2019-2020年高中化学竞赛初赛模拟试卷3

2019-20202019-2020 年高中化学竞赛初赛模拟试卷年高中化学竞赛初赛模拟试卷 3 3 （时间3 小时满分100 分） 第第一题（题（3 3 分）分） 气态物质的溶解度可用每升水中能溶解的气体的毫升数表示，它的大小与温度和该 5 气体的压强有关。已知 0℃和 1.0110 Pa 时，氧气的溶解度为 49.10 mL，氮气的溶解 度是 23.20 mL。试计算该温度下空气（O221，N278）溶解在水中的氧气和氮气的体 积比是 1︰。 第第二题（题（6 6 分）分） 光发动机是利用光能作动力直接把光能转变成机械能输出的装置。其核心装置是化 学反应室，室内密封着一种无色的化合物A。在光照射时，A 能接受光能发生化学反应， 在无光作用下又发生逆反应，如此循环往复从而带动活塞的往复运动。 1．A 是中学教材上的常见物质，它的化学式是 2．写出 A 在密封室中的全部化学反应方程式； 3．简单分析密封室活塞被驱动的原因。 第第三题（题（7 7 分）分） 卟啉化合物是一类含氮杂环的共轭化合物，其中环上各原子处于一个平面内（结构 如图 1、图 2） 。卟啉环中含有 4 个吡咯环，每 2 个吡咯环在 2 位和 5 位之间由一个次甲 基桥连，在 5，10，15，20 位上也可键合 4 个取代苯基，形成四取代苯基卟啉。 图 1卟吩的结构图 2取代四苯基卟啉 1．如果卟吩与 XCl 3 形成配合物，写出该配合物的化学式； 2．预测卟啉环（卟吩）是否有芳香性，为什么 3．卟啉环能与哪些金属离子配位，列举三种金属离子。 第第四题（题（8 8 分）分） 铝与三乙胺形成的单核配合物是电中性分子，实验测得其氢的质量分数为14.32， 画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态和杂化类型。要给出推理过程。 第第五题（题（8 8 分）分） 某晶体的结构可看作由金原子和铜原子在一起进行（面心）立方最密堆积，它们的 排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空 隙，一种由4 个金原子和 2 个铜原子构成，另一种由2 个金原子和 4 个铜原子一起构成， 两种八面体的数量比是 1︰1。该晶体具有储氢功能，氢原子全部填充在由金、铜原子构 成的四面体空隙中。 1．写出该晶体储氢后的化学式。 2．该晶体属于哪种晶系其四面体空隙由什么原子组成，是否全部等价 3．画出该晶体的一个晶胞（金原子用大○球，铜原子用大球） 。 4．如果该晶体中金、铜原子的排列无序，出现相互代换的现象（按统计原子计） ， 则其晶胞与哪种常见物质的晶胞是相同的 第第六题（题（1212 分）分） 世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂 ClO2。ClO2是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，熔点－ 59℃，沸点11.0℃。少量的 ClO2可用饱和草酸（H2C2O4）溶液与 KClO3粉末在 60℃时反应制得。 1．画出实验装置（制备、收集、尾气处理）简图。 2．写出制备和尾气处理中的反应方程式 3．ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的Cl2的倍。 4． 新型自来水消毒剂 ClO2可由 KClO3在 H2SO4存在下与甲醇反应制备。 写出化学反应 方程式。 5．欧洲一些国家用 NaClO3氧化浓盐酸来制取 ClO2，同时有 Cl2生成，且 Cl2的体积 为 ClO2的1/4。写出化学反应方程式。 6．我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内 制得 ClO2。 写出化学反应方程式。 和欧洲的方法相比， 我国这一方法的主要优点是什么 第第七题（题（5 5 分）分） 同位素示踪技术在化学的各个领域都有广泛的应用。利用核辐射探测灵敏度高的特 点，已测定了许多难溶化合物的溶解度、难挥发物的蒸气压、配合物稳定常数等。用放 射性同位素标记的化合物反应以确定反应机理及化合物键合状态已成为化学上普遍使用 2－的手段。 已知 HgI 2＋2NaI＝Na2HgI4， 请设计实验， 说明配离子[HgI4] 中 4 个 I 是等价的。 第第八题（题（1212 分）分） 某金属 X 与短周期非金属元素组成的簇合物A（含 X40.0） ，具有很好的空间对称 性。14.73g A 在氧气中燃烧，固体失重43.7，所得气体干燥后为7.467L（标准状况下） CO2气体。 1．通过计算确定 X 的化学式； 2．画出出 X 的结构式； 3．指出化合物 A 中 X 的氧化数和杂化类型。 第第九题（题（1111 分）分） 止咳酮（C 6H5CH2CH2COCH3）在临床上具有止咳、祛痰的作用。作为治疗剂时，通常被 制成亚硫酸氢钠的加成物，便于服用和存放。 1．系统命名法命名“止咳酮” ； 2．利用乙酰乙酸乙酯与 A 反应，得到中间产物 B，再经水解脱羧得到止咳酮，合成 路线如下 / H2O/CO2 2H5ONa/C2H5OH 乙酰乙酸乙酯＋ACBNaOH HCl止咳酮 （1）写出 A、B 的结构简式 （2）写出两步配平的反应的总方程式。 （3）分离止咳酮的实验操作是什么 3．写出止咳酮和饱和亚硫酸氢钠的加成产物的结构简式；溶液的 pH 值对这一步制 备反应有什么影响为什么 4．某学生做止咳酮和饱和亚硫酸氢钠加成的实验时， 在反应开始不久就出现有油状 物漂在水溶液表面的现象，继续加热回流，结果油状物不但没有消失反而越来越多，最 后得不到晶体。试分析该学生实验失败的原因。 第第十题（题（1313 分）分） Pb 3O4 为红色粉末状固体。 该物质为混合价态氧化物， 化学式可写成 2PbOPbO 2 实验， 其中 PbⅡ占约 2/3，PbⅣ约占 1/3。下面是测定 Pb 3O4 中 PbO 和 PbO 2 组分的实验 准确称取 0.0400g～0.0500g 干燥好的 Pb 3O4固体，置于 250mL 锥形瓶中。加入 HAc －NaAc（1︰1）10mL，再加入0.2mol/L KI 溶液 1～2mL 充分溶解，使溶液呈透明橙红色。 加 0.5mL 2淀粉溶液，用0.0100mol/L Na 2S2O3 标准溶液滴定使溶液由蓝色刚好褪去为止， 记下所用去的Na 2S2O3 标准溶液的体积为VS 2O3 2－。再加入二甲酚橙3～4 滴，用 0.0100mol/L EDTA 标准液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时,即为终点。 记下所消耗的 EDTA 溶液的体积为 VEDTA。 1．写出上述实验原理中的化学方程式； 2．溶解 Pb 3O4 固体为什么用 HAc，而不用常见的硫酸、盐酸、硝酸使用缓冲溶液 HAc－NaAc 对后面的实验有什么意义 3．写出 Pb 3O4 中 PbO 和 PbO 2 组分的物质的量 4．评价该滴定实验有什么特点（优点） 第第十一题（题（1515 分）分） 有机物 A 具有较强的酸性（比羧酸的酸性强得多） ，A 现取两份 1.0000g A，做如下 两个定性实验 ①溶于 25mL 水，以酚酞为指示剂，用 0.8000mol/L 的 NaOH 溶液进行滴定，消耗其 体积 2