全真模拟试题二.docx
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全真模拟试题二.docx
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全真模拟试题二
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
全真模拟试题
(二)
● 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,立即起立撤离考场。
● 试卷装订成册,不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
● 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。
● 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
翻印无效
第1题(3分)下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量(部分)
H
He
Li
Be
B
C
N
O
1.00794
4.002602
6.941
9.012182
10.811
12.0107
14.0067
15.9994
F
Ne
Na
Mg
Al
Si
P
S
18.9984032
20.1797
22.989770
24.3056
26.981538
28.0855
30.973761
32.062
上表元素(及更多元素)中,有的元素的相对原子质量(原子量)的有效数字的位数多达7~9位,而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3~4位,为什么?
第2题(12分)将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A,A是一种盐类,其阴离子呈八面体结构。
2-1A的结构简式,生成A的化学方程式。
2-2A不稳定,能定量分解,B是产物之一,其中亦含有八面体结构,B的结构简式为。
2-3若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中,则得晶体C,C中仍含有八面体结构,写出C的结构简式。
生成C的化学反应方程式是。
2-4将H2O2滴入液氨中得白色固体D,D是一种盐,含有正四面体结构,写出D的结构式和生成反应方程式。
比较H2O2和H2S的性质异同。
第3题(8分)有机物X具有旋光活性,其分子由C、H、O、N4种元素组成,其中C、H、O的原子个数比是3︰5︰2;工业上可以用A和B以物质的量1︰4通过取代反应制备X;X能与4倍其物质的量的NaOH反应,并能与Ca2+等与大部分金属离子1︰1络合,所得螯合物结构中存在5个五原子环。
3-1 写出X的化学式和B的结构简式。
3-2 写出满足条件的全部X的结构简式,分别命名和计算光学异构体的个数。
第4题(12分)据《中国制药》报道,化合物F是用于制备抗“非典”药品(盐酸祛炎痛)的中间产物,其合成路线为:
4-1请写出有机物字母代码的结构简式。
4-2第③、④步反应的顺序能否填倒,说明理由。
4-3写出D+E→F的化学方程式,并用系统命名法命名F。
4-4第④步反应的反应类型是。
4-5E在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子,写出合成此高聚物的化学方程式。
第5题(6分)现在,我们来研究AgNO3溶液和(NH4)2S溶液之间的反应。
①将AgNO3溶液和(NH4)2S溶液混合,会发生反应。
②若在31℃时,将5mL2mol/LAgNO3溶液和5mL接近饱和的(NH4)2S溶液分别放在2个青霉素瓶中,用一段60cm长充满饱和KNO3溶液的一次性医用输液管作盐桥,如图所示:
经观察,电解一段时间后,二个青霉素瓶中都有新物质生成。
5-1插入AgNO3(aq)的碳棒上有,是因为有生成;插入(NH4)2S溶液的碳棒附近的液体显色,是因为有生成;上述电解的离子反应方程式为。
5-2在盛AgNO3溶液和(NH4)2S溶液液面上分别用1cm厚的石蜡油封闭液面的原因是
第6题(20分)A物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体,由X、Y两种短周期元素组成。
A在空气中极易着火生成B气体和C气体;A不溶于水,但加热到423K可以和水反应,生成B气体和D气体,D只含两种元素,其中一种是Y。
在交流放电的情况下,分解生成E气体、F固体两种物质,E物质和B化学式量几乎相等,含Y元素约72.7%;F是环状单质分子,具有冠状结构,易溶于A,F的式量约是C的4倍。
E可在液氮条件下与HBr于77K生成含双键结构的物质G,冷却至室温可得G的环状三聚体H。
6-1写出A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式。
6-2用X射线衍射法测得F的晶体为正交晶系,晶胞参数a=1048pm,b=1292pm,c=2455pm。
已知该物质的密度为2.07g·cm-3。
计算每个晶胞中F分子的数目。
6-3自发现富勒烯以来,其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研究。
除了碳原子团簇之外,其它元素的原子团簇是否也具有类似碳原子团簇的奇异的特性,这是个十分有趣的研究课题。
F物质有很多同分异构体,在实验手段受到各种条件的限制时,理论研究是一种重要的补充。
厦门大学化学系对F物质的原子团簇进行了理论计算,发现除了冠状结构外还有多种结构。
其中一种X具有2次对称轴,以及两个包含对称轴的对称面,一配位和三配位原子数目相等;另外一种Y是一种椅式结构原子团簇增加2个原子形成,也具有二次对称轴,对称面和对称轴垂直。
请画出这两种结构的原子团簇。
6-4五氟化砷AsF5(2.93g)和上述物质F(0.37g)用四氮化四硫S4N4(0.53g)在液态SO2溶剂中发生完全的反应,溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物L(3.08g),分析J知其含有:
As28.04%,F42.70%,N5.25%,经分析L是离子化合物,阴离子为正八面体结构,阳离子为两种元素组成,结构是直线形。
固体L(0.48g)溶于液态二氧化硫,和叠氮化铯Cs+N3-(0.31g)完全反应,收集应释放出得氮气于66.5kPa、298K为67.1cm3。
反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体J(0.16g)。
分析J知其含有2种元素,其中含N30.3%。
红外光谱、X射线粉末衍射结果表明抽出SO2后残留物是六氟砷(V)酸铯。
(1)L的实验式是什么?
