1986-2006化学奥赛

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1986-2006化学奥赛

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1986年复赛试题
一、填空题(20分)
1.氯气和二氧化硫都具有漂白作用,将两种气体同时作用于潮湿的有色物质,物质的颜色____,原因是______________________。
2.组成和结构相似的物质随着分子量的增大,熔、沸点升高,如N2的分子量是28,O2的分子量是32,所以O2的沸点(-183℃)比N2的沸点(-196℃)高。按此推测,NO的分子量是30,它的沸点位于N2和O2之间,这一推测____(填对或不对),原因是______________。
3.根据路易斯酸碱理论,凡能给出电子对的分子或离子都是碱(如NH3),凡能接受电子对的分子或离子都是酸(如Cu2+)。据此,路易斯酸中某原子价层应有____,路易斯碱中某原子的价层应有____。
4.从定性的角度来说,“熵”是一种无序性或混乱度的量度。高度无序的物质具有高的熵值,低熵值总是和井然有序的物质联系在一起的。试判断下列过程熵值的变化情况(增大,还是减小?)
(a)结晶____,(b)气化____,(c)水电解生成氢气和氧气____,(d)装订一本书____。
5.根据现代理论观点,芳香族化合物的分子平面的上面和下面必须具有环状的离域π电子云,而这个π电子云必须含有总数为(4n+2)个π电子,(n≥0的自然数)。苯、萘、蒽符合此条件。
判断下列化合物是否具有芳香性:
(a)环丙烯正离子 (b)环戊二烯正离子
(c)环戊二烯负离子 (d)吡咯 (e)吡啶

常见的裂变反应如下,请完成之。

7.现代的原子结构理论认为,在同一电子层上,可有s、p、d、f、g、h……等亚层,各亚层分别有1、3、5、……个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测:
(1)第八周期共有____种元素;
(2)原子核外出现第一个6f电子的元素的原子序数是________;
(3)根据“稳定岛”假说,第114号元素是一种稳定同位素,半衰期很长,可能在自然界都可以找到。试推测第114号元素属于____周期,____族元素,原子的外围电子构型是____。
二、写出下列各过程的有关反应式,并进行有关计算(18分)
1.由焦炭、水和空气制硝酸;
2.由银制硝酸银。若有10.8克纯银需用密度为1.180克/厘米3的30%HNO3多少毫升?
3.由硝酸银制银镜,如药物材料不够可自己补充。(已知Ag的原子量为108)。
三、(本题共15分)
有两种配位化合物具有同一实验式:Co(NH3)3(H2O)2ClBr,但其配离子的组成不同。A为[Co(NH3)3(H20)BrCl]Br·H2O,B为[Co(NH3)3(H2O)2Cl]Br2。
1.分别为A、B命名;
2.试设计两种实验方案来鉴别A和B;
3.A的配离子为八面体构型(如右图所示)画出它可能的异构体的图形。
四、(本题共16分)
有三种苯的取代衍生物甲、乙和丙,分子式均为C9H12,其可能的异构体有________________________。
甲氧化得到一元羧酸,甲可能的异构体为____,同时经硝化得两种一硝基化合物,因此甲为____。
乙氧化得到二元羧酸,乙可能的异构体为____,经硝化也得到两种一硝基化合物,故乙只能是_____。
丙氧化得到三元羧酸,可能的异构体为_________,但经硝化只得到一种一硝基化合物,故丙只能是____。
五、(本题共15分)
温度为0℃时,三甲胺的密度是压力的函数,有人测得了如下数据:

试根据以上数据计算三甲胺的分子量。(提示:要准确测定分子量,必须在实际气体的压力十分低的极限情况下,即p→0时,应用理想气体的气态方程式计算,然后作图外推,才能得到较准确的结果。)
六、(本题共16分)
实验测得碱土金属卤化物气态分子的几何构型有两种:一种为直线型,一种为弯曲形。如BeF2,CaCl2和SrI2。分子为直线形(其中键角∠XAX=180°);MgF2和BaI2分子为弯曲形(∠XAX<180°)等。
价键理论认为,AXn型分子的几何构型取决于中心原子 A所采取的杂化轨道类型,而A原子取何类型杂化轨道除考虑对称性因素外,还要考虑能量因素,即激发能尽可能小,而真实键能尽可能大,并假定真实键能与轨道强度s的平方和∑s2成正比。对于AX2型分于,该理论方法的主要结论如下:

*Psp——是激发一个ns电子到np轨道上所需要的激发能。
请根据上述实验事实和价键理论的结论
1.找出碱土金属卤化物气态分子几何构型的一般规律。(用图表形式表明)。
2.根据你得出的规律,预言BaF2,BeCl2,CaBr2和MgI2分子的几何构型。
3.用价键理论定性阐明你得出的规律。分析问题时,可能用到的知识补充如下:
Psp规律:Be>Mg>Ca>Sr>Ba。
键长规律:M-F<M-Cl<M-Br<M-I。
1987年复赛试题
?
一、指出下列化合物活性由强到弱的顺序(10分)
1.环的稳定性____。
?
2.碱性强弱____。
3.酸性强弱____。
4.水中溶解度____。
(1)甘油????????? (2)1—丁醇?????????????? (3)桐油
5.水解速度____。
(1)CH3COOC2H5??????? (2)CH3CONH2???????????? (3)CH2COCl
二、根据下列实验事实,鉴别注字母的各物质,将化学式填入相应的空格内(10分)。
?
A____,B____,C____,D___,E___,F___, G___, H___, I___,J___。
三、(本题8分)
在室温下,铜线暴露在空气中时,其表面逐渐覆盖一层黑色氧化物CuO。当此铜线被加热超过一定温度后,黑色CuO就转变为红色氧化物Cu2O。试通过计算解释上述两种现象,并估计后一种现象发生时的温度。
已知有关物质在298K时的热力学数据如下:
四、(本题共20分)
试解释以下现象,并写出有关化学方程式:
1.金属锌溶于氨基钠(NaNH2)的液氨溶液中,并释放出氢气;小心加入碘化铵产生白色的沉淀,若继续加入碘化铵,沉淀溶解。
但是,在水溶液中,Cu2+离于可以从碘化钾中释放出I2。
3.在工矿企业工作长期接触重金属的人,如果防护不严,吸入重金属积聚体内可引起中毒,其原因是重金属离子如Hg2+等,能使含有巯基的蛋白酶
4.人体血浆中正常的pH值为7.35~7.42,如果pH值高于7.50或低于7.20分别表现为代谢性碱中毒或酸中毒,为纠正酸碱失调,临床上一般给患者补给化学药物(既可口服又可静脉注射)来纠正。试分别指出补给的药物名称及纠正的过程。
5.解释下列分子的空间构型:BF3(平面三角形),NF3(三角锥形),ClF3(T形)
6.解释三卤化硼接受电子对的能力是BF3<五、(本题10分)
在叔丁醇中加入金属钠,当钠被消耗后,在反应混合物中加入溴乙烷,这时可以得到C6H14O;若在乙醇和金属钠反应的混合物中加入2-甲基-2-溴丙烷,则有气体产生,在留下的混合物中仅有一种有机物—乙醇,写出上述反应方程式。
六、(本题共10分)
等电点是氨基酸和蛋白质的一个重要物理化学特征。当溶液的pH值与等电点(等电pH)一致时,化合物的总电荷为零,下表中列出某些氨基酸的等电点,指出在标明的pH值下,各氨基酸在电场中的移动方向(向正极或负极),并说明原因。
?
