化学竞赛20.docx
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化学竞赛20.docx
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化学竞赛20
高中化学竞赛初赛模拟试卷(20)
姓名:
(时间:
3小时满分:
100分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
满分
3
8
10
12
10
8
10
18
11
10
H
**
相对原子质量
He
**
Li
**
Be
**
B
**
C
**
N
**
O
**
F
**
Ne
**
Na
**
Mg
**
Al
**
Si
**
P
**
S
**
Cl
**
Ar
**
K
**
Ca
**
Sc
**
Ti
**
V
**
Cr
**
Mn
**
Fe
**
Co
**
Ni
**
Cu
**
Zn
**
Ga
**
Ge
**
As
**
Se
**
Br
**
Kr
**
Rb
**
Sr
**
Y
**
Zr
**
Nb
**
Mo
**
Tc
[98]
Ru
**
Rh
**
Pd
**
Ag
**
Cd
**
In
**
Sn
**
Sb
**
Te
**
I
**
Xe
**
Cs
**
Ba
**
La-Lu
Hf
**
Ta
**
W
**
Re
**
Os
**
Ir
**
Pt
**
Au
**
Hg
**
Tl
**
Pb
**
Bi
**
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac-La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
La系
La
**
Ce
**
Pr
**
Nd
**
Pm
**
Sm
**
Eu
**
Gd
**
Tb
**
Dy
**
Ho
**
Er
**
Tm
**
Tb
**
Lu
**
第题(3分)
下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量(部分)
H
He
Li
Be
B
C
N
O
**
**
**
**
**
**
**
**
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
**
**
**
**
**
**
**
**
上表元素(及更多元素)中,有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字的位数多达7~9位,而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3~4位,为什么?
第题(8分)
近年来,在超临界CO2(临界温度Tc=304.3K;临界压力pc=72.8×105Pa)中的反应引起广泛关注。
该流体的密度在临界点附近很容易调制,可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂。
该溶剂早已用于萃取咖啡因。
然而,利用超临界CO2的缺点之一是二氧化碳必须压缩。
1.在超临界二氧化碳中氧化醇类,如将苄醇氧化为苯甲醛,是一种超临界工艺。
反应在催化选择性效率为95%的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。
(1)写出主要反应过程的配平的反应式。
(2)除完全氧化外,进一步氧化时还发生哪些反应?
写出它们的反应方程式。
2.在另一超流体工艺——合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中,二氧化碳既是溶剂,又可作为反应物替代光气或一氧化碳。
(1)写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的方程式。
如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯?
(2)用适当的催化剂可用吗啉(C4H9NO,结构右图所示)和二氧化碳合成甲酰基吗啉。
该反应还需添加什么反应物(无机小分子)?
写出反应式。
若用一氧化碳替代,反应式将如何改变?
3.用绿色化学的观念给出用CO2代替一氧化碳和光气的2个理由。
与以CO或COCl2为反应物对比,再给出用CO2为反应物的1个主要障碍(除必须对二氧化碳进行压缩外)。
第题(10分)
沐舒坦是新近应用的一种溶解分泌物,是促进黏液排除、改善呼吸状况的有效药物。
沐舒坦结构简式如右:
由甲苯和X为起始原料,其合成路线如下:
-CH3
A
B
C
D
E
F
沐舒坦
1.写出A、B、C、D、E、F、X的结构简式
2.由甲苯生成C通过了三步反应,为什么不直接合成
3.命名B、F、X
第题(12分)
除少数卤化物外,大部分非金属卤化物都易水解,且反应不可逆。
卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。
发生亲核水解的结构条件:
中心原子具有δ+和有空的价轨道;发生亲电水解的结构条件:
中心原子有孤对电子,可作Lewis碱,接受H2O的H+进攻。
其中SiCl4的亲核水解机理如下:
1.为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解?
2.NCl3也可以发生水解,但产物是NH3和HClO,请确定水解类型,并写出水解机理;
3.NF3不能发生水解,为什么?
