两者的pH都约为10，再各加3滴Ca2＋、Mg2＋的指示剂（铬黑T，在此碱性溶液中本身显蓝色，遇Ca2＋、Mg2＋则显红色），然后分别用0.0200mol/L的EDTA标准溶液滴定至终点（EDTA很易以等物质的量结合Ca2＋、Mg2＋生成稳定的无色配合物，故终点时溶液由红色突变为蓝色）。滴定25.00mL1号滤液和25.00mL2号滤液，分别用去此EDTA溶液V1mL和V2mL。1．上面被研究的土样中，代换性钙镁的总含量，以“10－3mol/100g土样”计，根据测定，应为A0.4V1B4×10－2V1C0.4V2D4×10－2V22．为研究酸性土壤中H＋的存在状况，取等量酸性土壤的土样，分别放入适量等体积的蒸馏水和10%的NaCl溶液中充分搅拌后静置，再分别用pH试纸测定其上层澄清液的pH，分别获得的测定值相应为pH1和pH2。对此测定结果所作的评价，正确的是A应以PH1为该土样的土壤溶液酸碱度的测定值B测定值pH2与该土壤的酸性程度无关C因pH2＜pH1，故应以pH2为该士样的土壤溶液酸碱度的测定值DpH2越小于pH1，原存于土壤胶体的潜在酸度就越高3．持续较多施用(NH4)2SO4或NH4Cl铵态氮肥，将使土壤显著变酸和显著减少其代换性钙镁含量，从而破坏士壤结构。其主要原因是ANH4＋的水解酸性BNH4＋被作物吸收时所显的生理酸性C土壤胶体上的Ca2＋、Mg2＋被H＋代换D土壤胶体上的H＋被NH4＋代换4．改良酸性土壤，适宜施加A石灰B氨水C石膏D腐殖酸钙第二题（5分）下表列举常见的温室气体。温室气体现有浓度估计平均年增长率（%）二氧化碳（CO2）345g/t0.4甲烷（CH4）1.65g/t1～2一氧化二氮（N2O）0.3g/t0.2～0.3氟里昂（CFCl11、CFCl12）0.2mg/t、0.35mg/t5.0臭氧层臭氧（O3）0.1～10g/t（随高度变化）－0.5由此可见：1．温室效应中起主要作用是，原因是；2．温室气体分子组成的共同特点是________________________________________。3．请再列举一种常见的温室气体。第三题（6分）高能量密度材料指用于炸药、推进剂、发射药的高能量化合物，这类化合物可用于所有战略和战术武器系统，三硝基间氯苯胺（C）就是合成高能炸药A的重要中间体。高能炸药A是一种淡黄色晶体，常温下较稳定，密度为1.81g／cm3，化学式为C17H9N13O16，其分子结构对称。A可分四步合成：在上述四步合成中，（1）和（4）均为硝化反应，（2）为氯化反应，（3）为缩合反应。B的化学式为C6N5H3O8；C分子中Cl原子活性很大，能和某些基团发生取代反应。试根据上述信息确定A、B、C、D四种物质（写出结构简式）。第四题（6分）两种铜溴配合物晶体中的一维聚合链结构的投影图（其中部分原子给出标记）如下。图1图2（图2中所有菱形面相同，相邻者相互垂直）1．分别指出两种结构的结构基元由几个Cu原子和几个Br原子组成：图1含个Cu原子，个Br原子；图2含个Cu原子，个Br原子。2．用笔在图中画出相应的一个结构基元。第五题（7分）H2O2是一种绿色氧化剂，应用十分广泛。1979年化学家将H2O2滴入到SbF5的HF溶液中，获得了一种白色固体A。经分析，A的阴离子呈八面体结构，阳离子与羟胺NH2OH是等电子体。1．确定A的结构简式。写出生成A的化学反应方程式。2．若将H2O2投入到液氨中，可得到白色固体B。红外光谱显示，固态B存在阴、阳两种离子，其中一种离子呈现正四面体。试确定B的结构简式。3．上述实验事实说明H2O2的什么性质？第六题（11分）（＋）－1，2－丙二胺四乙酸根（简写pdta4－）是一个具旋光活性的多合配体，能与M（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）等过渡金属离子形成螯合物，请回答了列问题：1．写出pdta4－的结构并指出它具有旋光活性的原因。2．指出pdta4－中的配位原子最多可以有几个？最多可形成几个五原子环？3．pdta的电离常数依次为Ka1、Ka2、Ka3、Ka4、Ka5、Ka6。请问Ka1、Ka3、Ka5相对应的基团各是哪个？4．Mn（Ⅱ）与pdta4－的螫合物中加入等摩尔的对映体配体（25℃时），5min后旋光消失了，为什么？5．Fe（Ⅲ）的螫合物在相同操作下放置两天却不见旋光性变化，为什么？不要求给理论说明。第七题（9分）室温下把铅分别放入蒸馏水和自来水中，经过一段时间后，在原先是蒸馏水的容器中出现白色“胶状”物，而原先是自来水的容器中未出现这个现象。