全国高中学生化学竞赛初赛模拟试题2文档格式.docx
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分别写出它的阳极反应和阴极反应。
阳极反应:
。
阴极反应:
3.从前两问可以得出,在浸出过程中可以采取哪些必要措施,以加速金的溶解?
(至少写三条)
4.对烃类的催化氧化中用到以金/金红石为载体的催化剂。
Haruta首先发现金有效,并数次改进该方法。
催化剂中,金原子弥散分布在金红石表面。
假设金红石表面一层有1/2的金属原子被金替代,计算10cm2金红石表面(单层)被取代的金原子数。
(金红石属四方晶系,a=4.59Å
c=2.96Å
)
第2题
在如下问题中按照题中所提到的性质对物质进行从小到大的排序。
a)按照熔点的大小,从小到大开始排序:
Na,Al,Si,S8
b)按照沸点的大小,从小到大开始排序:
H2,LiH,CH4,NH3
c)按照原子半径的大小,从小到大开始排序:
Na,Mg,K,Ca
d)按照离子半径的大小,从小到大开始排序:
F–,Na+,Mg2+,Cl-
e)按照电负性的大小,从小到大开始排序:
F,Na,Cl,K
f)按照第一电离能的大小,从小到大开始排序:
Si,P,S,Cl
g)按照键强的大小,从小到大开始排序:
N2,O2,Cl2,Br2
h)按照键角的大小,从小到大开始排序:
OF2,SiF4,BF3,XeF4
i)按照被氢氧根离子水解的速率的大小,从小到大开始排序:
CH3Br,CH3Cl,CH3F,CH3I
第3题
氧化钇,碳酸钡和氧化铜在高温(900°
C)下发生固相反应生成超导体A,其含13.4%Y,41.2%Ba和28.6%Cu。
i)假设在A中未知的元素为氧,试给出A的实验式。
ii)给出铜的氧化态。
iii)在200°
C下热重分析仪中用氢气还原A,可以使所有铜+3还原为铜+2,并得到化合物B。
其他的元素均保持价态不变。
初始原料重84.2mg,则还原后生成化合物B的质量为多少?
第4题
有机物A在浓磷酸中微热发生分解,形成的气体混合物的密度相对氢为25,并且在溶液中不再残留有机物。
如果气体混合物通入溴水,体积减少一倍,随后通过碱溶液,气体完全被吸收。
确定物质A,若已知A中的氢原子不能被分辨。
1.写出所有涉及的反应的方程式。
2.提出合成物质A的方法.
3.为什么目标物质A被广泛应用在有机合成中?
给出一个例子。
第5题
酸A在标准条件下是白色固体吸湿物质,熔点62.4°
С。
A是与硫酸类似的物质,包含54.5%元素X.X是主族元素。
与硫酸相比,酸A的热的浓溶液可与金属B起反应,生成酸A的盐C和元素X的氧化物D。
87.0g酸A可形成82.3g盐C。
在化合物C中,金属B的氧化数是+III。
在氧化物D中元素X的氧化数是+IV。
酸A,与硝酸相似,可与盐酸形成混合物,产物类似于王水。
这个混合物能与许多金属反应。
与金属B的反应产物是水、氧化物D和酸E,化合物阴离子包含氯元素。
化合物阴离子中心原子的氧化数为III,并且它的配位数为4。
3-1确定元素X和酸A,并通过计算确定元素B,化合物C、氧化物D和酸E。
3-2写出B+A以及B+A/HCl的反应方程式。
第6题
Captodiame是一种镇定剂,多步合成方案如下。
最后一步是G和H的偶联。
G和H的合成方案如下:
给出G-M,试剂N,副产物O的结构。
第7题
一种化合物的合成如下:
Cu(OH)2与Au(OH)3按照摩尔比为3:
1进行反应生成A。
A的IR谱在3400cm-1处显示一个强的宽峰。
0.541g(1mmol)A在500°
C下氢气流中分解生成化合物B和水(0.162g)。
元素分析B中含50.8%Au。
a)一共生成了多少摩尔水?
b)根据上述信息给出A的化学式。
c)给出B的化学式。
写出计算过程。
第8题
卤素生成一系列互卤化物。
其中一个是氯化溴,其在500°
C下分解成单质。
在这个温度下,平衡常数为KC=32。
假设系统中每个物质浓度均为0.25mol/L。
a)给出分解的化学方程式。
b)用计算证明该混合物不处于平衡态。
c)反应向哪个方向进行?
d)混合物移至平衡时释放了多少功(能量)?
e)给出反应的KP和KX值。
f)计算按照上述混合物起始达到平衡的各物质的浓度。
第9题
配平下列反应方程式
(1)VO2++SO2VO2++SO42-
(2)VO2++MnO4-+H2OVO2++Mn2++H+
25cm3钒酸铵溶液酸化后,加热至沸,通入过量的SO2进行反应,过量的SO2被煮沸赶出。
此溶液需要加入23.2cm3、2.96molm-3的KMnO4溶液使之氧化,计算钒酸铵溶液中VO2+的浓度。
再另作一次实验:
取同样浓度的钒酸铵溶液10cm3,使之还原到一个价态,然后再用27.8cm3上述浓度的KMnO4溶液氧化到VO2+,问钒酸铵中VO2+被还原到了什么样的氧化态?
