化学竞赛试题模拟卷24.docx

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2008年全国高中化学竞赛模拟试题二十四第一题、近几十年发展起来的关于超重元素核稳定性理论认为：当原子核中质子和中子数目达到某一“幻数”(奇异的、有魔力的数)时，这个核将是特别稳定的。在周期表中铀以前的元素中具有2、8、20、28、50、82个质子或中子的核是特别稳定的，中子数126也是一个重要的幻数。氦、氧、钙、铅的质子数和中子数都是幻数，具有这种双幻数的原子核更为稳定。科学家们用计算机算出下一个具有双幻数的元素将是含114个质子和184个中子的第114号元素X(称为超重元素)。若已知原子结构规律不发生变化，该元素X就是第________周期第_____________族元素，其最高氧化物的分子式为_________，再下一个具有双幻数的超重元素是质子数为164、中子数为318的164号元素Y，它应是第___________周期第________族元素。第二题、液氨是一种无色液体，沸点为239.6K,是研究最多的非水溶剂。2-1PH3的沸点为185.3K，为什么液氨的沸点比PH3高？2-2某些金属可以溶解在液氨中，并显示一定的颜色，可用方程式为M+(x+y)NH3(l)→M(NH3)x++e(NH3)y-表示，金属液氨溶液可以用来制备一些物质，如由O2制备O2-,由C6H5I制备联苯，请写出反应的方程式。2-3液氨中能发生许多有趣的反应，如ZnCl2与NaNH2反应可生成沉淀，NaNH2过量时沉淀将溶解；AgCl与Ba(NO3)2的液氨溶液混合可得到白色沉淀BaCl2，写出反应的方程式并，指出上述反应为什么能够发生第三题、PdCl2是一种棕红色的晶体，是有机合成，汽车尾气转换的重要催化剂，可由Pd(NH3)2Cl2为原料合成。步骤如下：(1)将Pd(NH3)2Cl2溶于盐酸得到一种铵盐A（2）加入NaClO3溶液除铵，同时得到酸B（3）加入适量NaOH得到沉淀C，过滤洗涤（4）将C与足量盐酸反应又得到酸B，浓缩结晶，分解生成PdCl2 3-1、推测A，B，C的结构简式3-2、写出反应（1）（2）（3）（4）的化学方程式3-3、若在第（2）步中除铵不彻底，将生成可溶性络盐D，影响第（3）步中钯的沉淀效率，推测D的结构简式3-4、若在第（3）步中NaOH过量也将影响钯的沉淀效率，试分析原因第四题、据报道一种低温生产消化烷烃的新方法已经问世。该方法是以-羟基邻苯二甲酰亚胺为催化剂用和在70℃下氧化烷烃。这种烷烃低温硝化的方法的最大优点是产率高，不发生烷烃的断链，并且叔碳原子优先被硝化用该法硝化环己烷得到产率为70%的硝基环己烷和30%的硝酸环己酯及极少量的环己醇。异丁烷用该法硝化得到的产率最高的硝基烷的产率为46%。就以上信息完成下列各题：4-1写出该硝化反应的催化剂的结构式。4-2写出环己烷发生上述反应的三个化学反应方程式（并配平）。4-3写出异丁烷发生上述反应得到产率为46%的产物的结构式并命名。第五题、分析化学中常用H2S系统（含H2S,HS-,S2-）对金属离子进行沉淀分析。目前常用硫代乙酰胺的水溶液做为沉淀剂。试回答：5-1写出硫代乙酰胺的结构式5-2为什么不直接用H2S进行沉淀分析？5-3写出硫代乙酰胺在酸性溶液和碱性溶液中作用的方程式第六题、进行下列反应并通过小心的蒸馏、重结晶或层析将产品分离。（1）(R)-3-羟基环己烯+KMnO4 C6H12O3（2）(E)-2-戊烯+Br2(CCl4)C5H10Br2 6-1．试推测在两个反应中各收集到多少种产物。6-2．写出每一种产物的立体结构式。6-3．指出反应产物中具有旋光性的物质并说明具有旋光性的原因。6-4．标出旋光分子的构型并指出各立体结构之间的关系。第七题、四氯化钛(TiCl4)是制备金属钛及钛化合物产品的重要中间产品。四氯化钛熔点250K，沸点409K。二氧化钛又称钛白粉，在当今社会具有很广泛的用途。目前生产钛白粉最主要的方法是氯化法：以金红石(主要成分为TiO2)为主要原料，氯气可以回收循环使用。该方法分为两个阶段：加热金红石与另一原料的混合物，同时通以氯气，获得四氯化钛；收取四氯化钛后在氧气中燃烧得到钛白粉，并回收氯气。7-1 2006年8月18日，广州市某钛生产企业发生四氯化钛泄露事故，事故现场产生大量白色烟雾，现场能见度极低，给事故处理带来困难。