20全国高中学生化学竞赛模拟试题.docx
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20全国高中学生化学竞赛模拟试题
高中化学知识竞赛
(8:
30-11:
30共计3小时)
题
号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
总
满
分
12
4
15
6
12
16
10
10
11
4
100
得
分
评卷人
第1题(12分)
正高碘酸的制备是先在碱性的碘酸盐溶液中通入Cl2,得到Na2H3IO6白色沉淀;将生成的悬浮液与AgNO3作用,得到Ag5IO6沉淀,再通入适量Cl2,得到H5IO6。
1.写出各步反应方程式:
2.Ag5IO6沉淀的颜色为
3.正高碘酸在真空中加热可逐步失水,转化为HIO4,则IO65-和IO4-的空间构型和中心原子的杂化类型分别为
在HNO3酸化MnSO4溶液中加入HIO4溶液,溶液立即呈现出紫色,写出反应方程式
第2题(4分)
放射性元素M的原子是去1个或者2个电子后的离子在角量子数为2的轨道中电子都恰好半充满,则元素M的符号为;M的价电子结构式为。
第3题(15分)
白色固体A加入水中生成白色沉淀B,取上层澄清溶液加入AgNO3有白色沉淀C生成。
C不溶于硝酸、烧碱,而易溶于氨水。
B不溶于烧碱但溶于强酸。
A溶于盐酸溶液后加入NaOH溶液生成白色沉淀D,再加入NaClO溶液有土黄色沉淀E生成。
酸性条件下将E与MnSO4混合,溶液变成紫红色。
A的盐酸溶液与H2S溶液反应生成黑色沉淀F。
向SnCl2溶于NaOH的溶液中投入少量A,生成黑色沉淀G。
试确定A~G所代表的化学式并写出有关反应方程式。
第4题(6分)
科学家预言,燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。
因为燃料电池有很多的优点。
它的能量转化率比火力发电高一倍多,环境污染少,节能。
按燃料电池化学成分的不同,有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型;按电解液的性质不同,可分为碱性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。
以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极,用35%~50%KOH为电解液,天然气和空气为原料,构成的电池为碱性燃料电池。
请写出:
负极反应:
;正极反应:
;
电池总反应式:
。
用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质,例如Li2CO352%、Na2CO348%,采用吸渗锦粉作阴极,多孔性氧化镁作阳极,以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气,混有CO2的空气为阴极燃气,在650℃电池中发生电极反应,这种电池在国外已经问世。
请写出有关的反应式。
负极反应:
;正极反应:
;
电池总反应式:
。
第5题(12分)
5-1(4分)1摩尔高锰酸钾在240-300oC加热释放出19.2g氧气,写出反应方程式。
(已知K2MnO4640oC分解,K3MnO4800oC分解。
)
5-2(3分)咖啡因对中枢神经有兴奋作用,其结构式如下。
常温下,咖啡因在水中的溶解度为2g/100gH2O,加适量水杨酸钠[C6H4(OH)(COONa)],由于形成氢键而增大咖啡因的溶解度。
请在附图上添加水杨酸钠与咖啡因形成的氢键。
5-3(2分)阿司匹林结构式如下,难溶于水。
若和适量柠檬酸三钠混合,即可增大溶解度。
解释原因。
5-4(3分)氯仿在苯中的溶解度明显比1,1,1-三氯乙烷的大,请给出一种可能的原因(含图示)。
第6题(16分)
(1)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[N4O6][Fe(NO3)4]2。
请回答:
1.写出合成NO[Fe(NO3)4]的反应方程式;
2.如果[N4O6]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。
3.如果[N4O6]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)将V2O5溶于草酸,再滴入H2O2-KOH混合溶液,得到一种带有2份结晶水的钾盐沉淀X。
已知X中含13.68%的V和47.27%的O。
1.通过计算确定X的化学式;
2.写出X的合理结构简式
3.画出X的结构式。
第7题(10分)
NH4Cl为CsCl型结构,晶胞中包含1个NH4+和1个Cl-,晶胞参数a=387pm。
把等物
质的量的NH4Cl和HgCl2在密封管中一起加热时,生成NH4HgCl3晶体,晶胞参数a=b=419pm、c=794pm(结构如下图)。
1.已知Cl-半径为181pm,求NH4+(视为球形离子)的半径。
2.计算NH4HgCl3晶体的密度;
3.指出Hg2+和NH4+的Cl-具体配位形式;
4.通过具体计算,指出晶体中Cl-与Cl-之间的最短距离是多少?
第8题(10分)
盐酸卡布特罗是1980年SmithKline&French(英国)开发的一种用于治疗支气管的药物。
其合成路线如下:
(1)请写出合成路线中A、B、C、D、E、F的结构式。
(2)在合成化合物A的实验步骤中,请说明NaI的主要作用是什么?
