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2014年高中化学竞赛模拟试题1


2014 年高中化学竞赛模拟试题 1
第1题 239 207 (1) 92U 经过连续衰变直到 82Pb,期间经过 次 α 衰变, 次 β 衰变。 (2)现已知的一千多种放射性同位素中,绝大部分是人工产生的。 如就是用中子 轰 击 而得到的人造元素, 写出该核反应式______________________________。 第 2 题:等电子原理通常是指原子数和价层

电子数都相同的化合物,可能具有相似的结构。 26 例如:CO3 、SO3、NO3 都有 24 个价电子,都为平面三角形结构,都有 3 个σ 键和 1 个∏4 键。 试根等电子原理、VSEPR 理论和八电子隅规则讨论以下化合物或离子的结构。 + + (1)SCl3 和 PCl3 是等电子体, SCl3 空间构型是 ,S 以 杂化轨道与 Cl + 形成共价键。SCl3 中 S-Cl 键键长 (填>、=或<) PCl3 中 P-Cl 键键长,原因是 。 (2)①化合物 A 的分子中原子的连接顺序为 N—S—F,A 与 为等电子体, 结构式为 (要体现分子的几何构型) 。 _ A 可以结合一个 F 成为阴离子 B,B 与 为等电子体; _ A 还可以失去一个 F 成为阳离子 C,C 的结构式为 ; ②A、B、C 中具有最短的 S-N 键的是 . 第 3 题: (1)原子序数小于 10 的几种元素组成的两种气态化合物分子式均为 AB3 形式,将他们在常 温下通入真空瓶中,生成一种白色粉末,除此之外没有其他生成物,试推断生成该白 色化合物的反应方程式。

(2)某些羰基化合物也可以由氧化物与 CO 反应制得,与铁为同一族的锇的四氧化物与 CO 制备得到锇的羰基化合物,写出反应方程式

第 4 题:磁光盘机(Magnetic Optical Disk Drive,MO):这是一种可重写的光盘驱动器,它 使用磁光盘片作存储媒体。 磁光存储是一种采用激光和磁场共同作用的存储技术, 磁光存储 的研究是 Williams 等在 1957 年使 MnBi 薄膜磁化并用光读取之后开始的。 下图是 MnBi 的晶 体结构,属于六方晶系,晶胞参数为 a=b=427pm,c=615pm

(1)Mn 原子在 Bi 原子所形成的_______空隙中,Mn 原子的配位数为____ 。 (2)试估算 MnBi 晶体的密度

1

第 5 题:某钒的配合物 A 具有 VO(N2O2)配位结构形式,所有的氮、氧原子都为配位原子。 且配合物中只检测到一种 V-N 键,两种 V-O 键。经检测配合物 A 中含钒元素 15.3%,氢元素 4.20%,该配合物可由钒的乙酰丙酮盐[三乙酰丙酮合钒(III)]在配体 salen 的甲醇溶液中 搅拌制得。配体 salen 可由配比为 2:1 的水杨醛(邻羟基苯甲醛)和乙二胺合成。回答下列 问题: 1.写出合成配体salen的化学方程式 2.推测配合物A的化学式

3. 画出配合物A的结构, 指出配合物A中钒氧化态

第6题 (1)水解:水解反应可以看成是“正” “负”结合的复分解反应。如 AB 型化合物的水解是 + + 发生在 A 、B 、H 、OH 四种微粒之间的“正” 、 “负”结合,即 AB+H2O=AOH+HB。如果水 解产物不稳定则产物可能继续发生歧化反应。完成下列水解反应: ①BC13 + H2O— ②ICl + H2O— (2)溶剂解:H2O 是常用的含质子的溶剂和含羟基的溶剂。其它含质子的溶剂有 NH3(液) 、 C2H5OH 等,含有羟基的试剂有 CH3COOH、O2NOH 等,它们也可发生类似于水解的溶剂解 反应。 ①写出下列含质子溶剂的氨解或醇解反应:

BCl3 ? C2 H 5OH ? ? P4O6 ? NH 3 ? ? P4O10 ? C2 H 5OH ? ?
②写出下列含羟基溶剂的酸解反应:

