2003年全国化学竞赛初赛模拟试卷23

2003 年全国化学竞赛初赛模拟试卷(23) 年全国化学竞赛初赛模拟试卷( )
第一题(8 分) 题 一氯化硫是黄红色油状发烟液体,有刺激性臭味,熔点-80℃,沸点 136℃。蒸气 有腐蚀性,遇水分解,易溶解硫黄;将氯通入熔融的硫黄而得。一氯化硫用作有机化工 产品、杀虫剂、硫化染料、合成橡胶等生产中的氯化剂和中间体,也用于橡胶硫化、糖 浆纯化、软水硬化等。 1.一氯化硫的结构简式是 ; 2.将一氯化硫溶于 NaOH 溶液中,写出可能得到的产物 ; 3.制备一氯化硫的化学方程式是 ,实际得到的产 物是 ,如何用简单的实验方法得到较纯的一氯化硫: 。 第二题(8 分) 题 亚氯酸(HClO2 )是一种强氧化剂,其钾盐和钠盐均可用来合成新型饮水消毒剂 ClO2。 1.纯亚氯酸溶液可由硫酸和亚氯酸钡作用制取。请写出化学方程式: 2.将亚氯酸溶液加热,亚氯酸即分解,生成 Cl2、ClO2 和 O2。若生成的 O2 与 Cl2 的体积的比值为 1︰1,请写出亚氯酸热分解的化学方程式: 3.若 O2 与 Cl2 的体积的比值为 x,请推出 x 的范围: 第三题(9 分) 题 乙二胺四乙酸钙二钠是络合物,化学式 Na2[Ca(C10H12N2O8)],是白色粉末或晶体, 无臭无味,一般含有结晶水,稍有潮解性,溶于水,不溶于有机溶剂。可由乙二胺四乙 酸(EDTA)与相应量的钙盐和氢氧化钠作用而得。主要用作药物、螯合剂、食品防腐 剂等。 1.在一个配位体分子中若有二个配位原子,同时与一个形成体成键时,即可形成 环形化合物。乙二胺四乙酸是一种常用的含有多个配位原子的试剂,请写出乙二胺四乙 酸分子的结构简式,指出其中的配位原子最多可以有几个?最多可形成几个五原子环? 2.写出乙二胺四乙酸钙二钠的结构简式; 3.写出合成乙二胺四乙酸钙二钠的化学方程式 4.乙二胺四乙酸钙二钠可用于人体内铅、汞等重金属离子中毒的解毒剂,试分析 原因。 第四题(8 分) 题 玫棕酸钠,即玫瑰红酸钠,是黑棕色粉末,溶于水,其水溶液不稳定,应避光保存。 能与钡、铅、锶等金属离子形成红棕色沉淀,故可用作上述离子的鉴定试剂。 玫棕酸钠由三种元素组成,其中 Na 的质量分数为 21.48%;玫棕酸根离子与苯的结 构和性质相似,具有芳香性。 1.玫棕酸钠的化学式是 2.玫棕酸根离子的结构简式是
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,结构简式是 ;
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3.列举两种具有芳香性的无机六元环状化合物。 第五题(5 分) 题 2 在 10A,10min 的条件下电解水生成的 O2 全部与 1dm Al 反应变为 Al2O3 应,且 Al2O3 的密度为 3.965g/cm2,求生成的 Al2O3 的厚度。 第六题(4 分) 题 灭鼠安(RH-945)是黄色固体粉末,难溶于水,微溶于苯、氯仿。是一种新型的 高效、广谱性、低毒杀鼠剂。合成路线如下: A 灭鼠安( B 写出 A 和 B 的结构简式。 第七 题(8 分) 238 (U,Z=92)是一种天然放射性元素,它是 U(同位素丰度 99.3%,半衰期 t1/2 9 235 8 =4.47×10 y)和 U(同位素丰度 0.7%,半衰期 t1/2=7.04×10 y)的混合物。它们形 4 2 成于元素演化(核合成)时期,均为α-射线源。它们连续地释放出α-粒子( He +) 和β-粒子而渐次蜕变,但顺序不同,由此形成两个天然放射性元素蜕变系列 (radioactive serie,此外还有一个天然放射性元素蜕变系列) ,蜕变系列的最终产物分别 206 207 为 Pb(Z=82)的两种稳定同位素 Pb 和 Pb。每一次蜕变同时放出γ-射线,但对 235 238 元素的蜕变没有影响。 相比之下, U 比 U 更不稳定, 更容易吸收热中子而发生裂变, 235 该事实使 U 成为核反应堆的合适燃料。其裂变反应可表述如下: 235 U+n→U*→裂变产物+2~3n+200MeV/235U 核 238 206 235 207 1. 计算每完成一次 U→ Pb 和 U→ Pb 两个蜕变系列分别总共放出多少α- 粒子和β-粒子。 2.解释为什么在这两个蜕变系列中某些元素的出现不止一次。 3.假定在核合成时期得到等量的铀同位素(235U︰238U=1︰1) ,计算地球的年龄 (即自核合成至今的时间)(已知放射性元素的蜕变反应的速率为 lnc/c0=-kt) 。 235 4.计算与 1g U 裂变释放的能量相等(所需燃烧的)碳的量(碳因发生如下反应 而释放能量) : C+O2→CO2+393.5kJ/mol(或 4.1eV/分子) 第八题(9 分) 题 三蝶烯是一种笼形烃类,化学式 C20H14,白色晶体,易升华, 溶于热丁酮、甲苯,难溶于水、甲醇。结构简式如右图所示,可由 )

