中国化学会第23届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题02-答案.pdf

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1、 1第第 23 届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)模拟试题 及答案和评分标准及答案和评分标准 竞赛时间竞赛时间 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,把试卷小时内不得离场。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。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。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

2、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。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。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第一题:第一题:(3 分分) 最近化学家发现了“由一种元素形成的化合物”。该化合物由硼单质在高温高压下生成。硼在此极端条件下可变为硼的两种不同单质:B21 和 B1。请你思考为何 B21 和 B1 能形成化合物? 第二题: (第二题: (8 分)分) 在 Na 的液氨溶液中,通入 CO 气体可得一种晶体 A。A 中所有相同原子化学环境均相同。将 A 水解可得

3、一有机物 B。B 可发生银镜反应。而且: D 具有六元环结构 试推测 A、B、C、D 的结构。 1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.555

4、8.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn相对原子质量RfDbSgBhHsMtB 元素在高温下生成两种电

5、负性不同的 B21 与 B1。 (3 分) A: B: C: D: (每个结构式 2 分,共 8 分) 1 2第三题: (第三题: (6 分)分) 用一定浓度的 NaOH 水溶液滴定 1 摩尔的 H2SiF6,滴定曲线出现两个突跃。 1.解释为何有两个突跃。 2.问每个突跃处各已加入 NaOH 多少 mol? 第四题: (第四题: (5 分)分) Be2C 是立方反萤石结构,a=4.342。 1.计算其密度。 2.解释为何 Mg2+、Cu2+可能形成 MgC2与 CuC2而不能形成 Mg2C 或 Cu2C。 第五题: (第五题: (21 分)分) 一种无机酸 A。 A 可由 CaCN2(氰胺化

6、钙)按下式进行反应制得: 2CaCN2+2H2O盐 B+一种白色微溶物 盐 B+CO2+H2O2A+一种白色难溶物 A 具有 C2v点群的对称性。A 有一种同分异构体 A1。A1 极不稳定,可在加热时产生一种活性中间体。由此,A1 可作为有机合成中常用的甲基化试剂。 实验室要使用 A 时,通常用的是它的二聚体。其二聚体为一对互变异构体 C、D。 C 与 D 中碳都有两种化学环境,氮都有四种化学环境。D 有类似累积烯烃的连续 键。 A 在酸性溶液中可与 HNO2反应,产生另一种酸 E(无羟基) ,并放出一种常见气体。 E 也有一个互变异构体 F。 画出 A、A1、B、C、E、F 的结构。 1、H

7、2SiF6+2NaOHNa2SiF6+2H2O (第一次突跃) (1 分) Na2SiF6+4NaOH6NaF+Si(OH)4 (第二次突跃) (2 分) 2、 第一次:2 mol (1 分) 第二次:6 mol (2 分) 容易由上面两个方程式得到此答案。 1.=4M(Be2C)/(NA*a3)=2.44g/cm3 (2 分) 2.因为 Mg2+与 Cu2+的离子半径较大,无法填入 C4-组成的空隙中。 (3 分) A: A1: B: Ca(NHCN)2 2 3 第六题: (第六题: (6 分)分) 在 200 atm 的 CO 气压下,VCl3在二甘醇二甲醚(溶剂)中与 Na 作用产生一种

8、盐 A。盐 A中阴离子为一单核配离子。盐 A 中 O 的质量分数为 39.7%。A 在酸化和萃取后产生挥发的蓝绿色可自燃的晶体 B。令人惊讶的是 B 并不二聚。经检测 A 中并不存在 VCl 键。 写出和的化学简式。 第七题: (第七题: (6 分)分) 以下两个合成步骤都是失败的。解释分别有什么错误: 1. 2. 1.因为 A 中不存在 VCl 键, 所以易知 A 中阴离子为 V 的羰基配离子, 而阳离子为 Na+。经计算得,A 的化学简式为:NaV(CO)6。 (3 分) 2.A 在酸化后应生成 HV(CO)6。若 B 是 HV(CO)6,那 B 肯定不二聚。但由题“令人惊讶的是 B 并不

9、二聚” ,得知,B 应该是一种自由基,出于某种原因而不二聚。所以,根据V 的核外电子排布,易知,B 应该为 V(CO)6。 (3 分) C: D: E: F: (每个 3 分,共 21 分) 3 4 第八题: (第八题: (18 分)分) 为了制备化合物 1 用对硝基氯苯和 2,6叔丁基苯酚钠作用。结果并未生成 1,而是生成了1 的一种异构体,且仍然拥有酚羟基。 (1 的结构: ) 问:产物是什么?如何解释其生成?并描述其反应机理。 1、硝基苯不能进行 FC 酰基化反应。 (苯的电子云密度被大大降低) (3 分) 2、最后一步中 苯乙烯的双键会被 Br2加成。 (3 分) 实际产物: (5 分

10、) 原因:两个叔丁基造成的空间位阻使得酚负离子无法亲核进攻对硝基氯苯。 (3 分) 机理: (10 分) 4 5第九题: (第九题: (5 分)分) H3BO3可与乙酸酐反应生成一种有 C2轴及对称中心的分子 A 与乙酸。在分子 A 中,元素 B只有一种化学环境且每个 B 之间都通过 O 来连接,其质量分数为:0.07901。已知每 2mol H3BO3可生成 1mol A。 1. 试画出 A 的结构。 2. 写出反应方程式。 第十题: (第十题: (22 分)分) 在工业合成维生素 A 时关键的一种格氏试剂可由下面的方式制备。 (a) 化合物 A 和 C 的结构式是什么? (b) 酸催化的

11、AB 的重排十分容易发生。什么因素致使如此? 1. A: (由于乙酸酐既是脱水剂又是酯化剂,且“已知每 2mol H3BO3可生成 1mol A。 ” 。所以先考虑两个 H3BO3之间的脱水。然后再把剩余的每个羟基乙酰基化,就行了。 ) (3 分) 2. 2B(OH)3+5(CH3CO)2O(CH3COO)2BOB(CH3COO)2+6CH3COOH (2 分) (a)A: C: (A:2 分,C:3 分) (b)B 分子中有共轭结构,而 A 没有。 (2 分) 5 6合成维生素 A(作为醋酸酯)的剩余步骤如下: (c) 格氏试剂 C 与下面的醛反应。 酸化后,得到的产物是二元醇 D。将 D 中的叁键用 Ni2B(P-2)选择性催化氢化可得E(C20H32O2)。将 E 用等摩尔乙酸酐处理得到 F。F 脱水后得到维生素 A 的醋酸酯。DF 的结构是什么?维生素 A 的结构是什么? D: E: F: 维生素 A: (D:4 分。E:3 分。F:4 分,维生素 A 4 分。 ) 6

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