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2015高中学生化学竞赛模拟试题


化学试题
H 1.008 Li 6.941 Na 22.99 K 39.10 Rb 85.47 Cs 132.9 Fr [223]

相对原子质量
Be 9.012 Mg 24.31 Ca 40.08 Sr 87.62 Ba 137.3 Ra [226] B 10.81 Al 26.98 Ga 69.72 In 114.8 Tl 204.4

C 12.01 Si 28.09 Ge 72.61 Sn 118.7 Pb 207.2 N 14.01 P 30.97 As 74.92 Sb 121.8 Bi 209.0 O 16.00 S 32.07 Se 78.96 Te 127.6 Po [210] F 19.00 Cl 35.45 Br 79.90 I 126.9 At [210]

Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La- Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac- Rf Db Sg Bh Hs Mt La

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds

Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0

Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6

He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]

La 系

La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0

第一题

1

第二题

第三题

第四题 今有一金属卤化物 A,在水溶液中完全电离,生成一种阴离子和一种阳离子,个数比为 4∶1。取 4.004g A 溶于水,加入过量 AgNO3 溶液,生成 2.294g 白色沉淀。经测定,阳离
2

子由 X 和 Y 两种元素构成,结构呈正方体状,十分对称。任意两个相离最远的 X 原子的连 线为此离子的三重轴, 任意两个相离最远的 Y 原子的连线为此离子的四重轴 (n 重轴表示某 物质绕此轴旋转 360°/n 的角度,不能察觉其是否旋转过) 。 4-1 写出 A 的化学式 (阴阳离子分开写) 4-2 写出 X 和 Y 的元素符号 、 4-3 在右框中画出 A 溶液中阳离子的结构: 4-4 某同学把一种常见含 X 的二元化合物的晶胞去掉所 有的 X 原子,发现剩余部分与 A 溶液中阳离子的结 构竟十分相似。这种常见二元化合物是 。 4-5 你认为 A 溶液中阳离子中,同种原子间存在着什 么样的作用力,并简略说明你的依据:

第五题、 氢能源是具有广阔应用前景的清洁能源, 寻找优良的储氢材料是科学家们不懈努力 的方向。 科学家在过渡金属的合金和金属互化物储氢材料上开展了卓有成效的工作, 由于这 些材料存在储氢质量质量分数相对偏小(一般小于 3%)等缺点,科学家们在探索储氢质量 分数更大的载体,如短周期金属元素的络合物材料。将溴化铝 AlBr3 和氢化钠 NaH 在醚型 溶剂中反应得到络合物 A(氢质量分数高达 7.4%),A 中配离子为正四面体型,A 可以分三步 反应分解释放氢气,其中第一步放出氢气质量分数为 3.7%,生成配合物 B,配离子为正八面 体型,第二步放出氢气质量分数为 1.85%. 5-1、写出 A,B 的结构简式__________,_________ 5-2、写出 A 分三步分解的方程式

5-3、实际应用中,A 的最大储氢率为 5.55%,低于理论的 7.4%,试解释原因。

5-4、过渡金属储氢材料与金属络合物(如 A)在储放氢的原理上相同吗?为什么?

5-5、仿照 A 的化学式,写出一种储氢量尽可能大的金属络合物化学式_________________ 5-6、设想作为汽车的氢燃料载体,需要满足一些什么条件。

第六题

3

第七题

4

第八题、 有一固体化合物 A(C14H12NOCl),与 6mol/L 盐酸回流可得到两个物质 B(C7H5O2Cl)和 C(C7H10NCl)。B 与 NaHCO3 溶液反应放出 CO2。C 与 NaOH 反应后,再和 HNO2 作用得黄 色油状物,与苯磺酰氯反应生成不溶于碱的沉淀。当 C 与过量 CH3Cl 加热反应时,得一带 有芳环的季铵盐。推出 A、B、C 的可能结构式

第九题、

5

第十题、 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物)。其进 一步水解即得黄酮醋酸。合成路线如下:

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。 请画出 A、B、C、D、E 的结构简式:

6

化学试题答案及评分标准
(总分 110 分) 第一题(15 分)

3. (8 分)

第二题(11 分)

第三题(12 分)

第四题(11 分) 4-1 [Mo6Cl8]Cl4(阴阳离子分开写) 4-2 Cl、Mo 4-3

7

4-4 NaCl 4-5 Mo 之间存在着金属-金属键,否则不能形成上述阳离子,静电作用将使它们分开。 Cl 之间只有普通的静电排斥作用,不成键。相比 Mo-Mo 和 Mo-Cl,Cl 之间的距离太大 了,不可能形成化学键。 第五题(10 分) 5-1. A:NaAlH4, B:Na3AlH6 (每个 1 分,共 2 分) 5-2、3NaAlH4 === 3Na3AlH6 + 2Al + 3H2 ↑2Na3AlH6 ==== 6NaH + 2Al + 3H2 ↑ 2NaH === 2Na + H2 ↑ (每个方程式 1 分,共 3 分) 5-3、NaH 分解温度太高 (1 分) 5-4、不同,前者是通过金属晶格中的结合和解离达到储氢目的,氢与金属之间不形成化学 键,属于物理变化;而后者是通过配位轻金属氢化物的热分解和重新合成,形成了新的化学 键,属于化学变化。 (共 2 分) 5-5、LiBH4 (1 分,答 LiAlH4,NaBH4 给一半分) 5-6、高的体积密度,高的质量密度,常温常压下能快速充放氢气(合适的热力学动力学性 能) ,足够的循环寿命,良好的安全性能。 (2 分) 第六题(12 分)

第七题(10 分)

第八题(7 分)

A
8

B

NHCH3HCl

C 第九题(11 分)

(各 1 分,共 7 分)

第十题、 (10 分)
9

O O CH3

CH2Cl OH CH3 H3C

CH2CN OH CH3 H3C
O

A:H3C
CH2CN OH

B:

C:
O

O

D:

CH2CN

Br H3C O
H3C O

Br

E: 苯环上取代基位置错误扣一半分)

(各 2 分,B~E 中

10


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