O2 NOH ? BCl3 ? ? POC13 ? CH 3COOH ? ?
③溶剂解是在“纯”溶剂中的反应,如液氨、冰醋酸等。 如果在溶剂的水溶液(如氨水)中发生反应,则一般发生水解反应,而不是溶剂解 反应,原因是 。 -6 (3)BaTiO3 是一种压电材料,以往是用 TiO2 和 BaCO3 磨成细粉, (半径约 10 m) ,混匀,在 1800℃反应 24h,只在细粉表面形成极薄的一层 BaTiO3。目前的方法:使 TiC14、BaC12 进行醇解,醇解产物可以在分子级水平上混匀,而后进行水解、过滤、加热干燥得质 量极高的压电材料。 写出新法制 BaTiO3 材料的化学方程式:

第 7 题 :二氯二氨合铂有两种几何异构体,一种是顺式,一种是反式,简称顺铂

和反铂。顺铂是一种常用的抗癌药,而反铂没有抗癌作用。
(1)鉴别顺铂和反铂可以采用 的方法 (2)若用 1,2-二氨基环丁烯二酮代替两个 NH3 与铂配位,则生成的产物 顺反异构体?写出产物的结构式。 (填有或无)

(3)若把 1,2-二氨基环丁烯二酮上的 C=C 双键加氢后,再代替两个 NH3 与铂配位,写出生 成物的结构式。

2

第 8 题:化合物 A 能发生如下列框图的转化关系(A--J 均含相同元素),化合物 A 是一种 黑色固体,不溶于水、稀醋酸及稀 NaOH 溶液中,而易溶于热 HCl 溶液中,红色沉淀 H 不溶 于稀酸或稀碱中,但可溶于热 HNO3 中。判断框图中 A—J 各物质中该元素的主要存在形式的 化学式。 黑色固体 A 过滤 强热 蓝色沉淀 J NaOH 溶液 蓝色溶液 I A 热 HNO3 红色沉淀 H C 锌粉 无色溶液 G D 加 KCN 热盐酸 绿色溶液 B 铜丝 煮沸 土黄色溶液 C 水稀释 白色沉淀 D

溶于 氨水 无色溶液 E 在空 气中 蓝色溶液 F

B

E

F G H I J 第 9 题:瑞典皇家科学院把 2005 年度诺贝尔化学奖授予三位有机化学家——法国科学家伊 夫·肖万 (Yves Chauvin) 和美国科学家理查德·施罗克 (Richard R.Schroch) 、 罗伯特·格 拉布(Robert H.Grubbs),以表彰他们在烯烃复分解反应研究方面做出的贡献。 (一)烯烃复分解反应是由金属烯烃配合物(也称金属卡宾)催化的不饱和碳碳双键或三键 之间的碳架重排反应。金属卡宾是指一类含有金属钼、钌等的有机物,其结构可示意为 R-M=CH2(R 表示有机基团、M 表示金属原子)或[M]=CH2,烯烃复分解反应的主要类

(1)请在上图方框中写出生成物的结构 (二)烯烃复分解反应的伊夫·肖万机理如右图: (以关环复分解为例) 若把 C6H5CH=CHCH3 与催化剂[M]=CH2 在一定条件下混合反应,则可能生成的新化合物

3

(三)Grubbs 催化剂,具有非常广泛的官能团实用性,且稳定、易制备。反应产物的产率 高,催化剂的用量少。它可催化关(成)环复分解反应。完成下列化学方程式:

+
Grubbs 催化剂

第 10 题:氮芥类药物是目前临床应用的一类重要抗肿瘤药物,近几年,国际上每年都有大 量文献报道新型氮芥类衍生物的合成。以下是两种新型氮芥衍生物 (6)和(7)的合成路线, 请在在框内填入适当的结构简式:

(mol 比 1: 1)

注:N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)是于 1955 年开发出来的第一个碳二亚胺型缩合剂,至今 DCC 仍是多肽合成中最常用的缩合剂之一。

4

第 11 题:近年来锂离子二次电池由于其优异的性能备受关注,与传统的锂电池相比具有能 量密度高,电压高,循环性能好等优点,现在已经广泛的用于数码产品中。锂离子电池负极 一般用改性石墨等碳材, 目前的发展比较成熟。 而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池 性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素,正极材料一般都是锂的氧化物,如 LiCoO2, LiNiO2 和钒的氧化物等。

(1)某一种正极材料具有 LixMnyOz 的化学式,在该材料的晶胞中,O 离子的堆积方式与 NaCl 晶胞中 Cl 离子堆积方式相同,Li 离子占据 1/8 的 O 离子形成的四面体空隙,Mn 离子占据 1/2 的 O 离子形成的八面体空隙。试求 x,y,z 的值。

(2)电容量(单位:mAh/g)是衡量电池性能的一个重要指标,试计算正极材料物质 LiCoO2 的理论电容量

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