全国高中化学竞赛试题集萃(七)

全国高中化学竞赛试题集萃（七）二、本题包括6小题，共30分。26.(5分)将KOH和Ca(OH)2混合物1.86g全部溶于一定量水中形成稀溶液，再缓缓通入足量的CO2气体。当生成沉淀的质量刚好最大时，消耗CO2的体积为224mL（标准状况，忽略CO2溶于水情况，以下情况相同。）(1)原混合物中Ca(OH)2的质量为g；(2)沉淀恰好溶解时，消耗CO2的体积为mL；(3)写出溶液中生成沉淀的质量m(g)与通入CO2的体积V(mL)之间的函数表达式；(4)在图示坐标系上，画出生成沉淀的质量m(g)与通入CO2的体积V(mL)的关系曲线。27.(8分)科学家发现C60分子由60个碳原子构成，它的形状像足球（图C），含有C=C键，因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，是由六边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子（图D），图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体，它们在物理性质上存在较大的差异，其原因是；(2)相同条件下，足球烯、石墨分别和气体单质F2反应时，化学活泼性的比较为足球烯比石墨（填“活泼”、“一样活泼”、“更不活泼”）理由是：；(3)由右边石墨的晶体结构俯视图可推算在石墨晶体中，每个正六边形平均所占有的C原子数与C—C键数之比为；(4)在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环、其中最小的环上有___个碳原子(填数字)，每个碳原子上的任两个C—C键的夹角都是_____(填角度)。(5)燃氢汽车之所以尚未大面积推广,除较经济的制氢方法尚未完全解决外，还需解决H2的贮存问题，上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是：_____。(6)下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是。ABCD28.(6分)在SeOF6化合物中，Se和O的实际氧化数分别为①、②；Se原子采用③杂化方式，其几何构型名称是④。该化合物与苛性碱反应，其离子方程式为⑤，它⑥(填是或不是)氧化还原反应。29.(5分)在液态SO2中，以物质的量比为1:1混合SbCl3和GaCl3得到一个化学式为GaSbCl6的固态离子化合物。其离子式为[SbCl2+][GaCl4－]或者[GaCl2+][SbCl4－]，这两种阳离子的几何构型名称分别为①和②；这两种阴离子的几何构型名称分别为③和④。你认为该离子化合物最可能的离子式为⑤。30.(3分)基态原子的核外电子排布可以用“原子实＋价电子”的形式表示。例如，80Hg的核外电子排布可表示为：[Xe]4f145d106s2，请排出第164号元素基态原子的价电子构型①；它属于第②周期，第③族。31.(3分)写出下列非水溶剂体系中发生的反应方程式：(1)在SO2(l)中亚硫酸铯与氯化亚硫酰反应；(2)在BrF3(l)中BrSbF8与BrAgF4反应；(3)在NH3(l)中Zn与氨基钾、液氨反应。三、本题包括4小题，共33分32.(6分)请将反应中间产物填入框内CH3COH+CH3OHOH+AH+CH3CH2OHB+C33.(10分)请将反应中间产物填入框内，并将各产物用系统命名法命名CH3CHCH2Cl2400℃ANaOHBCHOClDECa(OH)2H2O34.(9分)以甲苯为原料，合成CH2COOH，并写出各步反应的反应类型。35.(8分)A和B两种化合物分子式均为C6H12，A与KMnO4/H2O和Br2/CCl4溶液均不发生反应。B经O3和Zn/H2O反应后只生成一种化合物C(C3H6O)，B与Br2/CCl4反应只生成一种化合物D(C6H12Br2)。A、B、C、D均是对称的分子，请写出A、B、C、D可能的结构式(不考虑构型)。四、本题包括3小题，共37分36.(15分)碱金属元素中，只有金属锂与氮气直接化合，生成氮化锂晶体。在该晶体中，存在锂、氮原子共同组成的锂、氮层。其排布方式为锂原子以石墨晶体中的碳原子方式排布，氮原子在锂原子构成的六边形的中心。(1)试画出锂、氮层的平面晶体结构，从中取出两种不同类型的晶胞；(2)你认为在锂、氮层之间还应存在什么层？说明理由；(3)试画出氮化锂晶体的晶胞(分别以氮、锂原子为顶点)；(4)写出(3)晶胞中各原子的分数坐标；(5)已知氮化锂晶胞中的dLi－N为213pm，层间距为194pm，计算氮化锂晶体密度；(6)在氮化锂晶体中，存在何种作用力？37.(12分)将甲苯加入到KMnO4和Na2CO3混合溶液中加热反应，反应后加入足量的盐酸，析晶、过滤、洗涤，再提纯后，得到纯的A晶体。称取0.1221gA，加入50.00mL、0.04000mol·L-1NaOH溶液溶解，再加入20.00mL、0.05000mol·L-1HCl溶液，恰好为化学计量点，加水稀释到150.0mL，称此液为x液。另称取0.1221gA，加水100.0mL和12.50mL、0.04000mol·L-1NaOH溶液，搅匀后，测得此溶液的pH值为4.19。