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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座全真模拟试题5]


高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座

全真模拟试题(五)
题号

1 6

2

3

4 9

5 11

6 4

7

8

9 10

总分

>
满分

13 11

11 12 17 6

100

得分

评卷人 ? ? ? ? 竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间 到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸 在最后一页。不得持有任何其他纸张。 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
1.008

He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.09 30.97 32.0735.45 39.95 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.9083.80 Sn Sb Te I Xe Ru Rh P d Ag Cd In Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc 85.4787.62 88.9191.22 92.91 95.94 98.91101.1 102.9106.4 107.9 112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba [210] [222] -Lu 178.5180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] 132.9137.3La Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

相对原子质量

第 1 题(6 分)完成下列化学方程式 1-1 某校曾发生误将高锰酸钾与红磷相混,造成一死一残的严重事故。试写出这一变化 的化学方程式。

1-2

在一支试管中,盛少量 As2S3 和 K2S 粉末(物质的量之比为 1︰2) ,往其中加入足量

硝酸并微热。写出化学反应方程式(用一个化学方程式表示,HNO3 还原为 NO)

1-3

在 SnCl2 的硫酸溶液中滴入 KMnO4 至刚好反应完全。写出离子反应方程式。

第 2 题(13 分)金属 X 被喻为“含在口中就熔化的金属” ,是 1871 年俄国化学家门捷列 夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝” 、1875 年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中离析 出的金属。近年来,X 成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体 材料的新粮食” 。 2-1 X 的元素符号是 出离子反应方程式。 2-3 X 的熔点为 属制造 (请估计) ,沸点却高达 2403℃,更奇妙的是 X 有过冷现象(即 熔化后不易凝固) ,它可过冷到-120℃,是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属,是金 材料中的千古绝唱。 。 并分析 X 做该材料时还可能具有哪些性质 提出保存方案。 ,电子构型是 。呈现的化合价可能是 和 。 2-2 X 的化学性质不活泼,在常温下几乎不与氧和水发生反应,但溶于强酸和强碱。写

2-4 X 不能像普通金属那样任意堆放,也不能盛装在玻璃容器内,试分析可能原因,并

第 3 题(11 分)化合物 A 含硫(每个分子只含 1 个硫原子) 、氧以及一种或几种卤素;少 量 A 与水反应可完全水解而不被氧化或还原,所有反应产物均可溶于水;将 A 配成水溶液稀 释后分成几份,分别加入一系列 0.1 mol/L 的试剂,现象如下: ①加入硝酸和硝酸银,产生微黄色沉淀。 ②加入硝酸钡,无沉淀产生。 ③用氨水将溶液调至 pH=7,然后加入硝酸钙,无现象发生。 ④溶液经酸化后加入高锰酸钾,紫色褪去,再加入硝酸钡,产生白色沉淀。 ⑤加入硝酸铜,无沉淀。 3-1 ①、②、③的目的是为了检出什么离子?试分别写出欲检出离子的化学式。

3-2 3-3 3-4 3-5 3-6

写出④发生的反应的离子方程式。 ⑤的欲测物质是什么?写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。 以上测试结果表明 A 可能是什么物质?写出 A 的化学式。 称取 7.190g A 溶于水稀释至 250.0cm 。 取 25.00cm 溶液加入 HNO3 和足量的 AgNO3, 写出 A 与水的反应的方程式。若你未在回答以上问题时得到 A 的化学式,请用
3 3

使沉淀完全,沉淀经洗涤、干燥后称重,为 1.452g。写出 A 的化学式。 SO2ClF 代替 A。

第 4 题(9 分)Ar、Xe、CH4、Cl2 等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中, 水分子形成三维氢键骨架体系。在骨架中有空穴,它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。 4-1
3 3 甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每 1m 这种晶体能释放出 164m 的甲烷气

体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。 (不足的数据由自己假定,只要假设合理均按正确论)

4-2

X-射线衍射分析表明,该晶体属于立方晶系 a=1200pm。晶胞中 46 个水分子围成

两个五角十二面体和六个稍大的十四面体(2 个六角形面,12 个五角形面) ,八个 CH4 分子可 以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。

4-3

已知 Cl2 的气体水合物晶体中,Cl2 和 H2O 的分子数之体为 1︰8,在其晶体中水分

子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。

第 5 题(11分)不久前,美国威斯康星洲Emory大学的研究者们 发现了一种可以在温和条件下将硫醚(普通醚的氧原子被硫代替)选 择性地氧化为硫氧化物的水溶性催化剂。新催化剂是金(III)配合物 (如图),催化速度比已知以氧气为氧化剂的高温水溶性催化剂高几 个数量级。该发现的潜在应用价值是可以在空气中分解掉化妆品、涂 料、织物的污染物。回答下列问题: 5-1 下列物质中属于硫醚的有( B.CH3-S-CH3 )。 C.CH3- -CH3 D.CH3CH2- -OH