第9题(11分)
推测下列物质的结构,并写出反应过程中涉及的有机化学反应方程式。
(20%)
(1)化合物A(C7H15N)和碘甲烷反应得B(C8H18NI),B和AgOH水悬浮液加热得C(C8H17N),C再和碘甲烷和AgOH水悬浮液加热得D(C6H10)和三甲胺,D能吸收二摩尔H2而得E(C6H14),E的核磁共振氢谱只显示一个七重峰和一个双峰,它们的相对峰面积比是1:
6,试推断A、B、C、D、E的结构。
(2)有一旋光性化合物A(C6H10),能与硝酸银的氨溶液作用生成白色沉淀B(C6H9Ag)。
将A催化加氢生成C(C6H14),C没有旋光性。
试写出B,C的构造式和A的对映异构体的费歇尔投影式,并用R-S命名法命名。
第10题(4分)
.以下列化合物为原料合成指定的化合物(五步之内)
答案
第题(12分)
NaIO3+Cl2+3NaOH=Na2H3IO6+2NaCl(1分)
Na2H3IO6+5AgNO3+3NaOH=Ag5IO6+5NaNO3+3H2O(2分)
4Ag5IO6+10Cl2+10H2O=4H5IO6+20AgCl+5O2(1分)
黑色(1分)IO65-正八面体(1分)sp3d2(1分)
IO4-正四面体(1分)sp3(1分)
2Mn2++5IO65-+3H2O=2MnO4-+5IO3-+6H+(3分,其它价态还原的产物不给分)
会根据信息书写合理的化学反应方程式,掌握杂化理论和价层电子互斥理论并对分子或离子的空间构型进行预测
第2题(4分)
Tc3d54s2.(l=2时为d轨道,失去1个或者2个电子后d轨道都半充满,则M的价电子构型为(n-1)d5ns2,M应为VII族元素(MnTcRe),根据M为放射性元素,则M为Tc,价电子构型为3d54s2
第3题P376(15分)
A:
BiCl3;B:
BiOCl;C:
AgCl;D:
Bi(OH)3;E:
NaBiO3;F:
Bi2S3;G:
Bi
BiCl3+H2O=BiOCl+2HClAg++Cl-=AgCl
BiOCl+2HCl=BiCl3+H2OBi3++3OH-=Bi(OH)3
Bi(OH)3+Cl2+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O
2Mn2++5NaBiO3+14H+=2MnO4-+5Bi3++7H2O
2Bi3++3H2O=Bi2S3+6H+
Bi(OH)3+Sn(OH)42-=2Bi+3Sn(OH)62-
第4题(6分)
负极反应:
CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;正极反应:
O2+2H2O+4e-=4OH-;
电池总反应式:
CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O。
负极反应:
CO+CO32--2e-=2CO2;正极反应:
O2+2CO2+4e-=2CO32-;
电池总反应式:
2CO+O2=2CO2。
(各1分)
第5题(12分)
5-15KMnO4=K2MnO4+K3MnO4+3MnO2+3O2(4分)
5-2
(3分)(不要求氢键的键角和方向,
但要求画在有孤对电子的氮原子上。
)
5-3阿司匹林中的羧酸和柠檬酸根反应形成阿司匹林的钠盐。
(2分)
(若写方程式表达得分相同,但必须配平。
)
5-4
(2分)CHCl3的氢原子与苯环的共軛电子形成氢键。
(1分)
(若只写“氢键”给1分。
)
第6题(16分)
(!
)1.Fe+4N2O4=NO[Fe(NO3)4]+3NO↑(2分)
2.
(3分)3.
(3分)
(2)1.V︰O=1︰11,式量:
372.3,扣除V、O及4个H剩余141.3,应为3个K,2个C;化学式为:
K3VC2H4O11(2分)
2.K3[VO(O2)2(C2O4)]·2H2O(2分)
3.
(4分)
第7题(10分)
1.154pm(1.5分)
2.ρ=1×325.0/[6.022×1023×(4.19×10-8)2×(7.94×10-8)]=3.87g/cm3。
(1.5分)
3.Hg2+:
压扁的正八面体 NH4+:
压扁的正四棱柱(各1.5分,无压扁各1分)
4.Cl-的空间环境不同,可分为两类:
体内的两个Cl-①为一类;棱边中点的4个Cl-②为另一类。
前者距NH4+较近(335pm),距Hg2+也较近(241pm);后者距离NH4+397pm,距Hg2+296cm。
Cl-①与邻近晶胞的Cl-的距离最短为3.13pm,Cl-①与Cl-②的距离为382pm;Cl-②与Cl-②的距离为419pm。
(4分)
第8题(10分)
(2)催化作用.
第9题(10分)
(1)(ⅰ)A,C7H15N,不饱和度为1,可能有双键或环;A彻底甲基化只能与1分子碘甲烷反应生成B,则A必为叔胺类化合物。
(ⅱ)由E的1HNMR知,E的结构为:
(CH3)2CH-CH(CH3)2。
(ⅲ)D加二分子的H2,那么D的结构必为:
(ⅳ)根据Hofmann消去反应的特征反应,综合上述推断,可以给出A、B、C的结构
如下:
有关的反应为:
(2)
第10题(4分)
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- 20 全国 高中学生 化学 竞赛 模拟 试题