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1、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 年年 9 月月 16 日日 9：00 - 12：00 共计共计 3 小时）小时）竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 1 小时内不得离场。小时内不得离场。时间到，把试卷时间到，把试卷( (背面朝上背面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。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。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
2、其他纸张。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。处。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 2
3、4.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.62102102
4、10126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn-RfDbSgBhHsMt第第 1 题题形如 MeX3Y2 (Me = centre atom; X, Y = ligands)的配合物中的配体存在很多种空间位置。画出上述配合物的所有异构体的空间结构，包括可能出现的光学异构体。假设 X 为小配体，Y 为大配体，指出最稳定的结构。作为提示，给出如下多面体，是从中选择你需要的配位多面体。第第 2 题题化合物 A 、B 和 C 的水溶液含有同样化学成分, 并且溶液都是强酸性的。如果它们被干燥，一开始先生成化合物 A (含 23.2% S
5、), 之后是化合物 B (26.7% S) 。继续加热，产生含 28.9% S 的化合物 C 。如果 C 在高温下加热，则获得白色晶体物质 D。D 的水溶液是中性的, 它气体火焰为黄色，含 22.6% S 。在所有物质中，硫显出同样的氧化态。1确定化合物 A 、B 、C 和 D 。 2解释为什么化合物 A 、B 和 C 的溶液有同样化学成分。在这种溶液中存在什么离子。姓名学校赛场报名号赛区省市自治区2如果他们在一些化学反应中形成, 写出这些反应的化学方程式。3 显示组成物质 C 和 D 的离子的几何形式。4 写出所有化学反应的化学方程式。第第 3 题题试按照上述英文图表回答如下问题：1 运用如
6、上数据，计算氧化铁(II)和氧化钙的晶格能(kJ mol-1)。2 哪一个氧化物的拥有更强的晶格？3 计算如下反应的反应焓。4 在工业中这个反应可行么，为什么？氧化铁(II)在氧中加热生成氧化铁(III)。但用氧化钙则得不到氧化钙(III)。5 解释为什么氧化铁(II)和氧化钙的性质不同。第第 4 题题由裂解获得的一个物质是对称化合物 A 。A 是气体，含 85.7% C 和 14.3 % H (m/m) 。A 的几何异构现象可被忽略。如果在 A 中加入 HBr ，化合物 B 将会形成。 B 与 KCN反应生成 C; B 与 KOH 反应生成 D。 C 水解产生 E。 D 经 H2O2氧化得到
7、 H。 D 与浓硫酸在各种的条件下反应产生四个不同产物: F 、G 、I 和一个已经提及到的物质。H 是一种油漆的溶剂，使润滑剂脱蜡。H 与苯肼反应得 K 。 1. 写下所有化合物的结构式。2. 产物 B、C、D、E 和 F 共同的性质是什么? 3. 从 A 到 B 是什么反应?从 B 到 C 呢?4. 画出化合物 D 的 R-异构体。第第 5 题题一种合金的立方晶胞图示如下：1 导出这种合金的化学计量式（即化学式） 。2 是什么点阵型式（P,C,I 或 F）？3 对 a=5.780 埃，计算密度(g/cm-3)及 Fe-Al 原子间最短距离。 34 描述以下结晶学上不同的各原子周围的配位情况
8、（即最邻近原子的数目和类型以及它们的几何排列） 。(a) Fe(1) (0,0,0)(b) Fe(2) (1/2,0,0)(c) Fe(3) (1/4,1/4,1/4)(d) Al (1/4,1/4,3/4)第第 6 题题 如下是合成烃 F(C30H22)的路线。 给出 A-F 的结构。第第 7 题题用下列结果确定下面反应的 x、y、z。 xTi3+ + yNH3OH+ + zH+ 产物 在 5.00cm3、58.2molm3 的(NH3OH)2SO4溶液中，加入 25cm3、105.0molm3TiCl3溶液，没有反应的 Ti3+ 需要 12.80cm3 57.2 molm3的 Fe2(SO
9、4)3溶液恰好完全氧化，问产物是什么？第第 8 题题相图4a)常压下 CO2 处于哪一态？b) CO2 变成液体的最小压力为多少？c)CO2 冷到多少度才能冷凝？d)什么压力下干冰(CO2(s)与 CO2(g)在常压下平衡？e) 灭火剂含液 CO2。灭火剂最少得在什么压强下？第第 9 题题某元素的一种含氧的阴离子对水有污染。该元素存在很多同素异形体，电负性比氧小。与卤素反应只生成分子化合物。另外，两种单分子氧化物中分子量较大的一种十分普遍。元素 X 同样在生物化学中十分重要。它的价电子层的 p 轨道的占有率为 50%。1这个元素是什么？给出它的电子构型。元素 X 与氢形成大量的共价化合物，通式
