全国高中化学竞赛模拟试题03

B催化剂CbADcEaCH2＝CH2HGF3－甲基－3－戊醇水解D氧化水解第一题云母是一种重要的硅酸盐，它具有韧度、弹性、透明度、高介电强度、化学惰性和热稳定性。白云母可看作叶腊石中1/4的SiⅣ被AlⅢ所取代，再由KⅠ平衡其电荷后形成的。而叶腊石可以看作SiO2·1/6H2O中有1/3的SiⅣ被AlⅢ取代，再由KⅠ平衡其电荷形成的。1．白云母写成氧化物形式的化学式为。2．研究表明，在硅酸盐中，AlⅢ很容易取代SiⅣ，取代后不会引起原硅酸盐结构大的变化。从立体几何的知识看，AlⅢ与SiⅣ最直接的关系是。3．黑云母的化学式为KMg3AlSi3O10(OH)2，在水与二氧化碳的同时作用下，风化为高岭土［Al2Si2O5(OH)4］。（1）写出离子反应方程式。（2）上述反应为什么能够发生？（3）风化后Al为什么不能以Al3＋形式被地下水溶解？第二题在酸溶液中，10.00gCu2S和CuS的混合物中加入250.0mL0.7500mol/L的KMnO4溶液。过量的KMnO4溶液用1.000mol/L的FeSO4溶液进行滴定，消耗FeSO4溶液175.0mL。1．写出所有反应的化学方程式；2．试计算原始混合物中CuS的质量分数。第三题乙烯和必要的无机原料合成3－甲基－3－戊醇，合成路线如下：1．请写出a～b所代表的无机反应物及溶剂2．请写出A～H物质的结构简式：第四题据报道，某些（Z）式非碳环醇类有机锡化合物是一类有抗癌活性物质，有人在N2保护下将三苯基氢化锡的乙醚溶液与等摩尔1，1－二苯基炔丙醇在过氧化苯甲酸的存在下于室温搅拌30h，蒸去溶剂后用无水乙醇重结晶3次得化合物A纯品。将ICl的四氯化碳溶液滴入等摩尔A的四氯化碳溶液中继续反应2.5h，蒸去溶剂后残留物用环己烷的四氯化碳混合溶剂重结晶3次得产物B。B中含Cl而不含I，且Cl元素的百分含量约为7%。A中Sn是sp3杂化的，而B中Sn是sp3d杂化的，且由A转变为B时Z式结构不变。请回答：1．写出生成A和B的化学反应方程式。2．指出形成A和B的反应类型。3．画出B的化学结构第五题晶体的最小重复单位是晶胞，晶胞一般为平行六面体。NaCl属立方面心晶格，在NaCl晶胞中8个顶点各有一个Na＋，6个面心处各有一个Na＋，故我们说Na＋形成立方面心晶格，而在该晶胞的12条棱的中点处各有一个Cl－，在该立方晶胞的体心处还有一个Cl－，故Cl－也形成立方面心晶格。1．KCl和NaCl的晶格型式相同。已知Na＋离子的半径是Cl－离子的0.5倍，而又是K＋离子的0.7倍，计算：KCl晶胞和NaCl晶胞的边长之比；KCl和NaCl晶体的密度之比。2．将NaCl晶胞中的所有Cl－去掉，并将Na＋全部换成C原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个C原子便构成了金刚石的一个晶胞，则一个金刚石的晶胞中有_______个C原子。并计算金刚石的密度。（已知C原子的半径为7.7×10－11m）3．白硅石SiO2属AB2型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有C原子换成Si原子，同时在每两个相邻的Si原子（距离最近的两个Si原子)中心联线的中点处增添一个O原子，则构成SiO2晶胞，故SiO2晶胞中有____个Si原子，____个O原子，离O原子最近的Si原子有____个，离Si原子最近的O原子有____个。4．干冰（固态CO2）属于分子晶体。若把每个CO2分子抽象为一个质点（微粒），则其晶胞也属于立方面心晶格，故一个干冰晶胞中有_____个CO2，与1个CO2分子最近的CO2分子有_____个；在干冰分子中，原子之间靠______结合，CO2分子之间靠______结合。第六题在砷化镍晶体的理想模型中，镍原子和砷原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镍一层砷地相间，右图是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镍原子投影，黑球是砷原子投影，图中的镍原子和砷原子投影在同一平面上。