七、(本题12分)
有一PbO和PbO2的混合物,用高锰酸钾法测定其含量。称取该样品0.7340克,加入20.00毫升0.2500mol·L-1草酸溶液,将PbO2还原为Pb2+,然后用氨水中和溶液使全部Pb2+形成PbC2O4沉淀。过滤后将滤液酸化,用标准KMnO4溶液滴定,计用去0.0400mol·L-1KMnO4溶液10.20毫升,沉淀溶解于酸中再用同一KMnO4标准溶液滴定,用去30.25毫升,计算试样中PbO和PbO2的百分含量(铅的原子量:207.2)。
八、(本题共20分)
760℃和1013.3kPa下,令氢气和某稀有气体(体积比为1∶1)慢慢通过盛有熔融AgI的舟皿,而使部分AgI还原为Ag。然后让反应后的气体通过盛有20.00cm30.1000mol·dm-3NaOH的洗气瓶,并收集干燥后的尾气。某次实验后,洗气瓶内的溶液可以被4.500dm30.1000mol·dm-3的HCl溶液中和,并在17.0℃101.3kPa下收集得干燥尾气254.9cm3(已知760℃时纯HI气体有30.00%分解为单质)。
1.写出该实验过程中所发生的全部反应的方程式,并配平。
2.计算尾气中氢气的物质的量。
3.计算舟皿中银的物质的量。
4.如何将银从AgI中分离出来。
1987年竞赛试题
?
原子量:H? 1.01,C? 12.0,O? 16.0,B? 10.8,Cl? 35.5,S? 32.1,K? 39.1
一、填空题(共20分)
1.36克水和100克重水(D2O)分别与足量的金属钠反应,产生的气体体积之比为____。
2.不挥发的溶质能降低溶剂的蒸气压,因而使它的溶液的沸点比纯溶剂的沸点____。
3.固体NaCl与浓硫酸反应得到HCl气体,固体溴化钠与浓H2SO4反应得到____,说明Br-的还原性比Cl-强。
4.在浓度一定时,升高温度使反应速度增大的主要原因是________。
5.氯水中含有____等分子和____等离子。
6.在NaHCO3、(NH4)3PO4、FeCl3、KCN、NH4NO3、KCl、NH4Ac等盐溶液中,____显酸性,____显碱性。
7.在络合物中,影响中心离子配位数多少的因素为:中心离子的电荷数愈高,配位数愈____,中心离子的半径愈大,配位数愈____,配位体的半径愈大,配位数愈____,配位体的电荷数愈高,配位数愈____。
8.已知A元素原子最外层电子数为2,次外层为8个电子,B元素核外电子数比A多10个,A、B元素属于同一周期,原子序数小于36。A元素的名称是____,B元素的符号是____,原子半径是____大,两种元素相应氧化物的水化物的碱性是____强。
9.久盛高锰酸钾的滴瓶可用____清洗,久盛石灰水的试剂瓶可用____清洗,做过碘升华实验的烧杯可用____清洗,做过银镜反应的试管可用____清洗。
10.当电石与水反应时,生成的气体通入银氨溶液会析出黑色沉淀,其原因是____。如果要得到纯净的电石气,应将气体通过____溶液,进行净化处理。
11.随着溶液的浓度减小,弱酸的电离度____,[H+]将________;而弱酸的电离常数与____的变化无关,与____的变化有关。
12.用NaOH溶液滴定醋酸时,应选用____作指示剂,等当点时溶液的pH值____7;用盐酸滴定氨水时,应选用____作指示剂,等当点时溶液的pH值____7。
13.在形成pH3分子的过程中,P原子的轨道进行____杂化,其中一个杂化轨道被P原子的____占有,其余杂化轨道分别与氢原子的s轨道沿轨道对称轴方向形成____键,pH3分子的几何构型为____形。
14.当强酸与强碱在稀溶液中发生中和反应时,每生成____水,都放出13.7千卡的热量,而当弱酸弱碱在稀溶液中发生中和反应时,每生成同样量的水所放出的热量____13.7千卡。
二、选择题(共30分)
下列每题可能有一个或多个正确答案,请将正确答案的标号填入括号内。(注意:全对者才给分)
1.下列物质不是均匀混合物的是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.花岗石样品?????????? B.澄清的食盐溶液
C.氨水?????????????????????? D.高山上的清洁空气样品
2.下列化合物中,最易水解的是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.NaCl???? B.MgCl2????????????? C.AlCl3??????????? D.SiCl4
3.反应H2+I2(气) 2HI,平衡常数K的表达式正确的是???? [??? ]
4.金属铁与充足的氯气反应,其产物是???????????????????????????? [??? ]
A.FeCl2???????????????????????????????????????? B.FeCl3
C.FeCl2与FeCl3的混和物?????????? D.FeCl3和Fe2O3的混和物
5.Ag的电子层结构是??????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.[Kr]4d105s1???????????????? B.[Kr]4d95s2
C.[Kr]4d104f145s1??????????? D.[Ar]3d94s2
E.[Ar]3d104s1
6.实践证明,土壤胶体吸附作用主要吸附的离子是???????? [??? ]
A.负离子??????????????????????????? B.H2O中的OH-离子
C.H2O中的H+离子??????????? D.正离子
7.下列物质既可作氧化剂,又可作还原剂的是???????????????? [??? ]
A.Al2O3???? B.H2S???????? C.H2O2???????????? D. HClO???????? E.Na2SO3
8.下列化学方程式正确的是???????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.C6H5NH3Cl+NaOH→C6H5NH2+NaCl+H2O
B.2KMnO4+17H2O2+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+11O2+20H2O
C.Fe3++Sn2+=Fe2++Sn4+
D.C+4HNO3=4NO2↑+CO2↑+2H2O
9.下列分子中是极性分子的是???????????????????????????????????????????? [??? ]
A.H2S????? B.C6H6?????????? C.CS2????????????? D.CHCl3????????? E.SO2
10.下列说法正确的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.碳酸氢钠溶液显弱碱性,是由于HCO3在水中的电离趋势小于水解趋势
B.Li,Na,K在氧气中燃烧均能生成氧化物,过氧化物和超氧化物
C.含有杂质镁的锌粒在稀硫酸中比纯锌溶解得更快
D.I-的还原性比Cl-强,所以I-易于被还原为I2。
11.下列各组物质能发生反应的是?????????????????????????????????????? [??? ]
A.正丁醇与稀盐酸??????????????????????????????????? B.苯胺水溶液与溴水
C.浓硝酸在常温时置于光照的条件下??? D.把白磷投入水中
12.以下化学用语表示正确的是?????????????????????????????????????????? [??? ]
13.下列说法正确的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.0.2mol·L-1 盐酸中[H+]是0.1mol·L-1 硫酸中[H+]的2倍。
B.0.2mol·L-1 盐酸中[H+]是0.1mol·L-1 醋酸中[H+]的2倍。
C.0.2mol·L-1磷酸溶液中[H+]是[PO3-4]的3倍。
D. 0.4mol·L-1氯化钠溶液150毫升和0.2mol·L-1氯化镁溶液350毫升混和,混和液中氯离子的摩尔浓度是0.4mol·L-1。
?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.22千卡????? B.250千卡???????? C.114千卡??????????? D.11千卡
15.pH=1的盐酸溶液40毫升和pH=13的氢氧化钠溶液40毫升混和,混和后溶液的pH值是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.14???????? B.13????????????? C.7????????????????? D.0
16.pH=4的盐酸溶液,用纯水将其稀释1000倍后,溶液的pH值是????? [??? ]
A.pH<6?????????????????????????? B. pH=7
C.6<pH<7???????????????????? D.pH>7
17.在下述水溶液中,容易溶解AgBr的是???????????????????????? [??? ]
A.氨水?????????????????????? B.溴水??????????????????????????? C.碘化钾水溶液
D.NaOH水溶液??????? E.硫代硫酸钠水溶液
18.制取Al2S3的正确方法是????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.AlCl3溶液与Na2S溶液混合???????? B.AlCl3溶液通入H2S气体
C.Al与S共热?????????????????????????????????? D.Al与氢硫酸作用
19.分别向Na3PO4,NaH2PO4,Na2HPO4三种溶液中滴加AgNO3溶液,其沉淀物?????? [??? ]
A.都是Ag3PO4
B.分别是Ag3PO4,AgH2PO4Ag2HPO4
C.都是AgH2PO4
D.都是Ag2HPO4
20.用下面哪一种试剂可以鉴别出盐酸、氨水、丙醛、丙醇?????? [??? ]
?
