《2010年第七届我爱奥赛杯高中化学网络联赛试题及答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2010年第七届我爱奥赛杯高中化学网络联赛试题及答案.docx（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2010年第七届我爱奥赛杯全国高中化学网络联赛试题题号1234567891011总分满分56137101161381011100得分评卷人 竞赛时间 3 小时。迟到超过 30 分钟者不能进考场。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。 姓名、考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。 请将答案写在指定的位置。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。H1.008He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.
2、09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98.91Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178
3、.5Ta180.9W183.9Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-LrRfDbSgBhHsMt第一题（本题共 5 分）95 号元素镅（Am）可用于制作密度测定仪、探伤仪和火警报警器。我国已大量生产用于火警报警器的 Am-241 片。Am-241 可由下列途径制得：用粒子轰击U-238 得到 Pu-241 及中子，Pu-241 发生衰变得到 Am-241。1-1 请写出制得 Am-241 的反应方程式；1-2 Am-241 可放出粒子得到 Np-237
4、，请写出方程式；1-3 碱性条件下 Am 元素电势图如下：B 20.92 20.70.222 2.5330/V AmO (OH)而B(O2/OH-)0 = 0.401AmO (OH)AmOAm(OH)Am学校班级考场考号姓名装订线据此说明一般碱性条件下 Am 的稳定存在形式。第二题（本题共6分）氢能源因具有来源丰富、可再生、能量密度高和燃烧清洁等特点，被认为是燃料电池理想的燃料。氢能系统主要包括氢源开发、制氢、贮氢、输氢和氢的利用技 术等，其中，贮氢是能源有效利用的关键所在。氢气储存有物理法和化学法两大类，化学法 主要有: 金属氢化物储存、有机液态氢化物储存、无机物储存等形式。2-1过渡金属、
5、合金、金属间化合物如LaNi5、TiFe、Mg2Ni可以用做储氢材料，分析原因；2-2O.Sultan 和M.Shaw于1975 年首次提出了利用可循环液体化学氢载体储氢的构想， 开 辟了新型储氢技术研究的领域。苯和甲苯可以作为理想的有机液态氢化物储氢材料，其储氢 效率分别高达7.19%和6.16%(质量分数)，以苯为例，写出其储放氢的反应方程式；某有机液 态烃类储氢材料，其储氢效率高达7.29%，分子中只有两种化学环境的氢原子，写出该有机 化合物的结构简式。第三题（本题共13分）2009年IChO在英国举行，实验题为分析某含铜()的化合物。该化 合物的阴离子X为一含铜，氯，氧三种元素的配离子
