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1、高中化学竞赛初赛模拟试卷（17）（时间：3 小时 满分：100 分）题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 满 分 9 10 8 9 12 7 19 16 10 H 1.008 相 对 原 子 质 量 He 4.003 Li 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 47.88 V 50.94 Cr 52.00
2、 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 LaLu Hf 178.5 Ta
3、 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 AcLa 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 173.0 Lu 175.0 第一题
4、（9 分）光气学名“碳酰氯”，化学式 COCl2，是窒息性毒剂之一。1光气化学性质活泼，具有酰卤的典型反应，易发生水解、氨解和醇解。（1）光气与足量乙醇反应所得产物的化学名称是【】；（2）光气与足量氨气反应的化学方程式【】；（3）足量苯在 AlCl3催化剂作用下与光气反应所得产物的结构简式【】；（4）光气与苯胺分两步反应可得异氰酸苯酯，中间产物的结构简式是【】，异氰酸苯酯的结构简式是【】。2实验室可用四氯化碳和发烟硫酸（H2SO4SO3）反应制备光气，写出化学方程式。3BTC 是一种稳定的白色结晶体，熔点为 7882，沸点为 203206。1mol BTC可在一定条件下分解产生 3mol 光气
5、，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备 BTC。BTC 的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的 BTC 在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。（1）BTC 分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式（2）除毒性外，BTC 比光气还有什么优点？姓名：（1）（2）第二题（10 分）电解食盐溶液的氯碱生产技术，已由传统的隔膜法变革为离子膜法高新技术。这种技术进步，如下表所示：表 1 产品液碱质量比较 项目 离子膜法 液碱产品电解即得的 隔膜法 成品电解碱液电解先得的半 隔膜法 的碱液产品脱盐浓缩后 Na
6、OH%35（已有 50%的报道）1012 30 NaCl%0.0025 1416 4 Na2CO3%0.02（一般不计量）1 表 2 能耗与蒸汽用量比较（以 NaOH 质量分数为 50作比较基准）项 目 离子膜法 隔膜法 电解用电 度/吨 2160 2600 蒸汽用电 度/吨 80 700 隔膜法和离子膜法新技术中所用的膜有本质区别。前者是有条件地阻止阴、阳极电解产物相混合的多孔石棉隔膜。后者由阳离子交换树脂（几类氟碳树脂）组成，树脂的高分子骨架上接有能电离出H而可与Na等阳离子交换的离子交换基团SO3H、COOH，所以是一类厚度虽仅 0.l0.5mm，但一般只允许溶液中的阳离子在膜中通过，更
7、不能自由通过气体或液体的阳离子交换膜。1在所给离子膜法电解食盐溶液示意图中的括号内，填写开始电解时进入电解槽用作电解液的液体 A、B的组成名称，以及电解产出气体 C、D 的化学式。2离子膜法电解槽的极间距，由于膜在电极间的结构紧凑而远小于隔膜法电解槽，这将如何影响能耗？3传统隔膜法的阴极电解碱液，它所含 NaOH 的质量分数，为什么只能控制得低些？4离子膜法使用的原料要求 Ca2、Mg2等金属离子的总量控制在 0.1ug 以下，为什么？5试对比评价本离子膜法科技进步的经济、社会效益。第三题（8 分）有机物 X 具有旋光活性，其分子由 C、H、O、N 4 种元素组成，其中 C、H、O 的原子个数