A.KMnO4溶液???????????????? B.菲林试剂
C.溴水???????????????????????????? D.AgNO3溶液
21.发酵和皂化反应的共同点是它们都能生成?????????????????? [??? ]
A.酯????? B.醇?????????? C.酸???????????? D.肥皂
22.下列四组溶液,不用其它试剂可以鉴别的是?????????????? [??? ]
A.NaBr,HCl,AgNO3,Na2CO3,NaNO3
B.NaCl,MgCl2,Al2(SO4)3,NH4Cl
C.Na2CO3,AgNO3,NH4Cl
D.CuSO4,BaCl2,AgNO3,CaCl2
23.由热化学方程式:
2C(固)+O2(气)=2CO(气)+52.8千卡
C(固)+O2(气)=CO2(气)+94千卡
C(固)+H2O(气)=CO(气)+H2(气)?31.4千卡
可以判断碳的燃烧热是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.26.4千卡/摩???????????? B.94千卡/摩
C.31.4千卡/摩???????????? D.67.6千卡/摩
24.原电池和电解池不同,因为原电池是?????????????????????????? [??? ]
A.由化学反应产生电流
B.由电流产生化学反应
C.在两个电极上分别发生氧化和还原
D.有离子在电极之间移动
25.下列说法不正确的是?????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.化学平衡限于化学变化
B.吕·查德里原理不能定量预测平衡移动的程度
C.工业上生产SO3,通常是在高温下使SO2氧化,升高温度的目的,并不是为了提高平衡转化率
D.加压很难使溶液中的化学平衡移动
26.镁、铝都是较活泼的金属,下列描述正确的是?????????? [??? ]
?
A.都能很快溶解在水中
B.都能很快溶解在碱溶液中
C.都能很快溶解在NH4Cl溶液中
D.铝能很快溶解在碱溶液中,镁很快溶解在NH4Cl溶液中
27.下列化合物中属于高分子化合物的是?????????????????????????? [??? ]
A.脂肪???? B.石棉????????? C.蛋白质?????????? D.石油
28.与银氨溶液作用能发生银镜反应的有?????????????????????????? [??? ]
A.甲酸甲酯????????????????? B.葡萄糖溶液
C.淀粉溶液????????????????? D.乙醇
29.与含碱的酚酞溶液共热,红色能褪去的有?????????????????? [??? ]
A.乙酸乙酯????????????????? B.酒精
C.醋酸钠溶液????????????? D.硫化钠溶液
30.下列反应中错误的是?????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
B.C2H5Br+H2O C2H5OH+HBr↑
C.C2H5OH+H2SO4—→C2H5OSO3H+H2O
三、问答题(9分)
分子式为C4H10O的醇共有几种异构体?其中哪一种最容易与钠反应?哪一种最容易脱水?分别写出上述各种醇脱水后的主要产物结构和名称。
四、由实验事实判断未知物(共21分)
1.由四种无色气体组成的混合气体,依次通过下表所示的试剂,并将观察到的现象亦列入表中,根据现象试回答下列有关问题:
(a)判断混合气体是由___ ___ ___ ___组成的。
(b)写出与序号(2)试剂反应的方程式(要求配平)。
(c)写出与序号(5)试剂反应的方程式(要求配平)。
2.有A、B两种化合物,其水溶液均为无色。A溶液呈酸性,B溶液呈碱性。B既能与酸反应又能与碱反应都生成水。根据下列实验现象,将适当的化学式填入括号内:
(a)判断A是____B是____。
(b)写出(1)和(3)步的反应方程式(要求配平)。
3.一化合物中,碳、氧、氢元素的含量分别为63.1%,31.6%,5.30%。根据这些数据,确定该化合物的最简式。(提示:应考虑数据的实验误差,从而作出合理的结论。)
五、由实验事实推定化学反应方程式(共20分)
Na2S2O3是常用的还原剂,与弱氧化剂(如I2)作用,被氧化成Na2S4O6。现有下列实验事实:
(1)将10.0cm3SO2水溶液稀释到500.0cm3,取稀释溶液10.0cm3加到25.0cm3碘溶液中。滴定过量碘需要9.30cm3含S2O2-3为100mol·m-3的硫代硫酸盐溶液。若取25.0cm3的上述碘溶液需要此硫代硫酸盐溶液22.5cm3。
(2) 10.0cm3S2Cl2(密度为1.68g·cm-3)溶于石油醚中,得到100cm3有色溶液,将它慢慢加到50.0cm3上述原始SO2水溶液中,并振荡,当有色溶液加到 66.7cm3时,反应达到完全。水层以KOH水溶液进行中和,得到无水钾盐的结晶,除水外,唯一的另一产物KCl保留在水溶液中。
(3)称取上述无水钾盐50.0mg作为试样,溶解在50%HCl水溶液中,它需要与23.2cm3含IO-3为25.0mol·m-3的碘酸钾溶液完全反应。试推定(a)SO2和S2Cl2在水溶液中的反应方程式;(b)无水钾盐和KIO3在50%HCl水溶液中的反应方程式。
1988年复赛试题*
(时限:3小时,满分110分)
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原子量:N(14.0),H(1.01),C(12.0),O(16.0),Ca(40.0),F(19.0),U(238.0),V(50.9)
*1988年初赛采用全国试题。
一、选择题(28分)
注意:下列各题中,个别题有两个正确答案,全对者才得分。
1.若氦气和氢气都含有N个质子,则它们具有相同的??? [??? ]
A.原子数?????? B.分子数??????????? C.体积
D.中子数?????? E.质量
2.下列各物质中,有固定沸点的是???????????????????????????????????? [??? ]
A.汽水?????????? B.软水??????????????? C.重水
D.溴水?????????? E.王水
3.具有下列外围电子层排布的元素,它们的单质W克分别与足量的稀盐酸反应,相同状况下产生氢气最少的是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A. 3s2 ?????????? B.3s23p1????????????? C.4s2
D.3d64s2????????? E.3d104s2
4.加入KHSO4,可使下列哪种离子在溶液中的浓度降低???? [??? ]
A.Al3+????????????? B.NH+4??????????????? C.AlO-2
D.S2-?????????????? E.Cl-
5.汞与硝酸反应时,若两者消耗的物质的量之比为3∶8,则反应中生成的唯一还原产物是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.NH3???????????? B.N2??????????????????? C.N2O
D.NO???????????? E.NO2
6.肥皂溶于热水,冷却后再加盐酸,将有沉淀产生,这沉淀是 [??? ]
A.氯化钠?????????????????? B.高级脂肪酸钠
C.高级脂肪酸?????????? D.油脂
7.某金属硝酸盐的水溶液,用铂电极电解时,阳极产生的气体在标况下的体积为560cm3,在阴极上析出的金属为m克,若金属的化合价为+n,则金属的原子量为? [??? ]
A.m·n?????????????????????? B.m/n
C.20m·n?????????????????? D.10m·n
8.土豆淀粉溶于热水,制成的胶体溶液,加入淀粉酶与它作用,然后,把这个溶液装入玻璃纸袋里浸入水中时,从玻璃纸袋里渗出来的物质是?????????????????????? [??? ]
A.淀粉酶???????????? B.糊精??????????????? C.乳糖
D.麦芽糖???????????? E.葡萄糖
9.在氯化铵的水溶液中,含量最多的是???????????????????????????? [??? ]
A.NH+4?????????????? B.NH4Cl??????????????? C.NH3·H2O
D.Cl-???????????????? E.H3O+
10.一元弱酸HA的电离度为α,在含有1molHA的水溶液中,未电离的HA分子和离子的总数为阿佛加德罗常数的?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.一倍???? B.α倍???????????? C.(1-α)倍??????????? D.(1+α)倍
11.在50cm30.025mol·dm-3Ba(OH)2溶液中,通入CO2后,过滤,若在滤液中加入0.1mol·dm-3盐酸20cm3,就可以中和,Ba(OH)2吸收CO2的体积(标况下)是???? [??? ]
A. 2.8cm3????????? B.5.6cm3???????????? C.7.8cm3
D.11.2cm3????????? E.15.6cm3
12.a摩的C2H4(气)和b摩的H2(气)反应,达到平衡时,生成C摩的C2H6(气),平衡时混合气体中C2H6 的体积百分数是???????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]

13.在下列四个反应式中,如果反应从左到右进行,氧化剂由强到弱的顺序是?? [??? ]
2Y-+W2=2W-+Y2???? 2Y-+X2=2X-+Y2
2W-+X2=2X-+W2???? 2X-+Z2=2Z-+X2
A.X2>W2>Y2>Z2????????????????????? B.W2>Y2>Z2>X2
C.Z2>X2>W2>Y2????????????????????? D.Y2>Z2>X2>W2
14.下列不能用于提纯的方法是?????????????????????????????????????????? [??? ]
A.升华?????????? B.蒸馏??????????????? C.重结晶
D.滴定?????????? E.吸附
15.烟花的主要成分是氧化剂、还原剂、着色剂,下列几种配方较合理的是?????? [??? ]
A.KNO3 ,C,S????????????????????????????? B.KClO3,KNO3,S
C.Sr(NO3)2KNO3,Mg?Al粉?????????? D.KNO3,C,Mg-Al粉
16.为了使鸡蛋保鲜,可在蛋壳上涂上一层水玻璃溶液,这是利用了水玻璃的?? [??? ]
A.氧化性??????????????? B.还原性
C.碱性??????????????????? D.易水解性
17.晴朗的天气,天空总是蓝色的,这是由于?????????????????? [??? ]
A.太阳光本身的颜色??????? B.光线的反射?
