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1、中国化学会2021年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试题（2021年9月16日 9：00 - 12：00共计3小时）l 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。l 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。l 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。l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题在实验室里，化学家们研究了某白色晶体。物质在水中很好溶解，形成酸性溶液。对1,00 g 这物质的水溶液滴加硝
2、酸银溶液，形成2,73 g白色沉淀。进一步加入硝酸银到过量，观察到黑色沉淀和气体的产生气体密度是氢的14倍 。1确定化学家发现了什么物质2写出反应方程式。第2题制备含O2-、O22-甚至O2+的化合物都是可能的。 (1) 对上述每种离子给出含该离子的一种化合物的化学式； (2) 已知在上述物种中有一种是反磁性的，指出是哪一种； (3) 已知下表四种物种中的OO原子间距离为112、121、132和大约149pm，有三种物种的键能约为200，490和625kJ×mol-1，另一种未给出数据，试把这些数据填在下表中的合适位置，并确定每一物种的键级。型体原子间距离键能键级O2 O2+O2-O
3、22- (4) 指出按你设想有没有可能制备含F22-离子的化合物，理由是什么？第3题有一暗绿色固体A，在氢气流中加热生成暗棕色固体B。将B溶于浓硝酸可析出柠檬黄色晶体C，将C细心加热可得橙黄色固体D。将D溶于氢氧化钠溶液，可析出黄色晶体E，所得E加热脱水后可作黄色颜料F。根据以上实验现象，指出A、B、C、D、E、F各为何物？写出有关反应方程式。第4题让我们来看下图: 完全燃烧化合物 A - G ，都将形成唯一产物水和二氧化碳。1确定满足图中反应的化合物，写出所有反应的化学方程式。2给化合物 A D 和 X 按1H-NMR信号化学位移值递减排序。如果某些化合物化学位移值非常接近,使用符号来表示。
4、图释：化合物 A - D 的 1H-NMR 光谱包括一个单峰(加入D2O中), 13C-NMR 光谱包括二条线。化合物 E - G 的 1H-NMR 光谱包括两个单峰(加入D2O中)。3如果我们将用量1 mol和2 mol交换。若要在第一阶段反应中，分别得到与6-2相同的两种化合物C和D，确定适当的起始物A和B。 Hydrolysis：水解第5题某粉红色晶体A,1.0000克，加热至120左右变为兰色固体B,重0.7330克。B溶于水得粉红色溶液。将此溶液分为三份，其一，滴入硝酸银溶液有白色沉淀C生成。其二，加入足量的氢氧化钠，有粉红色沉淀D生成，D加入浓氨水沉淀溶解，得棕红色溶液E,E久置空
5、气中转变为棕黑色F,F与浓盐酸反应放出黄绿色气体G，溶液呈粉红色。其三，加入硫氰酸钾和18王冠6的浓溶液得兰色沉淀H。1写出各字母代表的物质的分子式。2写出生成F,G的有关反应方程式。3指出H中阳离子的杂化轨道，空间构型，价键类型。第6题 人们研究的比较早的一个化学发光化合物是鲁米诺luminol。luminol的氧化过程伴随着明显的蓝绿光发射。 luminol的合成如下： 1给出A,B,C的结构。2给出luminol的结构。3给出氧化产物P的结构，并给出发光机理。4若luminol发出光的波长为460nm，试计算3问中激发态分子与基态分子的能差。第7题六次甲基四胺是第一个被进行晶体结构分析的
6、有机分子。晶体属立方晶系，a=7.02埃，r=1.33g/cm3。1 在晶胞中有多少个分子？试画出晶胞。2 按下面的假设导出碳原子和氮原子的分子坐标。在轴方向上相邻分子的碳原子之间的距离=3.68埃，C-N键长=1.48埃。第8题测量为了测量甲酸溶液的摩尔电导率，我们用某溶液进行测量，给出实验结果电导率 k = 7.52 mScm-1。该溶液含9,55%(质量分数)的甲酸，密度为r=1.02 gcm-3。另外还有如下数据：L0(HCOO-Na+) = 90.5 Scm2mol-1L0(HCl) = 380.5 Scm2mol-1L0(NaCl) = 109 Scm2mol-11计算甲酸的极限摩
