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2008年全国化学竞赛模拟试二十一 第一题、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 1.00794 4.002602 6.941 9.012182 10.811 12.0107 14.0067 15.9994 F Ne Na Mg Al Si P S 18.9984032 20.1797 22.989770 24.3056 26.981538 28.0855 30.973761 32.062 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？ 第二题、回答下列问题 2-1 科学家P.Tatapudi等人首先在酸性条件下电解纯水的制得臭氧。臭氧在_______极周围的水中产生，其电极反应式为____________________,在_______极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为__________________.电解的化学方程式为_____________________ 2-2 美国和欧洲的科学家合作，在同温层发现破坏臭氧的C12O2。在该化合物中，氯 的氧化数为_________：氧的氧化数为___________。Cl2O2的Lewis结构式为__________，该分子中所有原子____________(填：共或不共)平面 2-3 2004年美国{科学}杂志报导了700'C时，在Rh-CeO2催化剂作用下；湿的乙醇 蒸气与足量空气反应制备氢气的方法。试以1mol乙醇作反应物，写出该反应的化学方程 式___________________________________· 第三题、晶体M可由如下方法合成：CH3CN和乙醇在一定条件下加成得产物A，A在冰醋酸介质中缩聚得到产物B,B为六元环状化合物，具有芳香性，B与对甲基苯甲醛在KOH的乙醇溶液中缩合可得M晶体。B与M均具有芳香性，且分子内存在三重轴（旋转360°/3能与原分子重合）。 3-1．写出A、B、M的结构简式 3-2. 为什么M晶体具有良好的光学性能____________________________________ 3-3．M是正交晶系，晶胞参数：a＝2.42nm ，b＝0.62nm，c＝0.81nm，密度为1.17g/cm3。计算该晶胞有多少个原子______________________ 第四题、有一黑色化合物A，它不溶于碱液，加热时可溶于浓盐酸而放出黄绿色气体B。将A与KOH和KClO3共热，它就变成可溶于水的绿色化合物C。若将C酸化，则得到紫红色溶液D和黑色沉淀A。用Na2SO3溶液处理D时，也可得到黑色沉淀A。若用H2SO4酸化的Na2SO3溶液处理D，则得到几乎无色的溶液E，而得不到沉淀A。问A、B、C、D、E各为何物?写出有关化学反应式。 A　　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D　　　　　　　E　　　　　 第五题、向100mL浓度为0.200 mol/L的AgNO3溶液中加入2.00mol/L的氨水20.0mL，最初析出的沉淀恰好溶解，将此溶液稀释至200mL称为A溶液。 5-1．求A溶液中[Ag+]，[NH3]和[Ag(NH3) 2+]各为多少？ 5-2．向A溶液中加入0.100molNaBr固体后,要阻止AgBr沉淀生成，需加入Na2S2O3·5H2O多少克？ 已知： Ksp AgBr =7.70×10-13 第六题、在20 cm3 3 mol·dm-3的氨水中溶解1.0 g [Co(NH3)5Cl]Cl2，然后用4 mol·dm-3 HCl酸化到pH为3 ~ 4，加入1.5 g NaNO2，待其溶解后，慢慢加入15 cm3浓盐酸，冰水冷却，析出棕黄色沉淀A，滤出，洗涤，风干。A的IR谱项中在1428 cm-1左右出现一个N—O特征吸收峰，如在上述制备过程中，将pH调到4 ~ 5，其它过程同制备A相似，则可得一橙红色固体B。B的IR谱在1468 cm-1和1065 cm-1附近出现两个N—O特征吸收峰，试对A、B化合物N—O特征吸收峰的不同作出解释（提示：A和B均为一个 取代一个Cl(）。 第七题、Ar、Xe、CH4、Cl2等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中，水分子形成三维氢键骨架体系。在骨架中有空穴，它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。 7-1 甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每1m3这种晶体能释放出164m3的甲烷气体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。