(2)提出L的结构式;
(3)写出配平的生成L的方程式;
(4)1molL发生转化时生成氮气的物质的量;
(5)J的化学式;
(6)写出nmolL生成J的普遍离子方程式。
第7题(12分)已知298.2K时,
(C2H5OH,液)=-1366.8kJ·mol-1,水和乙醇的摩尔蒸发焓
/(kJ·mol-1)分别为44.01和42.6,C2H4(g),H2O(g)和CO2(g)的
/(kJ·mol-1)分别为52.26、-241.8及-393.5,求
7-1同温度下,分子式为CnH2n的物质的
与
之间的关系式;
7-2求298.2K时C2H4(g)
7-3298.2K时C2H5OH(气)的
和
7-4298.2K时C2H4(g)+H2O(g)→C2H5OH(g)的
第8题(7分)苯巴比妥是1903年就开始使用的安眠药,其合成路线表示如下。
请在相应的方格中写出A—F和苯巴比妥的结构:
第9题(14分)锂电池由于其安全可靠的性能,体积小、质量轻、高效能及可逆等卓越品质被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。
下图为锂电池工作原理图,阴极材料由LiMO2(M=Co,Ni,V,Mn)构成,阳极材料由石墨构成,阴、阳两极之间用半透膜隔开,充电时锂离子由阴极向阳极迁移,放电时则相反,电池可表示为:
(-)Cn/LiClO4/LiMO2(+)
9-1写出锂电池充放电时的可逆电极反应。
9-2根据上图所示的LiMO2的尖晶石结构,写出氧的堆积方式,并指出Li和M占据何种空隙,画出以氧为顶点的一个晶胞。
9-3锂离子在阳极与石墨形成固体混合物,试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。
9-4早期的阳极材料用的是锂金属,试指出锂金属作阳极材料的不足,并说明还可以用什么物质替代石墨作阳极材料?
第10题(6分)称取含有KBrO3、KBr及惰性物质试样1.000g,溶解定容于100mL容量瓶中。
移取25.00mL试液,在H2SO4介质中以Na2SO3还原BrO3-至Br-,调至中性,用0.1010mol/LAgNO3滴定至终点,用去10.51mL,另取25.00mL试液,用硫酸酸化后,加热赶去Br2,再调至中性,滴定剩余的Br-,用去上述的AgNO3标准溶液3.25mL。
计算试样中KBrO3、KBr的质量分数。
(已知KBrO3、KBr的摩尔质量分别为167.0g/mol,119.0g/mol)
参考答案:
1有一些元素在自然界中分布较易准确测得(1分),有的只有一种稳定核素,所以相对原子质量有效数字多(1分);有的元素在自然界中的平均丰度难以准确测得,有效数字较少(1分)。
2-1[H3O2]+[SbF6]- (2分);H2O2+HF+SbF5=[H3O2]+[SbF6]- (1分)
2-2[H3O]+[SbF6]-(2分)
2-3[SH3]+[SbF6]-(2分);H2S+HF+SbF5=[SH3]+[SbF6]- (1分)
2-4[NH4]+[HOO]-(2分);H2O2+NH3=[NH4]+[HOO]- (1分)
H2O2既是酸又是碱,H2S是一种碱 (1分)
3-1C12H20N2O8(2分)ClCH2COOH(1分)
X1:
X2:
(2分)
3-2命名:
2,3-丁二胺四乙酸1,2-丁二胺四乙酸(1分)
异构体3种2种(2分)
4-1B:
;C:
;D:
;F:
(各1分)
4-2不能,因为先生成
,再与KMnO4氧化时—NH2也会被氧化。
(2分)
4-3
+
+HCl(2分)
F:
N-苄基-邻-氨基苯甲酸(1分)
4-4还原反应(1分)
4-5n
+nH2O(2分)
5-1银白色固体;银;黄;硫;2Ag++S2-=2Ag+S(各1分)
5-2避免空气中氧气的干扰(1分)
