全国化学竞赛初赛模拟试卷(12)

全国化学竞赛初赛模拟试卷（12）（时间：3小时满分：100分）题号123456789满分511812814161313H1.008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（5分）某燃料电池以熔融态K2CO3为电解质，以CO为燃料，以空气为氧化剂。已知：熔融K2CO3中不能大量存在氧负离子。1．该燃料电油需添加一种常见物质。该物质是（写化学名称）。2．写出该燃料电池的电极反应和原电池反应。第二题（11分）SOX2是常用的卤化剂，也是常用的吸水剂。SOBr2和SOI2都不太稳定，加热时会发生分解。已知：4SOBr22SO2＋S2Br2＋3Br2。1．S2I2与S2Br2相比，哪一个稳定？为什么？请预测S2I2的稳定性。2．写出SOI2分解的化学反应方程式。3．写出KI在SOCl2中的化学反应方程式。4．液态SO2是常用的溶剂，它能发生自偶电离：2SO2SO2＋＋SO32－。试分别写出KBr、KI在液态SO2中的化学反应方程式。第三题（8分）化合物NiI2(HPPh2)2（写为A）是从NiI2心与二苯基磷反应获得的，它在固态时是抗磁性的单分子，而在硝基苯中是非电解质，具有很小的偶极矩。31P的核磁共振谱表明分子中两个P原子的环境的相同的。1．写出生成A的化学反应方程式。2．画出A的可能结构。3．指出A中Ni原子的杂化形态。第四题（12分）膨胀石墨作为新一代工程塑料，其优良的性能和广泛的用途，日益受到化学家的青睐。膨胀石墨的制备原理是将天然石墨置于氧化剂，如浓H2SO4介质中氧化，得氧化石墨，酸分子或酸根离子进入石墨层间，其方程式为：Cx＋n/2[O]＋nH2SO4＝Cxn＋(HSO4)nn－＋n/2H2O，再将Cxn＋(HSO4)nn－水洗、过滤、干燥、高温加热后，其中H2SO4、HSO4－及水分子在高温下迅速挥发，产生的气体使石墨膨胀而制得膨胀石墨。1．氧化石墨的组成随氧化程度而异。化学家Clauss通过对一种氧化石墨A的红外光谱研究，发现其结构有（a）和（b）两种，其中（a）如左下图所示，则结构（b）是什么？请在下面的空白处画出。（a）或（b）的化学式是什么？简要说出理由。（a）（b）2．从中学酸、碱、盐角度看，氧化石墨如氧化石墨A和Cxn＋(HSO4)nn－分别属于哪一类物质？3．氧化石墨为层型结构，将它置于碱性溶液中，如0.01mol/LNaOH溶液中，有何现象发生？为什么？4．在石油污染的海面，我们可用膨胀石墨进行有效处理。为什么？5．在潮湿的空气中，有的膨胀石墨会腐蚀金属。请你阐述该膨胀石墨污浊金属的原因。第五题（8分）试回答下列问题。1．在一抽真空的容器中，将S4N4蒸气通入Ag棉催化剂中，在573K可得到S2N2。该分子中S－N键长（165pm）介于N－S单键（174pm）和N＝S双键（154pm）之间。画出该分子的结构。2．S2N2与SbCl2反应，生成1︰2的加合物，该加合物中仍保留有原来的结构，写出其结构式。3．将S2N2在真空干燥器中放置30天后即为聚(SN)n。它虽然全部由非金属原子构成，但却具有金属的导电性。说明其导电性良好的原因。第六题（14分）化合物A和B的元素组成完全相同。其中A可用CoF3在300℃时与NO2反应制得；B可用AgF2与NO反应制得。其中，A与NO3－是等电子体。1．确定A和B的化学式，指出A中中心原子的杂化形态。2．上述反应中，CoF3和AgF2起什么作用？3．A可用无水硝酸和氟代磺酸反应制备。试写出其化学反应方程式，并指明化学反应类型。4．B也可用潮湿的KF与无水N2O4反应制得。试写出其化学反应方程式，并指明化学反应类型。5．A和B都能发生水解反应。试分别写出B与NaOH和乙醇反应的化学方程式。6．A能与BF3反应，试写出其化学反应方程式，并预测B－F键长变化趋势，简述其原因；同时阐述A反应前后中心原子的杂化形态。第七题（16分）使4.9052g金属M的氯化物和过量的微带颜色的液体A作用，放出气体，同时形成无色结晶化合物B。B十分温和地加热到170℃时转变为中性盐C，同时放出密度以氢计为24.9的褐色气体D。盐C继续加热转变为含金属64.04％的产物E。E继续加热时得到3.2582g金属氧化物。此外还知道1mol化合物B在水溶液中能与7mol氢氧化钾反应。1．M为何种金属？2．气体D是单一的化合物吗？确定它的组成。3．B和E属于哪类化合物？4．写出上还所有反应的化学方程式。5．钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。研究表明在测定温度范围内，MNiO3具有金属导电性，M2NiO4和MSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：MNiO3＞MSrNiO4＞M2NiO4。结构研究表明MNiO3为正常钙钛矿结构。（1）MNiO3属于何种晶系？晶胞中各原子（离子）的位置如何？试画出一个晶胞。（2）M2NiO4结构可视为MO岩盐层与MNiO3交互出现的层状结构，MO插入使得MNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。CO在这类材料上首先吸附于Ni3＋上的配位活化，然后与表面氧结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种）。