全国化学竞赛(预赛)模拟试卷8Word格式文档下载.doc
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+0.78
B
Cu→B
-2.15
C
C→Cu
+1.35
D
+0.30
1.金属D与Cu之间电子流动方向为;
2.金属可能是最强的还原剂;
3.金属不能从硫酸铜溶液中置换铜。
三.(6分)单质碘与红磷在常温下混合不反应,但滴入几滴水后能剧烈反应,生成HI和H3PO3。
但实验室制取氢碘酸的方法是把H2S通入I2水中,过滤生成的硫,可得质量分数为50%的氢碘酸。
1.写出实验室制取氢碘酸的化学方程式;
2.氢碘酸在空气中放置易易氧化变质,写出可能发生反应的化学方程式;
3.为防止氢碘酸在空气中氧化变质,可在氢碘酸中加入少量,写出有关反应的化学方程式。
四.(8分)2000年诺贝尔化学奖授予在导电高分子领域作出突出贡献的三位科学家。
在一定的掺杂条件下,高分子材料(俗称塑料)完全可以具有金属的性能,从而变成导体。
1.下列塑料,你认为可作为导体的是
A聚氯乙烯B聚乙炔C聚苯乙烯D聚异戊二烯E聚乳酸
2.简述该塑料(第一题答案)的分子结构特点。
3.你认为导电高分子材料在结构上应具备何种特性。
五.(11分)下图所示是大气中红外光透射率的光谱特性(横坐标是波长,纵坐标是能穿透大气的程度)。
1.试说明大气中的CO2吸收红外线的能力与频率的关系?
2.大气对红外线的吸收会产生什么效果?
什么因素加剧形成这一效果?
加剧的后果是什么?
3.除CO2气体外,CH4、N2O、氟里昂也是温室气体,请再举两例温室气体。
说明温室气体分子有何特点。
4.利用实验室常用药品和仪器,设计一个实验装置,证明较高浓度的CO2对阳光中的红外线有高吸收率(画出图示,简述实验原理和方法)。
六.(10分)苯与苄氯()能发生经典的付氏反应,生成二苯基甲烷(),但同时还存在副产物A()。
1.计算A的极限碳含量;
2.写出生成A的两步化学反应方程式(注明具体催化剂);
3.计算光照下A一氯取代物的种数(包括光学异构体)
4.计算光照下A二氯取代物的种数(不包括光学异构体)
七.(18分)将一种盐溶于水中时,会使水的冰点降低,究竟冰点降低多少,与盐在溶液中的浓度有关。
如果将此溶液降温,则在零度以下某个温度,将析出纯冰。
但当盐在水中的浓度比较大时,在将溶液冷却的过程中析出的固体不是冰而是盐,这时该溶液称为盐的饱和溶液,盐在水中的浓度称为“溶解度”,溶解度的大小与温度有关。
右图所示为不同浓度的CaCl2溶液冷却析出晶体时所对应温度的曲线图。
1.指出区域Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ内各物质组成(说明是何种固体或溶液是否饱和);
2.指出曲线AB、BC分别具体表示的含义;
3.点B在坐标如何,有何意义;
4.273K时,60g浓度为10%的CaCl2溶液持续降温,何时析出晶体,计算最多可析出单一晶体的质量。
(只需保留整数)
5.根据右上图分析,如何提纯粗盐CaCl2,得到CaCl2·
6H2O晶体。
6.CaCl2溶液可用作冷冻剂,当CaCl2·
6H2O晶体与冰以何比例(质量比)混合时,冷却效果最好。
7.在大雪纷飞的北方国家,对CaCl2有很大的需求量,你认为CaCl2在这些国家有何用途?
