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1、第 1 页共 13页高中化学竞赛初赛试卷19时间： 3 小时总分值： 100分题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 总分值4 6 6 5 20 9 11 6 10 5 6 7 5 H 1.008 相 对 原 子 质 量He 4.003Li 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 47.8
2、8 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、3 LaLu 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 La Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds La 系La 138.9 Ce 140.1 Pr 140.9 Nd 144.2 Pm 144.9 Sm 150.4 Eu 152.0 Gd 157.3 Tb 158.9 Dy 162.5 Ho 164.9 Er 167.3 Tm 168.9 Tb
4、173.0 Lu 175.0 第一 题 4 分据认为“红巨星”星体内部发生着合成重元素的中子俘获反应，例如6830Zn 可以俘获1个中子形成A，过剩的能量以光子形式带走；A 发生衰变转化为B。试写出平衡的核反应方程式。第 二题 6 分根据提供的信息写出相应的化学方程式：1铍与某些普通配体形成的配合物相当稳定，比方铍的化合物A 为无色可升华的分子型化合物，易溶于氯仿并可从氯仿溶液中重结晶。A 物质中心氧原子周围按四面体方式排布4 个 Be 原子， Be 原子两两间又被醋酸根所桥联。该物质可以通过碳酸铍与醋酸反应制备，请写出该制备反应的化学方程式；2ClF3是比 F2更有效的氟化剂，遇有机物往往爆
5、炸，能燃烧石棉，能驱除许多金属氧化物中的氧。比方气态ClF3与 Co3O4反应，作为复原剂的元素有两种，物质的量之比为18，请写出反应方程式。：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 2 页共 13页第三 题 4 分所有固体均有缺陷， 其中一种点缺陷类型分为间隙缺陷弗抡凯尔缺陷 和空位缺陷 肖脱基缺陷。当晶体热振动时，一些能量足够大的原子离开平衡位置而挤到晶格点的间隙中，形成间隙原子， 而原来位置上形成空位，这种缺
6、陷称为弗伦克尔缺陷。如果正常格点上原子，热起伏后获得能量离开平衡位置，跃迁到晶体的外表，在原正常格点上留下空位，这种缺陷称为肖特基缺陷。已知 TiO 为岩盐结构， X 射线衍射数据说明TiO 的比例为1 1 的立方体元晶胞的边长为418pm，测量体积和质量得到的密度为4.92gcm3，这些数据能否说明晶体内部有缺陷存在？如果有，请进一步指出缺陷是空位缺陷还是间隙缺陷情况，并具体说明。第四 题 6 分化学教材中硬水软化部分，对煮沸Mg(HCO3)2溶液所得到的产物看法不同。如，高中化学教材中介绍： 加热含有 Mg(HCO3)2的暂时硬水时， 先生成 MgCO3沉淀， 继续加热，则 MgCO3逐渐
7、转化成更难溶的Mg(OH)2沉淀。大学无机化学教材中则认为：暂时硬水中含有的Mg(HCO3)2经煮沸后生成碱式碳酸镁Mg2(OH)2CO3沉淀，使水软化。那么，Mg(HCO3)2溶液受热后的最终产物究竟是什么呢？1新制 Mg(HCO3)2溶液步骤略2取 180mL 新制的 Mg(HCO3)2清液放入烧杯中，水浴加热约1h； 直至近干。抽滤，将所得固体产物用80的二次蒸馏水洗涤数次，直至洗涤液的pH 约为 7。将产物放入 70烘箱中烘干， 然后放入盛有P2O5的干燥器中冷却至室温，称重。反复上述操作，直至恒重。热重曲线如图：三个拐点的纵坐标分别为：99.965%、84.966%、44.026%。
8、三段曲线温度区间分别为：100252.7，252.7462.9，515.2以后。3称取烘干的产物0.2593g 于洗净的烧杯中，用2mL 1 1 HCl 溶液溶解。然后将其转移至 250mL 容量瓶中，定容。移取25.00mL 溶液，加入25mL 二次蒸馏水， 3 滴铬黑指示剂和 10mL pH 为 10 的缓冲溶液， 以 0.01085molL1的 EDTA 溶液滴定Mg2。通过计算，测得 Mg2含量为 26.25%，相当于含MgO 为 43.54%。通过计算说明Mg(HCO3)2溶液受热后的最终产物是什么？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - -
9、 - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 3 页共 13页第五 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
