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全国高中生化学竞赛初赛模拟试题(08)


全 国 高 中 生 化 学 竞 赛 初 赛 模 拟 试 题 ( 08)
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

第一题(4 分)2004 年 2 月 2 日,俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素 X 和 Y。X 是用高能 48Ca 撞击
243 93 Am

靶得到的。经过 100 微秒,X 发生 α-衰变,得到 Y。然后 Y 连续发生 4 次

α-衰变, 转变为质量数为 268 的第 105 号元素 Db 的同位素。 以 X 和 Y 的原子序数为新元素的代号 (左 上角标注该核素的质量数) ,写出上述合成新元素 X 和 Y 的核反应方程式。

1

第四题(本题共 14 分)2010 年底,瑞典皇家工学院(KTH)科学家宣布发现了一种新式的氮氧 化合物分子 A,它是迄今分子量最大的氮氧化物分子。这种新型的分子有望成为未来火箭燃料家族的 新成员,与目前最好的火箭燃料相比,新燃料的效率将提高 20%—30%。该氮氧化物分子中氮元素含 量为 36.9%。分子量在 100—200 之间。 4-1.给出 A 分子式。 4-2.A 中有两种化学环境的氮原子,具有类似螺旋桨的结构,则 A 分子中有没有族转轴?若有, 请指出其类型、个数和位置? 4-3.该化合物还没有中文译名,如何要你给它命名,你会叫它_________________,中心 N 原子 的杂化类型为______________。 4-4.Apollo 号宇宙飞船在执行空间任务时,火箭中的液体 N2O4 贮存于含铁的容器中,结果腐蚀 物中含有 Fe(NO3)3· N2O4,该物质实际上是 NO[Fe(NO3)4],经 X 射线晶体结构表示实际为 [A]2+[Fe(NO3)4]2。请回答: 4-4-1.写出合成 NO[Fe(NO3)4]的反应方程式; 4-4-2.如果[A]2 是平面型的离子,存在 3 重对称轴(旋转 120° 重合) ,但不存在对称面。试画出


其可能离子结构示意图。 4-4-3.如果[A]2 是非平面型的离子,不存在 3 重和 2 重对称轴,但存在对称面。试画出其可能


离子结构示意图。

2

4-5.已知:ΔH(N≡N) = 940 kJ?mol
-1

-1



ΔH(O = O) =498 kJ?mol

-1

,ΔH(N-O) = 175 kJ?mol

, 通过计算与分析, 预测 N4O6( g ) 是否能用 N2 ( g )、 O2 ( g ) 直接合成并稳定存在? (假设 A

的结构与 P4O6 相似)

3

第九题(本题共 10 分)
4

从昆虫斑蟊体内的可提取得到的一种化合物斑蟊素(A)具有明显的抗肿瘤活性。斑蟊素为酸酐 化合物,在体内易于水解,临床对治疗肝癌和膀胱癌有效,但具有泌尿道和消化道副作用。将酸酐与 取代胺作用,可生成不同取代基的酰亚胺,水解将慢于酸酐,在体内将逐渐释放斑蟊酸,毒性大大降 低。为此,科学家设计合成了羟基斑蟊素(B)
O O O O A B O O N O OH

根据以上知识 请回答:
O O O O

9-1 找出化合物 A 中的手性碳,并在结构式(见右图)

A

中用“ * ”记号加以标明。

9-2 已知化合物 A 的优势构象为

,则它__________(填“有”或“无”)旋光性。

9-3 根据系统命名法,

的名称为

O O

9-4 提出一条以 程,并注明反应条件。



O

为原料(其他原料任选)合理的合成化合物 B 的路线,写出合成过

5

第十题 (本题 12 分) 、A-B 体系是一种新型的催化剂。化学家对 A-B 体系进行了深入的研 究:A=Te(晶体) ,B 是 TeCl4 与 AlCl3 按物质的量之比 1︰4 化合得到的。已知 B 是一种共价型离子 化合物,其阴离子为四面体结构,B 中铝元素、氯元素的化学环境相同。 A 和 B 反应生成两种新化合物Ⅰ和Ⅱ,其中 A 的物质的量分数(mol%)分别为 77.8 和 87.5 和 91.7。生成化合物Ⅱ时没有其他副产物生成,但是生成化合物Ⅰ时伴随着挥发性的 TeCl4 生成,每生 成 2mol 化合物Ⅰ就生成 1mol TeCl4。 在熔融的 NaAlCl4 里的导电性研究表明, 化合物Ⅰ和Ⅱ在一起时 总共会解离成三种离子。 进一步对化合物Ⅰ和Ⅱ研究表明:用凝固点下降法测定Ⅰ和Ⅱ的摩尔质量分别为 1126g/mol 和 867g/mol。化合物Ⅰ和Ⅱ的红外光谱测定只有一种振动,分子中不存在 Te=Te,而且结构中都只有一 种四面体配位的铝,但是铝原子在这两种化合物中的化学环境是不同的。 10-1.确定 B 的化学式;