且在该晶体中，镍和砷的配位数均是6。1．确定砷化镍的化学式2．在右图的方框里画出砷化镍的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有砷原子和镍原子（镍原子用大白球，砷原子用小黑球表示）。3．请分别指出砷和镍的6个配位原子的空间构型。4．已知砷化镍的晶胞参数为a＝360.2pm，c＝500.9pm，计算该晶体的密度。5．砷化镍晶体具有明显的金属性，试分析原因（已知镍和砷的原子半径分别是125pm和137pm）a＝b≠c，c轴向上第七题第ⅠA、ⅡA族元素能和C形成的离子型固体化合物叫似盐型碳化物。1．以大家熟悉的电石为例，可以通过化合反应在高温下合成，请写出相应的化学方程式：_____________________________另外一种方法利用工业冶炼金属的方法，使用一种氧化物和一种单质作原料，反应计量比为1︰3，请写出相应的化学方程式。__________________________2．在金属氨溶液中想得到金属钠的似盐型碳化物可加与之发生复分解反应。3．根据实验室乙炔的制法可知似盐型碳化物碳原子的电子密度比较（高/低）。4．KC8在控制水解（与水蒸气）或氧化反应中可以发生类似反应同时复得石墨（C）。请写出相应的化学方程式。_____________________________________第八题元素A的单质在氯碱工业中可用作电解槽的阳极材料。A在酸性溶液中被KMnO4氧化时，可生成橙黄色的AO4。在KCl存在下，AO4可被HCl还原成红色晶体K4[A2OCl10]。迄今已知只有两种金属四氧化物，AO4是稳定性较差的一种。A有两种重要的含氧酸钾盐B和C，其中元素A的含量分别为41.81%和49.50%。碱性介质中用Cl2氧化B可得到C；B在酸性介质中易歧化为AO2和C。1．写出A的元素名称和符号。A在长式周期表中的第几周期，第几列？2．写出AO4中A的杂化形态，AO4的几何构型。3．写出B、C的化学式和反应方程式；4．画出配合物（K4[A2OCl10]）中阴离子的结构式。5．写出六配位配合物ACl2(H2O)4＋和ACl3(H2O)3的立体异构体？实验证实，后者的所有异构体经水解只转化成前者的某一种异构体Y。试画出Y的结构，并通过分析上述实验结果指出，配合物水解（取代）反应有什么规律？第九题苯氧布洛芬钙是评价较好的解热、镇痛、消炎药，其消炎作用比阿司匹林强50倍，欧美国家将它作为治疗慢性关节炎的首选药。最近我省某企业根据本厂实际情况以苯乙酮为原料研制了新的合成路线，其反应如下：32/AlClBrA2/CuAcBCCPdH/2D2SOClENaCNFOHNaOH32/1）；　）G2CaCl1．写出A～G结构简式：2．原料苯乙酮的其它同分异构体有种（必须含有苯环，能稳定存在）。3．上述同分异构体之一，经核磁共振显示有3类氢，个数比是1︰1︰2，写出结构简式。第十题等物质的量的醇A与“HQ”在一定条件下相互作用形成一种食品抗氧化剂“TBHQ”。“TBHQ”与氢氧化钠溶液作用得到化学式为C10H12O2Na2的化合物。经检测，“TBHQ”分子中存在9个完全相同的氢原子，而除此之外的氢原子都不一样。“HQ”易氧化，所得产物中氢原子完全等价。1．确定A、HQ、TBHQ的结构简式；2．TBHQ的化学名称是；3．TBHQ有种同分异构体，其氧化产物中所有氢原子都等价，写出该异构体和氧化产物的结构简式。第十一题有机物A和B都是平面型分子，具有相似的空间结构；A易溶于水而B能与水反应；在AlCl3催化下，等物质的量的A、B反应生成液态有机物C，C难溶于水；将1.00gC与含1.00gNaOH的浓溶液反应，产物还需0.400mol/L的H2SO4溶液13.90mL滴定（酚酞为指示剂）。凝固点下降法测得C的摩尔质量约在66～85g/mol之间。1．通过计算，确定C的化学式和可能结构简式2．写出A、B的结构简式和它们合成C的反应方程式；3．