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苯快(

)和 X 反应得到。

1 . 三 蝶 烯 的 一 氯 ( C20H13Cl ) 和 二 氯 ( C20H12Cl2 ) 取 代 物 的 种 数 分 别 是 和 ; 2.X 的结构简式是 ; 3.苯炔是一种稳定性差、反应性很强的物质,为什么? 4.若不加其它试剂与它反应,则苯炔自相聚合,写出其中最稳定的产物的结构简

式。 第九题(9 分) 题 乙琥胺亦称“紫浪丁” ,是白色蜡状固体,无臭,味微苦。溶 于水,极易溶于醇及氯仿。主要用于抗癫痫药。乙琥胺的结构简 式如右图所示,其合成路线如下: A(酮)+NC-CH2-COOC2H5 ?OH → B ? ?→ C ?HCN → ? ? ? ?
2 D ?HCl ? O → E ? ? / H? ?→ F ?NH 3 → 乙琥胺 ? ?

?

1.写出 A~F 各物质的结构简式。 2.系统命名法命名有机物 D、F 和乙琥胺。 第十题(7 分) 题 293K 时,在 0.5L 饱和 Cu(IO3)2 溶液中,加入足量的 KI 和稀 H2SO4 的混合液,充 分反应后生成 CuI 沉淀。过滤除去 CuI 沉淀后,在滤液中滴入几滴淀粉液,溶液变蓝再 用 0.125mol/L Na2S2O3 溶液滴定,当消耗 0.177L 的 Na2S2O3 溶液时,溶液的蓝色恰好褪 去。 (已知饱和 Cu(IO3)2 溶液的密度为 1.0025g/cm3) 1.写出配平的反应方程式。 2.求 Cu(IO3)2 在 293K 时的溶解度。 第十一题(7 分) 题 在化学课程里有一个演示实验:在一绝热容器里将 NH4NO3 和水混合。现将 80g NH4NO3 与 1kg H2O 相混合,起始温度均为 0℃。试确定体系的终态。 1 1 1 已知:液态水的热容为 76J·mol- ·K- ,水的熔化焓为 6.01kJ·mol- ,NH4NO3 在水 1 1 中的溶解焓为 25.69kJ·mol- ,水的冰点下降常数为 1.86K·kg·mol- 。 请计算体系终态温度。 第十二题(18 分) 题 阅读下面四段材料,回答下列问题: (1)X、Y 是同一族的两个元素,它们之间能形成 化合物 A。在该晶体的理想模型中,X 原子和 Y 原子是 分层排布的, 一层 X 一层 Y 地相间, 右图是该晶体微观 空间中取出的部分原子沿 C 轴方向的投影, 白球是 X 原
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子投影,黑球是 Y 原子投影,图中的 X 原子和 Y 原子投影在同一平面上,且所投影的 原子数目都相同。 (2)X 元素只有 1 种稳定同位素,在地壳中的含量约为 8.8%;其单质是银白色金 属,有延展性;X 的原子半径和离子半径之比约是 2.8︰1;X 的导电、导热性能强,机 械强度较差,化学性质活泼,能与酸、碱、大部分非金属和金属氧化物反应。 (3)Y 元素有 2 种稳定同位素,并有多种同素异形体;Y 的原子半径和离子半径 之比约是 4.9︰1;Y 室温时稳定,高温时与许多非金属形成化合物,也可与许多金属形 成硬的高熔点稳定化合物。Y 用于制高能燃料和合金钢,化合物广泛用于医药、农业、 玻璃工业等方面。 (4)X 的气态氯化物 B 和 Y 的气态氢化物 C 有具有相同空间构型,其对称要素完 全相同(对称中心、对称面、对称轴的种类和数目完全相同) 1.X、Y 的元素符号分别是 、 ,它们都位于周期表的 族。 2.确定晶体 A 的化学式 。 3.X 在自然界中两种常见矿石的化学成分分别是 、 。 4.X 有一种硬而有光泽的无色晶体 D,易溶于水,不溶于酒精,水溶液显强碱性。 含 25.02g 的 D 的水溶液可与 200mL 0.2mol/L 的硫酸完全反应。确定 D 的化学式。 5.Y 也有一种重要的无色半透明晶体 E,用于玻璃和搪瓷工业,也用来制取 Y 的 化合物。加热晶体 E,在 100℃、150℃、320℃分别失重 23.62%、18.90%、4.72%,变 为无水物。晶体 E 中元素 Y 的含量为 11.34%,确定 D 的化学式。 6.B 和 C 的化学式分别是 和 。画出它们的结构简式;并每一 分子对称面的个数是 。