A.CH3-SH 5-2 5-3 5-4

配位键是一种特殊的共价键,共享电子对完全由一个原子提供。该催化剂分子中的 “金(Ⅲ)配合物”中‘Ⅲ’表示_____________。 氧化硫醚的氧化剂一般选择过氧化氢,由于副产物是水,对环境十分友好,所以,

配位键是_____________。

过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。 ①过氧化氢与水比较:沸点较高的是________;密度较大的是________;常见分子中,与 过氧化氢式量相同的分子是__________(填化学式)。 ②过氧化氢可以看作二元弱酸,在低温、稀溶液状态下能较稳定地存在,其水溶液俗称双 氧水。请设计一条实验室制备少量纯净的双氧水的合成路线(只写出原理即可)。 ③HOF 是较新发现的一种特殊物质,该物质容易水解能得到有氧化性的酸性溶液。请写 出该水解方程式________________________。 第 6 题(4 分) “瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。用作饲料后,猪吃了它能减肥,人吃了 它会中毒甚至死亡。自 20 世纪 80 年代开始,欧美等世界各国均将其定为禁用药品。 6-1 盐酸克仑特罗的化学名为α -[ (叔丁氨基)甲基]一对氨基—3,5 一二氯苯甲醇

盐酸盐,化学式为 C12H18Cl2N2O·HCl。画出它的结构简式。

6-2

在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子,并比较它们的强弱。

第 7 题(11 分)据最近的文献报道,以(Ph3P)2Cu(OOCCH2COOH)(式中 Ph-为苯基)与 正丁酸铜(Ⅱ)在某惰性溶剂中及氦气氛下反应 1h,然后真空除去溶剂,得到淡紫色的沉淀 物。该沉淀被重新溶解,真空干燥,如此反复 4 次,最后在 CH2Cl2 中重结晶,得到配合物 A 的纯品,产率为 72%。元素分析:A 含 C(64.88%) 、H(3.78%) 、P(8.58%) ,不含氯。红外 谱图显示,A 中-COO 基团 vCOO-(CH2C12 中)有两个吸收峰:1633cm
- -1

和 1344cm 1,表


明它只有单氧参与配位;核磁共振谱还表明 A 含有 Ph-、-CH2-,不含-CH3 基团,Ph 的 结合状态与反应前相同。单晶 X 射线衍射数据表明有两种化学环境的 Cu(且配位数都是 4) , 且 A 分子有很好的对称性。 7-1 7-2 7-3 7-4 写出配合物 A 的化学式。 写出配合物 A 生成的化学方程式。 淡紫色沉淀物被重新溶解,真空干燥,如此反复操作多次的目的是除去何种物质? 画出配合物 A 的结构式。

第 8 题(12 分)高支化聚合物是一种新型高分子材料,是 21 世纪高分子科学发展的重要 方向之一。高支化聚合物包括树枝状聚合物和超支化聚合物两类,它们均具有良好的溶解性、 低粘度和易于端基改性等特性。树枝状聚合物结构规整,但合成困难;超支化聚合物结构虽不 完整,但合成相对简便,易于工业化。通常利用 XYn(n≥2)型单体的自缩聚反应合成超支 化聚合物, 通过改变超支化聚合物的结构及对其端基进行修饰可以制备多种具有特殊用途的新 材料,在高分子加工助剂、特种涂料与粘合剂、高性能复合材料、功能膜材料和药物控制释放 等领域具有广泛的应用前景。 以 XYn 型单体 A( 成路线如下:
/ H 2O / HCl C(C7H3N2O5Cl)+D ?NaOH ?? ? ?? E ?Fe ? ?? A ?缩聚 ? ?? B

)为原料合成了一种超支化聚芳酰胺 B,合

8-1 8-2 8-3

写出 C、D、E 的结构简式 命名 A 和 C 画出 B(超支化聚芳酰胺)的有代表性的结构片段

8-4 B 在水溶液和醇溶液中的溶解性如何?说明理由

8-5 构简式

通过原位端基改变,可制备多种封端的超支化聚合物。写出下面两个反应产物的结

(1)A+乙酸酐 → (2)A+苯甲酰氯 → 第 9 题(17 分)石墨晶体由层状石墨“分子”按 ABAB 方式 堆积而成,如右图所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。 9-1 9-2 该晶胞的碳原子个数 写出晶胞内各碳的原子坐标。 。