（不足的数据由自己假定，只要假设合理均按正确论） 7-2 X－射线衍射表明，该晶体属于立方晶系a＝1200pm。晶胞中46个水分子围成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体（2个六角形面，12个五角形面），八个CH4分子可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。 7-3 已知Cl2的气体水合物晶体中，Cl2和H2O的分子数之体为1︰8，在其晶体中水分子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。 第八题、四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹”，化学式可以写为2PbO·PO2，铅丹用于制造铅玻璃，由于它有氧化性，涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化，其防锈效果好，所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。 今欲测定某样品四氧化三铅含量，称取Pb3O40.1000g，加酸溶解，得到含Pb2+的溶液，加热下用过量K2Cr2O7将Pb2+沉淀为PbCrO4，反应为2Pb2++Cr2O72-+H2O=2PbCrO4↓+2H+, 冷却后过滤洗涤，将PbCrO4沉淀用HCl溶液溶解，加入过量KI，用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定，终点时用去12.00mL。 8-⒈写出PbCrO4沉淀溶解和滴定过程的化学方程式 8-⒉计算试样中Pb3O4的质量分数；（Pb3O4的相对分子质量为685.6） 8-⒊用标准溶液滴定时应用指示剂？ ____________ 8-⒋加入过量KI后，反应需在暗处放置5-10分钟，为了防止生成的I2挥发，可选用何种仪器？ ___________ 第九题、乙烯是重要的化工原料，以下是由乙烯为起始物的一系列反应： 9-1、推测A，B，C，D，E，F，G，X的结构 9-2、写出由G生成X的两步反应方程式 9-3、X经水解，加热可得到Y和Z(C5H10O),写出Y，Z的结构 第十题、英国有机化学家W·H·Perkin于1877年创立的由苯甲醛、乙酐、乙酸钠（为催化剂）反应合成肉桂酸的方法至今仍用于工业生产，其合成反应的化学方程式为： 经典的操作方法是将三种原料在烧瓶中混合，于150～200℃下加热回流反应数小时；向反应混合物中加入稀碱，加热煮沸几分钟后用水蒸气蒸馏法蒸去未反应的苯甲醛；向剩余液中加入适量活性炭，煮沸几分钟，趁热过滤，在搅拌下用盐酸酸化滤液至强酸性，使肉桂酸析出；过滤，洗涤，干燥便得较纯净的产品。 10-1写出合成反应方程式 10-2某同学在合成时用了苯甲醛5.0g，乙酐8.0g，无水乙酸钠3.0g，最后制得肉桂酸4.5g。通过计算说明合成中的限制试剂是哪一种？合成的理论产量是多少？百分含量是多少？ 10-3 已知在1.013×105 Pa下，苯甲醛、乙酐、乙酸、肉桂酸的沸点依次为：179.1℃、139.55℃、117.9℃和300℃。为了提高肉桂酸的产率，请根据合成反应的化学方程式和上述沸点数据，对经典操作方法提出一种改进。 第十一题、有机物A的分子式C3H7NO2S，无色晶体，溶于水，不溶于苯、二硫化碳等，可由毛发等蛋白质水解提纯制备。A有两性，等量的A消耗H+、OH-的物质的量比为1:2。A在中性或微碱性溶液中被空气氧化生成有机物B。B的分子式C6H12N2O4S2，白色片状晶体，易与酸、碱反应。结构测定：A中不同环境的H的5种，而Ｂ中只有４种。试回答： 11-1 Ａ、Ｂ的结构简式：Ａ　　　　　　　　　　　　　Ｂ　　　　　　　　　　 11-2 Ａ在中性或微碱性溶液中被空气氧化成Ｂ的化学方程式　　　　　　　　　　　 11-3 A与强碱反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　 11-4 A燃烧的化学方程式___________________________________________ 2008年全国高中化学竞赛模拟试题二十一参考答案 第一题 有一些元素在自然界中分布较易准确测得，有的只有一种稳定核素，所以相对原子质量有效数字多；有的元素在自然界中的平均丰度难以准确测得，有效数字较少 第二题 2-1 阳，3H2O – 6e O3 + 6H+ 3O2 + 6H+ + 6e 3H2O2 或O2 + 2H+ + 2e H2O2 3H2O + 3O2 O3 + 3H2O2 2-2 +1 —1 Cl—O—O—Cl 不共 2-3 C2H5OH + 3/2 O2 3H2 + 3CO2 (乙醇系数应为1！) 第三题 3-1．A： B： M： 3-2．存在π 大π键 3-3．