C.胶态粒子的散射??????????? D.水蒸气的影响
18.在地壳内,深度每增加1km,压力大约增加25250—30300kPa,在这样大的压力下,对固体物质的平衡会发生较大影响。如
CaAl2Si2O8+Mg2SiO4=CaMg2Al2Si3O12
钙长石?? 镁橄榄石? (钙镁)石榴子石
摩尔质量/g·mol-1????? 278???????? 140.6???????? 413.6
密度/g·cm-3?????????????? 2.70??????? 3.22?????????? 3.50
在地壳区域变质的高压条件下,有利于?????????????????????????????? [??? ]
A.钙长石生成????????????????????????? B.镁橄榄石生成
C.钙长石和镁橄榄石共存????? D.(钙镁)石榴子石生成
19.浸在水中的铁桩,受腐蚀最严重的是?????????????????????????? [??? ]
A.水下部分?????????????????????????? B.水上部分
C.水与空气交界处?????????????? D.各处相同
20.已知H3PO4的Ka,2=6.3×10-8, Ka,3=3.6×10-13,将0.1mol·L-1Na3PO4溶液加强酸调至pH=7.2,此时溶液中?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.PO3-4占优势?????????????????????? B.HPO2-4占优势
C.H2PO?4占优势?????????????????? D.[HPO2-4]/[H2PO-4]=1
21.HAc(醋酸)在下列溶剂中离解常数最大的是???????????????? [??? ]
A.液NH3?????????????????????? B.H2O
C.液态HF??????????????????? D.纯H2SO4
22.称取0.3300克漂白粉与过量HCl作用,所放出的Cl2(g)全部通入酸性KI溶液中,再用0.1200mol·L-1Na2S2O3滴定所析出的I2,用去Na2S2O3溶液25.00cm3,则此漂白粉的“有效氯”是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.16.11%????????????? B.64.45%????????????? C.32.23%
D.31.66%???????????? E.上述结果都不对
23.欲处理含Cr(VI)的酸性废水,选用的试剂是??????????????? [??? ]
A.FeSO4,NaOH???????????????? B.H2SO4,H2C2O4
C.FeCl3NaOH?????????????????????? D.NaOH,Al(OH)3
24.在以MnO2为原料制备KMnO4的过程中,先将MnO2放入KClO3和NaOH混合熔融液中反应,得一固熔体,再将固熔体用水浸取,过滤得绿色溶液,将绿色溶液在空气中久置,表面出现了紫红色,在这些过程中Mn的价态变化是??????????????????????????????????????????? [??? ]
A.Mn(IV)→Mn(VI)
B.Mn(IV)→Mn(VI)
C.Mn(IV)→Mn(VI)→Mn(VⅡ)
二、填空题(28分)
1.用过量的Ca2+处理1.76克的氟化铀样品,得到1.17克CaF2,则铀的氟化物的最简式为____。
____kJ。
3.光化学烟雾中,主要的眼睛刺激物是丙烯醛,其分子的结构式是____,并注明各C原子的杂化类型。
4.指出下列物质中,各存在的最强的力:
a.He____,b.H2____,
c.CaF2____,d.石棉____,
e.Na____,f.H2S____。
5.某纯液体在0℃时是良导电体,它不溶于水,在25℃时具有极低的蒸气压,则此物质为____。
6.理想气体定律____(能或不能)用来测定恒温下蒸气压如何随体积变化而改变。
7.已知H2(g)+S(s)=H2S(g), Kc=1.0×10-3;S(s)+O2(g)=SO2(g),KC=5.0×106。则反应H2(g)+SO2(g)=H2S(g)+O2(g)的kC为____。
8.在某温度下,反应4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g)的KC=1.6,若反应从HCl为1.20mol、O2为0.60mol、H2O为1.40mol、Cl2为0.80mol开始,在4.0dm3的容器中进行,反应向____方向进行才能达到平衡。
9.下列溶液的浓度均为0.1mol·L-1,KBr,HI,NH3,KCN,NaOH,NH4Br。试按pH值递增的次序排列______________。
10.已知在476℃时,反应Ag2S(s)+H2(g)= 2Ag(s)+H2S(g)的Kp=0.36,若在该温度下,密闭容器中将3molAg2S还原为Ag,则最少需要H2____摩。
11.已知反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的活化能为155kJ.mol-1,反应
H2(g)+Cl2(g)的活化能为____kJ·mol-1。
12.25cm3Na2CO3和NaHCO3混合液,用酚酞为指示剂时,能与浓度为0.11mol·dm3的HCl溶液11.36cm3反应;而用甲基橙作指示剂时,需耗此HCl39.77cm3,则混合液中(a) Na2CO3的浓度是____mol·dm-3,(b) NaHCO3的浓度是____mol·dm-3。
13.戊醇有____种同分异构体,其中有旋光性的是________,能够氧化成羧酸C5H10O2的是____,不能够生成烯烃的是____。
14.草酸的实验式是____,分子式是____,构造式是____。
三、(本题共10分)
化合物A、B、C的蒸气对甲烷的相对密度分别为4.9,5.5,2.75。A为烃类,燃烧能生黑烟,与KMnO4和Br2水不发生反应。B与银氨溶液作用时,生成银镜,与10%NaoH溶液作用时则得D和E。化合物C,E在碱性条件下与I2-KI溶液作用均能产生黄色沉淀(提示:与羰基成邻位的甲基才有此反应,生成的CHI3,为难溶于水的黄色沉淀)。试推导出A,B,C,D,E的结构式,并说明推导的依据(注意:无推导根据者,不给分)。
A:____?? B:____
C:____??? D:____
E:____。
推导的根据:
四、分离提纯(共15分)
1.当乙酸与乙醇在硫酸作用下回流酯化后,最后反应混合物中含有乙酸、乙醇、硫酸、水和乙酸乙酯,试述分离纯化乙酸乙酯的手续。
2.请用五种试剂(或溶剂)把下列五种固体从混合物中逐一溶解,每种试剂(或溶剂)只溶解一种物质,并说明溶解顺序:
AgCl?? KNO3? ?SnS2?? CuS?? PbSO4
五、(本题共13分)
根据下列实验事实,判断注字母的化合物,并写出各变化的方程式。
有一种白色固体A,加入无色油状液体B,可得紫黑色固体C。C微溶于水,加入A后C的溶解度增大,成棕色溶液D。将D分成两份,一份中加一种无色溶液E,另一份通入气体F,都褪色成无色溶液。E溶液遇酸有淡黄色沉淀。将气体F通入溶液E,在所得的溶液中,加入BaCl2溶液有白色沉淀,后者难溶于HNO3。
A:______? B:______? C:______
D:______? E:______? F:______
反应方程式:
六、(本题共16分)
钒在现代化工业和国防技术中有着广泛而重要的用途。我国四川攀枝花地区蕴藏着世界上少有的极为丰富的钒钛磁铁矿,为我国四化建设提供了优厚的物质条件。钒有多种价态,钒的化学是丰富多彩的。
1.试配平下列反应式:
2.25.0cm3钒酸铵溶液以H2SO4酸化。加热至沸,通SO2使之还原。在过量SO2被煮沸除去后,该溶液需要加入18.73mol·m-3KMnO4溶液23.2cm3,方能得到持久的粉红色,计算钒酸铵溶液的浓度。
3.若将上述钒酸铵溶液10cm3酸化后通过锌汞齐柱进行还原,从柱中流出的紫色溶液,需要加入上述KMnO4溶液27.8cm3才能产生持久的粉红色。计算紫色溶液中钒的化合价是多少?