7、尔电导率L0。2给出甲酸电离的方程式。3计算该溶液的电离度a。4计算甲酸的pKa值。第9题从茴香籽中按下列程序分离纯化，得到未知物X：测定表明：X只含C、H、O三种元素，相对分子量为150，含碳量为72.00%，含H量为6.67%。X为无色油状液体，不溶于水、稀碱和稀酸，但微溶于浓硫酸，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。化学实验显示：X可被浓氢碘酸分解，分解产物Y可溶于稀碱；X和Y都可能羟胺反应生成白色沉淀，但不能发生银镜反应。1请把未知物X的可能的结构和系统名称填入下表：2选择X的一种可能的结构，写出其题目中“化学实验”涉及的所有反应式。第10题Sildenafil的合成方案如下，它是药物V
8、iagra(此药名称我不说了，商业名大家都知道)的活性成分。(a) 画出中间体B, D, E, F, G, I, J的结构。(b) i) 给出合适的试剂完成B to C的转化。ii) 给出合适的试剂由E得到F。(c) 由H生成I中，第一步机理是氢氧化钠溶液去质子化。指出哪个质子被碱夺去？(d) 推导出完成J至sildenafil转换的试剂N-methylpiperazine的结构。化合物A事实上由肼, N2H4, 和试剂K，根据如下反应得到：(e) i) 画出肼的结构。ii) 给出K的结构。参考答案第1题加入硝酸银得到的白色的沉淀为AgCl。设该化合物为ACln通过它求出阳离子A的分子量M (
9、A) = x * (1.00 / (2.73 / 143.4) - 35.5), M (A) = 17 * x。加入过量的AgNO3溶液的作用是氧化（生成银沉淀），得到的气体摩尔质量为14 * 2 = 28。故其可能为CO, N2 或C2H4。再与阳离子A的分子量相比，我们可以找一个符合数据的物质N2H6Cl2。N2H6Cl2 + 2AgNO3 = N2H6(NO3)2 + 2AgClN2H6(NO3)2 + 4AgNO3 = 4Ag + 6HNO3 + N2第2题1O2-：KO2 O22-：Na2O2 O2+：O2PtF6 2O22-3型体原子间距离键能键级O2 121pm490kJ mol
10、-1 2O2+112pm625 kJ mol-1 2.5O2-132pm 1.5O22-149pm200 kJ mol-1 14没有含F22-的化合物。因为按分子轨道理论F22-中外加的两个电子要填充在反键轨道上去，因此键级为零，所以没有含F22-的化合物。第3题A：U3O8，B：UO2，C：UO2(NO3)2，D：UO3，E：Na2U2O7·6H2O，F：Na2U2O7。U3O8 + 2H23UO2 + 2H2O 3UO2 + 8HNO33UO2(NO3)2 + 2NO + 4H2OUO2(NO3)2UO3 + NO2 2UO3 + 2NaOH + 5H2ONa2U2O7·
11、;6H2ONa2U2O7·6H2ONa2U2O7 + 6H2O第4题注：Hal代表卤素原子。第5题1A,CoCI2·6H2O; B,CoCI2·2H2O; C,AgCl; D,Co(OH)2; E,Co(NH3)2+; F,Co(NH3)63+; G,CI2; H,（18冠6）K2Co(SCN)42 4Co(NH3)62+O2+2H2O=4Co(NH3)63+4OH- 2Co(NH3)63+18HCI=2CoCI2+12NH4CI+CI2+6H+3 sp3，四面体，电价键。第6题1234E=hc/ => E=4.321*10-19 J 1eV=1.602*10-19J E=2.697eV Luminol的另一种合成方案：另外还有几种机理供大家参考：第7题1 Z=22. 第8题a) L0(HCOOH) = L0(HCOO-Na+) + L0(HCl) - L0(NaCl) = 90.5 + 380.5 109 = 362 Scm2mol-1b)HCOOH + H2O H3O+ + HCOO-c) 97.41g HCOOH ® 2.118 mol/L = 0.002118 mol cm-3 d) d)第9题12 第10题(a)(b) i) HCl(aq)ii) NH3(c)(d) (e) i)ii)13