写出3条理由;
4.PCl3也能水解,产物是H3PO3,但H3PO3是二元酸而不是三元酸。
确定H3PO3的结构,并写出水解机理;
5.由短周期的元素组成的化合物A、B、C,均含有一种卤素。
A分子呈现正八面体结构,不水解,可用作灭火剂;B、C分子都易水解,B是固体,易升华,C是液体,由3种元素组成。
B水解得到两性固体D和酸性气体E,C水解得到得到两种酸性气体E、F。
加热B的水合物时为得到无水物,可加入C脱水。
(1)写出A、B、C的化学式
(2)写出B的水合物与C反应的化学方程式
第题(10分)
一定条件下,1mol甲醛与1mol氨反应也可生成物质A,A再与1mol甲醛反应得到B,B与等物质的量的氨反应得到C,A、B、C分子都有很好的对称性。
若A与浓硝酸作用得到D,D是一种烈性炸药,D分子中只有一种位置的碳、氢、氧,仅有两种位置的氮。
1.请写出A、B、C、D的结构式;
2.写出甲醛、氨、硝酸生成D的总反应方程式;
3.若按比例混合三种反应物进行反应,则几乎得不到D,试分析其原因。
4.D的生产也可以以C为原料,与浓硝酸、硝酸铵在乙酸酐中反应制备,写出化学方程式。
5.写出D发生爆炸时的化学方程式。
第题(8分)
1962年英国青年化学家巴特列第一次制得了XePtF6化合物,突破了“惰性元素”的禁区。
此后人们相继合成了氙的系列化合物,以及原子序数较大的稀有气体氪、氡的化合物。
对于原子序数较小的氦、氖尚未制得化合物。
有人从理论上预言了它们的化合物是可以制得的。
不久澳洲国立大学的拉多姆宣布了化学上一奇闻,氦能够与碳结合形成分子。
像CHexx+不仅存在,而且能够用实验手段观察到,并借助计算机算出了CHe33+、CHe44+的键长分别为:
0.1209nm,0.1212nm。
1.Ne、He的化合物难以合成的主要原因是什么?
2.如果CHe33+、CHe44+果真存在的话,请写出它们的立体结构式;
3.为什么CHe33+的键长比CHe44+短?
4.写出与CHe33+、CHe44+互为等电子体的物质(或原子团)的名称;
5.并完成下列化学方程式:
CHe44++H2O→CHe44++HCl→
姓名:
第题(10分)
用邻苯基一双一(二甲胂)
(简记为diars,常做配体)与FeCl3作用,可生成一个双配位离子的化合物A。
已知A中阴离子是正四面体结构,阳离子中Fe为6配位,其配体diars和Cl-的数目相等,为1︰1。
将A用硝酸氧化后得到一种晶体B,经分析B晶体中的正、负离子的空间结构与A完全相同,只不过是阴离子与阳离子的个数比不同,A为1︰1,而B为2︰1。
1.试确定A和B的分子式。
2.画出A中阳离子可能的结构式,并指明哪一种结构较为稳定?
为什么?
3.指明A和B中铁元素的氧化数:
A→B属于什么反应?
4.写出生成A的化学反应方程式。
第题(18分)
地壳中丰度最低的钼和钨,在我国的蕴藏量都很丰富。
在这些钼矿和钨矿中,主要有辉钼矿MoS2,钨锰铁矿又称黑钨矿(Fe·Mn)WO4,钨酸钙矿又称白钨矿CaWO4。
钨的原子序数为74,与钼都位于ⅥB族,价电子5d46s2,常见化合价+2、+4、+5、+6,熔点3410℃,是金属中熔点最高的。
1.已知金属钨晶体是立方体心晶格,原子半径137pm,计算其密度。
2.在80~90℃时,浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。
黄钨酸在盐酸中溶解度很小,过滤可除去可溶性杂质。
黄钨酸易溶于氨水,生成钨酸铵溶液,而与不溶性杂质分开。
浓缩钨酸铵溶液,溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。
仲钨酸铵是一种同多酸盐,仲钨酸根含12个W原子,带10个负电荷。
仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。
写出上述化学反应方程式:
3.已知(298K下):
WO3(s)
ΔH
=-842.9kJ/mol
ΔG
=-764.1kJ/mol
H2O(g)
ΔH
=-242kJ/mol
ΔG
=-228kJ/mol
(1)计算:
WO3+3H2=W+3H2O反应的
和
(2)已知
与平衡常数K、温度T间满足公式:
=-RT1nK;
与平衡常数K、温度T间满足公式:
ln(K2/K1)=
(1/T1-1/T2)/R
问:
在什么温度条件下,可用H2还原WO3制备W(设此时平衡常数K=1)?