写出四氯化钛在潮湿空气中发烟的反应方程式。7-2从反应原理和工业生产实际（如尽可能使用廉价、易得的原料）推测，氯化法制钛白粉第一阶段另一种原料可能是什么？7-3写出第二阶段得到钛白粉并回收氯气的反应方程式第八题、8-1、已知18冠-6的内腔直径约为260~320 pm，又知Na+、K+、Cs+离子的半径分别为45、133、167 pm，请预计18冠-6与Na+、K+、Cs+离子生成的配合物的稳定性顺序。而15冠-5的内腔直径为170~220 pm，上述金属离子的15冠-5的配合物的稳定性次序又是什么？8-2、比较下列冠醚配合物的稳定性，简述理由。(1)(2)第九题、Tetraazidomethane是化学家2006年新制得的一种只由两种元素构成的化合物。这两种元素一种是有机物中必不可少的，而另一种则是大气中含量最高的元素。制备Tetraazidomethane的一种方法是由含锑盐A与一种钠盐B在一定条件下发生复分解反应。盐A的阳离子为三角锥形，含氮质量分数约为91.30％；阴离子为SbCl6－。钠盐B的阴离子和CO2是等电子体。Tetraazidomethane是一种高沸点的液体，含氮质量分数约为93.33％，有一定的危险性。9-1与Tetmazidomethane含有相同元素的二元化合物可能有着截然不同的性质，比如按照化合价一般规律组成的最简单形式的化合物X在材料科学中有着特殊的研究意义。其化学式为_____________________。9-2已知SbCl6－的中心原子上的价电子都用于形成共价键了，则SbCl6－的立体构型为____；B的阴离子的立体构型可能为____；9-3 B与KNO3混合，点燃后产生相当慢的爆炸，分两步进行反应，首先是B分解，产生金属和一种气体；该金属再与KNO3反应，释放出一种气体，同时得到两种用一般点燃法无法制备的金属氧化物。请写出可能发生反应的化学方程式：①_____________________________________________________________________②____________________________________________________________________9-4硝化甘油是丙三醇与硝酸形成的酯，它分解能释放氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气。请写出反应的化学方程式，并配平：_______________________________________________。Tetraazidomethane、硝化甘油与B均易发生爆炸反应的主要原因是：____________________________________________________________________________________。第十题、沸石分子筛是重要的石油化工催化材料。下图是一种沸石晶体结构的一部分，其中多面体的每一个顶点均代表一个T原子（T可为Si或Al），每一条边代表一个氧桥（即连接两个T原子的氧原子）。该结构可以看成是由6个正方形和8个正六边形围成的凸多面体（称为β笼），通过六方柱笼与相邻的四个β笼相连形成的三维立体结构，如下图所示：β笼六方柱笼10-1.完成下列问题：[1]若将每个β笼看作一个原子，六方柱笼看作原子之间的化学键，上图可以简化成什么结构？在答题纸的指定位置画出这种结构的图形。[2]该沸石属于十四种布拉维点阵类型中的哪一种？指出其晶胞内有几个β笼。[3]假设该沸石骨架仅含有Si和O两种元素，写出其晶胞内每种元素的原子数。[4]已知该沸石的晶胞参数a=2.34 nm，试求该沸石的晶体密度。（相对原子质量：Si:28.0 O:16.0）10-2.方石英和上述假设的全硅沸石都由硅氧四面体构成，下图为方石英的晶胞示意图。Si-O键长为0.162 nmÐAED=109o28’[1]求方石英的晶体密度。[2]比较沸石和方石英的晶体密度来说明沸石晶体的结构特征。第十一题、一电解质溶液含NaCl、NaClO和NaClO3，取25cm3此溶液加入醋酸和过量的KI，析出的I2需与18.75cm3、1.00kmol×m－3的硫代硫酸钠溶液完全反应，在此反应中仅ClO-参加反应，ClO3-不参加反应。另取25cm3此溶液，加入过量的Fe2+溶液，加热至沸。冷却后发现在此过程中有5.40×10－2mol的Fe2+被氧化，此时ClO-和ClO3-都反应。