全国化学竞赛初赛模拟试卷.doc
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2002年全国化学竞赛初赛模拟试卷(三)
(时间:
3小时满分:
100分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
满分
7
5
9
13
9
28
17
12
H
1.008
相对原子质量
He
4.003
Li
6.941
Be
9.012
B
10.81
C
12.01
N
14.01
O
16.00
F
19.00
Ne
20.18
Na
22.99
Mg
24.31
Al
26.98
Si
28.09
P
30.97
S
32.07
Cl
35.45
Ar
39.95
K
39.10
Ca
40.08
Sc
44.96
Ti
47.88
V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
63.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La-Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
[210]
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac-La
一.(7分)红磷在KOH溶液中的悬浊液和KOCl作用,可以生成K6P6O12的钾盐。
该盐酸根(P6O126-)结构式中磷元素和氧元素的化学环境完全一样。
K6P6O12用稀酸酸化则生成H6P6O12,H6P6O12在强酸性条件下可以水解,生成含单个磷元素的含氧酸。
请回答:
1.写出K6P6O12生成的化学方程式:
。
2.P6O126-中P元素杂化类型,其中的大π键类型,画出P6O126-的结构式:
3.写出K6P6O12两步酸解的反应方程式:
、。
二、(5分)平衡常数KC的数值大小,是衡量化学反应进行程度的标志。
在25℃时,下列反应的平衡常数如下:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)K1=1×10-30
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)K2=2×1081
2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)K3=4×10-92
1.常温下,NO分解产生O2反应的平衡常数的表达式为K=。
2.常温下,水分解产生O2,此时平衡常数值约为K=。
3.常温下,NO,H2O,CO2三种化合物分解放出氧气的倾向大小顺序为。
4.北京市政府要求全市对所有尾气处理装置完成改装,以求基本上除去氮氧化物、一氧化碳污染气体的排放,而改装后的尾气处理装置主要是加入有效催化剂,你根据以上有关数据分析,仅使用催化剂除污染气体的可能性。
三、(9分)完成下列各题反应方程式:
1.氯化铬酰CrO2Cl2是红色液体,它的制备可由固体红矾K2Cr2O7与KCl混合物和浓硫酸小心加热下制得,写出制备CrO2Cl2的反应方程式。
2.钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰,利用其生成CrO2Cl2加热挥发而除去。
将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。
写出吸收反应方程式。
3.Cr(Ⅵ)的化合物是有毒物,严禁在环境中滞留。
已知Cr(Ⅲ)盐的毒性只有Cr(Ⅵ)盐的0.5%,所以将废水中Cr(Ⅵ)转化为Cr(Ⅲ)是处理Cr(Ⅵ)废水的方向。
其方法有化学方法和电解法。
电解法:
将含Cr(Ⅵ)废水调至酸性,加些NaCl以提高导电率,用铁作电极材料进行电解。
阳极反应式:
。
阴极反应式:
。
溶液中发生反应的离子方程式:
。
随着电解和溶液中反应的进行,溶液pH值不断提高,所以在阴极区再发生的沉淀反应:
1.;2.。
四、(13分)下面是一组有关氢硫酸与卤素反应的问题
1.实验一:
取4mL饱和氢硫酸溶液于一试管中,加4mL饱和氯水(过量)。
发现试管内先出现白色浑浊,后又慢慢变澄清。
实验二:
试管中注入3mL酒精,加入绿豆大小堆量的S粉,微热、振荡促其溶解,稍后将这种S的酒精溶液倒入盛有2/3试管体积的水中,然后平均分装在两支试管中实验:
一支试管中加入过量的氯水,另一个试管中通入氯气,一两分钟之内两个试管中的S溶胶都全部溶解成无色溶液。
①实验二中将S的酒精溶液倒入水中有什么现象,为什么会有这样的现象?
②写出实验一、二全部六个可能发生的反应方程式。
2.三个试管中都加入4mL饱和H2S溶液,分别滴入稍过量的氯水、Br2和I2水(从溶液的颜色判断),发现反应生成的S呈现的浑浊度是逐渐增大。
以上现象是否说明Cl2、Br2、I2的非金属性和氧化性依次增强,为什么?
3.如果将Cl2通入氢碘酸溶液,也会使溶液先呈棕褐色,后变为无色澄清溶液,写出两步反应方程式。
五、(9分)水的硬度常用一种规定的标准来衡量。
通常把1升水中含有10毫克CaO(或相当于10毫克CaO)称为1°。
Ca2+、Mg2+的硬度之和称为总硬度。
用配位滴定法分析某水样的硬度时,取50.00mL水样放入250mL锥形瓶中,加入稀盐酸数滴,煮沸,冷却,加入2mL1︰1的三乙醇胺溶液和10mLNH3·H2O-NH4Cl缓冲溶液(pH=10),及3滴酸性铬蓝K-素酚绿B混合指示剂。
用0.01000mol/LEDTA溶液滴定至由红色到蓝色即终点,消耗EDTA溶液12.5mL。
另取水样50.00mL,将上述操作中加入缓冲溶液改为加入20%的,NaOH溶液使pH>12,用0.01000mol/LEDTA溶液滴定至终点,消耗EDTA溶液7.50mL。
已知Ca2+与EDTA以物质的量1︰1发生络合反应。
1.试计算水样的总硬度、钙硬度;
2.为什么要加入数滴稀盐酸并煮沸?