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参考答案

第一题(8 分) 题 1.Cl-S-S-Cl(2 分) 2.NaCl、Na2SO3、Na2S2O3、Na2S、S、Na2Sx(3 分) 3.2S+Cl2=S2Cl2 S 的一氯化硫溶液 分馏提纯(各 1 分) 第二题(8 分) 题 1.Ba(ClO2)2+H2SO4=BaSO4↓+2HClO2(2 分) 2.4HClO2=2ClO2+Cl2+O2+2H2O(2 分) 3.范围:0≤x≤1.5(2 分) 推理过程:配出一般方程式:(8-4x)HClO2=(6-4x)ClO2+Cl2+xO2+(4-2x)H2O 令各项系数均大于或等于 0,解得 0≤x≤1.5。 分) (2 第三题(分) 题 1. 6 5(各 1 分)

2.

(2 分)

3.

+CaCl2+4NaOH→

+2NaCl+4H2O(2 分) 4.给合物中心金属钙离子可与铅、汞等重金属离子发生交换作用,使重金属等形 成水溶性络合物而促使它们从人体内排出。 分) (2 第四题(8 分) 题

1.C6O6Na2(2 分)

(2 分)

2.

(2 分)

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3.

(各 1 分)

第五题(5 分) 题 Q=6000C;ne=0.0622mol;nO2=0.0155mol;nAl2O3=0.0104mol;mAl2O3=1.057g; VAl2O3=0.266cm3;dAl2O3=0.00266cm(26.6um) 分) (5 第六题(4 分) 题 A: B:

第七题(8 分) 题 238 1. U→206Pb:α=8、β=6;235U→207Pb:α=7、β=4(2 分) 2.在发生一次α衰变后连续发生两次β衰变,重新得到这一元素。 分) (1 3.

(3 分) 4. (2 分) 第八题(9 分) 题 1.3 种(1 分) 15 种(2 分) 2. (2 分)

3.炔碳通常为 sp 杂化轨道,是线型,而环炔的张力太大,故稳定性很差。 分) (2

4.

(2 分)

第九题(9 分) 题 1.A:
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B:

C:
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D:

E:

F:

(各 1 分)

2.D:3-甲基-2,3-二氰基戊酸乙酯;E:2-甲基-2-乙基丁二酸; 乙琥胺:2-甲基-2-乙基丁二酰亚胺(3 分) 第十题(7 分) 题 1.2Cu(IO3)2+24KI+12H2SO4=2CuI↓+13I2+12K2SO4+12H2O(2 分) 2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6(1 分) 2.0.125g(4 分) 第十一题(7 分) 题 ΔT=2×kf×n/(m-ms) ?H1=Δhs×n=-25.69kJ ?H2=-cp(m/M水)ΔT ΔH3=-Δhf(ms/M 水) ?H1+?H2+ΔH3=0 Ms=28.52g ΔT=-3.83℃ t 终态=-3.83℃ 第十二题(18 分) 题 1.Al B ⅢA(3 分) 2.AlB2(2 分) 3.Al2O3 Na3AlF6(2 分) 4.K2Al2O4·3H2O(3 分) 5.Na2B4O7·10H2O(3 分) 6.Al2Cl6 B2H6 3(各 1 分)

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