(1)计算A的摩尔质量(2)计算x溶液的pH值(活度系数为1)(3)在制备A时，加入盐酸有什么作用？38.(10分)某铝合金中含铜、锌、铝和硅。现取1.000g铝合金与足量盐酸反应，生成843mLH2(0℃，101.325kPa下)，未溶物为0.170g。再称取0.500g铝合金与足量NaOH溶液反应，生成517mLH2(0℃，101.325kPa下)，仍有部分固体未溶。计算此合金中各组分的百分含量。(需写出相应的反应方程式，有效数字有一个错，扣掉有效数字分2分)。参考答案二、共30分26．（5分，第(3)小题2分，其余各1分）(1)0.74g(2)896mL(3)①0≤V224m=V/224②224≤V≤672m=1③672≤V≤896m=1－(V－672)/224(4)27．（8分，每空1分）(1)碳原子排列方式不同；(2)活泼，足球烯含有C=C键容易加成；（3）2∶3（4）6109°28′（或109.5°）；（5）碳纳米管；（6）B、C28．（6分，每空1分）①＋6②0③sp3d2④正八面体(或变形八面体)⑤2SeOF6＋16OH－＝2SeO42－＋O2＋12F－＋8H2O⑥不是29．（5分，每空1分）①V型②直线型③正四面体④变形四面体⑤[SbCl2+][GaCl4－]30．（3分，每空1分）①8s25g186f147d108p2或5g186f147d108s28p2②八③IVA31.（3分，每空1分）(1)Cs2SO3＋SOCl2＝2CsCl＋2SO2(2)[BrF2+][SbF6－]＋Ag+[BrF4－]＝Ag+[SbF6－]＋2BrF2(3)Zn＋2NH3＋2NH2－＝Zn(NH2)42－＋H2↑或Zn＋2NH3＋2KNH2＝K2[Zn(NH2)4]＋H2↑三、共33分32．（6分，每空2分）CH3COCH3OABCH3COCH2CH3OCH3OHC33．（10分，每空1分）A.CH2CHCH2Cl3-氯1-丙烯B.CH2CHCH2OH2-丙烯-1-醇C.CH2OHCHOHCH2Cl3-氯1-,2-丙二醇D.CH2CHCH2OHO1,2-环氧丙烷E.CH2OHCHOHCH2OH1,2,3-丙三醇34．（9分,合成每步2分，反应类型各1分）CH31Cl2hvCH2ClCH2CNNaCN2CH2COOHH3O+3Δ1.取代反应(自由基取代反应)；2.取代反应(亲核取代反应)；3.水解反应(腈的水解)35．（8分，每空1分）A的可能结构为B的可能结构为CCH3CH3CH3CH3CC的可能结构为CH3CCH3OD的可能结构为(CH3)2CC(CH3)2BrBr四、共37分36．（15分）(1)．（2分）(2).（2分）在锂、氮层之间还应存在锂层。因为锂氮层中锂氮比为2:1，即为Li2N，不符合化学计量式Li3N，所以应该有Li原子层。(3)．（2分）(a)(以氮原子为顶点)(b)(以锂原子为顶点)(4)．（3分）(a)图中Li原子：(0,31,32)；(0,32,31)；(21,0,0)；N原子：(0,0,0)(b)图中Li原子：(0,0,0)；(0,31,32)；(21,32,31)；N原子：(0,32,31)(5)．（4分）ρ＝02ANLi120sin3caNM＝3022310231942)2133(106.022)01.14941.63(=1.26(g·cm-3)(6).（2分）在氮化锂晶体中，存在离子键37(12分)(1).（3分）100000.2005000.000.5004000.01221.0AMMA=122.1g/mol(2).（6分）剩余A的物质的量＝0.1221/122.1－0.04000×12.50/1000＝0.0005000(mol)说明加入NaOH量恰好是A的一半，即中和50％∴pH=pKa=4.19x溶液中NaA的浓度=15010001.1221221.0=0.00667mol/L∴x溶液的[OH-]=00667.0awKK=00667.0101019.414=10-5..99∴pH=14－5.99＝8.01(3)．（3分）加入HCl起三个作用，一提供酸性，二还原MnO2及过量的KMnO4成Mn2+，三是强制NaA成HA析出。38.(10分)铝合金与HCl反应时，只有锌和铝反应生成H2，铝合金与NaOH反应时，只有锌、铝和硅反应生成H21.000g铝合金与HCl反应，生成2Hn=4.22843.0=0.0376(mol)（1分）1.000g铝合金与NaOH反应，生成2H'n=4.22517.02=0.0462(mol)（1分）两者之差，2Hn=2H'n－2Hn＝0.0462－0.0376＝0.0086(mol)（1分）2Hn乃是硅与NaOH反应生成的H2，Si＋4NaOH＝Na4SiO4＋2H2∴Sin:2Hn=Sin:0.0086=1:2,Sin=0.0086/2=0.0043(mol)（2分Siw=28.09×0.0043＝0.12(g)含Si％＝12％Cuw=0.170－0.12＝0.05(g)含Cu％＝5％（2分）2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2设Al的质量为xg，则Zn为：1.000－0.170－x39.65830.098.2623xx=0.0376x=0.618g,含Al％＝61.8％Znw=0.830－0.618＝0.212(g)含Zn％＝21.2％（3分）（其它合理解法可给分）