高中化学竞赛模拟第二套

第二套第1题（9分）将氟气通入氢氧化钠溶液中，可得到OF2。OF2是一种无色、几乎无味的剧毒气体，主要用于氧化、氟化反应、火箭工程助燃剂等。请回答下列问题：1-1OF2的中文名称是，OF2中O的化合价为，OF2中O原子的杂化轨道类型是，OF2分子的空间构型为。1-2与H2O分子相比，OF2分子的键角更（填“大”或“小”）。1-3与H2O分子相比，OF2分子的极性更（填“大”或“小”），原因是。1-4OF2在常温下就能与干燥空气反应生成二氧化氮和无色气体氟化氮，该反应的化学方程式为（已知反应中N2和O2的物质的量之比为4:1）。第2题（9分）金属钛无毒、密度小而强度高，广泛应用于航天材料、人造骨骼的制造等，有航天金属和生命金属的美誉。2-1A为+4价钛的卤化物，A在潮湿的空气中因水解而冒白烟。向硝酸银-硝酸溶液中滴加A，有白色沉淀B生成，B溶于氨水。取少量锌粉投入A的盐酸溶液中，可得到含TiCl3的紫色溶液C。将C溶液与适量氯化铜溶液混合有白色沉淀D生成，混合溶液褪为无色。①B的化学式为：；B溶于氨水所得产物为：；②A水解的化学反应方程式为：，理论计算可知，该反应的平衡常数很大，增加HCl浓度不足以抑制反应的进行，可是在浓盐酸中，A却几乎不水解，原因是：；③C溶液与适量氯化铜溶液反应的化学方程式为：。2-2已知钛的元素电势图（Eθ/V）为：则：Ti2+（填“能”或“不能”）在水溶液中稳定存在；Ti溶于热浓盐酸的化学方程式为：。第三题计算0.10mol/L碳酸氢铵溶液的pH。所需数据：H2CO3:pK1=6.37,pK2=10.25NH3:pKb=4.75第四题（11分）Pb3O4为红色粉末状固体，该物质为混合价态氧化物，化学式可写成2PbO·PbO2，如果用传统的方法测定其组成，存在很多不足。经过反复实验发现了一种连续测定法，仅用0.5h就足以完成从样品称量、溶解、滴定直至计算实验结果。实验方法如下：准确称取0.0400g～0.0500g干燥好的Pb3O4固体，置于250mL锥形瓶中。加入HAc－NaAc（1︰1）10mL，再加入0.2mol/LKI溶液1～2mL充分溶解，使溶液呈透明橙红色。加0.5mL2%淀粉溶液，用0.01mol/LNa2S2O3标准溶液滴定使溶液由蓝色刚好褪去为止，记下所用去的Na2S2O3标准溶液的体积为V(S2O32－)。再加入二甲酚橙3～4滴，用0.01mol/LEDTA标准液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时，即为终点。记下所消耗的EDTA溶液的体积为V(EDTA)。1．请用化学方程式表示上面的化学原理：2．选择适宜的酸溶解Pb3O4是本实验的关键，请分别说明不能使用实验室三种常见无机酸的原因：3．为准确滴定Pb2+离子，选择溶液最佳酸度也是一个重要因素，请分析原因4．列出Pb3O4组成的计算式第五题（6分）具有独特的P、N杂化结构和突出的热学、电学性能的环境友好的磷腈化合物是目前无卤阻燃研究的热点之一，尤其是HPCTP更引起人们的关注。HPCTP的合成路线如下：Pyridine、TBAC和PhOH分别为吡啶、四丁基溴化铵和苯酚。HPCTP的红外光谱表明分子中存在P—N、P—O—C、P=N的吸收峰以及单取代苯环的特征峰；HPCTP的核磁共振谱表明分子中只有一种化学环境的磷；X射线衍射分析表明A和HPCTP分子结构均具有很好的对称性。5-1分别写出化合物A、HPCTP的结构式：AHPCTP5-2化合物A反应生成HPCTP的反应类型是。第六题。（6分）吡啶－2－甲酸，是重要的有机合成中间体。电化学直接氧化2－甲基吡啶法是一条对环境友好的绿色合成路线。下表是某研究者通过实验获得的最佳合成条件。2－甲基吡啶H2SO4阳极电位反应温度选择性电流效率一0.5mol/L1.5mol/L1.95V40℃95.3%45.3%二0.6mol/L1.5mol/L1.85V30℃84.1%52.5%1．写出制备吡啶－2－甲酸的电极反应方程式；2．比较途径一、二，引起选择性、电流效率不同的原因是什么？请用电极反应表示。第七题（12分）7-1CaC2的晶体结构如右图所示，其中C—C键长为0.119nm，图中所给的晶胞（填“是”或“不是”）正当晶胞。