（3）与MSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、Ba、Cu的原子个数比为1︰2︰3，试写出其化学式。第八题（13分）近年来，化学家对香亚贸进行了深入地研究，它可以做层状硅酸盐光学活性纳米复合材料。香豆素的衍生物马米亚（）可预防脑血栓。香豆素可使溴的四氯化碳溶液褪色，与苯胺作用可形成化合物B（C15H13O2N）。1．写出香豆素（记为A）和B的结构简式。2．写出A与苯胶反应生成B的化学反应方程式。3．最近的《科学》杂志报道，某药用香豆素的衍生物合成路线为：CH3COCH2COOHCD已知：在第（a）步反应中，乙酸乙酸乙酯为液体，其沸点为89℃，而二氯砜的沸点为78℃，且遇水易发生剧烈的水解反应。在（a）步反应中，反应混合物的温度应控制也10℃以下，且（a）反应剧烈，能产生大量的热，同时产生有刺激性气味的气体，该气体有催泪作用并在空气中形成白雾；（b）步反应只产生白雾；（c）步反应中需加入丁酮和K2CO3。（1）试确定C、D的结构简式并写出（a）、（b）、（c）各步反应的化学方程式。（2）试指出第（1）步反应中丁酮和K2CO3的作用。（3）在设计实验（a）的装置时，主要应考虑哪些问题？第九题（13分）将物质A4.832g溶解于1L水中用碱滴定所得溶液的等分试样（V＝10mL），消耗0.0281mol/LNaOH溶液23.8mL。经过一段时间，重新从溶液中取等分试样（V＝10mL），滴定消耗0.0281mol/LNaOH溶液47.4mL。将第二次滴定之后所得的溶液分为二等份，向一份溶液中加入MgSO4溶液，生成沉淀B（m＝5.2×10－3g）。向第二份溶液中加入BaCl2溶液，生沉淀的质量为5.35×10－2g。1．试用计算来确定物质A和B。2．试写出题中所述反应的化学方程式。3．试提出合成A的方法及其进行的条件。4．以pH－V（A）︰V（NaOH）为坐标画出第一和第二个等分试样的pH滴定图。命题：施华2003年10月于华东师大二附中审稿：胡波2004年3月于浙江慈溪中学中学综合学科网版权所有，任何网站不得转载参考答案第一题（分）1．CO2（2分）由题意知，题干指出：O2－在熔融K2CO3中不能大量存在，因此，不可能发生诸如O2＋4e－＝2O2－之类的正极反应，并通过电解质将O2－从正极区传导到负极区与CO结合成CO2。为此，必须在氧化剂中添加CO2气体，若添加的物质是固态物质或液态物质，例如KOH，这肯定不符合题意，因氧化剂是空气中的氧气，而且，即便可以添加，将不断改变电解质的组成，使电池不能长期稳定工作。还需指出：书写电极反应时应注明正负极；电极反应加利得到原电池反应时需注意电子得失总数相等。我们还可在此题中发现，电极反应和原电池反应经常不能反映原电池的电解质组成，这是正常的。例如，用熔融K3PO4代替熔融K2CO3，原电池反应是相同的。结合此题，我们还可增加知识：某些固体电解质，例如掺杂Y的ZrO2，可以传导氧离子。因此，应在氧气中添加二氧化碳。电池运行期间碳酸根不断在正极区形成移向负极区分解，其总量不变。2．负极反应：CO＋CO32－－2e－＝2CO2；正极反应：1/2O2＋CO2＋2e－＝CO32－；原电池反应：2CO＋O2＝CO2（注：由两个电极反应加和得到）。（各1分）第二题（11分）1．S2Br2比S2I2稳定。因为S－I键键能比S－Br键能小得多，预计S2I2很容易分解成S和I2。（2分）2．2SOI2SO2＋S＋2I2。（2分）3．4KI＋2SOCl2＝4KCl＋SO2＋S＋2I2。（2分）4．4KBr＋4SO2＝2K2SO4＋S2Br2＋Br2（2分）；原因是：8KBr＋8SO2＝4K2SO3＋4SOBr2；4SOBr2＝2SO2＋S2Br2＋3Br2；4K2SO3＋2Br2＝2K2SO4＋4KBr＋2SO2；2KI＋2SO2＝K2SO4＋S＋I2。（2分）第三题（8分）1．NiI2＋2PH(C6H5)2＝NiI2[PH(C6H5)2]2（3分）2．由于A具有很小的偶极矩，因此A应为反式结构。结构式为：（3分）3．dsp2（2分）第四题（12分）1．本题是烯醇式和醛（酮）式结构互交：（2分）该图形中，碳原子数：8；氢原子数：2；氧原子数：4。因此氧化石墨A的化学式为C8H2O4。（2分）2．A为酸，可写为C8O2(OH)2或H2C8O4。Cxn＋(HSO4)nn－则属于盐。（2分）3．极性分子可以插入层中，使层间距离增大。因氧化石墨层间吸收了阳离子，使之发生了膨胀。或答“OH－与H＋发生了反应激热使之膨胀”也正确。（2分）4．因膨胀始末内部有许多网状结构的孔，表面积大，对于重油等石油产品有较强的吸附能力，可吸收石油。（2分）5．由于膨胀石墨中有许多杂质（如SO2、SO3、SO42－、HSO4－等），石墨作一种惰性电极，所接触的金属作为另一极，发生了电化腐蚀。同时水蒸气进入了膨胀石墨的缝隙，溶解了上述杂质，发生了金属腐蚀。（2分）第五题（8分）1．←→或，具有π64键（3分）2．（3分）3．反键π轨道半充满，具有导电性（其它合理答案也可）（2分）第六题（14分）1．A：FNO2；B：FNO；A中N原子的杂化形态为sp2。（3分）2．CoF3和AgF2均为常见的氟化剂。（1分）3．HNO3＋FSO3H＝FNO2＋H2SO4；该