8、比是 352；工业上可以用 A 和 B 以物质的量 14 通过取代反应制备 X；X 能与 4倍其物质的量的 NaOH 反应，并能与 Ca2等与大部分金属离子 11 络合，所得螯合物结构中存在 5 个五原子环。1写出 X 的化学式【】和 B 的结构简式【】。2写出满足条件的全部 X 的结构简式，分别命名和计算光学异构体的个数。第四题（9 分）离子晶体 X 是由三种短周期元素组成，三种短周期元素的简单离子的核外电子排布相同，晶胞参数 a780pm，晶胞中阴离子组成立方最密堆积，阳离子（r102pm）占据全部八面体和四面体空隙。1写出 X 的化学式【】和化学名称【】；2指出阴离子的空间构型【】；3计
9、算晶体 X 的密度；4X 在化工生产中有什么用途；5另有一种晶体 Y，其阴离子也组成立方最密堆积，且与 X 的阴离子互为等电子体，而阳离子与 X 的阳离子相同，但只占据全部四面体空隙，请写出 Y 的化学式。第五题（12 分）1866 年 H.Rithausen 从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸，。1890 年 L.Wollf 合成并确定了它的结构，1908 年池田菊苗从海带的热水提取物中分离出谷氨酸的钠盐（），它才是具有鲜味的成分，即味精。1谷氨酸的电离常数 Ka16.46103，Ka25.62105，Ka32.141010；pKalgKa，所以 pKa12.19，pKa24.25，pK39
10、.67。目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。当前我国生产的味精主要采用淀粉发酵法。以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉水解葡萄糖尿素发酵 等电点谷氨酸铵L谷氨酸中和、浓缩、结晶谷氨酸钠盐。若生成谷氨酸二钠盐，则不具有鲜味，所以工业生产中控制各阶段的 pH 是一项关键。（1）Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个？（2）计算谷氨酸等电点的 pH（所谓等电点，就是谷氨酸呈电中性时所处环境的 pH）。在下面正确的选项上画圈。A 2.19 B 3.22 C 4.25 D 6.69（3）中和、脱色、结晶时的 pH 应保持在多少？在下面正确的选项上画圈。A 3.22 B 4
11、.25 C 6.69 D 9.67（1）姓名：（4）用什么物质脱色？【】2味精中有效成分是谷氨酸钠，可用沙伦逊甲醛滴定发测定其含量。准确称取味精1.000g，加蒸馏水溶解后稀释到 10.0mL；从中取 2.0mL 放入 100mL 锥形瓶中，加入 2.0mL 36%的甲醛溶液，加入 20mL 水。以酚酞为指示剂，用 0.1000mol/L 的标准 NaOH 溶液进行滴定，消耗 10.80mL。（1）谷氨酸钠与甲醛反应得到化学式为 C6H8NO4Na，写出结构简式。（2）加入甲醛的目的是什么？（3）计算该味精中谷氨酸钠的含量。3 味精中往往会加入食盐，某学生设计如下实验方案测定 NaCl 含量：
12、取味精样品 5.0g，并溶于蒸馏水；加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，使沉淀完全；过滤；用蒸馏水反复洗涤沉淀多次；将沉淀低温烘干、称量；重复操作 3 次，计算 NaCl 含量。另一学生觉得这个实验方案的误差较大，且测定沉淀的质量很不方便。于是他设计了另一个实验方案来测定 NaCl 的含量。已知 AgSCN 是难溶于水的沉淀。请简要写出测定 NaCl 含量的新方案。第六题（7 分）化合物（A）是我国蟾蜍皮中的一种物质，由（B）合成该化合物的路线如下：BaCD4LiAlHE吡啶/ClCH23FbA 1写出 CF 各物质的结构简式；2写出 a、b 的反应条件或使用的无机试剂；3EF 中吡啶（）的作用