1．装蒸馏水的容器中出现的白色“胶状”物是什么物质？为什么？2．装自来水的容器中将会产生什么物质？为什么？3．请设计一个简单实验证明你的结论。4．若将一块铅半浸入暂时硬水中，是否有可观察到现象，什么现象？为什么？第八题（6分）在碘量瓶中加入5.00mL的NaClO漂白液（密度为1.00g·mL－1），再加入过量的KI溶液。然后，加入适量稀H2SO4，立即以淀粉溶液为指示剂，用0.100mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，到达终点时消耗Na2S2O3溶液33.8mL。1．写出反应的离子方程式；2．计算漂白液中NaClO的质量分数w（NaClO）。第九题（10分）解释下面三组与氮有关的问题。1．有氮的两个化合物三甲胺（Me3N）和三甲硅烷胺[(H3Si)3N]，已观察到两化合物中氮上的键角分别为108°和120°，解释键角为什么不同。2．氮和硼都能生成三氯化物，在BF3中键能为646kJ/mol，在NF3中仅为280kJ/mol，说明两者键能的差别。3．NF3的b·p为－129℃，而NH3的b·p为－33℃，NH3能作Lewis碱，NF3却不能，NF3的偶极矩（0.24D）此NH3（1.46D）小得多，即使氟的电负性比氢大得多。①解释NF3和NH3的沸点和酸碱性的差别。②为什么NF3偶极矩较小。第十题（10分）某含氧杂环AC6H8O与强酸水溶液加热得BC6H10O2，B不与土伦、裴林试剂不反应，B的IR谱显示存在羰基；核磁谱显示B分子中有两类氢，其个数比为2︰3。1．请写出A、B的可能结构简式。2．指出该杂环是否有芳香性？为什么？3．A与等molH2加成后得到C，C可能存在几个异构体？4．B是否与I2－NaOH反应，所得有机产物是什么？第十一题（8分）BiCl3是铋的一种常见化合物，它溶于水。A14C3在盐酸溶液中与BiCl3作用可生成一种有机物A。A的分子结构为三角锥形。已知Al4C3是一种极易水解的碳化物。A有较强的化学活性，能与氯化氢作用，又重新生成BiCl3，同时得到一种常见气体。1．写出A的结构简式和生成A的化学反应方程式。2．试写出A与氯化氢作用的化学反应方程式，指明其反应类型。3．在沸腾的酒精溶液中，A也能与硫磺反应生成铋的硫化物和一种气体。试写出其化学反应方程式。第十二题（16分）焚烧是一种城市垃圾的高温氧化处理工艺。在850～1000℃的焚烧炉炉膛内，垃圾通过燃烧，可以把废物中的可燃物基本上氧化成二氧化碳、水和灰，可以分解、破坏有毒废弃物，使之成为无毒无害的简单化合物，其中的化学活性成分被充分氧化，留下的无机组分成为熔渣被排出，在此过程中垃圾的体积得到缩减，其易腐的性质得到了充分的改变，而且焚烧排出的残渣容易处理，能有效地做到废弃物的综合利用，回收能源。焚烧处理技术的核心是燃烧的合理组织和二次污染的防治。垃圾焚烧对环境的二次污染物主要是焚烧产物中的有害成分和灰渣中的重金属。焚烧过程中会产生酸性气体（SOx、NOx、HCl等）污染物、有机类污染物PCDD/FS。现我国采用流化床焚烧炉、采用低温燃烧和分级燃烧，焚烧过程中生成的NOx很少，同时在床料中加入合适的添加剂，可以使SOx在炉内去除。烟气（HCl）可采用在吸收塔内加入吸收剂而除去。有机污染物PCDD/FS主要是垃圾中存在的无机氯化物（如NaCl）和有机氯化物（如塑料、橡胶、皮革）在过渡金属阳离子（如Cu2＋）作催化剂下不完全燃烧生成的。它是毒性很强的一类三环芳香族有机化合物，包括75种氯代二苯并二恶英和X种氯代二苯并呋喃，其中毒性最强的是2，3，7，8—四氯二苯并二恶英，其毒性相当于氰化钾的1000倍。焚烧炉内和烟道内生成的PCDD/FS主要是以固态形式附着在飞灰表面，可用有效除尘器去除、也可用袋式过滤器前装一个装有固体的吸收塔，还可在焚烧炉的锅炉管束前喷入氨以减少PCDD/FS的生成。1．在焚烧炉的床料中加入可实现焚烧过程中产生的SO2在炉内除去。写出两步有关的化学方程式。2．在吸收塔内加入廉价吸收剂可除去烟气HCl，写出化学反应方程式。3．向焚烧炉内不断喷氨，其目的是。4．为了减少垃圾焚烧过程中PCDD/FS的排放，可用装有固体的吸收塔吸收，该固态吸收剂是，它具有性。5．氯代二苯并二恶英的结构简式为OO(Cl)n（1≤n≤8），请验证其结构共有75种。6．已知氯代二苯并呋喃分子比二苯并二恶英分子少1个O原子，写出氯代二苯并呋喃的结构简式，并确定X的值。命题：胡波2005年6月于浙江慈溪中学审稿：于浙江