4.加钒酸铵溶液于热的草酸铵和草酸溶液中,能制得蓝色络合物晶体,应用下述实验结果,求其化学式(NH4)xVO(C2O4)Y·2H2O中的x和y值。
称取蓝色络合物237.4mg,溶解在过量的热的稀硫酸中,用19.4mol·m-3的KMnO4溶液滴定,需要38.95cm3。当再加少量亚硫酸钠晶体于此溶液中,加热,溶液又变成蓝色。使溶液沸腾,以除去过量的SO2,然后冷却。再用19.4mol·m-3KMnO4溶液滴定,只需要7.8cm3。
1989年全国化学竞赛初赛试题
一、写出制备金属硫化物的几类方法(按:铜、铁……等分别和硫作用均归属金属和硫反应类)。
二、写出制备二氧化硫的几类方法(按:铜、锌……。等分别和浓硫酸作用归为同一类反应)。
三、1.磁性材料Fe2O3可由FeSO4热分解反应制得。写出反应方程式。
2.在醋酸溶液中K4Fe(CN)6和NaNO2反应可得纯NO。写出反应式。
3.在酸性溶液中NaNO2和KI反应可得纯NO。写出仅应式。
按下列两种步骤进行实验(1)先把NaNO2加入酸性溶液后再加 KI,(2)先混合KI和酸性溶液后再加NaNO2。问何者制得的NO纯?
4.硫和石灰乳反应得五硫化钙(CaS5)和硫代硫酸钙(CaS2O3),写出反应式。
四、如图装置。钥匙中盛硫,金属丝为加热用,容器内盛O2,U型管内盛汞,反应前两侧液汞面持平。给金属丝通电加热使硫起反应。反应完成后使容器内温度恢复到反应前温度,U型管两侧液汞面仍持平。
1.由实验结果能得到什么结论?
2.若反应前容器内盛空气或N2O。分别如上实验并恢复到原温度时(已知主要反应产物相同),U形管两侧液汞面是否持平。说明原因。
五、某温、某压下取三份等体积无色气体A,于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0克/摩尔。于25、80、90℃下各取l1dm3(气体压力相同)上述无色气体分别溶于10dm3水中,形成的溶液均显酸性。
1.无色气体为 ;
2.各温度下摩尔质量不同的可能原因是:
3.若三份溶液的体积相同(设:溶解后溶液温度也相同),其摩尔浓度的比值是多少?
六、1.写出Fe(Ⅲ)和I-在溶液中的反应现象和反应方程式。
2.有足量 F-时,Fe(Ⅲ)不和I-反应。请说出原因。
3.往1.的溶液中加足量F-,有什么现象?原因何在。
4.在足量2mol/dm3 HCl溶液中加Fe(Ⅲ)、I-、F-。请说出反应现象,它可能和实验2的现象有何不同?
七、在开采硫铁矿(FeS2)地区,开采出的矿石暴露在空气和水中,逐渐被氧化。有关的反应可表示如下:
1.请写出①~⑤反应的(配平的)方程式。
2.如果矿山中水流(或雨水)不断淋洗硫铁矿,总的趋势是什么?为什么?
3.在反应③、④中,什么物质被氧化?通过硫铁矿的水显酸或碱性?如果反应③中途停止(断绝O2供给),但仍有FeS2剩余,将引起什么结果?
八、把CaCl2与Na2HPO4溶液混合时,可得磷酸八钙Ca8H2(PO4)6·5H2O晶体沉淀,把所得沉淀长时间加热可以水解生成羟基磷灰石结晶Ca5(PO4)3(OH)。写出水解的反应方程式并讨论下列问题。
1.下列两种方法中,哪一种得到的羟基磷灰石多?为什么?
①1mol/dm3 CaCl2 50cm3和1mol/dm3 Na2HPO4 30cm3混合后,将所得Ca8H2(PO4)6·5H2O滤出。再将它放在80cm3水中于80℃加热5小时。
②1mol/dm3 CaCl2 50cm3和1mol/dm3 Na2HPO4 30cm3混合后,直接在80℃加热5小时。
2.在实验中,按①法制得的产物含Ca与含P摩尔比为1.5。计算Ca8H2(PO4)6中有多少摩尔百分比已转化为Ca5(PO4)3(OH)?
九、自然界中往往存在许多有趣也十分有意义的现象,下表列出了若干化合物的结构、分子式、分子量和沸点
结构式
分子式
分子量
沸点(℃)
(1)H-O-H
H2O
18
100
(2)H3COH
CH4O
32
64
(3)H3CCH2OH
C2H6O
46
78
(4)H3C-OH
C2H4O2
60
118
(5)H3CCH3
C3H6O
58
56
(6)H3CCH2CH2OH
C3H8O
60
97
(7)CH3CH2OCH3
C3H8O
60
11
1.写出(1)~(7)种化合物的化学名称。
2.从它们的沸点看,可以说明哪些问题?
十、化合物被涂在手术后伤口表面在数秒钟内发生固化并起粘结作用以代替通常的缝合。
1.写出该化合物的化学名称。
2.固化和粘结的化学变化是什么?写出反应方程式。
参考答案
一、1.金属和硫反应:Fe+S=FeS
2.金属和硫化氢反应:4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O
3.金属离子和氢硫酸反应:Hg2++H2S=HgS+2H+
4.硫酸盐和碳反应:Na2SO4+4C=Na2S+4CO
5.碱和硫化氢反应:2NaOH+H2S=Na2S+2H2O
二、1.金属和浓硫酸:
Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O
2.非金属和浓硫酸:S+2H2SO4=3SO2↑+2H2O
3.硫和氧气:S+O2=SO2
4.硫化氢和氧气:2H2S+3O2=2SO2+2H2O.