13、是什么？第七题（19 分）周期表中汞与锌、镉等元素同族，原子序数 80，常见的氧化态2、1，熔点38.72，沸点 357，是室温下呈现液态的唯一金属单质。汞是古代就已认知的元素之一，大多数汞来自于辰砂矿，主要用于温度计、气压计、荧光灯和电池。1写出汞原子的核外电子排布式；2汞用于制造温度计，主要利用了它的什么性质？（1）3已知下列电对的标准电极电势。?Hg2/Hg220.905V，?Hg22/Hg0.799，?Ag/Ag0.800V。（1）试判断：Ag 与 Hg(NO3)2溶液能否反应？若能，则写出反应的离子方程式。若不能，则说明理由；（2）写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式。4重金属引起的污
14、染中以汞的毒性最大。在汞蒸气浓度为 105kg/m3的空气中停留一两天人就会中毒，因此水银温度计车间必须采取措施防止汞中毒。（1）万一不慎将汞撒落在工作台上或地面上，将如何处理，用方程式表示；（2）室内有汞蒸气时应该通风以降低汞的浓度，通风口装在墙上部还是下部，为什么？（3）液态汞的蒸气压与温度的关系式为 lgpab/T a7.08，b3190，p 的单位为kPa，打碎一根温度计会洒失 0.5g Hg，某温度计厂一车间空间为 30m3，若在 288K 时不慎打破了一根水银温度计，试通过计算判断在该车间工作是否合会导致汞蒸汽中毒。5硫醇的英文名字也叫 Mercaptan，来源于拉丁文（Mercu
15、rium captans）是捕获汞的意思。医学上常用硫醇类来解除汞中毒，常用一种叫巴尔（）的作解毒剂。（1）乙醇在常温下可以和水混溶，而乙硫醇在常温下的溶解度仅为 1.5g，请解释。（2）反应 C2H5OHNaOH不能反应；C2H5SHNaOHC2H5SNaH2O。解释其原因。（3）闻名世界的八大公害之一的【】，主要就是由重金属汞污染造成的。海洋中的汞是通过生态系统的【】进入人体的。人长期食用由于海水、湖水中含有汞离子而中毒的鱼，会吸入汞积聚体内，可引起中毒，其原因是 Hg2能使含有巯基的蛋白酶（酶(SH)2）失去活性，产生汞中毒，临床常用一种解毒剂，如二巯基丙醇（巴尔）可以解毒使蛋白酶恢复活
16、性。试用有关化学反应解释这种现象。6汞有一种化合物 X，室温下是无气味、白色结晶粉末，不溶解于水，400500时升华，光照能分解，常用做电极材料。X 俗名轻粉，可由水银、明矾、食盐等混合炼制，有攻毒杀虫消水肿之功效。（1）写出 X 的化学式【】和电子式【】；（2）写出制备 X 的化学方程式；（3）从反应体系中分离出 X 的方法。第八题（16 分）化学发展史上，有许多偶然事件引起科学发现的事例，碘的发现也得益于 Courtoris 对意外现象的注意。碘是人类发现的第二个生物必需微量元素，它以碘化物形式存在于海水、海藻及人体甲状腺中。人类缺碘会引起甲状腺肿大，我国已全面实施加碘盐方案。1单质碘的制
17、备方法之一是在酸性条件下通 Cl2于 NaI 溶液中，指出运用该法时应注意的问题？分析其原因，写出有关反应方程式。2在 100硫酸中，I2可被 HIO3氧化成 I3，写出配平的离子方程式。3为什么在日照强、温度高的海区，表层水碘浓度往往要低一些？4人体缺碘会影响正常的生命活动。儿童缺碘会造成身体畸形，智力低下。成年人缺碘会因新陈代谢能力降低而导致全身无力，提早出现衰老现象。为提高人体素质，食物补碘已引起人们的重视。据报道，人从食物中摄取碘后便在甲状腺中积存下来，通过一系列化学反应形成甲状腺素。甲状腺素的结构：（1）写出甲状腺素的化学式【】；（2）在甲状腺内，甲状腺素的主要合成过程如下：A（氨基