4.卤钨灯泡常用钨丝作灯丝,在灯泡里加入少量碘,可延长灯泡使用寿命。
其原理是化学平衡的有趣应用。
整个过程可用以下四个步骤形象表示。
请在下图下方的各括号中填写出碘是怎样收集蒸发了的钨原子,并使其返回到热的灯丝中去的(图中
表示钨原子,
表示碘蒸汽分子,
表示碘化钨分子)。
()()()()
5.三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18,其中存在W6Cl18-nn+离子结构单元,该离子中含有W原子组成的八面体,且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键,而每个W原子与四个Cl原子相连。
试推断W6Cl18-nn+的n值以及Cl原子的空间位置。
6.钨酸钠Na2WO4晶胞中,O2-以立方最紧密堆积排列,每个立方晶胞中有32个O2-,W6+占据四面体空隙,Na+占据八面体空隙,构成尖晶石结构。
W6+占据四面体空隙的分数是【】,Na+占据八面体空隙的分数是【】。
7.钠钨青铜NaxWO3(0<x<1)一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体,其晶胞中,W占据立方体的顶点,O2-占据全部的棱心,Na+占据体心位置,晶胞参数a=380pm。
(1)写出表示W价态的结构式,并指出NaxWO3易导电的原因。
(2)比重瓶法测得某种钠钨青铜的密度为d=7.36g/cm3,求这种Na2WO4组成中的x值。
第题(11分)
乙酰水杨酸(AsPirin)是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物,广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾病,近年来还不断发现它的新用途。
乙酰水杨酸是一种有机弱酸,pKa=3.5,其结构式为:
,易溶于乙醇而微溶于水。
1.乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到,写出化学方程式;
2.估算0.1mol/L乙酰水杨酸溶液与0.1mol/L乙酰水杨酸钠盐溶液的pH;
3.乙酰水杨酸的含量可用NaOH标准溶液直接滴定。
准确称取乙酰水杨酸0.25g,置于250mL锥形瓶中,加入25mL【】溶液,摇动使其溶解,再向其中加入适量酚酞指示剂,用cNaOHmol/L的标准NaOH溶液滴定至【】为终点,记录所消耗NaOH溶液的体积VNaOHmL。
(1)填写上面2个空格
(2)列出计算乙酰水杨酸的质量分数(%)的表达式。
4.如果再提供标准的盐酸溶液,请设计另一个实验,测定乙酰水杨酸的质量分数(%)。
(1)简要写出实验步骤(参考第3题的实验步骤)
(2)写出全部反应方程式;
(3)列出计算乙酰水杨酸的质量分数(%)的表达式。
第题(10分)
化合物M是一个重要的染料中间体,它的许多衍生物在医药化工上有重要用途。
M可通过下列方法合成:
将Cl2通入液态的NaCN(0℃为液态)中,将A分离出来后置于HCl气氛中2h即可制得M,M是一高度对称的平面型结构。
M与过量的
反应制得特里塔明(名称:
2,4,6-三环乙氨基均三嗪;结构简式如右图所示),它一种抗白血病及某些癌症的药物。
1.说明均三嗪的结构有什么特点?
2.写出A、M的结构简式。
3.试说明M可作为染料中间体的原因,写出M在染色过程中发生的化学反应方程式。
(染料以“R-NH2”表示,纤维素用“纤维-OH”表示)
4.分子M与2分子乙胺反应的产物B是一个很好的除莠剂,写出B的结构式,并命名。
5.现要求用另一种方法以无机物H2SO4、NaOH,有机物尿素、环氧乙烷,合成特里塔明:
试写出其合成步骤。
参考答案
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 化学 竞赛 20