再取25cm3此溶液，用SO2还原，再加入AgNO3溶液，得到AgCl沉淀2.8668g，计算此溶液中Cl-，ClO-和ClO3-的浓度各为多少？2008年全国高中化学竞赛模拟试题二十四参考答案第一题七IVA XO2八IVA第二题2-1氢键2-2 O2+e(NH3)y-→O2-+yNH3 2 C6H5I+2e(NH3)y-→C6H5-C6H5+2I-+2 yNH3 2-3 Zn(NH2)2在氨溶液中为两性，BaCl2在液氨中的溶解度小于AgCl与Ba(NO3)2在液氨中的溶解度方程式：ZnCl2+2 NaNH2==2NaCl+Zn(NH2)2↓Zn(NH2)2+2NaNH2==Na 2Zn(NH2)4 2AgCl+Ba(NO3)2=BaCl2↓+AgNO3第三题3-1、A：（NH4）2PdCl4,H2PdCl4,Pd(OH)2 3-2、(1)Pd(NH3)2Cl2+2HCl=（NH4）2PdCl4(2)6NaClO3+5（NH4）2PdCl4=3Cl2+18H2O+5N2+3 Na2PdCl4+2H2PdCl4(3)H2PdCl4+4NaOH=Pd(OH)2+4NaCl+2H2O(4)Pd(OH)2+4HCl=H2PdCl4+2H2O,H2PdCl4=2HCl+PdCl2 3-3、Pd(NH3)4Cl2 3-4、Pd(OH)2+2NaOH=Na2Pd(OH)4第四题第五题5-1 CH3CSNH2 5-2 H2S生成操作不方便，毒性大5-3 CH3CSNH2+H2O===CH3CONH2+H2S CH3CONH2+H2O===CH3COO-+NH4+（写总反应方程式也可以）CH3CSNH2+3OH-===CH3COO-+NH3+S2-+H2O第六题6-1 a.此反应符合题意的产物有两种。b.其立体结构为：IⅡc.其中I由于分子中具有一个对称面，无旋光性。d.II的构型为(1R,2S,3S),I、II之间的关系为非对映异构体。6-2 a.此反应符合题意的产物有四种，按照卤素与烯烃发生亲电加成的反应规律。其产物应以I、II两种为主。b.四种产物的结构用两种表示方法表示如下：IⅡⅢⅣIⅡⅢⅣc.四种产物均具有旋光性，因为它们的分子结构既无对称面，也无对称中心。d.四种产物的构型分别为I(2S,3R)；Ⅱ(2R,3S)；Ⅲ(2S,3S)；Ⅳ(2R,3R)I与Ⅱ、Ⅲ与Ⅳ之间分别为对映异构体关系；I、Ⅱ与Ⅲ、Ⅳ之间分别为对映异构体关系。第七题7-1 TiCl4+4H2O=Ti(OH)4+4HCl或TiCl4+4H2O=TiO2·2H2O+4HCl 7-2焦炭（或C）7-3 TiCl4+O2=TiO2+2Cl2第八题8-1、根据半径匹配性K+>Na+>Cs+，Na+>K+>Cs+8-2、(1)>，前者对称性高，后者少一个配位原子。(2)>，>；刚性取代基团（苯环）增加，减小了与金属离子配位时构型畸变的应变能力，使配合物的稳定性降低。第九题9-1 C3N4 9-2正八面体直线形9-3①2NaN3=2Na+3N2↑②10Na+2KNO3=K2O+5Na2O+N2↑9-4 4C3H5(NO3)3→6N2↑+O2↑+12CO2↑+10H2O↑他们的分解产物中都有N2，氮分子中有叁键，形成时要放出大量的热，以致于产生的气体迅速膨涨，引起爆炸第十题10－１[1]是金刚石结构结构如下图所示：[2]该沸石所属点阵类型为：立方面心晶胞内含8个β笼[3]因为每个晶胞内含8个β笼，每个β笼有24个硅原子和48个O原子，因此晶胞中原子数分别为Si：192，O：384[4]晶体密度的计算：ρ=m/V=（M（Si）×192+M0×384）/a3代入相关数据得：ρ=1．49kg/dm3 10—2[1]此晶体二氧化硅数为Si：8×1/8+6×1/2+4=8；O：8×2=16即此晶胞共含有8个二氧化硅。晶胞中二氧化硅的总质量：kg=7．97×10-25kg晶胞的体积：V=（AB）3=（AE）3=（2．31×1．62×10-10×2）3m3=4．19×10-28m3晶体密度：ρ==kg/m3=1．90×103kg/m3=1．90kg/m3该晶体密度=1．90kg/dm3[2]沸石晶体的密度明显小于石英晶体的密度，说明沸石晶体具有多孔的结构特征。第十一题[Cl-]=0.19 mol×dm－3，[ClO-]=0.375 mol×dm－3，[ClO3-]=0.235 mol×dm－3。