10、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。1写出 A、B、C、D、E、F、G、H 的结构简式。2用 X 射线衍射法测得F 的晶体为正交晶系，晶胞参数a1048pm，b1292pm，c2455pm。已知该物质的密度为2.07gcm3。计算每个晶胞中F 分子的数目。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 物质有很多同素异形体，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
11、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。4五氟化砷AsF52.93g和上述物质F0.37g用四氮化四硫S4N40.53g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： As 28.04%，F 42.70%，N 5.25% ，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
12、。固体L0.48g溶于液态二氧化硫，和叠氮化铯 CsN30.31g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 N 30.3%。红外光谱、 X 射线粉末衍射结果说明抽出SO2后残留物是六氟砷V酸铯。1L 的实验式是什么？名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 4 页共 13页2提出 L 的结构
13、式；3写出配平的生成L 的方程式；41mol L 发生转化时生成氮气的物质的量；5J 的化学式；6写出 nmol L 生成 J 的普遍离子方程式。第六 题 9 分1工业上通常由黑钨矿提取金属钨采取碱溶法，先将黑钨矿用重力或磁力法得到精矿(Fe，Mn)WO4，然后通入大量空气与纯碱焙烧生成钨酸钠Na2WO4，加水溶解后，加入盐酸酸化，生成的新酸加热后用氢气复原可得金属钨。请写出上述过程中的所有化学方程式。2把 1.000g 钨酸钠 Na2WO42H2O加到 50mL 水中，又加入0.8g过量锌粒，并加热，不发生反应。再加入75mL 3molL1硫酸，反应立即发生，生成一种蓝色化合物非整比氧化物
14、。用 0.044 mol L1高锰酸钾溶液滴定这种蓝色化合物，使它氧化成一种黄色化合物 整比氧化物 ，共用了 8.33mL 高锰酸钾溶液。 这种蓝色化合物的化学式为，黄色化合物的化学式为，锌与钨酸钠的反应必须在酸性溶液中进行是因为。3钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物，其通式为MxWO3，其中 0 x 1，M 可以是碱金属、碱土金属、稀土金属、铜、银、铵、氢等。这类化合物具有特殊的物理化学性质，一般它具有高电子电导率以及快离子传输性质，是一种低温超导体。钠钨青铜也是氧化复原的很好催化剂。下面应用熔融电解法制备钠钨青铜。右图 1、阳极：高纯金丝；2、 预先烘干，按照不同比例混合，在熔融条件下进
15、行电解Na2WO4WO3；3、磁坩埚； 4、阴极：高纯镍片。电解中阳极反应放出氧气，阴极析出钠钨青铜晶体。写出电极反应和总反应方程式。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 5 页共 13页第七 题 14 分1吡啶 2甲酰胺，简写为piaH，可有两种方式起双齿配体的作用：型式 A型式 B1如果按B 种型式配位，画出Ni(H2O)2(piaH)22离子的可能存在几何异构休，并说明其旋光性。2以 N、 N 方式配位型式
16、A时，其可能的异构和型式如何？2含有 4 个水分子的醋酸镍Ni C2H3O224H2O 是单聚体，它可以失去2 个水分子形成另外一种单聚物，而且还可以失去另外2 个水分子形成第三种单聚物，请写出这三种醋酸镍的的结构分别是：3AgClO4在苯中的溶解性明显高于在烷烃中的溶解性，试解释该事实：4液体氟化氢是酸性溶剂，具有相当强的的Lewis 酸性和较高的相对介电常数。HF 是离子型物质的优良溶剂，但其高活性和毒性给操作带来困难。1LiF 溶于 HF 产生两种离子；从物质结构作用力考虑能够发生这个反应的原因是。2醋酸在水中是个酸，在HF 里却是碱。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - -
17、 - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 6 页共 13页3高氯酸在HF 呈现两性。第八 题 6 分物质 A是合成许多氟喹诺酮抗菌药物的重要中间体。由这两中间体出发可以合成氟哌酸、N-2-甲氟哌酸、环丙氟哌酸、恩氟沙星、双氟沙星、替马沙星等一系列同系物，它们都是广谱高效的抗菌药物。下面是合成这个中间体的路线：ClClFI CH3COCl/3AlClII/NaOClIII 2SOClIV 222)(/)(OEtMgCOOEtCHV部分水解脱羧对甲苯磺酸/物质 AC11H