6、；阳离子由C，H，N三种元素组成，参 赛选手要求通过两个滴定实验确定阴离子的化学式，下列涉及的数据来自E国选手的实验报 告。 第一个实验为测定铜元素的含量，取0.1000gX转移至250mL的锥形瓶中，加入氨缓冲溶液调 节至pH=10，加25mL水溶解，加入10滴紫脲酸铵，用0.02000mol/L的EDTA滴定至溶液呈紫 色，15秒内不褪去即达到终点，消耗EDTA标准液21.70mL。 第二个实验为测定氯元素的含量，取0.2000gX，来自该化合物的Cl-全部用0.1000mol/L的硝 酸银标准溶液滴定，用二氯荧光素为指示剂，达到终点时消耗21.70mL的硝酸银标准溶液。3-1计算X 中铜
7、元素的质量分数；3-2计算X 中氯元素的质量分数；3-3燃烧实验分析结果显示：余下的C，H，N元素的质量分数为C 20.87%， H 5.17%，N5.96%，三种元素均只有一种化学环境，在右图的方框中给出阳离子结构简式；3-4由以上方法求得各元素质量分数，相对误差最大是 ；aCu bCl cO dC eH fN3-5确定阴离子的化学式，已知阴离子中只含一个氧原子，给出阴离子的化学式，若阴离子中所含铜元素的化学环境相同，氯元素有两种化学环境，且阴离子含有四个三重轴，画出 阴离子的结构。第四题（本题共7分）纺织品的甲醛含量是一项非常重要的监控指标，几乎所有的国内外生 态纺织标准法规都将甲醛含量纳
8、入监控范围，并规定具体的限量值。甲醛的浓度可以通过甲 醛水萃取液与乙酰丙酮发生显色反应，显色液用分光光度计比色测定其甲醛含量。甲醛标准 溶液（用于配制比色法不同浓度的标准液）的标定方法为有亚硫酸钠法和碘量法，其中亚硫 酸钠法如下：把大约2.5 g甲醛溶液（浓度35%40%）移至1000 mL容量瓶中，并用蒸馏水 稀释至刻度得甲醛标准溶液。取V1mL与过量的亚硫酸钠反应生成羟甲基磺酸（pKa=-0.6） 的钠盐和氢氧化钠，再用C mol/L标准硫酸溶液反滴定，以百里酚酞为指示剂(变色范围为9.410.6)，消耗硫酸标准液V2mL。（H2SO3 pKa1=1.9 pKa2=7.0）4-1写出甲醛标
9、准溶液浓度测定所涉及的方程式；4-2给出甲醛标准溶液浓度（g/mL）的计算式。第五题（本题共 10 分）锂离子二次电池的性能和成本在很大程度上取决于正极材料的电化 学性能和成本。在过渡金属氧化物正极材料中，钴酸锂成本较高，镍酸锂材料安全性较差， 锰酸锂材料虽然成本低，安全性能高，但循环性能和高温性能较差。1997 年以来磷酸盐体 系的正极材料引起了人们的关注，某含钒磷酸盐体系是新型的锂离子二次电池的正极材料， 某材料可表示为 LiaVbPcOd，其晶体为单斜晶系，由钒氧八面体和磷氧四面体共用氧原子顶 点的三维框架构成。每个钒氧八面体通过顶点与 6 个磷氧四面体连接，而每个磷氧四面体也 与 4
10、个钒氧八面体连接，晶体中 Li 元素质量分数为 5.11%，P 元素质量分数为 22.8%。5-1求该材料的化学式；5-2求该材料中钒的氧化态；5-3写出以 Li 的石墨夹层化合物为负极 LixC6，LiaVbPcOd 为正极的锂离子二次电池放电时 的电极反应；5-4锂离子完全脱欠后材料的晶体结构仍维持不变，试分析原因。第六题（本题共 11 分）将一定量的 NH4Cl 在甲苯中剧烈搅拌，加热到 110后缓慢通入 BCl3 气体，在出口端冷凝回流 15 小时，减压蒸馏溶剂得到无色针状晶体 X，X 具有三重轴， 在水中容易水解得到弱酸性的溶液。元素分析结果表明 X 中含 B：17.6%，N：22.