6-1A:
CS2B:
CO2C:
SO2D:
H2SE:
CSF:
S8
G:
H:
(各1分)
6-2Z=16(3分)
6-3X:
Y:
(写出1个即可)(各1.5分)
6-4
(1)AsF6NS2(1分)
(2)[NS2]+[AsF6]-(1分)
(3)12AsF5+S8+2S4N4=8[NS2]+[AsF6]-+4AsF3(1分)
(4)1mol(1分)
(5)SN(1分)
(6)n[NS2]+[AsF6]-+nCs+N3-=2(SN)n+nN2+nCs+[AsF6]-(1分)
7-1CnH2n生成反应与燃烧反应化学计量方程式的关系如下:
nC(石墨)+nH2(g)+
nO2(g)
nCO2(g)+nH2O(l)
(1)
(2)
CnH2n+
nO2(g)
反应
(1)为CnH2n的生成反应,故
=
(CnH2n)
反应
(2)为CnH2n的燃烧反应,故
=
(CnH2n)
反应(3)为nCO2(g)和nH2O(l)生成反应,故
=n
(CO2,g)+n
(H2O,l)
又
=
+
所以
(CnH2n)+
(CnH2n)=n
(CO2,g)+n
(H2O,l)(4分)
7-2C2H4(g)
=2
(CO2,g)+2
(H2O,l)-
(C2H4,g)
=2×(-393.5)+2×(-241.8-44.01)-52.26
=-1411(kJ.mol-1)(2分)
7-3先求C2H5OH(l)的
,由C2H5OH(l)的燃烧反应
C2H5OH(l)+3O2(g)→2CO2(g)+3H2O(l)
因为
=
(C2H5OH,l)
=2
(CO2,g)+3
(H2O,l)-
(C2H5OH,l)
所以
(C2H5OH,l)
=2
(CO2,g)+3
(H2O,l)-
(C2H5OH,l)
=2×(-393.5)+3×(-241.8-44.01)+1366.8
=-277.6kJ.mol-1
(C2H5OH,g)=
(C2H5OH,l)+
(C2H5OH)
=-277.6+42.6=-235.0kJ.mol-1
(C2H5OH,g)=
(C2H5OH,l)-
(C2H5OH)
=-1366.8-42.6=-1409.4kJ.mol-1(4分)
7-4
=
(C2H5OH,g)-
(H2O,g)-
(C2H4,g)
=-235.0+241.8-52.26=-45.46kJ.mol-1(2分)
8
(各1分)
9-1Cathode:
LiMO2=Li1-xMO2+xLi++xe-
Anode:
nC+xLi++xe-=LixCn
正反应为充电、逆反应为放电反应。
(4分)
9-2O:
立方面心密堆积;Li和M占据八面体空隙;(2分)
以氧为顶点的一个晶胞表示如下:
(2分)
9-3
(4分)
9-4锂活泼,易与电解质反应,形成锂的枝状晶体,导致电池被侵蚀或爆炸。
(1分)
还可用低熔点的金属如Si,Bi,Pb,Sn,Cd等与锂掺杂形成金属合金,或用电解质如液体电解质LiPF6,LiBF6,LiAsF6及LiOSO2CF3(用有机溶剂不能含水),以及固体电解质等。
(1分)
10设KBrO3为xmmol
BrO3-+3SO32-=Br-+3SO42-(1分)
1molBrO3-~1molBr-
KBr的量为(0.101×10.51-x)mmol
BrO3-+5Br-+6H+=3Br2+3H2O(1分)
15
x5x
剩余Br-为[(0.101×10.51-x)-5x]mmol
则(0.101×10.51-x)-5x=0.101×3.25(1分)
x=0.1222(1分)
KBr的量为:
0.9393mmol
KBrO3的质量分数为
×100=8.163(1分)
KBr的质量分数为
×100=44.71(1分)
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