全国高中学生化学竞赛初赛试题及答案Word格式.docx
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评卷人
●竞赛时间3小时。
迟到超过半小时者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,及时起立撤离考场。
●试卷装订成册,不得拆散。
所有解答必要写在指定方框内,不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其她纸张。
●姓名、报名号和所属学校必要写在首页左侧指定位置,写在其她地方者按废卷论处。
●容许使用非编程计算器以及直尺等文具。
第1题(12分)
普通,硅不与水反映,然而,弱碱性水溶液能使一定量硅溶解,生成Si(OH)4。
1-1已知反映分两步进行,试用化学方程式表达上述溶解过程。
早在上世纪50年代就发现了CH5+存在,人们曾提出该离子构造各种假设,然而,直至1999年,才在低温下获得该离子振动-转动光谱,并由此提出该离子如下构造模型:
氢原子环绕着碳原子迅速转动;
所有C-H键键长相等。
1-2该离子构造能否用典型共价键理论阐明?
简述理由。
1-3该离子是()。
A.质子酸B.路易斯酸C.自由基D.亲核试剂
5月报道,在石油中发现了一种新烷烃分子,因其构造类似于金刚石,被称为“分子钻石”,若能合成,有也许用做合成纳米材料抱负模板。
该分子构造简图如下:
1-4该分子分子式为;
1-5该分子有无对称中心?
1-6该分子有几种不同级碳原子?
1-7该分子有无手性碳原子?
1-8该分子有无手性?
第2题(5分)
羟胺和用同位素标记氮原子(N﹡)亚硝酸在不同介质中发生反映,方程式如下:
NH2OH+HN﹡O2→A+H2O
NH2OH+HN﹡O2→B+H2O
A、B脱水都能形成N2O,由A得到N﹡NO和NN﹡O,而由B只得到NN﹡O。
请分别写出A和B路易斯构造式。
第3题(8分)
X-射线衍射实验表白,某无水MgCl2晶体属三方晶系,呈层形构造,氯离子采用立方最密堆积(ccp),镁离子填满同层八面体空隙;
晶体沿垂直于氯离子密置层投影图如下。
该晶体六方晶胞参数:
a=363.63pm,c=1766.63pm;
p=2.53g·
cm-3。
3-1以“”表达空层,A、B、C表达Cl-离子层,a、b、c表达Mg2+离子层,给出三方层型构造堆积方式。
3-2计算一种六方晶胞中“MgCl2”单元数。
3-3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2+离子,将是哪种晶体构造类型?
第4题(7分)
化合物A是一种热稳定性较差无水弱酸钠盐。
用如下办法对其进行分析:
将A与惰性填料混合均匀制成样品,加热至400℃,记录含A量不同样品质量损失(%),成果列于下表:
样品中A质量分数/%
20
50
70
90
样品质量损失/%
7.4
18.5
25.8
33.3
运用上述信息,通过作图,推断化合物A化学式,并给出计算过程。
第5题(10分)
甲苯与干燥氯气在光照下反映生成氯化苄,用下列办法分析粗产品纯度:
称取0.255g样品,与25mL4mol·
L-1氢氧化钠水溶液在100mL圆底烧瓶中混合,加热回流1小时;
冷至室温,加入50mL20%硝酸后,用25.00mL0.1000mol·
L-1硝酸银水溶液解决,再用0.1000mol·
L-1NH4SCN水溶液滴定剩余硝酸银,以硫酸铁铵为批示剂,消耗了6.75mL。
5-1写出分析过程反映方程式。
5-2计算样品中氯化苄质量分数(%)。
5-3普通,上述测定成果高于样品中氯化苄实际含量,指出因素。
5-4上述分析办法与否合用于氯苯纯度分析?
请阐明理由。
第6题(12分)
在给定实验条件下,一元弱酸HA在苯(B)和水(W)分派系数KD=[HA]B/[HA]W=1.00。
已知水相和苯相中HA分析浓度分别为3.05×
10-3和3.96×
10-3mol·
L-1。
在水中,HA按HA⇌H++A-解离,Ka=1.00×
10-4;
在苯中,HA发生二聚:
2HA⇌(HA)2。
6-1计算水相中各物种浓度及pH。
6-2计算化合物HA在苯相中二聚平衡常数。
6-3已知HA中有苯环,1.00gHA含3.85×
1021个分子,给出HA化学名称。
6-4解释HA在苯中发生二聚因素,画出二聚体构造。
第7题(8分)
KClO3热分解是实验室制取氧气一种办法。
KClO3在不同条件下热分解成果如下:
实验
反映体系
第一放热温度/℃
第二放热温度/℃
A
KClO3
400
480
B
KClO3+Fe2O3
360
390
C
KClO3+MnO2
350
已知K(s)+1/2Cl2(g)=KCl(s)△H
(1)=-437kJ·
mol-1
K(s)+1/2Cl2+3/2O2(g)=KClO3(s)△H
(2)=-398kJ·
K(s)+1/2Cl2+2O2(g)=KClO4(s)△H(3)=-433kJ·
7-1依照以上数据,写出上述三个体系相应分解过程热化学方程式。
7-2用写MnO2催化KClO3分解制得氧气有轻微刺激性气味,推测这种气体是什么,并提出确认这种气体实验办法。
第8题(4分)
用下列路线合成化合物C:
反映结束后,产物中仍具有未反映A和B。
8-1请给出从混合物中分离出C操作环节;
简述操作环节理论根据。