5.亚硫酸盐和强酸:Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O
6.硫酸盐热分解:2CaSO4=2CaO+2SO2↑+O2↑
三、1.2FeSO4=Fe2O3+SO2↑+SO3↑
2.K4Fe(CN)6+NaNO2+2HAc=K3Fe(CN)6+NO↑十KAc+NaAc
3.2NaNO2+2KI+2H2SO4=2NO↑+I2+2Na2SO4+2H2O
第(2)种方法的产物纯。因NaNO2在酸性溶液中分解为NO和NO2。
4.3Ca(OH)2+12S=2CaS5+CaS2O3+3H2O
四、1.气志产物分子中含二个氧原子。(不能确证其为SO2)
2.盛空气时,反应后两侧液汞面持平。盛N2O时,若1mol N2O和S反应,生成1mol N2及半mol气态硫的氧化物,反应后产物体积增大。故左侧液汞面高于右侧液面。
五、1.HF
2.HF以氢键结合之故。
3.在稀溶液中其摩尔浓度之比(25、80、90℃)为:2.90︰1.03︰1.00
六、1.2Fe3++2I-(或3I-)=2Fe2++I2(或I3-)棕色溶液。
2.Fe3+、和F-配合使Fe3+浓度降低。
3.因F-和 Fe3+(残余)配合,使平衡向在移动。棕色变浅。
4.因F-和H+生成HF,使F-的浓度降低,一定程度上不利于Fe3+和F-的配合。因此,有少量Fe3+将与I-发生反应,即可能出现浅的黄棕色。
七、1.①2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4SO42-十4H+
②FeS2=Fe2++S22-
③4Fe2+十O2十4H+=4Fe3++2H2O
④FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
⑤Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+
2.FeS2向Fe(OH)3转化。因水冲洗时,Fe3+迅速水解。即促进反应⑤而中止反应④。
3.③中是Fe2+被氧化,④是FeS2中的 S被氧化。显酸性。Fe(OH)3溶解。
八、5Ca8H2(PO4)6·5H2O=8Ca5(PO4)3(OH)+6H3PO4+17H2O
1.(2)多,因(1)中滤掉了H3PO4
2.56%转化
九、1.水、甲醇、乙醇、乙酸、丙酮、丙醇、甲乙醚。
2.(1)1、2、3、4、6化合物分子间都有氢键,所以其沸点较化5、7高。
(2)2、3、6为同系物,分子量高,沸点也高。
(3)4、6、7化合物的分子量相同。因4能成双分子,所以沸点高。7无氢键,沸点低于6。
十、1.α-氰基,α-丁烯酸乙酯
2.
1989年复赛试题
?
原子量:Al(26.98)? Mg(24.31)? O(16.00)? Cr(52.0)?? Br(79.9)?? N(14.0)?? Cl(35.5)
一、(本题共20分)
在氨氧化制硝酸的过程中,先将氨氧化为NO,NO在常压下温度低于150℃时,几乎100%氧化成NO2。
NO2在低温时,容易聚合成N2O4,2NO2 N2O4,此反应且能很快建立平衡,在140℃左右,气体完全由NO2组成。
NO与NO2可发生下列可逆反应:NO+NO2 N2O3,N2O3很不稳定,在液体和蒸气中大部分离解为NO和NO2,所以在NO氧化为NO2过程中,含N2O3只有很少一部分。
亚硝酸只有在温度低于0℃和浓度很小时才稳定。试问:
(1)在NO的氧化过程中,可能有哪些气体产生?
(2)写出(1)所产生的气体与水的反应式。
(3)写出75℃时用水吸收(1)所产生的气体来制取硝酸的总反应式。
(4)当NO通过三次氧化三次吸收(假设每次氧化和吸收率均为100%),求NO转化为HNO3的转化率。
(5)对于反应:2NO2(g) N2O4(g),若开始时,NO2的压力为P,密度为do,维持压力P和温度不变,使其达到平衡,测得混合气体的密度为d,求该反应在此温度下的Kp。
二、(本题共20分)
镁、铝都是较活泼的金属,在一定条件下能与氧、氮等起反应。镁铝合金粉可用作烟火材料。
(a)取此合金粉与足量的稀硫酸反应,在大气压为101325Pa,温度为25℃时,在水面上收集到气体的体积为0.5052dm3。
(b)另取等量的此合金粉在氧气中燃烧,将燃烧产物用足量的稀硫酸处理,将不溶物用水洗净烘干,称重为0.3399克。
(c)再取等量的此合金粉使之在空气中燃烧,将燃烧产物用足量的稀氢氧化钠溶液处理,将溶液滤去,残渣先用氢氧化钠溶液洗涤,然后用水洗净,再将残渣在高温下灼烧至恒重,得0.7090克。(25℃时,饱和水蒸气压为3167Pa,R=8.314kPa·dm3·mol-1·K-1)。
(1)求产生H2的物质的量;
(2)求在氧气中燃烧时生成MgO的质量;
(3)写出(c)中的各步化学反应方程式;
(4)求在空气中燃烧时生成Al2O3的质量;
(5)求合金粉中Al的百分含量。
三、(本题共20分)
推测化合物(1)~(8)的结构式,并指出哪些结构式有光学异构。
(1)______???????????????? (2)______
(3)______???????????????? (4)______
(5)______???????????????? (6)______
(7)______???????????????? (8)______
四、(本题共20分)
许多作者研究过以空气氧化水溶液中Fe2+的反应速率及其反应机理。图是一种实验装置图:每次实验时,先校正pH计的零点,加热恒温槽至40℃±1℃,在反应器中加入已知浓度的FeSO4储备液100ml,加水稀释至300ml,通入氮气作为保护气氛,鼓入空气,空气流速为4L/min。随时加酸碱维持恒定的pH值(误差范围±0.1),至一定时间取出样品溶液进行分析。
?
实验结果绘制成下图和P311图。
请回答下列问题:
1.指出上图中(1),(2),(3),(4)装置的作用
2.由下图得出哪些结论?
3.p311图中的曲线为何有极大值?
4.在[Fe(H2O)5]2+中,水分子对中心Fe2+有“遮蔽效应”,据此说明上述反应的速率与pH值的关系。
5.若Fe3+水解产物对Fe2+氧化有自催化作用,试阐述催化机理。
五、(本题共20分)
为合成某些铬的络合物,进行了如下反应:(a)新制备的CrBr2加入溶有2,
到黑色晶体A,A的质量%组成为:N:11.0,Br:21.0,Cr:6.9;磁矩μ=3.27B.M.B.A加入5%的HClO溶液,在空气中摇动,得到黄色晶状沉淀B,B的磁矩μ=3.76B.M.(c)在惰性气氛中,将A溶解在无空气的并含有过量NH4ClO4的蒸馏水中,加镁粉,得到深蓝色的化合物C,C的磁矩μ=2.05B.M,试回答:
(1)写出化合物A,B,C的化学式及络离子的结构式。
(2)化合物A,B,C中Cr离子的外围轨道排布式及所取的杂化轨道类型。
(3)简要解释它们的磁性数据。
(4)计算与0.1906克的化合物C发生反应,需要0.1000mol·L-1的碘溶液多少毫升。
1989年竞赛试题
(时限:150分;满分:110分)
?
原子量:H(1.0)?? He(4.0)?? N(14)?? S(32)?? O(16)?? Na(23)?? C(12) Cu(64)??? Ag(108)
第一、二大题都是选择题,每题各有一个或两个正确答案。
全对者才给分。
一、选择题(每题1分,共25分)
1.下列变化中属于化学变化的是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.木材干馏?????????????????????????? B.木炭使有色溶液褪色
C.金刚石变为石墨?????????????? D.CO2变为干冰
2.关于离子晶体的性质,下列说法错误的是???????????????????? [??? ]
A.离子晶体的饱和水溶液都具有一定的导电性
B.所有高熔点物质都是离子晶体
C.离子键没有方向性
D.离子键不具饱和性
3.将同温同压下的氦气和氮气按1∶2体积比混合,混合气体的平均分子量是?? [??? ]
A.30????? B.32????????????? C.20??????????????? D.21.3
4.下列物质中能使酚酞变红的是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.NH4Cl???????????????????? B.Na2SiO3
C.Fe(OH)3????????????????? D.Cu(OH)2·CuSO4
5.白铁与马口铁的镀层破损后???????????????????????????????????????????? [??? ]
A.白铁的铁腐蚀快?????????????? B.马口铁的铁腐蚀快
C.一样快?????????????????????????????? D.无法比较
6.对于氧和臭氧,下列说法中正确的是???????????????????????????? [??? ]
?