第10题
化合物A是一种液体,和水在同样温度下沸腾。
燃烧分析数据给出:
C:
64.8%;
H:
13.6%;
O:
21.6%.
a)计算化合物A的实验式。
b)估计化合物A的分子式。
c)这个式子含有两种可能的官能团中的一种。
指出这两种官能团。
化合物A的IR谱图如下:
d)在这个谱图中能确认哪种官能团?
e)画出化合物A可能的结构,并命名。
化合物A与酸性高锰酸钾反应生成化合物B。
这个新化合物的沸点比A低,它的1HNMR谱如下:
f)给出化合物B的结构,并归属1HNMR谱。
g)预测B的IR谱和A的有什么不同?
h)命名化合物B。
化合物B的质谱图中含m/e57和m/e43的碎片离子。
i)给出碎片的结构。
参考答案
1.8NaCN+4Au+O2+2H2O=4Na[Au(CN)2]+4NaOH
2.阴极Au+2CN-[Au(CN)2]-+e-
阳极O2+2H2O+4e-4OH-
3.加大CN-浓度,及时导出产物[Au(CN)2]-以促进平衡移动,密封加压,将金捣碎,溶解的同时不断搅拌。
4.每个金红石的晶胞的顶面有1个金属原子。
所以每个金红石的晶胞中有1/2个金。
每个每个金红石的晶胞表面面积:
S0=4.59Å
*2.96Å
=13.57Å
2
因此,金的数目为:
N=1/2*S/S0=1/2*10cm2/13.57Å
2=3.68*1015
i)比1:
2:
3:
7即YBa2Cu3O7
ii)氧化态4-(3+4)/3=7/3Cu=2.33
iii)84.2/666.19=x/658.19
x=83.19mg
1.A分解得到的混合气体的摩尔质量为25*2=50g/mol。
其中一个气体很有可能是烯烃或炔烃(被溴水吸收),另外一个为CO2(能被碱溶液吸收)。
可知混合物中气体比例为1:
1(因为通入溴水体积减少一倍,),于是我们可以求出第一个气体的摩尔质量:
M(gas)=2*50-44=56g/mol,其为丁烯的分子量。
又因为A中的氢原子不能被分辨,所以很有可能A中含有叔丁基,因此,该气体为异丁烯。
最后可推出A为Boc2O:
2.
3.Boc2O在有机合成中用于保护氨基。
1.X硒AH2SeO4
2.BAuCAu2(SeO4)3DSeO2EHAuCl4
6H2SeO4+2Au=Au2(SeO4)3+3SeO2+6H2O
3H2SeO4+8HCl+2Au=2HAuCl4+3SeO2+6H2O
a)3400cm-1处的IR吸收是OH的特征。
还原A得到0.162g水,即9mmol=9x10-3mol.b)这暗示出A中含有9摩尔O,可能是以OH存在。
根据反应计量比,产物中可能含3摩尔Cu和1摩尔Au。
1mmolA质量为0.541g,A的分子量应该为541。
3xMr(Cu)+1xMr(Au)+9xMr(OH)=Mr(A)
Mr(A)–(3x63.43)+196.97+(9x17)=540.6
因此A=AuCu3(OH)9
c)通过题意判断B为AuCu3。
计算得B含50.8%Au,满足条件
故AuCu3
a)2BrClBr2+Cl2
b)
c)Q<
KC向右
d)
=-22kJ
e)Asn=0weget:
KP=KX=32
平衡浓度:
n(BrCl)=0.25-2yn(Br2)=n(Cl2)=0.25+y
解方程
:
y=0.0943
c(BrCl)=0.061mol/Lc(Br2)=c(Cl2)=0.34mol/L
(1)2VO2++SO22VO2++SO42-
(2)5VO2++MnO4-+H2O5VO2++Mn2++2H+
c(VO2+)=5*23.2cm3*2.96kgm-3/25cm3=1.37*10-2mol/L
设被还原的价态为x:
有n(Vx+):
n(MnO4-)=5/(5-x)
n(Vx+)=1.37*10-2mol/L*10cm3=0.137mmol
n(MnO4-)=27.8cm3*2.96molm-3=8.23*10-5mol
解得
x=2
故VO2+被还原到+2氧化态。
1.a)计算
64.8/12.00=5.413.6/1.00=13.621.6/16.00=1.35
摩尔比:
C5.4H13.6O1.35
实验式:
C4H10O
2.C4H10O
3.羟基–OH醚键C-O-C
4.羟基–宽峰~3300cm-1
5.
1-丁醇
2-甲基丙醇
2-丁醇
2-甲基-2-丙醇
6.
triplet三重峰
singlet单重峰
quartet四重峰
7.在~3300cm-1无吸收因为B中没有–OH。
在~1750cm-1有吸收由于B中有C=O基团。
8.2-丁酮
9.
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- 全国 高中学生 化学 竞赛 初赛 模拟 试题