3.为什么要加入三乙醇胺溶液?
4.为什么要加入NH3·H2O-NH3Cl缓冲溶液?
六、(28分)火灾是一种违背社会意愿并给人类社会造成危害的燃烧现象。
所以火灾除去其社会特征外,其本质仍是燃烧的化学反应,这种反应具有突发性、迅猛性以及人工或常规监控的困难性为特点。
1.列举物质燃烧时应当具有的燃烧四要素。
2.密闭性较好的建筑物内着火时,是应该打开窗户还是紧闭窗户,为什么?
3.火灾时致死的主要原因是什么?
4.以聚氯乙烯(A)为代表的含氯塑料,当用它们制成的电线及电缆包皮、管材、板材、人造革、雨布等物着火时,可因受热分解产生重量多达50%的HCl气体,余下的不饱和碳链,即重排成单环或多环芳烃,导致燃烧时生成大量黑烟。
反应过程如下图所示(不反应的基团可用R,R’表示):
ABCDE苯()
①写出有机物A、B、C、D、E的结构简式。
②聚氯乙烯最多可释放出多少质量的HCl。
5.聚氨酯类树脂是一种可以根据原料配比的不同,制成软或硬质泡沫塑料。
软质制品,可用于做床垫、座垫、地毯垫等;硬质制品则用于制做隔热、隔音、绝缘材料,包装等的填充材料等。
它们通火燃烧后,生成的黑烟中会混杂有黄色的碳化二亚胺,进一步分解则产生剧毒的HCN。
反应过程如下图所示(不反应的基团可用R,R’表示):
聚氨酯F(RXR’,X是其中一个官能团)异腈酸酯
G碳化二亚胺HHCN+乙腈(CH3CN)+丙烯腈I+苄腈J
写出有机物F、G、H、I、J的结构简式。
6.灭火的基本原理,就是设法至少消除燃烧四要素中的一种。
列举四种可行性途径。
7.干粉灭火器中,除含有作为基料的干粉外,还充填有压缩的CO2气体,使用时就是通过这种压缩气体将干粉喷出。
例如以磷酸二氢钠为基料的干粉喷出后,遇热即发生如下分解:
NH4H2PO4KLMN
已知以上四步分别失重(相对于磷酸二氢钠)14.8%、7.8%、7.8%、7.9%
写出K、L、M、N的化学式。
8.泡沫灭火器的内部有两个分别盛有O水溶液和P水溶液的容器,使用时将灭火器翻转,两种液体混合后即发生反应。
①写出O、P水溶液反应的化学方程式和离子方程式;
②泡沫灭火器有何特点或作用;
③扑灭电气火灾是否可用泡沫灭火器。
9.使用灭火器时应当注意哪些问题。
七、(17分)下面是一组探讨有关气体水合物结构的试题。
1.气体水合物是一类通过O-H…O氢键将H2O分子结合成三维骨架型的主体结构,在其中有多面体孔穴,孔穴中包含作为客体的气体小分子,形成笼形水合包合物晶体。
根据客体分子的大小和形状,水分子可组成多种形式的主体骨架结构。
已知有上百种气体分子和水形成水合包合物。
下图列出了五个多面体的结构:
(〔〕内数字表示笼形多面体的多边形边数,上标表示该多边形的数目。
)
A〔512〕B〔51262〕C〔51264〕D〔43596273〕E〔4668〕
①已知A、B分别由20、24个水分子组成,请再确定构成C、D、E笼形多面体的H2O分子数。
②笼形多面体E可认为哪种正多面体削去其顶点得到。
③请用题干表示方法写出足球烯(C60)结构笼形多面体的构成。
④由24个水分子构成的14个面的笼形多面体除上面的结构外,请再举两例,用题干的表示方法表示。
2.甲烷水合物(nCH4·46H2O)是一种具有重要经济价值的化合物,在海洋深处蕴藏量非常大,是未来的重要能源之一。
它的晶体结构可看作由五角十二面体〔512〕和十四面体〔51262〕共面连接堆积形成。
在立方晶胞中,〔512〕的中心处在顶角和体心位置;〔51262〕中心位置在面上,坐标为(1/4,1/2,0)、(3/4,1/2,0)……计6个。
它们彼此共用六角形面连成柱体,再和五角十二面体共面连接。
右图所示出甲烷水合物中水骨架的结构。
①确定晶胞中其余4个〔51262〕中心的坐标;
②CH4分子由于体积较小,可包合在这两种多面体中,若全部充满时,确定晶胞的组成为(即n值)。
③已知该晶胞参数a=1180pm,计算1cm3甲烷水合物晶体中可释放CH4的体积(标准状况下)。
④有的文献中报导开采1m3的甲烷水合物晶体可得到164m3的甲烷气体,请根据③的结果给出一合理解释。
八、(12分)抗痉挛药物E的
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- 全国 化学 竞赛 初赛 模拟 试卷
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