9-3 为

已知石墨的层间距为 334.8 pm , C - C 键长为 142 pm ,计算石墨晶体的密度 。
+ -

石墨可用作锂离子电池的负极材料, 充电时发生下述反应: Li1-xC6+xLi +xe →LiC6 结果是,Li 嵌入石墨的 A、B 层间,导致石墨的层堆积方式发生改 变,形成化学式为 LiC6 的嵌入化合物。 9-4 9-5 9-6 右图给出了一个 Li 沿 C 轴投影在 A 层上的位置, 试在右
+ + +



图上标出与该离子临近的其他 6 个 Li 的投影位置。 在 LiC6 中,Li 与相邻石墨六元环的作用力属何种键型? 某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个 Li ,写出它的化学式。
+ + + +

锂离子电池的正极材料为层状结构的 LiNiO2。已知 LiNiO2 中 Li 和 Ni3 均处于氧离子组 成的正八面体体心位置,但处于不同层中。 9-7 9-8 9-9 将化学计量的 NiO 和 LiOH 在空气中加热到 770℃可得 LiNiO2, 试写出反应方程式。 写出 LiNiO2 正极的充电反应方程式。 锂离子完全脱嵌时 LiNiO2 的层状结构会变得不稳定,用铝取代部分镍形成 LiNi1-

yAlyO2。可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用,为什么?

第 10 题(6 分)用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下:准确称取磷肥 0.385 g,用硫 酸和高氯酸在高温下使之分解, 磷转化为磷酸。 过滤、 洗涤、 弃去残渣。 以硫酸-硝酸为介质, 加入过量钼酸铵溶液生成钼磷酸铵沉淀(NH4)3H4PMo12O42·H2O。过滤、洗涤、沉淀溶于 40.00 cm3 1.026 mol/L NaOH 标准溶液中,以酚酞为指示剂,用 0.1022 moL/L 盐酸标准溶液滴定至 终点(MoO42 、HPO42 ) ,耗去 15.20 cm3。计算磷肥中磷的百分含量(以 P2O5 计) 。 (P2O5
- -

的摩尔质量:142 g·mol 1)


参考答案: 1-1 30KMnO4+18P=10K3PO4+30MnO2+4P2O5(2 分) 1-2 3As2S3+6K2S+56HNO3=6H3AsO4+15H2SO4+44NO↑+4H2O+12KNO3(2 分) 1-3 5Sn2++10Cl-+4MnO4-+32H+=5Sn4++5Cl2↑+4Mn2++16H2O(2 分) 2-1 Ga(1 分) [Ar]3d104s24p1(1 分) +1 +3(1 分) 2-2 2Ga+6H =2Ga3 +3H2↑ 2Ga+2OH +2H2O=2GaO2 +3H2↑(各 1 分)
+ + - -

2-3 30℃(只要高于一般室温,低于体温即可,实际熔点 29.78℃) (1 分) 高温温度计(2 分,写温度计只给 1 分) X 的液体受热时能膨胀,且随温度呈线性膨胀。 (2 分) 2-4 当气温高于 29.78℃时,固体像就熔化为液体“逃之夭夭” ,故要用容器盛装镓,防 止固体爆镓化为液体“潜逃” 。 (1 分) 另外,嫁具有反常膨胀的性质,当镓由液态凝固成固态时,体积要膨胀 3%,这样盛装镓 的容器的材料就不能装在玻璃容器里注意。 (1 分,答出大意即可) 要装在具有弹性的塑料袋或橡胶袋中(1 分) 3-1 A:SOmXn,X=F、Cl、Br、I 之一或几种,∴A 为卤氧化硫,∴A 与水的反应可能
2- - - - 是:SOX2+H2O→HSO3 +X 或 SO2X2+H2O→SO4 +X (不可能是氧化还原反应) ,由①、

②、③、④、⑤知:A 可能是 SOCl2、SOClBr 或 SOBr2。由⑤的反应现象无 I3-色出现并不能
2 2 判断无 I-,因为有:I2+SO3 -→I-+SO4 -。 (3 分)

3-2

若 A 为 SOX2,则水解产生 SO2:SOX2+H2O→SO2+2HX;

5SO2+2MnO4-+2H2O→5SO42-+2Mn2++4H+
2 若为 SO2X2,则水解:SO2X2+H2O→SO4 -+X-(2 分)

3-3

2 初步判断有无 I3-离子,其离子方程式为:2Cu ++4I-→2CuI↓+I2。需要指出的是:

