高中化学竞赛模拟试题(六) 14页

高中化学竞赛模拟试题（六》第1题（8分）根据提供的信息写出相应的化学方程式：1-1据认为“红巨星”星体内部发生着合成重元素的中子俘获反应，例如篇Zn可以俘获1个中子形成A,过剩的能量以光子形式带走；A发生B衰变转化为B。试写岀平衡的核反应方程式。1-2披与某些普通配体形成的配合物相当稳定，比如披的化合物A为无色可升华的分子型化合物，易溶于氯仿并可从氯仿溶液中重结晶。A物质中心氧原子周围按四面体方式排布4个Be原子，Be原子两两间又被醋酸根所桥联。该物质可以通过碳酸披与醋酸反应制备，请写出该制备反应的化学方程式；1-3C1F3是比F2更有效的氟化剂，遇有机物往往爆炸，能燃烧石棉，能驱除许多金属氧化物中的氧。比如气态CIF3与Co3O4反应，作为还原剂的元素有两种，物质的量之比为1：4,请写出反应方程式。第2题（11分）上世纪末，中国科大的化学家把CC14（1）和Na混合放入真空容器中，再置于高压容器中逐渐加热，可得一些固体颗粒。经X—射线研究发现：该固体颗粒实际由A和B两种物质组成,其中A含量较少，B含量较多。试回答下列问题：21CCb和Na为何要放在真空容器中？随后为何要置于高压容器中？2-2指出CC14分子的结构特点和碳原子的杂化态。2-3上述实验的理论依据是什么？请从化学反应的角度加以说明。2-4试确定A、B各为何物？A、B之间有何关系？2-5写出上述反应方程式，并从热力学的角度说明A为何含量较少，B为何含量较多?2-6请你从纯理论的角度说明：采取什么措施后，A的含量将大幅度增多？2-7请评述一下上述实验有何应用前景？\nch3oOCH.>E)—(ACH3O1socr>F*/>>GOCH.)och3ch2--OCHjOCH,$°5》H皿200弋/-2〃3-1命名反应物A；1-2写出合成的中间产物B、C、E、F、G、H的结构简式3-3确定无机试剂a、b、c、d第4题（12分〉钢铁表面发蓝（或发黑，在钢铁表面形成一层致密的氧化物Fe3O4）可提高其耐磨、耐蚀性能。其原理是：①在NaOH溶液中，将铁粉溶解在NaNO2溶液中，除水之外，还可产生A和C。其中C为气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。②A能在过量的NaNO2溶液中继续反应，生成B和C。③A和B的溶液能继续反应，生成Fe3O4o经研究发现：A和B的焰色反应均为黄色，其导电性实验均为K2SO4型。生成物中A与C、B与C的物质的量之比均为3：1。回答下列问题：2-1写出并配平化学反应方程式。4-2实践中发现适当提高温度或增大NaN（）2溶液的浓度有利于氧化膜增厚，但加大NaOH溶液浓度对膜层厚度影响不大。试说明原因。4-3发蓝层遇光气（COCb）,若不及时清洗，则发蓝层的完整性将被破坏。写出有关的化学反应方程式。4-4有一种隐形材料D可由B与Zn（NO3）2反应生成，也可用以硝酸铁、硝酸锌、氢氧化钠等为原\nch3oOCH.>E)—(ACH3O1socr>F*/>>GOCH.)och3ch2--OCHjOCH,$°5》H皿200弋/-2〃3-1命名反应物A；1-2写出合成的中间产物B、C、E、F、G、H的结构简式3-3确定无机试剂a、b、c、d第4题（12分〉钢铁表面发蓝（或发黑，在钢铁表面形成一层致密的氧化物Fe3O4）可提高其耐磨、耐蚀性能。其原理是：①在NaOH溶液中，将铁粉溶解在NaNO2溶液中，除水之外，还可产生A和C。其中C为气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。②A能在过量的NaNO2溶液中继续反应，生成B和C。③A和B的溶液能继续反应，生成Fe3O4o经研究发现：A和B的焰色反应均为黄色，其导电性实验均为K2SO4型。生成物中A与C、B与C的物质的量之比均为3：1。回答下列问题：2-1写出并配平化学反应方程式。4-2实践中发现适当提高温度或增大NaN（）2溶液的浓度有利于氧化膜增厚，但加大NaOH溶液浓度对膜层厚度影响不大。试说明原因。4-3发蓝层遇光气（COCb）,若不及时清洗，则发蓝层的完整性将被破坏。写出有关的化学反应方程式。4-4有一种隐形材料D可由B与Zn（NO3）2反应生成，也可用以硝酸铁、硝酸锌、氢氧化钠等为原\n料的水热合成法。请确定D的化学式，并判断上述制备D的反应是否属于氧化还原反应。此法所得产品D能够隐形的原因是什么？第5题(11分)卡宾又称为碳烯，是某些有机反应的中间物质，碳原子最外层有两个电子没有参与成键。由于其结构的特殊性，所以有很高的活性。卡宾主要分单线态和三线态两种状态，三线态稳定性最差。然而，2001年Nature杂志报道了日本研究人员偶然获得了迄今为止最稳定的三线态卡宾(如图，实心圆点表示电子)，其在室温溶液中半衰期高达19分钟，比1999年报道的最长半衰期三线态卡宾的半衰期长10分钟。