系统命名法命名C。第十二题短周期的元素A、B、C可形成化合物X。A、B是同主族元素，A的常见配位数是4，B的常见配位数是4或6。X是共价型的分子，分子中A、B原子位于同一平面上；C元素的核磁共振表明X分子中有2种类型的C原子，个数比是1︰1。X与热水缓慢反应，1.000gX与水反应后可得到3.76L（标准状况）的单质气体。1．写出A、B、C的元素符号；2．写出X的化学式；3．画出X的结构式；4．写出X与水反应的方程式。第十三题固体材料的制备中，常遇到缺陷和非整比（非化学计量）的化合物，Na1－x＋yCax/2LaTiO4就是非整比化合物，也是一类新的高温超导体。它的制备方法如下：用NaLaTiO4(I)作为母体化合物，和无水Ca(NO3)2混合，封闭在耐热玻管中，加热到350℃，维持3天，然后打开，取出样品，用水冲洗，直到没有杂质（用X射线衍射证实）。得到Ca2＋交换产物，记为Na1－xCax/2LaTiO4(Ⅱ)，光谱实验证明，上述过程中(I)有86％的Na＋被交换，所以产生离子空位（即部分原本Na＋的位置空置了）。将样品(Ⅱ)放入300℃下的钠蒸气中，经历数天，该物质由白色渐变为黑色，这是Na+插入空位所致，光谱实验证明，有88％的离子空位被Na+插入了，生成目标化合物Na1－x＋yCax/2LaTiO4(Ⅲ)。1．制备时，为何选用Ca(NO3)2而不用其他钙盐？2．产物(Ⅲ)中x和y分别是多少？3．当化合物(Ⅱ)中的离子空位被Na＋插入时，为保持晶体的电中性，部分Ti的化合价发生了改变，求化合物（Ⅲ）中高、低价态钛离子的个数比为何？第十四题盐酸布尼洛尔E作为一种心血管系统药物具有较强的β－受体阻断作用，且具有α－受体阻滞和强的钙拮抗作用，常用来治疗心房颤动，室上性心动过速等导致的心律失常、心绞痛和高血压等症状疾病。以下是该药物的一条合成路线：其中C的分子式为C10H9NO2。（更正：C→D所用试剂为(CH3)3CNH2）1．写出A、B、C、D、E的化学结构式。2．系统命名法命名A；3．写出盐酸布尼洛尔的两个对映异构体（标出R、S）。第一题（7分）1．3K2O·3Al2O3·6SiO2·2H2O（2分）2．AlⅢ与SiⅣ的半径相近，插入后不会引起结构改变（1分）3．（1）2KMg3AlSi3O10(OH)2＋14H2CO3＋H2O→2K＋＋6Mg2＋＋14HCO3－＋4H4SiO4＋Al2Si2O5(OH)4（2分）（2）碳酸较硅酸酸性强，强酸可取代弱酸（1分）（3）中性条件下Al3＋完全水解，主要以沉淀形式存在（或铝在岩石中主要以共价形式存在）（1分）第二题（7分）1．2Cu2S＋2MnO4－＋8H＋＝2Cu2＋＋SO42－＋2Mn2＋＋4H2O5CuS＋8MnO4－＋24H＋＝5Cu2＋＋5SO42－＋8Mn2＋＋12H2O5Fe2＋＋MnO4－＋8H＋＝5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O（各1分）2．66%（4分）第三题（10分）1．a：HBrb：NaOH/H2Oc：Mg/乙醚（各1分）2．A：BrCH2CH3B：CH3CH2OHC：CH3CHOD：CH3CH2MgBrE：CH3CH2CH(CH3)OMgBrF：CH3－－CH2－CH3G：CH3──CH2CH3H：（各1分）第四题（9分）1．Ph2C(OH)C≡CH（1分）＋Ph3SnH（1分）→（A）（1分）A＋ICl→（B）＋PhI（2分）2，A形成属加成反应，B形成属取代反应。（2分）3．（2分）第五题（12分）1．a(KCl)︰a(NaCl)＝1.14（2分）ρ(KCl)︰ρ(NaCl)＝0.853（2分）2．8（1分）ρ＝3.54g/cm3（3分）3．81624（各0.5分）4．412共价键范德华力（各0.5分）第六题（10分）1．NiAs（2分）2．（3分，其它合理答案也可）3．Ni在6个As的正八面体中，As在6个Ni的正三棱柱体中（2分）4．7.88g/cm3（2分）5．砷化镍晶体中Ni－Ni只有250pm（c轴方向），与金属镍