11、9%，H：1.64% ，所有原子都只有一种化学环境。-20-10下，在含 0.050mol 的 X 的甲苯溶液 中缓慢加入 0.150mol 的异丙胺，反应 5h 后再升至室温下反应 15h，减压蒸馏溶剂得到物质 Y，加热 Y，Y 的状态由液态转化为难熔难溶的固体 Z，Z 具有多环结构，进一步加热到高 温得到只含两种元素的材料 W。6-1给出 X 的化学式及其结构；6-2写出 X 水解的方程式；6-3画出 Y 的结构式；6-4为什么 Y 在加热的状态下发生题中所述的变化并生成 Z？6-5给出 W 的化学式。第七题（本题共 6 分）Chevrey 相化合物是一类具有特殊结构的含有钼，氧族元素的三
12、元化合物，由于其独特的超导性能受到化学研究者的关注，R. Chevrel，M. Sergent，和 J. Prigent于 1971 年首次报道了该类型的化合物。某 chevery 相化合物 SnxMoySz，该化合物可以视为Sn 与钼硫原子簇组成，每个钼硫原子簇周围有八个 Sn 原子组成的菱 面体 （注 ： a=b=c, =90 的平行六面体），其结构表示如下：7-1在上图中勾勒出一个二维晶胞；7-2给出该化合物的化学式；7-3简要的语言描述钼硫原子簇的形成方式。 第八题（本题共13分）高密度烃是一类多环烃类化合物，具有较高的密度和体积热值，可实现在燃料箱体积有限的情况下能量供给增加，已成为
13、宇航工业，战略巡航导弹等不可缺少 的燃料。有机物A是合成高密度烃的重要原料，其来源广泛，煤焦油，石油化工中大量生产。 exo-THDCPD以A为原料合成的高密度烃。其结构如下 exo-THDCPD（熔点：-79）8-1给出exo-THDCPD的化学式 ；8-2 exo-THDCPD可由一常见的有机物A通过双聚得到B，B加氢得到endo-THDCPD，endo-THDCPD异构化后获得exo-THDCPDendo-THDCPD（熔点：77）8-2-1给出A和B的结构简式；8-2-2 endo-THDCPD和exo-THDCPD的关系为 ；A顺反异构B对映异构C立体异构D几何异构8-2-3exo-
14、THDCPD比endo-THDCPD更适合作为火箭燃料，原因是8-3A 还可以通过三聚，氢化得到另一种高密度饱和烃THTCPD，THTCPD分子内有一个 对称面，给出其结构；8-4A易发生双聚，三聚，用沸石做催化剂可有效控制A的聚合进程，试分析原因；8-5B催化加氢，异构化可以得到另一种高密度烃C，C分子中只有两种化学环境不同的碳 和氢，与exo-THDCPD为同分异构体，给出C的结构简式。第九题（本题共 8 分）有机化合物 M 是一种应用广泛的有机中间体，由苏格兰人米尔壮（Meldrum）于 1908 年合成。M 是一种白色针状晶体，分子量为 144g mol1，易溶于有机 溶剂和碱性水溶液
15、，熔点 96。M 分子中含有一个对称面，仅有两种化学环境的氢原子， 具有超乎寻常的酸性，其 pKa 值为 4.97。M 可由丙二酸、丙酮（mol 比为 1：1），以及醋酐 混合物在冰水浴冷却下滴加浓硫酸催化合成，醋酐起到了活化羧酸的作用。9-1给出 M 的结构；9-2M 具有超乎寻常的酸性，请提出一个可能的原因；9-3M 也可用丙二酸与醋酸异丙烯酯在酸催化下合成。给出反应的方程式；9-4M 和水杨醛（邻羟基苯甲醛）可得到香豆素的羧基衍生物 X ，写出有关反应方程式。 已知：香豆素结构为第十题（本题共10分）盐酸丙美卡因(E， C16H26N2O3) ，是眼部手术中常用的局部麻醉剂， 其合成路线
16、如下：n-C3H7Cl：正丙基氯10-1 给出 A、B、C、D、E 的结构简式；10-2若以间羟基苯甲酸为起始物，写出得到的 A 的可能结构简式；10-3若 A-B 的步骤用叔丁基氯代替 n-C3H7Cl，将会出现如下结果中的 。a得到类似 B 的物质 b得不到类似 B 的物质 c在苯环上发生傅克烷基化反应第十一题（本题共 11 分）X 是一种活泼的有机试剂，式量为 83。在三乙基苄基氯化铵（TEBA）的存在下，则可以由氯仿与氢氧化钠浓溶液相作用而产生稳定的 X，其反应历程如下：Q+Cl- ： 三乙基苄基氯化铵（TEBA）11-1给出 X 的化学式；X 有两种不同的状态，原因在于中心原子的电子
