中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛省级赛区试题和答案.docx
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中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛省级赛区试题和答案
中国化学会第21届(2007年)全国高中学生化学竞赛
(省级赛区)试题
(时间:
3小时满分:
100分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
总分
满分
12
6
10
7
10
12
8
4
10
12
9
100
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
65.39
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-Lr
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
Rg
第题(12分)
通常,硅不与水反应,然而,弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解,生成Si(OH)4。
1.已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。
早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在,人们曾提出该离子结构的种种假设,然而,直至1999年才在低温下获得该离子的振动-转动光谱,并由此提出该离子的如下结构模型:
氢原子围绕着碳原子快速转动;所有C-H键的键长相等。
2.该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?
简述理由。
3.该离子是()
A质子酸B路易斯酸C自由基D亲核试剂
2003年5月报道,在石油中发现一种新的烷烃分子,因其结构类似于金刚石,被称为“分子钻石”,若能合成,有可能用作合成纳米材料的理想模板。
该分子的结构简图如下:
4.该分子的分子式为;
5.该分子有无对称中心?
;
6.该分子有几种不同级的碳原子?
;
7.该分子有无手性碳原子?
;
8.该分子有无手性?
。
第题(6分)
羟胺和用同位素标记氮原子(N*)的亚硝酸在不同介质中发生反应,方程式如下:
NH2OH+HN*O2→A+H2ONH2OH+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的路易斯结构式。
第题(10分)
X-射线衍射实验表明,某无水MgCl2晶体属三方晶系,呈层型结构,氯离子采取立方最密堆积(ccp),镁离子填满同层的八面体空隙;晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。
该晶体的六方晶胞的参数:
a=363.63pm,c=1766.63pm;晶体密度ρ=2.35g·cm-3。
1.以“□”表示空层,A、B、C表示Cl-离子层,a、b、c表示Mg2+离子层,给出该三方层型结构的堆积方式。
2.计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数。
3.假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2+离子,将是哪种晶体结构类型?
第题(10分)
1.…AcB□CbA□BaC□A…(5分)
大写字母要体现出Cl-层作立方最密堆积的次序,镁离子与空层的交替排列必须正确,镁离子层与氯离子层之间的相对位置关系(大写字母与小写字母的相对关系)不要求。
必须表示出层型结构的完整周期,即至少写出包含6个大写字母、3个小写字母、3个空层的排列。
若只写对含4个大写字母的排列,如“…AcB□CbA…”,得2.5分。
2.ρ=m/V=ZMMgCl2/VNA=ZMMgCl2/ac2sin120°NA
Z=ρac2sin120°NA/MMgCl2
=2.35×103×(363.63×10-12)2×(1766.63×10-12)×0.866×6.022×1023/(95.21×10-3)
=3.01
每个晶胞含有3个“MgCl2”单元。
(3分)
Z的表达式对,计算过程修约合理,结果正确(Z=3.00~3.02,指出单元数为整数3),得3分。
Z的表达式对,但结果错,只得1分。
NaCl型或岩盐型(2分)
第题(7分)
化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。
用如下方法对其进行分析:
将A与惰性填料混合均匀制成样品,加热至400℃,记录含A量不同的样品的质量损失(%),结果列于下表:
样品中A的质量分数/%
20
50
70
90
样品的质量损失/%
7.4
18.5
25.8
33.3
利用上述信息,通过作图,推断化合物A的化学式,并给出主要计算过程。
第题(分)
甲苯与干燥氯气在光照下反应生成氯化苄,用下列方法分析粗产品的纯度:
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硝酸银水溶液处理,再用0.1000mol·L-1NH4SCN水溶液滴定剩余的硝酸银,以硫酸铁铵为指示剂,消耗了6.75mL。
1.写出分析过程的反应方程式。
2.计算样品中氯化苄的质量分数(%)。
3.通常,上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量,指出原因。
4.上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析?
请说明理由。
第题(12分)
在给定实验条件下,一元弱酸HA在苯(B)和水(W)中的分配系数KD=[HA]B/[HA]W=1.00。
已知水相和苯相中HA的分析浓度分别为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。
1.计算水相中各物种的浓度及pH。
2.计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数。
3.已知HA中有苯环,l.00gHA含3.85×1021个分子,给出HA的化学名称。
4.解释HA在苯中发生二聚的原因,画出二聚体的结构。
第题(8分)
KClO3热分解是实验室制取氧气的一种方法。
KClO3在不同条件下热分解结果如下:
实验
反应体系
第一放热峰温度/℃
第二放热峰温度/℃
A
KClO3
400
480
B
KClO3+Fe2O3
360
390
C
KClO3+MnO2
350
-
已知:
①K(s)+1/2Cl2(g)=KCl(s)ΔHΘ
(1)=-437kJ·mol-1
②K(s)+1/2Cl2(g)+3/2O2(g)=KClO3(s)ΔHΘ
(2)=-398kJ·mol-1
③K(s)+1/2Cl2(g)+2O2(g)=KClO4(s)ΔHΘ(3)=-433kJ·mol-1
1.根据以上数据,写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。
2.用MnO2催化KClO3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味。
推测这种气体是什么,并提出确认这种气体的实验方案。
第题(4分)
用下列路线合成化合物C:
反应结束后,产物中仍含有未反应的A和B。
1.请给出从混合物中分离出C的合理操作步骤;简述操作步骤的理论依据。
2.生成C的反应属于哪类基本有机反应类型?
第题(10分)
根据文献报道,醛基可和双氧水发生如下反应:
为了合成一类新药,选择了下列合成路线:
1.请写出A的化学式;画出B、C、D和缩醛G的结构式。
2.由E生成F和由F生成G的反应分别属于哪类基本有机反应类型。
3.请画出化合物G的所有光活异构体。
第题(12分)
尿素受热生成的主要产物与NaOH反应,得到化合物A(三钠盐)。
A与氯气反应,得到化合物B,分子式C3N3O3Cl3。
B是一种大规模生产的化工产品,全球年产达40万吨以上,我国年生产能力达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,因此广泛用于游泳池消毒等。
1.画出化合物A的阴离子的结构式。
2.画出化合物B的结构式并写出它与水反应的化学方程式。
3.化合物C有一个互变异构体,给出C及其互变异构体的结构式。
4.写出上述尿素受热发生反应的配平的化学方程式。
第题(9分)
石竹烯(Caryophyllene,C15H24)是一种含有双键的天然产物,其中一个双键的构型是反式的,丁香花气味主要是由它引起的。
可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。
反应1:
石竹烯
C15H28
反应2:
石竹烯
+HCHO
反应3:
石竹烯
C(C15H26O)
反应4:
C(C15H26O)
石竹烯的异构体——异石竹烯在反应1和反应2中也分别得到产物A和B,而在经过反应3后却得到了产物C的异构体,此异构体在经过反应4后仍得到了产物D。
1.在不考虑反应生成手性中心的前提下,画出化合物A、C以及C的异构体的结构式;
2.画出石竹烯和异石竹烯的结构式;
3.指出石竹烯和异石竹烯的结构差别。
郑重声明:
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中国化学会第21届(2007年)全国高中学生化学竞赛
(省级赛区)试题
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- 中国化 学会 21 全国 高中学生 化学 竞赛 省级 赛区 试题 答案