由⑤的反应现象无 I3 色出现并不能判断无 I ,因为有:I2+SO3 →I +SO4 。 (2 分) 3-4 3-5 3-6 4-1 A 可能是 SOCl2、SOClBr 或 SOBr2。 (1 分) 最后经计算 A 为 SOClBr。若 A 为 SOBr2,经计算可得沉淀 1.29g;而 A 为 SOClBr, SOClBr+H2O=SO2+HCl+HBr(1 分) 假设甲烷气体体积果折合成标准状况下的数据,为 7.32 kmol。设甲烷水合物晶体的





2-



2-

可得沉淀 1.45g。 (2 分)

密度与冰密度是相同的,为 1g/cm3,则其中的水有:55.56 kmol,因此:CH4︰H2O=1︰7.6。 说明: 甲烷水合物的组成可能是 6CH4· 46H2O。 以上是最简单的参考答案, 只要答案为 CH· 7~ 9H2O,均可按满分计。 (4 分) 4-2 4-3 5-1 5-2 5-3 5-4 n(CH4)︰n(H2O)=8︰46=4︰23(1 分) ;ρ =0.92g/cm3。 (2 分) 由于 n(Cl2) :n(H2O)=1︰8=6︰48。因此,十四面体笼填入 6 个 Cl2,2H2O 进 B(1 分)(A 为甲硫醇;C 为常用有机溶剂二甲基亚砜 DMSO;D 为乙基磺酸) Au-S 键(2分)(硫为负二价元素,但存在孤电子对,显然是提供电子对给正三 正三价(1分)(根据金元素的配位——成键特征分析) ①H2O2, H2O2, H2S; (各1分) ②燃烧Ba+O2=BaO2; BaO2+H2SO4 (稀冷) =BaSO4

入十二面体笼。 (3 分)

价的金元素)

↓+H2O2;(2分)③HOF+H2O=HF+H2O2(2分) (水解的实质是相互交换离子,非氧化还原反应;HOF 中 F 为负价元素) 6-1 (2 分)

①确定是盐酸盐,写出有机部分后加·HCl,②有机部分主干是苯甲醇,对位上有氨基, 3,5 位上有氯取代基;③醇的 α 位有甲基取代,而甲基的一个氢原子又被叔丁氨基(- NH(CH3)3)取代。 6-2 7-1 7-2 7-3 略(与羟基相连的碳原子和中间的氮原子) (1 分) C>N(1 分) C78H64Cu3O8P4(4 分) 2(Cy3P)2Cu(OOCCCH2COOH) + Cu(CH3CH2CH2COO)2 → (Cy3P)2Cu(OOCCH2COO) 除去反应的另一产物正丁酸和未反应的反应物。 (2 分) N 的光学活性一般很弱,往往不太考虑。

Cu(O2CCH2CO2)Cu(PCy3)2+2CH3CH2CH2COOH(2 分,用化学式表示也可以)

7-4 8-1 Cl: D:H2N-

(3 分) -COOH E: (3 分)

8-2 A:4-(3,5-二氨基苯甲酰氨基)苯甲酸 C:3,5-二硝基苯甲酰氨氯(2 分)

8-3

(2 分)

8-4 分)

能溶解在水溶液和醇溶液中。超支化聚芳酰胺 B 的表面存在大量的氨基,氨基与水

分子或乙醇分子间易形成强的氢键, 从而增加了超支化聚芳酸胺 B 在水或乙醇中的溶解性。 (3

8-5

(1)



(2) 9-1 4 个(2 分) 9-2



(2 分)

(0,0,0) , (0,0,1/2) , (1/3,2/3,0) , (2/3,1/3,1/2) (2 分)


9-3 2.27 g·cm 3(3 分) 9-4 9-5 见右图(3 分) 离子键或静电作用(1 分)

9-6

LiC2(2 分)

9-7 4NiO+4LiOH+O2=4LiNiO2+2H2O(2 分) 9-8 LiNiO2=Li1-xNiO2+xLi +xe (1 分)
+ + -

9-9 Al 无变价,因此与之对应的 Li 不能脱嵌。 (1 分) 。 10 (NH4)3H4PMo12O42·H2O+26NaOH=12Na2MoO4+Na2HPO4+3NH3+17H2O NH3+HCl=NH4Cl 计量关系 P2O5~(NH4)3H4PMo12O42·H2O~NaOH
- -1

1~2~46


P2O5%: (1.026 mol·dm 3×0.04000 dm3-0.1022 mol·dm3×0.01520 dm 3) ×142 g·mol /(46×0.385 g)=0.317=31.7%

(方程式正确得 2 分,计量关系正确得 1 分,计算合理得 2,结果正确 1 分,有效数字错 不得此 1 分)

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