2016年全国高中化学竞赛模拟试题14

2016年全国高中化学竞赛模拟试题十四1.008ZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLaLu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNeArKrXeRn相对原子质量RfDbSgBhHsMt第一题、联胺和草酸是许多贵金属的提纯常用的还原剂。以下是工业中的两个例子1-1联胺可以从含AgCl的浆料中还原沉积银，写出反应的方程式1-2用NaClO3-H2SO4-NaCl溶浸金矿得到的浸出液中含一阴离子，含金元素百分比为58.1%，草酸可以从该浸出液中提取金。写出该反应的方程式第二题、试解释下列现象：2-1硅没有类似于石墨的同素异性体。2-2氮没有五卤化氮，却有+5氧化态的N2O5，HNO3及其盐，这两者是否有矛盾？2-3酸性大小：HIO4﹥H5IO6第三题、3-1、画出分子式为C4H4的包含等价氢原子的所有三种可能构型异构体的结构图。指明并论证哪两个预期是不稳定的。用价键理论讨论稳定的C4H4异构体及其较低同系物C3H4结构和键合情况。3-2、用价键理论讨论(1)C3O2（线型）(2)C4O42（环状）的结构和键合情况。第四题、在无氧的条件下以干燥的钠汞齐（以Na—Hg表示）和干燥的二氧化硫一起振荡，只制得固态化合物A。已知A中钠元素的质量分数为26.41%，氧元素的质量分数为36.76%，其余为S元素。4-1．试确定A的化学式并命名A。写出生成A的化学反应方程式。4-2．若在有氧的条件下，进行上述反应，会有什么样的结果？说明A具有什么样的化学性质？4-3．若将A加热到402K时，质量减轻了18.39%。分析得到的固体残渣，发现是两种物质（记为B和C）组成的混合物。试写出A分解的化学反应方程式。第五题、铬的化学丰富多采，实验结果常出人意料。将过量30%H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液,热至50℃后冷至0℃，析出暗棕红色晶体A。元素分析报告：A含Cr31.1%，N25.1%，H5.4%。在极性溶剂中A不导电。红外图谱证实A有N－H键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A中的铬原子周围有7个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。5-1．以上信息表明A的化学式为：；可能的结构式为：5-2．A中铬的氧化数为：。5-3．预期A最特征的化学性质为：。5-4．生成晶体A的反应是氧化还原反应，方程式是：。第六题、安定药安宁可由2-甲基戊醛出发按下列方法合成：2-甲基戊醛HCHOOHA(C7H14O2)HCHOOHB(C7H16O2)ClCOClC(C9H14Cl2O4)NH3安宁(C9H18N2O4)6-1写出安宁及上述合成步骤中化合物A～C的结构式。6-2安宁还可以通过丙二酸酯合成法合成，请设计一条以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的无机试剂为原料合成安宁的路线。第七题、氧化还原液流电池是近年来研究的一个热点。在液流电池体系中，多硫化钠溴液流电池与全钒液流电池处于主导地位。全钒氧化还原液流电池(VanadiumRedoxBattery,VRB)作为一种新型的绿色环保储能电池，具有充放电性能优良、使用寿命长及成本低等特点而备受关注，经过20年的发展，正逐步走向实用化．下图为全钒液流电池工作原理示意图在反应体系中电解液为3mol/LH2SO4，以及分布在离子选择隔膜两侧的VO2+,VO2+,V3+,V2+四种活性离子，隔膜只允许H+通过1、给出充，放电时两极反应的方程式2、VRB可应用于风力发电系统，克服风力发电的缺陷,试分析他们是如何完美结合的。第八题、命名下列化合物8-1、CCC6H5CH3CH3CCH2CH3O8-2、COOHCH3CO_____________________________________,____________________________________KMnO4H+ABCDCH3OOCCOOCH3OOOOOCO2CCCH3OOCCOOCH38-3、OClClNO28-4、OHClHHCH3__________________________________,____________________________________第九题、不稳定的化合物A分子式C3H4，经三分子聚合得到B。B与丁炔二酸二甲酯共热得化合物C，后者经酸性高锰酸钾处理生成D并放出二氧化碳1mol。请给出A、B、C的结构简式并为A、B、D命名。第十题、化合物A（C7H12），在酸性高锰酸钾溶液中加热回流，反应液中只有环己酮一种有机物，A与氯化氢反应得化合物B，B与乙醇钠－乙醇溶液共热生成化合物C，C能使溴的四氯化碳溶液褪色并生成化合物D，再将D与乙醇钠－乙醇溶液共热则得到化合物E，E与高锰酸钾溶液加热回流得丁二酸和丙酮酸。化合物C若经臭氧解（O3氧化，然后用H2O/Zn处理）则生成6–氧代庚醛。CH3CCO2HOCH3CCH2CH2CH2CH2CHOO丙酮酸6-氧代庚醛10-1写出化合物A–E的结构式（不考虑化合物的立体异构）。10-2用系统命名法命名化合物B，C，D，E10-3上述化合物中哪个可以由乙烯和2–甲基–1,3–丁二烯经一步反应而制得？请用反应式表示。10-4如何将6–氧代庚醛转化为1,6–庚二醇？请用反应式表示。