A.同分异构体?????????? B.同素异性体
C.同位素?????????????????? D.以上说法都不正确
7.在溶液中能大量共存的离子组是???????????????????????????????????? [??? ]
A.NH+4???????? Al3+???????????? Cl-???????????????? OH-
B.HSO-3?????? Na+??????????? OH-????????????? NO-3
C.NH+4???????? Fe3+??????????? SO2-4???????????? Cu2+
D.Cu2+????????? SO2-4????????? I-?????????????????? K+
8.某元素X的最外层电子排布是2s22p3,下列说法中错误的是? [??? ]
A.该元素的氢化物在冰醋酸中是一种强碱
B.其最高氧化物的分子式是X2O5
C.其含氧酸的分子式是H3XO4
D.含氧酸中存在分子内氢键
9.在澄清的石灰水中,通入下列过量气体,有浑浊产生的是???? [??? ]
A.CO2????????? B.NO2???????????????? C.HF????????????????? D.H2S
10.313K时水的Kω是3.8×10-14。若在313K时[H+]=1.0×10-7mol·L-1,溶液酸碱性是? [??? ]
A.酸性??????? B.中性???????????? C.碱性?????????????? D.无法判断
11.用同浓度NaOH滴定pH值和体积相同的氟硅酸(H2SiF6)和盐酸,所用去的NaOH溶液的体积是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.一样多??????????????????????????? B.H2SiF6比HCl多
C.HCl比H2SiF6多????????????? D.无法比较
12.室温下饱和H2S溶液中,离子浓度最小的是(已知K1=9.1×10-8, K2=1.1×10-12) [??? ]
A.HS-????????? B.H+????????????? C.OH-????????????? D.S2-
13.若某元素最外层电子排布是7s27p1,该元素的原子序数是???? [??? ]
A.87??????????? B.89???????????????? C.113????????????????? D.115
14.A、B、C三个电解槽,A槽是CuCl2作电解液,纯铜片作阴极;B,C两槽以AgNO3作电解液,纯银丝作阴极。先将A,B槽并联,再与C槽串联进行电解。若B槽中银丝增重0.108克,C槽银丝增重0.216克,A槽中铜片增重是??????????????????????????????????????? [??? ]
A.0.216克????????????? B.0.108克
C.0.064克????????????? D.0.032克
15.下列各对物质中,相互间作用力最弱的是?????????????????? [??? ]
A.Ne+H2?????????????? B.H2O+O2
C.Ne+He????????????? D.H2O+HF
16.下列几种弱酸中,电离常数的大小顺序是?????????????????? [??? ]
①CH3COOH? ②ClCH2COOH? ③Cl2CHCOOH? ④Cl3CCOOH
A.①>②>③>④??????????? B.②>①>③>④
C.④>③>②>①??????????? D.③>④>②>①
17.把pH=3的盐酸溶液和pH=9的KOH溶液混合,使成pH=7的溶液,则pH=3和pH=9溶液的体积比为?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1∶100???????????? B.100∶1????????????????? C.1∶100000
D.100000∶1?????? E.1∶3
18.下列反应中,属于非氧化还原反应的是?????????????????????? [??? ]
A.5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
B.IF5+3H2O=HIO3+5HF
C.2F2+2NaOH=2NaF+OF2+H2O
D.2CCl4+K2Cr2O7+H2SO4(浓)=2COCl2+2CrO2Cl2+K2SO4+H2O
19.三种金属元素A、B、C。A不与热水反应,但在高温时与水蒸气反应产生H2;B的硝酸盐加热分解成单质B,并有红棕色气体生成;C的碳酸盐受热不易分解,其硝酸盐分解时不生成红棕色气体。这三种金属的活动性是?????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.A>B>C????????????????? B.C>B>A
C.C>A>B????????????????? D.B>A>C
20.下列说法错误的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.H2在化学反应中只能作还原剂
B.H2O2在化学反应中只能作氧化剂
C.浓硫酸可作催化剂
D.石墨可作润滑剂
21.下列叙述中,正确的是?????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.阴阳离子通过静电作用形成的化学键叫离子键
B.卤化银均难溶于水,且其溶解度随分子量的增大而减小
C.碱金属的熔点随原子量的增大而降低
D.活化分子所具有的能量叫活化能
22.某元素原子的质量数A=1,中子数N=0,它与A=3,N=2的原子是 [??? ]
A.互为同位素
B.互为同素异性体
C.是两种不同的元素
D.两者的中性原子核外有相同电子数
23.下列说法正确的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.全部含碳的化合物都是有机化合物
B.环丙烷是乙烷的同系物
C.石棉和有机玻璃都是有机化合物
D.石蜡和石膏都是有机化合物
E.石炭酸不是羧酸
24.能与FeCl3显紫色,又能起银镜反应的物质是???????????? [??? ]
25.下列说法正确的有?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
B.凡含有羟基的有机化合物都是醇或酚类
C.葡萄糖只具有醛的性质
D.溴乙烷中的溴可被氰基(CN)取代
二、选择题(每题2分,共10分)
1.体积为Vdm3的0.1mol·dm-3苯甲酸溶液,要使电离度增加0.5倍,应将原溶液稀释到?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1.5V???????? B.3V???????????? C.2.25V????????????? D.6V
2.同温同压下氧气与氢气的扩散速度之比是1∶4,那么氦气与二氧化硫气体的扩散速度之比是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1∶4????????????? B.4∶1?????????????????? C.16∶1??????????????? D.8∶1
3.久放的NaOH常吸收空气中的CO2而生成部分Na2CO3称取这样的试样W克,溶解后加酚酞指示剂,用浓度为Cmol·dm-3HCl标准溶液滴定至红色刚消失,用去HClV1dm3;然后加甲基橙指示剂,继续用HCl滴定至橙红色,又用去HClV2dm3。该试样中Na2CO3的百分含量是??? [??? ]
4.反应Mg2++2OH- Mg(OH)2(s)的平衡常数K=8.3×1010,Mg(OH)2饱和溶液的[OH]是?? [??? ]
A.2.8×10-4mol·L-1????????????????? B.2.3×10-4mol·L-1
C.4.6×10-4mol·L-1????????????????? D.4.8×10-6mol·L-1
5.将0.2molNO2,0.1molCO2,0.5molHCl气体分别依次通入含0.4mol NaOH的溶液中,最后所得的尾气的主要成分是?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.NO、CO2??????????????????????????? B.NO2、CO2
C.NO、CO2、HCl????????????????? D.NO2、NO、CO2
三、填空题(共16分)
1.将5.040克某二元有机酸晶体(无水化学式量为72)制成1dm3水溶液。25cm3此溶液需与19.97cm30.1mol·dm-3的NaOH溶液完全反应。则可确定每摩该晶体酸中结晶水的量是____摩。
2.将60cm3O2通入10cm3某气体烃中,点火燃烧并冷却后,得气体体积为50cm3,用KOH溶液吸收后尚余30cm3。则此气态烃的分子式为____(室内状况)。
3.在绿色植物光合作用量子效率的测定中发现:每放出一个O2分子要吸
那么,在此实验中能量转换效率是__。(已知h=6.626×10-34J·S)。
4.以最小整数比配平下列反应方程式:[? ]RUS2+[? ]KClO3 +[? ]HCl=[? ]RuO4+[? ]RuCl3+[? ]H2S+[?? ]S+[? ]KCl