18、9O3Cl2F1写出中间产物的结构简式。2通过红外光谱和核磁共振分析A 发现不仅存在酮羰基，还存在烯醇式。烯醇式能稳定存在的原因。第九 题 4 分2004 年 6 月 15 日福建省物质结构研究所简称物构所一下属企业，因实验操作不当造成有毒光气泄漏。目前已造成人死亡，260 多人送医院救治。光气学名“碳酰氯”，化学式 COCl2，是窒息性毒剂之一，遇热按照下式分解：COCl2g COg Cl2g ，Kp4.44102 668K ，在密闭容器中，当混合气体总压力为300kPa 时，计算该混合气体的平均分子量。第十 题 4 分为测定牛奶中蛋白质的含量，称取 0.5000g 样品，用浓硫酸消化， 将
19、氮转化为NH4HSO4，加浓碱蒸出NH3，吸收在过量硼酸中，然后用标准的HCl 溶液滴定，用去10.50mL。另取0.2000g 纯的 NH4Cl，经同样处理，耗去标准的HCl 溶液 20.10mL，计算此牛奶中蛋白质的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 7 页共 13页百分含量。已知奶品中的蛋白质平均含氮量为15.7%。第十一 题 10 分最近出版的“重大发现记实”中，Cute 教授发表了关于外星文明遗迹的研
20、究结果。他认为外星人与人类非常相似，他们可能在亿万年前来过地球，留下了非常奇异的碑记。一些碑文已经破译被证明是外星人当地大学的大学生所用的普通化学教科书的几章。这些内容的最初几行就相当今人，看上去象是那个奇妙的世界里的物质定律，与我们的星球所遵循的规律不同。特别是原子结构也用四个量子数来描述，只有一个重大的区别：n1，2， 3L0，1， 2，3， (n1) M 2L， (2L 1)， 1，0， 1， (2L1)， 2L MS 1/2， 1/2 Cute 教授允诺要继续发表相关研究，一旦他找到了财政支持，将继续他的破译工作并描述出 X 星球上的周期表和一些基础化学内容。然而以揭示的碑文内容就足以
21、预见一些重要事实。1试创造出X 周期表的前两个周期，为简便起见，用我们的化学符号来表示与我们原子有相同电子的X 原子；2猜测在那里可用作洗涤和饮用的X水可能是什么？说明理由。依据你所构造的X周期表，写出他的化学式。3写出“甲烷在氧气中燃烧”的反应，这是给人类提供能量和热源的主要过程；同时写出燃烧的产物被X 氢氧化锂所吸收时所发生的反应，解释你选择X 元素的原因？第十二 题 6 分阿斯巴甜是一种口味好、安全性高的强力甜味，用APM 表示。甜度是蔗糖的180200倍，已广泛应用于食品、饮料及制药行业。鉴于传统的多锅法生产工艺的不合理性，下面的方法研究了上述反应一锅化的可能性，总收率到达了63.6%
22、左右。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 8 页共 13页HCOOH 2A4CH3COOH AC6H5CH2COOHB异构体，主要产物C异构体BHCl aq CH3OHDFH2O DNH3EAPM NH4Cl 【以上反应都已配平】请分别画出A、B、C、D、E、F 的结构简式第十三 题 7 分黄酮醋酸类化合物具有黄酮类化合物抗菌、消炎、降血压、保肝等多种生理活性和药理作用，尤其是近年来报道此类化合物具有独特抗癌活
23、性。下面的方法采用对甲酚作为起始原料，通过一系列反应合成化合物黄酮E 化学式为C18H12O2NBr ，为黄酮醋酸的前体化合物)。其进一步水解即得黄酮醋酸。合成路线如下：CH3OH(CH3CO)2CO/H3PO4AAlCl3/C6H5NO2CH3OHOCH3CH2ClClH(HCHO)nBEtOHNaCNCOH-OHBrDI2/DMSO/H2SO4E 对于 E，FeCl3实验呈负性反应，分子中存在3 个六元环； D 物质叫查尔酮， FeCl3实验呈正性反应。 D 和 E 在化学式上相差2 个 H 原子。请画出 A、B、C、D、E 的结构简式：重排反应名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 -
24、 - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 9 页共 13页名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 10 页共 13页参考答案第 一题 4 分ZnnZn6930106830eGaZn69316930各 2 分第 二题 6 分4BeCO36CH3COOH4CO2 3H2OBe4O(OO
25、CCH3)63 分2Co3O46ClF36CoF33Cl24O2 3 分第 三题 4 分计算得到理论密度为5.81gcm3。 2 分比测量值大得多，空位缺陷。1分由于整块固体的组成为TiO，阳离子和阴离子位置上的空位数必然相等。1 分第 四题 6 分首先要推断可能是MgCO3、Mg(OH)2、水的各种组合形式1 分Mg2含量为26.25%，相当于含MgO 为 43.54%，又由第一个曲线下降段失重率知道是失去的是结晶水，为15.0%，可知 Mg 与水的摩尔比约为43。假设为3mol H2O，4mol 镁元素。 2 分第 2 个曲线下降段失重率40.9%为 MgCO3、Mg(OH)2热分解失去水