8-2生成C反映属于哪类基本有机反映类型。
第9题(10分)
依照文献报道,醛基可和双氧水发生如下反映:
为了合成一类新药,选取了下列合成路线:
9-1请写出A化学式,画出B、C、D和缩醛G构造式。
9-2由E生成F和F生成G反映分别属于哪类基本有机反映类型。
9-3请画出化合物G所有光活异构体。
第10题(12分)
尿素受热生成重要产物与NaOH反映,得到化合物A(三钠盐)。
A与氯气反映,得到化合物B,分子式C3N3O3Cl3。
B是一种大规模生产化工产品,全球年产达40万吨以上,国内年生产能力达5万吨以上。
B在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物C,因而广泛用于游泳池消毒等。
10-1画出化合物A阴离子构造式。
10-2画出化合物B构造式并写出它与水反映化学方程式。
10-3化合物C有一种互变异构体,给出C及其互变异构体构造式。
10-4写出上述尿素受热发生反映配平方程式。
第11题(12分)
石竹烯(Caryophyllene,C15H24)是一种含双键天然产物,其中一种双键构型是反式,丁香花气味重要是由它引起,可从下面反映推断石竹烯及其有关化合物构造。
反映1:
反映2:
反映3:
反映4:
石竹烯异构体—异石竹烯在反映1和反映2中也分别得到产物A和B,而在通过反映3后却得到了产物C异构体,此异构体在通过反映4后仍得到了产物D。
11-1在不考虑反映生成手性中心前提下,画出化合物A、C以及C异构体构造式;
11-2画出石竹烯和异石竹烯构造式;
11-3指出石竹烯和异石竹烯构造差别。
答案及评分原则
第1题(12分)
1-1Si+4OH−=SiO44−+2H2(1分)SiO44−+4H2O=Si(OH)4+4OH−(1分)
若写成Si+2OH−+H2O=SiO32−+2H2SiO32−+3H2O=Si(OH)4+2OH−,也得同样分。
但写成Si+4H2O=Si(OH)4+2H2不得分。
写不写↓(沉淀)和↑(气体)不影响得分。
1-2不能。
(1分)
典型共价键理论以为原子之间通过共享电子对而成键。
C为第二周期元素,只有4个价层轨道,最多形成4个共价键。
理由某些:
答“C原子无2d轨道,不能形成sp3d杂化轨道”,得1分;
只答“C原子没有2d轨道”,得0.5分;
只答“C原子有4个价电子”,得0.5分;
答CH5+中有一种三中心二电子键,不得分(因按三中心二电子键模型,CH5+离子C-H键不等长)。
1-3A或质子酸(多选或错选均不得分。
)(2分)
1-4C26H30(分子式不全对不得分)(2分)
1-5有(1分)
1-63种(答错不得分)(1分)
1-7有(1分)
1-8无(1分)
第2题(6分)(每式3分)
对每一式,只写对原子之间连接顺序,但未标对价电子分布,只得1分;
未给出立体构造特性不扣分;
未标出同位素符号不扣分,但B中将星号标错位置扣0.5分。
第3题(10分)
3-1·
·
AcBCbABaCA·
(5分)
大写字母要体现出Cl-层作立方最密堆积顺序,镁离子与空层交替排列必要对的,镁离子层与氯离子层之间相对位置关系(大写字母与小写字母相对关系)不规定。
必要表达出层型构造完整周期,即至少写出包括6个大写字母、3个小写字母、3个空层排列。
若只写对含4个大写字母排列,如“·
AcBCbA·
”,得2.5分。
3-2(3分)
Z表达式对,计算过程修约合理,成果对的(Z=3.00—3.02,指出单元数为整数3),得3分。
Z表达式对,但成果错,只得1分。
3-3NaCl型或岩盐型(2分)
第4题(7分)依照所给数据,作图如下:
由图可见,样品质量损失与其中A质量分数呈线性关系,由直线外推至A质量分数为100%,即样品为纯A,可得其质量损失为37.0%。
作图对的,外推得纯A质量损失为(37.0±
0.5)%,得4分;
作图对的,得出线性关系,用比例法求出合理成果,也得4分;
仅作图对的,只得2分。
样品是热稳定性较差无水弱酸钠盐,在常用弱酸盐中,一方面考虑碳酸氢钠,其分解反映为:
2NaHCO3=Na2CO3+H2O↑+CO2↑该反映质量损失分数为(44.0+18.0)/(2×
84.0)=36.9%,与上述外推所得数据吻合。
化合物A化学式是NaHCO3。
依照所给条件并通过计算质量损失,答对NaHCO3得3分。
答出NaHCO3但未给出计算过程,只得1分。
其她弱酸钠盐通过计算可排除,例如Na2CO3质量损失分数为41.5%,等等。
第5题(10分)
5-1(4分)C6H5CH2Cl+NaOH=C6H5CH2OH+NaCl
NaOH+HNO3=NaNO3+H2O(此式不计分)
AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3
NH4SCN+AgNO3=AgSCN↓+NH4NO3
Fe3++SCN-=Fe(SCN)2+
每式1分;
写出对的离子方程式也得满分;
最后一种反映式写成Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3也可。
5-2(2分)样品中氯化苄摩尔数等于AgNO3溶液中Ag+摩尔数与滴定所消耗NH4SCN摩尔数差值,因而,样品中氯化苄质量分数为
M(C6H5CH2Cl)×
[0.100
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