八.(19分)某同学在学习等径球最密堆积(立方最密堆积A1和六方最密堆积A3)后,提出了另一种最密堆积形式Ax。
如右图所示为Ax堆积的片层形式,然后第二层就堆积在第一层的空隙上。
请根据Ax的堆积形式回答:
1.计算在片层结构中(如右图所示)球数、空隙数和切点数之比
2.在Ax堆积中将会形成正八面体空隙和正四面体空隙。
请在片层图中画出正八面体空隙(用·
表示)和正四面体空隙(用×
表示)的投影,并确定球数、正八面体空隙数和正四面体空隙数之比
3.指出Ax堆积中小球的配位数
4.计算Ax堆积的原子空间利用率。
5.计算正八面体和正四面体空隙半径(可填充小球的最大半径,设等径小球的半径为r)。
6.已知金属Ni晶体结构为Ax堆积形式,Ni原子半径为124.6pm,计算金属Ni的密度。
(Ni的相对原子质量为58.70)
7.如果CuH晶体中Cu+的堆积形式为Ax型,H-填充在空隙中,且配位数是4。
则H-填充的是哪一类空隙,占有率是多少?
8.当该同学将这种Ax堆积形式告诉老师时,老师说Ax就是A1或A3的某一种。
你认为是哪一种,为什么?
九.(20分)L-甲状腺素是一种重要的激素,用来治疗呆小病、粘液瘤、肥胖病等人类疾病。
早期人类都是用动物的甲状腺组织来提取甲状腺素。
甲状腺素的光学活性在20世纪30年代首先由Harington和Salter发现,他们从动物甲状腺体的蛋白质用发酵水解方法提取了L-甲状腺素,从而避免了碱性水解的消旋现象,同样的结果也由Foster和Palmer等人在甲状腺体初步发酵后再酸性水解的方法而获得。
但是从动物甲状腺体组织提取的L-甲状腺素纯度低、光学纯度比较差,而且数量亦受到限制。
40年代起,人们开始用合成方法来生产L-甲状腺素。
化学合成法是以L-酪氨酸为起始原料合成L-甲状腺素有多种路线,最有代表性的为Chalmers开发的经典路线:
(C9H11NO3)A(C9H9N3O7)B(C11H11N3O8)C(C13H15N3O8)D(C20H21N3O9)E(C20H25N3O5)F(C20H21NO5I2)G(C16H13NO4I2)(L-甲状腺素,C16H11NO4I4)
此合成工艺需要八步反应,虽可保留其光学活性,但操作步骤非常复杂,产率低,成本较高。
通过化学工程师们的不懈努力,上海精细化工研究所的研究人员采用3,5-二碘-L-酪氨酸为原料,经孵化反应(消化-偶合反应)合成了高纯度、高生物活性的L-甲状腺素,缩短了工艺路线,降低了生产成本,是较理想的合成路线。
合成原理如下:
L-酪氨酸HJLML-甲状腺素
1.为何L-甲状腺素有光学活性,以上反应是否会影响其光学活性?
2.写出A~M各物质的结构简式。
参考答案
一.Zn+2HCl==ZnZl2+H2↑2H2+SnO2==Sn+2H2O
(或2Zn+SnO2+4HCl==Sn+2ZnCl2+2H2O)(2分)
2.锌皮与盐酸反应所产生的氢气,首先不是和锡石中的氧反应,而是和硫化物中的硫反应,生成硫化氢(或盐酸先和硫化物反应):
FeS2+2HCl==FeCl2+S↓+H2S(2分)
二.1.D→Cu(1分)
2.C(2分)
3.B(1分)
三.1.I2+H2S==2HI+S↓(2分)
2.4HI+O2==I2+2H2O(2分)
3.红磷3I2+2P+3H2O==6HI+2H3PO3(2分)
四.1.B(2分)
2.聚乙炔的结构单元是CH,每个碳原子轨道都是sp2杂化,形成了三个共平面的,夹角约120°
的杂化轨道,这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。
其余未成键的PZ轨道与这一分子平面垂直,它们互相重叠,形成长程的π电子共轭体。