第十一题、固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递，因此又称为固体离子导体。固体电解质取代液体电解质，可以做成全固态电池及其它传感器、探测器等，在电化学、分析化学等领域的应用日益广泛。碘化银具有α、β和γ等多种晶型。在水溶液中Ag+与I－沉淀形成的是γ-AgI和β-AgI的混合物，升温至136℃全变为β-AgI，至146℃变为α-AgI。α-AgI是一种固体电解质，导电率为1.31Ω–1·cm–1（注：强电解质水溶液导电率为10–3～1Ω–1·cm–1）。y=0y=41ay=21ay=43aγ-AgI和β-AgI晶体的导电性极差。其中γ-AgI晶体属立方晶体，其晶胞截面图如上所示。图中实心圆和空心圆分别表示Ag+和I－，a为晶胞边长。11-1试指出和γ-AgI晶体的点阵型式和Ag+、I－各自的配位数（已知通常I－，Ag+的半径为100～150pm）。11-2α-AgI晶体中，I－离子取体心立方堆积，Ag+填充在其空隙中。试指出α-AgI晶体的晶胞中，八面体空隙、四面体空隙各有多少？11-3通常Ag+离子半径有一个变化范围，为什么？11-4实验发现，α-AgI晶体中能够迁移的全是Ag+，试分析Ag+能够发生迁移的可能原因。2016年全国高中化学竞赛模拟试题十四参考答案第一题、1-14AgCl+N2H4+4OH-→4Ag↓+4Cl-+4H2O+N2↑(有铵离子生成，配平也对)1-2阴离子应为AuCl4—，2HAuCl4+3H2C2O4→2Au↓+8HCl+6CO2↑第二题2-1Si是第三周期元素，原子半径比C的大，Si-Si键长大于C-C键长，垂直于键平面的p轨道不易侧向重叠形成∏键，所以Si不能形成含有离域∏键的类似石墨结构的同素异性体。2-2氮的假电子层有4个价轨道，最大共价键数只能是4，故不能形成含有5个共价键的NX5，在N2O，HNO3及其盐中，N的共价键数并未超过4，只是代表电荷偏移的氧化态为+5而已。2-3HIO4和H5IO6分子中的非羟基数目不同，前者有三个，后者有一个，故前者是强酸，后者是弱酸。第三题、3-1HHCCCCHHCCCHHCHHHC＝C＝C＝CHH（I）（II）（III）H（I）不稳定，因为其π电子数＝4，不符合4n+2规则；（II）不稳定，其中每个C原子sp3杂化，理应CCC＝109o28′，但三元环中的CCC远小于109o28′，环中存在张力，不稳定。（III）中两端的两个碳原子是sp2杂化，中间两个碳原子是sp杂化，成键为：HHHHCCCC同系物C3H4中两端的两个碳原子是sp2杂化，中间碳原子是sp杂化，成键为：HHHHCCC3-2、(1)C3O2（线型）：O＝C＝C＝C＝O，每个碳原子采取sp杂化，每个O原子sp2杂化。或可看作C、O原子都采取sp杂化，形成两个65OCCCOOCCCO6565(2)C4O42（环状）：每个C原子采取sp2杂化，其中两个碳原子未参与杂化的2p轨道分别与两个O原子的2p轨道“肩并肩”形成π键，另外两个碳原子未参与杂化的2p轨道相互“肩并肩”重叠成π键。O－OCCCCOO－第四题4-1．A：Na2S2O4；连二亚硫酸钠；2SO2＋2Na－Hg=Na2S2O4＋2Hg4-2．有O2存在时，A会被氧化（得到Na2S2O6或NaHSO3）；说明Na2S2O4具有强还原性。4-3．2Na2S2O4=Na2S2O3＋Na2SO3＋SO2↑CO2CH3CO2CH3CH2CCH2A:丙二烯（1分）B:1，2，4—三亚甲基环己烷（4分）C:（4分）D:2，4，6，9，11—四羰基十二碳二酸二甲酯或2，4，6，9，11—四氧代十二碳二酸二甲酯（3分）第五题5-1．A的化学式Cr(NH3)3O4或CrN3H9O4（写成其他形式也可以）A的可能结构式如下图：1式和/或2式均得满分，但无2个过氧键O—O者得零分。（编者注：还可画出其他结构式，但本题强调的是结构中有2个过氧键，并不要求判断它们在结构中的正确位置。）5-2．A中铬的氧化数为＋45-3．氧化还原性（或易分解或不稳定等类似表述均得满分）5-4．化学方程式：CrO42－＋3NH3＋3H2O2＝Cr(NH3)3(O2)2＋O2＋2H2O＋2OH－第六题6-16-2第七题7-1、正极反应:VO2++H2OVO2++2H++e负极反应：V3++eV2+7-2、风力发电系统受到气候变化，风力大小等自然条件的影响，电能输出具有不稳定性和间断性的特点，与VRB结合可以将电能储存于电池中，可调节电压大小，保证稳定的电功率输出（意思对即可）第八题8-1、(E)–4–甲基–5–苯基–4–己烯–3–酮8-2、4–乙酰基苯甲酸8-3、2,4–二氯–3′–硝基二苯醚8-4、(2R,3S)–2–甲基–3–氯–1–醇第九题ONH3OOOCrNH3NH3ONH3NH3OOCrONH3and/or第十题10-1CH2CH3ClCH3CH3BrBrCH3ABCDE10-2B：1–甲基–1–氯环己烷写成1–氯–1–甲基环己烷不给分C：1–甲基环己烯或1–甲基–1–环己烯D：1–甲基–1,2–二溴环己烷写成1,2–二溴–1–甲基环己烷不给分E：2–甲基–1,3–环己二烯10-3化合物C可由乙烯和2–甲基–1,3–丁二烯经一步反应而制得：CH3CH2CH2+CH310-4CH3CCH2CH2CH2CH2CHOOH2,Pd(或Ni,Pt)CH3CHCH2CH2CH2CH2CH2OHOH或(1)LiAlH4(2)H3O+或(1)NaBH4(2)H3O+第十一题、11-1y=0，指xy平面，I—分布为（顶点、面心有I—）；y=12a，指xy平面