10、为 XaHb。这一系列化合物与烷烃同系物类似。2画出 X-H-化合物系列中前四个化合物的结构。这四个化合物中的一个存在 3 种非对映异构体（与酒石酸类似） 。3给出该化合物的序号。元素 X 生成通式为 H3XOn （这里 n=2,3, 4）的化合物。4画出这三个酸的结构。圈出酸性 H。给出 X 的氧化态。X 的一个杂环化合物有平面结构。在 1834 年被 J. Liebig 和 F. Whler in 1834 用 NH4Cl 和 X 的五氯化物得到。副产物是一气体，能易溶于水生成强酸。5a)写出上述反应式。b)画出该杂环化合物的结构。 上面描述的化合物在加热时显示奇特的性质：快速加热它在 2
11、56C 沸腾。如果缓慢加热，它在 250C 开始融化。快速冷却液体，得到类似橡胶的物质。6解释该现象。5第第 10 题题钙离子是心肌和血管平滑肌兴奋收缩偶联中的关键物质。钙拮抗剂可以抑制细胞外钙离子内流，导致心肌和血管平滑肌细胞因缺钙而松弛，外围血管阻力降低，心肌收缩力减弱，心肌作功量和耗氧量降低，从而具有降低血压，缓解心绞痛的功效。硝苯吡啶是二氢吡啶类钙拮抗剂之一，具有抗高血压、抗心绞痛的功效，其结构和合成路线如下：NHH3CCH3COOCH3H3COOCNO2CH3HNO3H2SO4Ei.F,C2H5ONaii.H2ONO2CH2COCOONaNaOClNaOH G + (COONa)2H
12、2O,H+H2CH3COCH2COOCH3CH3OH, NH3.H2OX上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上(A)(1)写出 E、F、G、H 的结构式和名称。上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上EFGH(2)E 与 F 反应生成(A)，属于什么反应 ？写出其反应机理。(3)(A) 生成 G 的反应属于什么反应 ？写出其反应机理。6参考答案参考答案第第 1 1 题题第第 2 2 题题1A NaHSO4H2O, B NaHSO4, C Na2S2O7, D Na2SO4.2,4. HSO4- + H2O = H3
13、O+ + SO42-S2O72- + H2O = 2 H3O+ + 2 SO42-NaHSO4H2O = NaHSO4 + H2O2 NaHSO4 = Na2S2O7 + H2ONa2S2O7 = Na2SO4 + SO3 3第第 3 3 题题 iv) 钙太贵,不容易把产物分理出来，反应太剧烈。v) 这是电离能和晶格焓的平衡所导致的。第第 4 4 题题1 1YYYYYYstab.YYYYYY7FCABHDGEIKBrC NC O O HO HONNHO S O3HOS O2OO2光学活性3A B:亲电加成; B C: 亲核取代4例如：C2H5C H3H OH第第 5 5 题题第第 6 6 题题
14、8第第 7 7 题题1 Ti3+1 Fe3+n(Ti3+)=25cm3*105.0molm3 2*12.80cm3*57.2 molm3=1.161mmoln(NH2OH)= 2*5.00cm3*58.2molm3=0.582mmoln(Ti3+)/n(NH2OH)= 1.161mmol/0.582mmol=2故 x/y=2从而得2Ti3+ + NH3OH+ + H2O2TiO2+ + NH4+ + 2H+第第 8 8 题题a)solid and gasb)5.1 bar.c)304 Kd)-78Ce) 55 bar第第 9 9 题题91.元素磷Ne3s23p32.3.Compound No.
15、 44.5.a)3NH4Cl + 3PCl5 (NPCl2)3 + 12HClb)c)6.快速加热 物质不裂环熔化缓慢加热环被破坏 生成含共轭体系的聚合物:PHHHHPHPHHHPHPPHHHHPHPPHPHHH1234O HpHHOO HpO HO HOO HpHO HO+I+III+VpNpNpNC lC lC lC lC lC lNPNPNPC lC l C lC l10第第 1010 题题 (1)上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上上 上 上 上EFGHCH3NO2(COOC2H5)2上 上 上 上 上 上 上 上 上 上上 上 上 上 上 上 上 上 上 上CHCl2NO2上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上CHONO2(2)上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上 上CH3NO2CH2NO2ROOCCOORRO-C-COOROCH2NO2CH2COCOORNO2NaOHCH2COCOONaNO2CH3CH2ONa(3)上 上 上 上 上 上 上 上CCl2COCOONaNO2CH2COCOONaNO2NaOClNaOHCCl2NO2CHCl2NO2+ HOOC-COONa+ (COONa)2