18、酸）2IB分子缩合2甲状腺素C（氨基酸）请写出 A、B、C 的结构简式。5科研表明，人的一生只要能摄入一小茶匙的碘就能正常发育，健康生活。目前预防缺碘的有效办法是食用含碘食盐。目前国内食盐加碘加的主要是碘酸钾。（1）写出工业上以 KI 为原料制备碘酸钾的化学方程式；（2）如何用简易操作检验食盐是否加碘。写出离子反应方程式。6已知反应 H2I22HI，分两步完成 I22I H22I2HI 式中 k，k1，k2，k3是分别为各反应相应的速率常数，若用 Ea，E1，E2，E3分别表示各反应相应的活化能，请找出 Ea和 E1，E2，E3间的关系。已知公式如下：对于反应 aAbBeEfF，反应速率为：v
19、kAaBb 速率常数与活化能之间满足阿仑尼乌斯公式：kAeEa/RT 对于反应 I22I 满足：v正v逆 第九题（10 分）由短周期的三种元素组成的固体无机化合物 A 和 B，其摩尔质量均小于 90g/mol。将 A和 B 以物质的量 41 混合后引爆，恢复到标准状况下得到物质的量为 61 的气体单质 C、D 和非气态化合物 F；如果将物质的量为 41 的 A、B 在一定条件下分别完全分解，全部得到气体单质（假设）；所得气体混合后，存在 C、D、E 三种气体，且物质的量为 347。请推断出 C、D、E 的化学式及 A、B 的全部可能化学式。参考答案 第一题（9 分）1（1）碳酸二乙酯（1 分）
20、（2）COCl24NH3NH2CONH22NH4Cl（1 分）（3）CO（1 分）（4）NHCOCl NCO（2 分）2CCl4H2SO4SO3COCl22ClSO3H（或 HClSO3）（2 分）3（1）Cl3CO OCCl3（1 分）（2）BTC 常温下为极稳定的固体物质，便于贮运（1 分），使用安全，无污染。第二题（10 分）1A 为饱和食盐溶液，B 为淡碱液或纯水，C 为 Cl2，D 为 H2（4 分）2极间距减小，可降低电解电压而节省电能（1 分）3为减少 OH向阳极的迁移量或减少副反应的发生，以保持较高的电流效率。（1 分）4Ca2、Mg2等金属离子与 Na一样，都可以通过离子膜到
21、达阴极（1 分），并与 OH形成难溶化合物，阻塞离子交换膜，从而影响膜性能的发挥（1 分）。5离子膜法生产与传统的隔膜法相比，无需再为电解碱液脱盐（尽量回收 NaCl）浓缩（1 分），经济效益高，生产效率高，产品烧碱纯且浓，能耗低、蒸汽省（1 分）。隔膜法生产中，更因制作、使用石棉隔膜，必发生硅酸盐纤维（粉尘）污染环境的问题，有使部分操作工人患肺癌职业病的危险（1 分）。可见，以电化学科学原理为核心，通过为其所开发的离子膜法电解生产的跨学科高新技术，优化了资源、能源的利用，变污染环境的生产为“清洁生产”，更有其适应可持续发展需要的高社会效益。（本题满分 2 分，答出 3 分中 2 分即可）第三
22、题（8 分）1C12H20N2O4（2 分）ClCH2COOH（1 分）X1：X2：（2 分）2命名：2，3丁二胺四乙酸 1，2丁二胺四乙酸（1 分）异构体 3 种 2 种（2 分）第四题（9 分）1Na3AlF6（2 分）氟铝酸钠（1 分）2正八面体（1 分）3晶胞内含 4 个Na3AlF6单元 Na3AIF6摩尔质量为 210g/mol。312231078011002.642102.95g/cm3（2 分）4电解炼铝的助熔剂（1 分）5Na2SiF6（2 分）第五题（12 分）1（1）（2 分）（2）B（1 分）（3）C（1 分）（4）用活性炭脱色（1 分）2（1）（1 分）（2）“掩蔽”
23、氨基后滴定羧基，防止氨基对羧基和 NaOH 中和反应的影响（1 分）（3）91.32%（2 分）3 取一定量的味精溶于水，加入过量标准 AgNO3溶液（1 分），以 Fe3为指示剂（1 分），用标准 KSCN 溶液进行滴定（1 分）。第六题（7 分）1C：D：E：F：（各 1 分）2a：FeHCl（还原NO2）b：浓 H2SO4（各 1 分）3吡啶用于吸收反应中产生的 HCl（1 分）第七题（19 分）11s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s2或Kr4f145d106s2（1 分）2熔点低，沸点较高，呈现液态的温度区较宽，且主要在室温附近（1