该结构有个对称面。碱金属或碱土金属都可以和氧原子形成具有与CaC2相同结构的化合物如KO2、BaO2。若KO2、BaO2中O—O键长、CaC2中C—C键长分别为a、b、c，其相对大小为。7-2以CaC2为还原剂，以MgO为原料可以冶炼镁，还原温度为1150℃左右，反应产物中基本没有CO的原因是：；反应需要抽真空进行的理由是：。7-3工业用焦炭和生石灰在2000℃左右制备CaC2，原料中往往含有MgO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、S、P等杂质，这些都不利于电石的生产。其中S的存在形式一般为FeS2或硫酸盐，产品中S的主要存在形式是。7-4欲分析电石中CaC2含量，可称取mg试样于150mL锥形瓶中，加5mL水、再加8mL硝酸（浓度c1mol/L）、4～5滴氢氟酸（浓度c2mol/L）、5mL高氯酸（c3mol/L），在电热板上加热溶解并蒸发冒白烟至试液体积约为2～3mL，取下稍冷却加15mL盐酸（浓度c4mol/L）使盐类溶解后，移入250mL容量瓶中，以水稀释至刻度，摇匀。准确移取25mL试液于500mL锥形瓶中，加100mL水、5mL硫酸镁溶液，摇匀，加钙指示剂少许，用EDTA标准溶液（溶度cmol/L）滴定至紫红色变蓝色为终点，用去VmLEDTA（已知EDTA与Ca2+反应时物质的量之比为1:1）（1）写出CaC2百分含量的表达式（注：表达式中只允许有一个具体的数值）：（2）为什么要先加5mL水？否则将会发生什么结果？答案第1题（9分）1—1氟化氧+2sp3杂化V型（每空1分，共4分）1—2小（1分）1—3小氧和氟的电负性差小于氧和氢的电负性差（每空1分，共2分）1—46OH2+4N2+O2=4NF3+4NO2（2分）第2题（9分）2—1①AgCl（2分）[Ag（NH3）2]Cl（2分）②TiCl4+3H2O===TiO2+4HCl（或TiCl4+2H2O===TiO2+4HCl、TiCl4+（2+n）H2I===TiO2·nH2+4HCl）（1分）生成了配离子（TiCl6）2-（1分）TiCl3+CuCl2+H2O===CuCl↓+TiOCl2+2HCl（1分）2—2不能（1分）2Ti+6HCl（热）===2TiCl3+3H2↑（1分）第三题7.79第四题（11分）1．Pb3O4＋4HAc＝2Pb(Ac)2＋PbO2＋H2OPbO2＋3I－＋4HAc＝Pb(Ac)2＋I3－＋2H2O＋2Ac－I3－＋2S2O32－＝S4O62－＋3I－Pb(Ac)2＋EDTA4－＝PbEDTA2－＋2Ac－（各1分）2．由于HNO3易氧化I－，H2SO4会生成PbSO4沉淀，HCl能与PbO2反应，而HAc既不会被Pb(Ⅳ)所氧化，又不会氧化后来加入的I－，同时还能避免生成PbI2沉淀（PbI2溶于HAc），所以相比之下以选择HAc最为合适。（3分）3．当溶液pH较小时，EDTA酸效应增强，导致EDTA阴离子（Y4－）浓度太小，不利PbY2－的生成，若溶液pH较大，Pb2＋离子又会水解。（说明：一般来说，pH大应有利于PbY2－的生成，但当pH为7.2时，Pb2＋（起始浓度0.01mol/L）开始水解，再考虑到二甲酚橙指示剂仅限于pH＜6.3的溶液使用，因此选择HAc－NaAc为缓冲剂比较适宜。＝（2分）4．（2分）第五题（6分）5—15—2亲核取代反应（2分）第六题（6分）1．阳极：C5H4N－CH3＋2H2O→C5H4N－COOH＋6H＋＋6e－（2分）阴极：2H＋＋2e－＝H2（1分）2．选择性低由于发生副反应：C5H4N－CH3＋H2O→C5H4N－CHO＋4H＋＋4e－（1.5分）电流效率低由于发生副反应：2H2O＝O2↑＋4H＋＋4e－（1.5分）第七题（12分）7—1不是5个cab（每空1分，共3分）7—2CaC2（s）+MgO（s）====CaO（s）+Mg（g）+2C（s）（1分）反应的温度不够高，C不能还原CaO（1分）从化学平衡角度，减压向右进行（1分）7—3CaS（1分）7—4（1）10.641001000250/2510.64%2mcVmcVCaC（2分）（2）先加少量水，使CaC2生成Ca（OH）2放出C2H2气体，否则加硝酸后反应剧烈，易使试样溅失。（2分）