10-2.写出化合物Ⅰ和Ⅱ的分子式。

10-3.写出化合物Ⅰ和Ⅱ中阴离子和阳离子的化学式。

10-4.指出 Te、Al 原子的杂化形态,画出其阴离子、阳离子的结构式,说明其阳离子具有什么 特点。

10-5.化合物Ⅰ在加热时很容易转化成化合物 D。请说明这是为什么?写出该化学反应方程式。

6

参考答案 第一题(共 4 分)
243 95

48 Am + 20 Ca=288115+3n(2 分,不写 3n 不得分。答 291115 不得分。 )

288

115=284113+4He(2 分,质量数错误不得分。4He 也可用符号 α。

(答下式不计分:284113-44He=268105 或 268 105 Db)

4.解答: 4-1.N4O6(2)

4-2.一个 C3 轴;通过中心 N 原子垂直另三个 N 原子平面的中心; (2) 4-3.三硝基胺;sp3 杂化(2) 4-4-1.Fe+4N2O4=NO[Fe(NO3)4]+3NO↑(2)

4-4-2.

(2)

7

4-4-3.

(2)

4-5.假设能通过如下反应生成 N4O6( g ): 2 N2 (g) + 3 O2 (g) = N4O6( g ) 则根据键能估算的反应热为:
θ =2× 940+3× 498-12× 175=1274 (kJ · mol ?f H m
-1

)

θ 由于体系是气体减少的,所以该反应是吸热而熵减的,在任何温度下均 ?f Gm ?0 ,因此,N4O6( g )

不能直接合成并稳定存在。 (2) 5.解答:

6.解答:

6-3 滴定剂是 e (电子或电流均可)1 分

8

第九题(11 分)

9

9-1

(1 分)

9-2 无 (1 分)

9-3 顺丁烯二酸酐

(1 分)

9-4 (每步 2 分,共 8 分)

第十题(共 11 分) 1.Te[AlCl4]4(1 分) 2.①Te︰Te[AlCl4]4=7︰2,即 7Te+2Te[AlCl4]4=Te9Al8Cl32(摩尔质量 2499g/mol) ;由于生成 2mol 化合物Ⅰ时放出 1mol TeCl4(摩尔质量 269g/mol) ,因为Ⅰ的摩尔质量为 1126g/mol(=[2499- 269]/2) ,即Ⅰ的化学式为 Te4Al4Cl14(2 分) 化合物Ⅱ中,Te︰Te[AlCl4]4=7︰1,即 7Te+Te[AlCl4]4=Te8[AlCl4]4(摩尔质量 1679.9g/mol) , 由于Ⅱ摩尔质量为 867g/mol,Ⅱ的化学式为 Te4[AlCl4]2。 (1 分) 3.化合物Ⅰ和Ⅱ在一起总共会解离成三种离子,而每个化合物中只有一种四面体配位的铝,且
2+ - 两种化合物中 Al 原子的化学环境不同,故Ⅰ中阳离子为 Te4 ,阴离子为[Al2Cl7] ;化合物Ⅱ中阳离 2 子为 Te4 +,阴离子为[AlCl4]-。 (2 分)

4.Te 的杂化形态为 sp2(1 分) 。由于 Te 有两对孤对电子,一对用于价层,一对作为 p 电子在垂 直于 sp 杂化轨道的 p 轨道上,因此 Te4 的 π 电子为 6,满足休克尔 4n+2 规则,因此 Te4 具有此 大 π 键,因此具有芳香性。 (1 分)
3 同理可得:Al 的杂化为 sp 杂化。 (1 分) 2 2+ 2+

阴、阳离子结构式分别为(各 1 分) : Te42+: [Al2Cl7]-: [AlCl4]-:

5.因为[Al2Cl7]-结构没有[AlCl4]-结构稳定,在加热条件下,[Al2Cl7]-分解生成 AlCl3 和[AlCl4]-,
10

AlCl3 具有很高的挥发性,[AlCl4]-结构高度对称,较为稳定(1 分) 。化学反应方程式为:Te4[Al2Cl7]2 =Te4[AlCl4]2+2AlCl3。 (1 分)

11


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