三线态对于形成铁磁性有机材料具有潜在意义，故该偶然发现有可能导致新的有机磁性材料。回答下列问题：4-1合成中重要的碳烯是二氯卡宾(：CC12),请分析其具有高反应活性的原因。5-2右图中A的化学式为5・3分子B中所有苯环是否会共平面，为什么？1-4比较A和B的稳定性，并说明可能的原因。第6题分》合成氨工业中，原料气(N2,H2及少量CO,NH3的混合气)在进入合成塔前常用•BLCu(NH3)2JAc溶液来吸收原料气中的CO,其反应为：[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac・CO+Q2-1命名：[Cu(NH3)2】Ac5-2必须除去原料气中的CO的原因是6-3[Cu(NH3)2]Ac吸收CO的生产适宜条件应是,\n6-4吸收CO的[Cu(NH3)21Ac溶液经适当处理后又可再生，恢复其CO的吸收能力以供循环使用,[Cu(NH3)2]Ac再生的适宜条件是o第7题(12分)2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合晶体结\n构中的一种重复单位如右图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。6-1则该化合物的化学式可表示为;6-2画出该晶体的晶胞示意图（Mg原子在晶胞的顶点）；7-3Mg原子的配位数是,B原子的配位数是;4-4B原子的空间排列方式与（物质名称）的排列方式类似；并判断Mg、B在平面片层的排列是否为最密排列。1-5如果将B原子画在晶胞的顶点，在右框中画出此时晶胞的示意图；7-6上述所画两个晶胞的体积比是o第8题（8分）近年来，化学家将F2通入KC1和CuCl的混合物中，制得了一种浅绿色的晶体A和一种黄绿色气体B。经分析，A有磁性，其磁矩为U=2.8B.M,且能被氧化。将A在高温高压下继续和F2反应，可得C,C的阴离子和A的阴离子共价键数不变（阴离子结构对称）。已知A、C中铜元素的质量分数分别为21.55%和24.85%o8-1试写出A〜C的化学式，分别指出A、C中铜的化合价和价电子构型。2-2写出上述化学反应方程式。5-3简述A、C阴离子形成的原因。第9题（9分〉20世纪60年代，化学家发现了一类酸性比100%的硫酸还要强的酸，称之为魔酸,其酸性强至可以将质子给予6受体，CF3SO3H就是其中常见的魔酸之一。9-1试写出CH3CH3与CF3SO3H可能的反应式。\n4-2以上反应所得产物活性均很高，立即发生分解，试写出分解以后所得到的全部可能产物。第10题（11分）1866年H.Rithausen从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸HOOC—CH2CH2—CH—COOH（NH2）o1890年L.Wollf合成并确定了它的结构，1908年池田菊苗从海带的热HOOC—CH2CH2—CH—COONa水提取物中分离出谷氨酸的钠盐（N*）,它才是具有鲜味的成分，即味精。10-1谷氨酸的电离常数隔=6・46><10一3,k“2=5・62X103^3=2.14XIO'10；pK尸一lgK“，所以pKai=2・19,pKa2=4・25,pKa3=9・67。目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。当前我国生产的味精主要采用淀粉发酵法。以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉水解〉葡萄糖尿苫〉发酵等电点>谷氨酸钱一谷氨酸川和、浓缩、価>谷氨酸一钠盐。若生成谷氨酸二钠盐，则不具有鲜味，所以工业生产中控制各阶段的pH是一项关键。（1）际、K“2、K“3相对应的基团各是哪个？（2）计算谷氨酸等电点的pH（所谓等电点，就是谷氨酸呈电中性时所处环境的pH）o在下面正确的选项上画圈。A.2.19B.3.22C・4・25D・6.96（3）中和、脱色、结晶时的pH应保持在多少？在下面正确的选项上画圈。A.3.22B.4.25C・6.96D.9.67（4）用什么物质脱色？5-2味精中有效成分是谷氨酸钠，可用沙伦逊甲醛滴定法测定其含量。准确称取味精l.OOOg,加蒸憾水溶解后稀释到lO.OmL；从中取2・0mL放入100mL锥形瓶中，加入2.0mL36%的甲醛溶液,加入20mL水。以酚酥为指示剂，用0.1000mol/L的标准NaOH溶液进行滴定，消耗10.80mLo（1）谷氨酸钠与甲反应得到化学式为C6H8NO4Na,写出结构简式。\n（2）加入甲醛的目的是什么？\n（3）计算该味精中谷氨酸钠的含量。