M：Mr＝429 V＝abc=1.22nm3，Z＝DVNA/Mr＝2，原子数180个 第四题 A．MnO2 B．O2 C．K2MnO4　D．KMnO4 E．MnSO4 MnO2＋4HCl(浓) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O 3 MnO2＋6KOH＋KClO3 3K2MnO4＋KCl＋3H2O 3K2MnO4＋2H2SO4＝2KMnO4＋MnO2＋2K2SO4＋2H2O 或 2KMnO4＋3Na2SO3＋H2O=2 MnO2＋3Na2SO4＋2KOH 或 2KMnO4＋5Na2SO3＋3H2SO4＝2 MnSO4＋5Na2SO4＋K2SO4＋3H2O 或 第五题 5-1．起始[Ag+]=0.200×100/200=0.100mol/L [NH3]=2.00×20.0/200=0.200mol/L 设达到平衡时[Ag+]为x，则： Ag+ + 2NH3 Ag(NH3) 2+ 起始 0.100 0.200 平衡 x 2x 0.100-x=0.100 所以：[Ag+]= x = =mol/L [NH3]= 2x =2.62×10-3mol/L [Ag(NH3) 2+]=0.100- x =0.0987 mol/L 5-2．[Br-]= =0.500 mol/L [Ag+][Br-]=1.31×10×0.500> Ksp AgBr 故有AgBr沉淀生成，加入Na2S2O3使AgBr沉淀溶解。 AgBr + 2S2O32- [Ag(S2O3) 2] 3- + Br- 平衡时 y 0.100 0.500 又 所以 y= [S2O32-]总=4.74×10-2+2×0.100=0.247 mol/L 第六题、 A、B两化合物互为键合异构体。 A：[Co(NH3)5NO2]Cl2，棕黄色，N配位两个N—O键等长， 为1428 cm-1 B：[Co(NH3)5ONO]Cl2，橙红色，O配位 两个N—O键不等长， 故 为1065 cm-1，1468 cm-1。 第七题 7-1 假设甲烷气体体积果折合成标准状况下的数据，为7.32 kmol。设甲烷水合物晶体的密度与冰密度是相同的，为1g/cm3，则其中的水有：55.56 kmol，因此：CH4︰H2O＝1︰7.6。说明：甲烷水合物的组成可能是6CH4·46H2O。以上是最简单的参考答案，只要答案为CH·7～9H2O，均可按满分计。 7-2 n（CH4）︰n（H2O）＝8︰46＝4︰23（1分）；ρ＝0.92g/cm3。 7-3 由于n（Cl2）：n（H2O）＝1︰8＝6︰48。因此，十四面体笼填入6个Cl2，2H2O进入十二面体笼。 第八题 8-1、解:(1)2PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O72-+H2O (2)Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O (3)I2+2S2O32-=2I-+S4O62- 8-2、解：Pb3O4→3Pb2+→3/2Cr2O72-→3×3/2I2→3×3/2×2S2O32- Pb3O4%=91.41% 8-3、淀粉 8-4、碘量瓶 第九题 9-1、 9-2、 9-3、 第十题 10-1 C6H5CHO + (CH3CO)2O C6H5CH=CHCOOH + CH3COOH 10-2 从反应的化学方程式看出：乙酸钠为催化剂。5.0g苯甲醛为0.047mol，8.0乙酐为0.047mol，所以限制试剂为苯甲醛。 C6H5CHO + (CH3CO)2O C6H5CH=CHCOOH + CH3COOH 106 148 5.0 x 理论产量： 百分产率： 10-3 合成反应为可逆反应，从沸点数据可以看出，生成物乙酸的沸点在反应混合物中最低。若在合成过程中将回流装置改为分馏装置，将沸点低的生成物乙酸分馏出去，则可使平衡向右移动，提高肉桂酸的产率。 第十一题 11-1 结构简式A： （半胱氨酸） B： 11-2 11-3 11-4 PAGE _1071682321.unknown _1071684653.unknown _1077267420.unknown _1077267561.unknown _1213876294.unknown _1077267558.unknown _1077267429.unknown _1077267322.unknown _1071683423.unknown _1071683547.unknown _1071682951.unknown _1062430374.unknown _1071681527.unknown _1071681959.unknown _1067159012.unknown _1067231374.unknown _1052421452.unknown _1062430354.unknown _1052421664.unknown _1052420960.unknown