24、 分）汞的体膨胀系数较大，且随温度的变化较小（1 分）3（1）2Ag2Hg22AgHg22（1 分）（2）6Hg8HNO33Hg2(NO3)22NO十 4H2O（1 分）4（1）HgSHgS（1 分）（2）下部 汞蒸气比空气密度大（1 分）（3）8.38106kg/m3 不会导致中毒（2 分，利用理想气体方程进行计算，Hg 过量）5（1）乙醇与水能形成氢键，而乙硫醇不能与水形成氢键（1 分）（2）强酸制弱酸原理H2O 的酸性比 C2H5OH 强，而 C2H5SH 的酸性比 H2O 强（1分，pKa H2O：15.7 C2H5SH：10.6 C2H5OH：15.9）（3）水俣病 食物链（1 分）
25、Hg2+与酶(SH)2反应：Hg22H而中毒（1 分）与反应而解毒：（1 分）反应合并只给 1 分，Hg 配位数不要求 6（1）Hg2Cl2（1 分）（1 分）（2）12Hg12NaCl4KAl(SO4)23O26Hg2Cl26Na2SO42K2SO42Al2O3（2 分）（3）升华（1 分）第八题（16 分）1该法应注意控制 Cl2用量，防止 Cl2过量，否则过量 Cl2会氧化 I2，发生如下反应；I25Cl26H2O2IO310Cl12H（2 分）2HIO37I25H2SO45I33H2O5HSO4（1 分）3海水中，I在阳光紫外线的照射下，按下式反应，生成 I2并蒸发到空气中（1 分）I
26、1/2O2H2OI22OH（1 分）4（1）C15H11NO4I4（1 分）（2）A：；B：；C：（3 分）5（1）KI3H2OKIO33H2（1 分）（2）酸化的碘化钾和淀粉溶液检验（1 分）5IIO36H3I23H2O（1 分）6利用阿仑尼乌斯公式 H2I22HI vHIkH2I2 kAeEa/RT I22I k1A1eE1/RT k2A2eE2/RT H22I2HI k3A3eE3/RT 又：vHIk3H2I2（1 分）由已知 k1/k2I2/I2I2H2/I2H2 代入 vHI(k1/k2)k3H2I2（1 分）对比和可知 k(k1/k2)k3(A1eE1/RT/A2eE2/RT)A3
27、eE3/RT(A1A3/A2)e(E1E2E3)/RT（1 分）对比和，可得 EaE1E2E3（1 分）第九题（10 分）混合反应得到 CD61；分别反应得到 CDE6814，说明混合时 D 与 E 以物质的量 714 发生了反应，生成了非气态物质 F，则 D 和 E 可能是 O2和 H2（1 分）短周期单质气体除 H2、O2（O3）外还有 N2、F2、Cl2，因为要组成固体化合物，另一种元素可能是 N，且均存在 A、B 中。C 为 N2（1 分）从 CDE347 可知，混合物平均组成为 N3xH7xO4x（113xg/mol），摩尔质量应小于 450g/mol，x1，2 或 3。（1 分）x
28、1 时，N3H7O4，不可能；x2 时，N6H14O8（226g/mol），A 可能 NH0123O012，且 A 摩尔质量应大于(22690)/4 34，A 只可能 NHyO2，可能 HNO2或 NH(OH)2，此时 B 为 N2H10（不可能存在这样的化合物）、N2H2（不可能是固体）；（1 分）x3 时，N9H21O12（339g/mol），A 可能 N12H012345O0123，且 A 摩尔质量应大于(33990)/462.25，A可能为NHyO3或N2HyO23，即A可能NH4O3（臭氧化铵）、NH4NO3、NH4NO2，此时 B 分别为 N5H5、NH5、NH5O4，即 N2H5N3、NH4H、（NH5O4不存在合理结构）。C：N2；D：O2；E：H2；（各 1 分）A、B：NH4NO3（1 分）、NH4H（1 分）或 NH4O3、N2H5N3（1 分）