10-3味精中往往会加入食盐，某学生设计如下实验方案测定NaCl含量：取味精样品5.0g,并溶于蒸憾水；加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，使沉淀完全；过滤；用蒸馅水反复洗涤沉淀多次;将沉淀低温烘干、称量；重复操作3次，计算NaCl含量。另一学生觉得这个实验方案的误差较大，且测定沉淀的质量很不方便。于是他设计了另一个实验方案来测定NaCl的含量。已知AgSCN是难溶于水的沉淀。请简要写出测定NaCl含量的新方案参考答案：（六）1-1第Z卅加T^Zn+了第Zm第Ga+C（各2分）1-24BeCO3+6CH3COOH->4CO21+3H2O+Be4O（OOCCH3）6（2分）1-32Co3O4+6C1F3->6CoF3+3C12+4O2t（2分）2-1放在真空容器中是为了防止Na被空气中的氧气氧化；随后放在高压容器中是为了生成金刚石，因为生成金刚石需要高温高压。（2分）\n2-2正四面体；碳原子的杂化形态为卯3（1分）2-3上述实验是武慈反应，即卤代婭与钠的反应，生成碳原子数更大的绘。因为CCh中碳原子为皿‘杂化，反应后，许许多多的碳原子通过/杂化学形式成键，即组成网状的金刚石。（2分）2-4A为金刚石；B为石墨，它们互为同素异形体。（2分）2-5化学反应为：CCl4+4NafC+4NaCl金刚石和石墨的稳定形态相比，金刚石的内能大,不稳定，易转化为内能较低的石墨。（2分）2-6从纯理论的角度看，采取高温高压，将使一部分石墨转化成金刚石，使金刚石的含量大幅增多。（1分）2-7上述实验开辟了人造金刚石的另一途径。（1分）3-14一甲基邻苯二甲醯（2分）CI^BrCH2CNCH2COOH••oE3-3H：OCH3a：NBS/CCUb：KCNc：H/Nid：HaO+△（各1分）4-13Fe+NaNO2+5NaOH=3Na2FeO2+NH3t+H2ONa2FeO2+NaNO2+5H2O=3Na2Fe2O4+NH3t+7NaOHNa2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4+4NaOH（各1分）4-2因NaNCh是氧化剂，增大NaNO?浓度可使反应向生成FesOq方向移动；而升高温度可以增强NaNCh的氧化性；由于NaOH是介质，当它的浓度达到一定要求后，再升高c（OlT）,对化学平衡（生成氧化物层厚度）影响不大，何况还抑制Na2Fe2O4.Fe3O4的生成。（3分）4-32Fe3O4+9COCl2=6FeC13+8CO21+CO仁（2分）4-4D：ZnFe2O4;（2^）非氧化还原反应；（1分）D晶粒直径应在10nm（纳米）左右。（1分）5-1卡宾碳原子最外层只有六个电子，不太稳定（2分）（考查8电子稳定结构的经典规律）。（还有“一C1吸电子，使其成为强的亲电试剂”也是原因之一）5-2:C4iH26（2分）（注意卡宾的对称性，不写这两个电子也给分）\n5-3不会（1分），中心碳原子是sp杂化，两侧的苯环是互相垂直的。（1分）5-4苯环为富电子基团，B的两个不饱和碳原子最外层各有七个电子，且与三个苯环相连，稳\n定化作用强。B比A稳定，该卡宾寿命长的原因正是二者互变的结果。（2分，答出“因为共辄才稳定”即可）2-1醋酸二氨合铜（I）（2分，不指明铜的化合价给1分）6-2防止催化剂中毒（1分）6-3低温（1分）、加压（1分）6-4高温低压（1分）关注与实际生产生活结合的平衡问题，运用相关的平衡原理去解释问题；另外请不要忽略配合物的命名。7-36个12个（2分）7-4石墨（1分）B不是Mg是（1分）（2分）\n2-61：1（2分）3-1A：K3CuF6；B：Cl2;C：K2CuF6（各1分）；A、C中铜原子价态分别为+3、+4（1分）。价电子构型分别为3d*和3/7（1分）6-23F2+3KCl+CuCl—►K3CuF6+2Cl2t2K3CuF6+F2—►2K2CuF6+2KF（各1分）6-3主要是由于F一半径小，电负性大，配位能力强（1分）7-1CH3CH3+CF3SO3HCH3CH3+CF3SO3H►CH3CH2-----H+CF3SO3+CF3SO3（2分）（2分）（生成二电子三中心键）7-2\nCF3SO3CH4+CF3SO3CH3（2分）+CF3SO3H24-CF3SO3CH2CH3+CH2=CH2（3分）HOOC—CHj—CHz—CH—COOH10-1⑴2扁（2分）（2）B（1分）（3）C（1分）（4）用活性炭脱色（1分）HOOC—CH2CH2—CH—COONa6-2（1）丨（1分）N=CH2（2）“掩蔽”氨基后滴定竣基，防止氨基对竣基和NaOH中和反应的影响（1分）（3）91.32%（2分）10・3取一定量的味精溶于水，加入过量标准AgNOs溶液（1分），以Fe”为指示剂（1分）,用标准KSCN溶液进行滴定（1分）。