17、所处轨道的不同， 请给出这两种不同的状态的路易斯结构式，并指出哪一种结构能量更低；11-2三乙基苄基氯化铵（TEBA）的作用是什么？11-3给出 A 和 C 的结构简式，A 与 CH2Cl2，CH3Cl 均不能发生类似3 的反应，试分析原 因；11-4X 也可以由氯仿和叔丁醇钾作用得到，写出反应的方程式；11-5 X 与环己烯在 60时反应得到一无色液体 Y，Y 不含不饱和键，给出 Y 的结构简式。第一题1-1参考答案238 U + 4 He241 Pu + 1 n92 294 0241 Pu241 Am +0 e （各 1 分，共 2 分）941-2951241 Am 4 He + 237
18、Np（1 分）951-3293AmO2 和 Am(OH)3 （2 分） 第二题2-1.晶体内存在大量八面体和四面体空隙，可以容纳氢原子（2分）2-2.C6H6+3H2 =C6H12， （各2分，共4分） 第三题3-1 %Cu = 27.58%（2分）3-2 % Cl = 38.46%（2分）3-3 N(CH3)4+ （2分）3-4 c 氧 （2分）氧元素含量为1- 27.58%-38.46%-20.87%-5.17%-5.96%=1.96%,含量最小,其 次由1减去各元素含量得到,也累积了各个元素测定的误差2-5 C:H:N:Cu:Cl = 8:24:2:2:5 ,又配离子只含一个氧原子,设配
19、合物为 (C8xH24xN2x)(Cu2xCl5xO),由于铜为+2价,得x=2,故阴离子化学式为Cu4Cl10O4-（2分） 本题也可用元素质量分数求,得C:H:N:Cu:Cl:O = 16:48:4:4:10:1.13 ,可以得到化学式为Cu4Cl10O4-（3 分）第四题4-1. （2分）2NaOH + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O（2分）每多写一个方程式扣1分4-2. 甲醛标准溶液浓度（g/mL）=（3分）第五题5-1. Li3V2(PO4)3（2 分）5-2.+3（2 分）5-3.负极反应:LixC6 xe = xLi+ + C6 （2 分）正极反应:Li(3-x)V2
20、(PO4)3 + xe + xLi+ =Li3V2(PO4)3（2 分）5-4. 晶体结构中磷氧四面体(或钒氧八面体)均保持不变,故晶体结构维持不变 （2 分） 第六题6-1.B3N3H3Cl3 （1 分） （2 分）6-2.B3N3H3Cl3 + 9H2O = 3H3BO3 + 3NH4Cl （2 分）6-3.R=(CH3)2CH （2 分）6-4. X 通过脱胺聚合生成高分子化合物 Y（2 分）6-5(BN)n 或 BN（2 分） 第七题7-1.红线或黑线均可（2 分）7-2.SnMo6S8（2 分）7-3. Mo 原子形成一个正八面体,每个面上 3 个 Mo 原子与硫原子形成多中心桥键
21、（2 分） 第八题8-1.C10H16 （1分）8-2-1 A B （各2分，共4分）8-2-2C（1分）8-2-3 后者熔点太高，（1分）容易堵塞燃料箱中的管道，不宜做火箭燃料（1分）8-3（2分）8-4 沸石孔径可控制分子大小，从而控制反应进程 （1分）8-5（2 分） 第九题9-1或（2 分）9-2 M 电离出一个氢离子后形成的碳负离子,两个羰基的吸电子效应使其较稳定;或搭存在烯醇结构，电离出氢离子后后负电荷被 p 共轭体系分散（2 分）9-3 丙二酸 + CH2=C(CH3)OCOCH3 = M +CH3COOH（2 分）9-4+CH3COCH3+H2O（2分）第十题10-1.A ,B,C,D,E （5 分）10-2.（3 分）多写一个扣 1 分10-3. b 叔丁基氯将发生消去反应 （2 分） 第十一题11-1，（1 分）（1 分），（1 分）后者能量低（根据洪特规 则）（1 分）11-2 相转移催化剂（1 分）11-3 A （1 分）C（1 分），Q+ ：(C2H5)3(C6H5CH2)N+ 没写出 Q+扣 1 分CH2Cl2，CH3Cl 中氢离子的酸性不如氯仿强（1 分）11-4（2 分）11-5Cl（1 分）Cl