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2014年高中化学竞赛模拟试题6


2014 年高中化学竞赛模拟试题 6
第 1 题 写出反应的化学方程式。 1-1 CaH2 与 Na2CO3 溶液的反应。

1-2 用 Fe2(SO4)3 水溶液溶解煤中的 FeS2 生成硫酸和硫酸亚铁。

1-3 硫化铜与硫酸铁在细菌作用下,在潮湿多雨的夏季,成为硫酸和硫酸盐而溶解于水。

1-4 氰化法提

金是在氧存在下氰化物盐类可以溶解金。

1-5 对二乙苯在酸性高锰酸钾溶液中被氧化并有气体产生。

1-6 金属锰可以用四氧化三锰为原料通过铝热法来制备。

1-7 CS2 是一种有恶臭的液体,把它滴入硫酸酸化的高锰酸钾水溶液,析出硫磺,放出 CO2。

1-8 在酸性溶液 H2O2 把 Fe(CN)6 转化为 Fe(CN)6 。

4-

3-

1-9 KClO3 和 HCl 反应,在某一条件下产物中含有 Cl2 和 ClO2 物质的量之比 1:4。

1-10 在硫酸铬溶液中,逐滴加入氢氧化钠溶液,开始生成灰兰色沉淀,继续加碱,沉淀又 溶解,再向所得溶液中加溴水,直到溶液的绿色转为黄色。

第2题 2-1 B4Cl4 是一种淡黄色并具有挥发性的固体比合物,在 70℃以下,它存在于真空中。结构 -10 测定表明,该化合物中每个氯原子均结合一个硼原子,其键长都是 1.70×l0 米;任意两 -10 个硼原子之间为 1.71×10 米。试根据上述性质和参数画出 B4Cl4 分子的空间构型。

2-2 A 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。 2-2-1 A 水解的化学反应方程式。

2-2-2 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,为什么?

1

2-2-1C 溶液与适量氯化铜溶液反应的化学方程式。

2-3 已知钛的元素电势图(E /V)为:

θ

则:Ti (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: 。 2-4 氮化硼纳米管是一种具有优异性能的材料,于 1995 年美国加州大学的教授首次合成。 该材料可由高温热解法制得,用 N2 将由(NH4)2SO4 与 NaBH4 反应生成的物质 A 带入含 Co、Ni 催化剂的硅晶基片上,加热到 1000-1100℃反应生成,已知 A 为苯的等电子体。写出 A 的结 构式和加热 A 产生氮化硼的化学方程式。

2+

2-5 比较水溶液中,下列阴离子的共扼酸的酸性大小_________(填序号) 。
(1) CH3O O
-

(2) O2N

O

-

(3)

O

-

2-6 NH3 和 NF3 的均为路易斯碱, 碱性更强的是_____ 2-7 图示出 O

_。

O 分子间及

C N 分子间的氢键。

2-8 MgAl2(CH3)8 化合物中三个金属离子处在同一直线中,且呈中心对称,画出其空间构型及 Al 和 Mg 的杂化轨道类型。

第 3 题 取 2.5 克 KClO3 粉末置于冰水冷却的锥形瓶中,加入 5.0 克研细的 I2,再注入 3cm 3 水,在 45 分钟内不断振荡,分批加入 9~10cm 浓 HCl,直到 I2 完全消失为止(整个反应过 程保持在 40℃以下) 。将锥形瓶置于冰水中冷却,得到橙黄色的晶体 A。 将少量 A 置于室温下的干燥的试管中,发现 A 有升华现象,用湿润的 KI-淀粉试纸在 管口检测,试纸变蓝.接着把试管置于热水浴中,有黄绿色的气体生成,管内的固体逐渐变 成红棕色液体。将少量 A 分别和 KI,Na2S2O3,H2S 等溶液反应,均首先生成 I2。酸性的 KMnO4 可将 A 氧化,得到的反应产物是无色的溶液。 3-1 写出 A 的化学式;写出上述制备 A 的配平的化学方程式。

3

3-2 写出 A 受热分解的化学方程式。

3-3 写出 A 和 KI 反应的化学方程式。

2

第 4 题氢能是最为理想的能源之一,氢能的发展最关键的技术难题是氢的储存。在储氢材 料研究领域,新加坡国立大学 Ping Chen 等人的研究成果成为一个重要的里程碑,他们在 《Nature》上撰文,宣布 Li3N 可以作为一种新型无机贮氢材料,并指出 Li3N 的吸氢反应过 程按如下两步进行:

在这两步反应中,四种固体化合物之间的转化也伴随四种不同的晶体结构间的转化。 4-1 LiH 属于立方晶系,晶胞参数 a=4.075?。晶体中 H 原子作 Al 堆积,A、B、C 表示 H 的 堆积层, a、 b、 c 表示 Li 的堆积层, 那么 LiH 沿正当晶胞体对角线方向的堆积周期是|AcBaCb|。 请画出 LiH 正当晶胞沿着体对角线方向的投影 (用实线圆圈“○”表示 H 的投影、 用虚线圆 圈“ ”表示 Li 的投影,如投影重合则 用 “ ”表示,每种原子不少于 7 个) 。