26、和CO2的原因， 水和CO2的总的物质的量等于镁元素的物质的量，可得分解所得的CO2H2O312 分所以化学式为：3MgCO3Mg(OH)23H2O1 分 第 五题 20 分1A：CS2B：CO2C：SO2D：H2S E：CS F：S8G：H：各 1 分2Z163分3X：Y：写出 1 个即可各 0.5 分4 1AsF6NS21 分 2NS2AsF61 分 312AsF5S82S4N48NS2AsF64AsF31 分 41mol1 分 5SN1 分 6nNS2AsF6nCsN32(SN)nnN2nCsAsF61 分第 六题 9 分14FeWO44Na2CO3O24Na2WO42Fe2O34CO2
27、 1 分2MnWO4 2Na2CO3O24Na2WO42MnO22CO20.5 分Na2WO42HCl H2WO42NaCl0.5 分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 10 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 11 页共 13页H2WO4WO3H2O0.5 分WO33H2W3H2O0.5 分2蓝色化合物WO2.71 分黄色化合物WO31 分钨的价态降低时要失去氧，需 H与之结合成水， 有利于平衡向复原方向进行。 1 分3xO22xex/2O2 1
28、分xNa2WO4(2x)WO32xe2NaxWO3xO21 分xNa2WO4(2x)WO32NaxWO3x/2O21 分第 七题 14 分1 1有 5 种几何异构体2 分 ，其中水分子在相邻位置的的有3 种，这三种都有旋光异构 1 分 图略 2分子中的两个N 原子的周围环境不同，所以A 型式和 B 型式异构体完全一样。1 分2 11 分21 分 31 分3苯的电子可以和Ag的空轨道形成配合物Ag-C6H62分4 1LiF HFLiFHF1 分 ，HF 与 F之间形成氢键的能力比较强1 分 2CH3COOH 2HFCH3COOH2FHF1 分 3HClO42HFH2ClO4FHF1 分HClO4
29、HFClO4H2F1 分第 八题 6 分1ClClFOCH3ClClFOOHClClFOClClClFOCOOE tCOOEt各 1 分2ClClFOCOOEt2 分苯环上取代基位置错误总共扣1 分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 11 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 12 页共 13页第 九题 4 分COCl2g COg Cl2g起始1mol 0 0 平衡1xx x 平衡时总的物质的量n总1x1 分222111)1(xxppxxppxxppK
30、p1 分x0.121mol1 分88rM1 分第 十题 4 分吸收反应： NH3H3BO3NH4H2BO3滴定反应： H H2BO3H3BO31 分1mol NH4相当于 1mol HCl ，求得34410HClClNHClNHHClVMmc0.1860mol L11 分所以蛋白质 %85.347 .1510010143GVcHClHCl2 分第 十一 题 9 分1n1， L0，M0 n2， L0，M0 n2， L1，M0,1,1,2,2 第一周期： H He1 分第二周期： Li 、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、 Al 、Si2 分2氢在两种情况下都一样，但是是哪一个X 元素可
31、以作氧的替代物？至少有三种元素与“我们的氧”具有相同的性质：Mg其核外层少2 个电子，Ne只有一个充满p轨道，还有 Na， 因为它位于上述二者之间，其性质一定与二者有相同之处。因此，有三个明显的 “侯选者”去作为“X水”3 分 ；H2Mg、H3Na、H4Ne1 分 。目前，至少在Cute 教授的进一步研究之前，我们还不能确定哪一个是最好的选择。3现在，我们必须去寻找与生命相关的元素X碳，选择是唯一的。因为我们需要当外层所有电子均为未成对电子对而形成杂化态时具有最大成键可能的元素，只有 O 能满足这样的条件，它以sp5杂化形成X甲烷。由于我们的和他们的锂是相同的。所以Mg 代替 X氧为例，可得于
32、下的反应：X甲烷在镁中燃烧：OH63Mg2OMg33H2Mg 1 分燃烧产物的吸收：OMg3LiMgH LiOHMg4酸式盐1 分LiHOMg4LiMgH Li2OMg4H2Mg 正盐1 分第 十二 题 6 分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 12 页，共 13 页 - - - - - - - - - 第 13 页共 13页A：B：C：D：E：F：HCOOH 各 1 分 酯化位置错误不扣分第 十三 题 7 分A：CH3OOCH31 分B：CH3OHOCH3CH2Cl2 分C：CH3OHOCH3CH2CN1 分D：CH3OHOCH2CNBr 2 分E：CH3OOCH2CNBr1 分 BE 中苯环上取代基位置错误扣一半分名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 13 页，共 13 页 - - - - - - - - -