(4分)
3.这种材料是一种简单分子形成的长链聚合物,由重复的单元链段组成,每个单元链段由碳碳单键和不饱和共价键(双键或叁键)交替组成。
(2分)
五.1.1.1×
1014Hz,7.1×
1013Hz,1.9×
1013Hz左右时对红外线的吸收能力最强。
2.会使大气温度升高;
CO2过多排放会加剧这一效果;
加剧的后果是使地球平均气温上升,地球两极冰雪融化,海平面上升,以及一系列生态环境问题。
(3分)
3.H2O、O3(看图)
多原子分子,每个分子至少有3个原子(2分)
理想气体的摩尔热容量与分子中原子数有关,原子数多,摩尔热容量大(单原子约1.5R,双原子约2.5R,三原子约3.5R)
4.如右图所示,取两个完全相同的广口瓶,瓶口加塞子,塞子打孔,恰能插入一玻璃管。
以CaCO3和HCl反应制取CO2,收集在瓶内,另一个瓶则为空气。
玻璃管口滴入数滴石蕊(有颜色易观察),形成一段液柱,并倾斜玻璃管使其进入中部,然后将玻璃管分别插入两瓶内,如右图所示。
同时放在阳光中照射,一段时间后,石蕊液柱向盛空气处移动,表明盛CO2瓶温度升高快(气体受热膨胀)。
证明CO2对红外线有高吸收率。
六.1.92.3%(2分)
即重复单位C7H7中的碳含量(12/13)
2.++HCl
+(n-1)+(n-1)HCl(2分)
3.n种(3分)
n为奇数、偶数时都一样
4.n为奇数,(n+1)2/2种;
n为偶数,n(n+2)/2种(3分)
七.1.Ⅰ:
饱和CaCl2溶液和冰;
Ⅱ:
不饱和CaCl2溶液;
Ⅲ:
饱和CaCl2溶液和CaCl2·
6H2O;
Ⅳ:
冰和CaCl2·
6H2O(4分)
2.AB:
水的冰点(凝固点)线
BC:
CaCl2在水中的溶解度曲线(2分)
3.坐标(30,218)
E点能同时存在冰、固体CaCl2·
6H2O和饱和CaCl2溶液;
CaCl2溶液所能存在的最低温度(冰和CaCl2·
6H2O升温时共同熔化的温度,即“最低共熔点”)(3分)
4.256K40g(3分)
5.将粗盐溶于水,加热蒸发浓缩,冷却析出晶体,母液中再加粗盐,重复操作。
6.1:
0.69(或1.45:
1)(2分)
7.将CaCl2撒在冰雪覆盖的道路上,促其融化(降低冰点)。
八.1.1:
1:
2(2分)
一个球参与四个空隙,一个空隙由四个球围成;
一个球参与四个切点,一个切点由二个球共用。
2.图略,正八面体中心投影为平面◇空隙中心,正四面体中心投影为平面切点
2(2分)
一个球参与六个正八面体空隙,一个正八面体空隙由四个球围成;
一个球参与八个正四面体空隙,一个正四面体空隙由四个球围成。
3.小球的配位数为12(1分)
平面已配位4个,中心球周围的四个空隙上下各堆积4个,共12个。
4.74.05%(3分)
以4个相邻小球中心构成底面,空隙上小球的中心为上底面的中心构成正四棱柱,设小球半径为r,则正四棱柱边长为2r,高为r,共包括1个小球(4个1/4,1个1/2),空间利用率为
5.正八面体空隙为0.414r,正四面体空隙为0.225r。
6.8.91g/cm3(3分)
根据第4题,正四棱柱质量为58.70/NAg,体积为1.094×
10-23cm3。
7.H-填充在正四面体空隙,占有率为50%(2分)
正四面体为4配位,正八面体为6配位,且正四面体空隙数为小球数的2倍。
8.Ax就是A1,取一个中心小球周围的4个小球的中心为顶点构成正方形,然后上面再取两层,就是顶点面心的堆积形式。
底面一层和第三层中心小球是面心,周围四小球是顶点,第二层四小球(四个空隙上
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