4-2 Li2NH 是吸氢反应过程中的关键产物, 确定 Li2NH 晶体中各原子的存在状态是揭示其储 + 氢机理和对该类材料进行改进的关键。实验已经确定 Li 以正离子 Li 形式存在。然而,由于 目前实验手段的限制,H 的位置很难准确确定,因而 Li2NH 的结构目前还存在争议。现在普 遍认可的是日本学者 Noritake 等利用同步加速器 X—射线衍射方法测得的结构: Li2NH 属于 立方晶系,晶胞参数 a=5.074 ?;N 和 H 的原子坐标:N(0.00,0.00,0.00)H(0.11,0.11, 0.00) 。已知 H 和 N 的共价半径分别为 0.37 ? 和 0.74 ?,试通过计算说明 Li2NH 中 N 和 H 的存在状态。

4-3 晶体结构测试表明:LiNH2 属于四方晶系,晶胞参数 a=5.037?,c=10.278?,一个晶胞包 括 4 个 LiNH2。若以材料中 H 的密度作为材料的储氢能力,通过计算比较 Li2NH、LiH、LiNH2 的储氢能力。

第 5 题 某一元有机弱酸 HA1.000g, 溶于适量水后, 用仪器法确定终点, 以 0.1100mol/LNaOH 滴定至化学计量点时,消耗 24.60ml。当加入 NaOH 溶液 11.00ml 时,该溶液的 pH=4.80。计 算该弱酸 HA 的 pKa 值。

3

第 6 题 将 NaHCO3 固体放入真空容器中发生下列反应 2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g)+ CO2(g) 已知 298K 时有下列数据: 物质 NaHCO3 (s) Na2CO3(s)

H2O(g) -241.8 188.7

CO2(g) -393.5 213.6

? f H m kJ .mol
?1

?1
?1

-947.7

- 1130.9 136.6

102.1 S m / J .K .mol 6-1 求 298K 时平衡体系的总压力;

6-2 体系的温度为多高时,平衡压力为 101.3kPa;

6-3 298K 的大气中,H2O(g) 与 CO2(g)的分压分别为 3167Pa 与 30.4Pa,将纯 NaHCO3 固体放入大气中让其发生上述分解反应。
0 (1)问此时该分解反应的 ?S m 比 ?S m 大还是小?为什么?

(2)用 QP 与 K P 比较说明 NaHCO3 固体迅速分解还是稳定存在? (3)用吉布斯自由能判据说明 NaHCO3 固体迅速分解还是稳定存在? (视 H2O(g) 与 CO2(g)为理想气体) 。

第 7 题 两个有机化合物 A 和 A′互为同分异构体,其元素分析都含溴 58.4%(其它元素数 据不全,下同) 。A、A′在浓 KOH(或 NaOH)的乙醇溶液中强热都得到气态化合物 B,B 含碳 85.7%。B 跟浓 HBr 作用得到化合物 A′。将 A、A′分别跟稀 NaOH 溶液微微加热,A 得到 C; A′得到 C′。C 可以被 KMnO4 酸性溶液氧化得到酸性化合物 D,D 中含碳氢共 63.6%;而在 同样条件下 C′却不被氧化。试写出 A、A′、B、C、C′、D 的结构简式。

4

第 8 题 有机分子的构造式中,四价的碳原子以一个、二个、三个或四个单键分别连接一个、 二个、 三个或四个其它碳原子时,被分别称为伯、仲、叔或季碳原子(也可以分别称为第一、 第二、第三或第四碳原子) ,例如化合物 A 中有 5 个伯碳原子,仲、叔、季碳原子各 1 个。 [A] 8-1 用 6 个叔碳原子和 6 个伯碳原子(其余为氢原子)建造饱和烃的构造式可能的形式 (不考虑顺反异构和光学异构) 。请尽列之。

8-2 只用 8 个叔碳原子(其余的为氢原子)建造一个不含烯、炔健的烃的结构式。

第 9 题 黄酮醋酸类化合物具有黄酮类化合物抗菌、消炎、降血压、保肝等多种生理活性和 药理作用, 尤其是近年来报道此类化合物具有独特抗癌活性。 下面的方法采用对甲酚作为起 始原料,通过一系列反应合成化合物黄酮 E(化学式为 C18H12O2NBr,为黄酮醋酸的前体化合 CH2Cl 物)。其进一步水解即得黄酮醋酸。合成路线如下:
OH (CH3CO)2CO/H3PO4
OH

AlCl3/C6H5NO2

A
H3C

CH3

(重排反应)
Br

H3C O

(HCHO)n

NaCN

B
HCl EtOH

C
H OHO

D

I 2/DMSO/H2SO4

E

对于 E,FeCl3 实验呈负性反应,分子中存在 3 个六元环;D 物质叫查尔酮,FeCl3 实验呈正 性反应。D 和 E 在化学式上相差 2 个 H 原子。 9-1 画出 A、B、C、D、E 的结构简式。

9-2 重排反应的名称。

5


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