6.戊烷在光的照射下与氯起反应,生成有旋光性的一氯戊烷,该物质的结构式是__。
四、填空题(共12分)
把下列各步反应的有机产物结构式填入空格内:
五、推理题(共15分)
1.Na2S和Na2CO3以2∶1的摩尔比配成溶液,然后通入足量的SO2,可制得Na2S2O3。试根据你所学的知识,推测上述反应分几步完成?按反应顺序写出各步的反应式,并写出总反应式。
2.某芳香烃分子式为C9H12,用重铬酸钾和浓硫酸混合液氧化后可得一种二元羧酸。将原芳烃硝化,只得两种一元硝化产物,试推导此芳烃的构造式,并写出各步反应式。
六、判断题(共18分)
现有九瓶白色固体药品,因瓶签脱落,需要进行鉴别。已知它们可能是:Na2SO4,Na2CO3,Na2SO3,BaCl2,MgSO4,Ba(NO3)2,KI,NaHCO3,AgNO3,NH4Cl,Pb(NO3)2,Al2(SO4)3,NaOH。实验结果如下表所示:
表中横行与纵行的数字为未知药品的编号,表内示出了它们相互反应的现象。“白↓”表示有白色沉淀生成;“白↓且↑”表示有白色沉淀生成且有气体逸出;“△↑”表示加热时有气体逸出;“白↓后溶”表示最初生成的白色沉淀一摇动则溶解;“白↓后棕↓”表示生成的白色沉淀立即变为棕色沉淀;表中空格,表示没有进行实验。
由上述实验事实,可以判断出各编号药品是:
1.______???????? 2.______?????????????? 3.______
4.______???????? 5.______?????????????? 6.______
7.______???????? 8.______?????????????? 9.______
七、计算题(14分)
请先阅读以下的叙述,再解答后面提出的问题。
对于有气体参加的可逆反应,可以用各气体的平衡分压力代替平衡浓度来表示其平衡常数。用分压(以大气压为单位)表示的平衡常数叫做压力平衡常数,以Kp表示。例如反应:
3Fe(固)+4H2O(气) Fe3O4(固)+4H2(气)
式中相应物质的系数相等。注意:Kp表达式中不包括纯固体,纯液体的压力项,由于它们的蒸气压在一定温度下为定值,可以包含在平衡常数Kp内。
问题:将纯H2S通入放有固态FeCl2并已抽真空的密闭烧瓶内,加热烧瓶到329.9℃,并恒温,四天之后假定已达到平衡。此时烧瓶中含有两种固体FeCl2和FeS1+xo气相中仅有H2S,HCl和H2,其分压分别为0.300,0.803和0.0563大气压。(1)求化学式FeS1+x中x的值;(2)写出烧瓶中所发生的平衡反应方程式(相对于1摩FeCl2而言),并求出其lgKp值。(已知lg0.300=-0.523,lg0.803=-0.0953,lg0.0563=-1.25)。
1989年竞赛试题
(时限:150分;满分:110分)
?
原子量:H(1.0)?? He(4.0)?? N(14)?? S(32)?? O(16)?? Na(23)?? C(12) Cu(64)??? Ag(108)
第一、二大题都是选择题,每题各有一个或两个正确答案。
全对者才给分。
一、选择题(每题1分,共25分)
1.下列变化中属于化学变化的是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.木材干馏?????????????????????????? B.木炭使有色溶液褪色
C.金刚石变为石墨?????????????? D.CO2变为干冰
2.关于离子晶体的性质,下列说法错误的是???????????????????? [??? ]
A.离子晶体的饱和水溶液都具有一定的导电性
B.所有高熔点物质都是离子晶体
C.离子键没有方向性
D.离子键不具饱和性
3.将同温同压下的氦气和氮气按1∶2体积比混合,混合气体的平均分子量是?? [??? ]
A.30????? B.32????????????? C.20??????????????? D.21.3
4.下列物质中能使酚酞变红的是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.NH4Cl???????????????????? B.Na2SiO3
C.Fe(OH)3????????????????? D.Cu(OH)2·CuSO4
5.白铁与马口铁的镀层破损后???????????????????????????????????????????? [??? ]
A.白铁的铁腐蚀快?????????????? B.马口铁的铁腐蚀快
C.一样快?????????????????????????????? D.无法比较
6.对于氧和臭氧,下列说法中正确的是???????????????????????????? [??? ]
?
A.同分异构体?????????? B.同素异性体
C.同位素?????????????????? D.以上说法都不正确
7.在溶液中能大量共存的离子组是???????????????????????????????????? [??? ]
A.NH+4???????? Al3+???????????? Cl-???????????????? OH-
B.HSO-3?????? Na+??????????? OH-????????????? NO-3
C.NH+4???????? Fe3+??????????? SO2-4???????????? Cu2+
D.Cu2+????????? SO2-4????????? I-?????????????????? K+
8.某元素X的最外层电子排布是2s22p3,下列说法中错误的是? [??? ]
A.该元素的氢化物在冰醋酸中是一种强碱
B.其最高氧化物的分子式是X2O5
C.其含氧酸的分子式是H3XO4
D.含氧酸中存在分子内氢键
9.在澄清的石灰水中,通入下列过量气体,有浑浊产生的是???? [??? ]
A.CO2????????? B.NO2???????????????? C.HF????????????????? D.H2S
10.313K时水的Kω是3.8×10-14。若在313K时[H+]=1.0×10-7mol·L-1,溶液酸碱性是? [??? ]
A.酸性??????? B.中性???????????? C.碱性?????????????? D.无法判断
11.用同浓度NaOH滴定pH值和体积相同的氟硅酸(H2SiF6)和盐酸,所用去的NaOH溶液的体积是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.一样多??????????????????????????? B.H2SiF6比HCl多
C.HCl比H2SiF6多????????????? D.无法比较
12.室温下饱和H2S溶液中,离子浓度最小的是(已知K1=9.1×10-8, K2=1.1×10-12) [??? ]
A.HS-????????? B.H+????????????? C.OH-????????????? D.S2-
13.若某元素最外层电子排布是7s27p1,该元素的原子序数是???? [??? ]
A.87??????????? B.89???????????????? C.113????????????????? D.115
14.A、B、C三个电解槽,A槽是CuCl2作电解液,纯铜片作阴极;B,C两槽以AgNO3作电解液,纯银丝作阴极。先将A,B槽并联,再与C槽串联进行电解。若B槽中银丝增重0.108克,C槽银丝增重0.216克,A槽中铜片增重是??????????????????????????????????????? [??? ]
A.0.216克????????????? B.0.108克
C.0.064克????????????? D.0.032克
15.下列各对物质中,相互间作用力最弱的是?????????????????? [??? ]
A.Ne+H2?????????????? B.H2O+O2
C.Ne+He????????????? D.H2O+HF
16.下列几种弱酸中,电离常数的大小顺序是?????????????????? [??? ]
①CH3COOH? ②ClCH2COOH? ③Cl2CHCOOH? ④Cl3CCOOH
A.①>②>③>④??????????? B.②>①>③>④
C.④>③>②>①??????????? D.③>④>②>①
17.把pH=3的盐酸溶液和pH=9的KOH溶液混合,使成pH=7的溶液,则pH=3和pH=9溶液的体积比为?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1∶100???????????? B.100∶1????????????????? C.1∶100000
D.100000∶1?????? E.1∶3
18.下列反应中,属于非氧化还原反应的是?????????????????????? [??? ]
A.5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl
B.IF5+3H2O=HIO3+5HF
C.2F2+2NaOH=2NaF+OF2+H2O
D.2CCl4+K2Cr2O7+H2SO4(浓)=2COCl2+2CrO2Cl2+K2SO4+H2O
19.三种金属元素A、B、C。A不与热水反应,但在高温时与水蒸气反应产生H2;B的硝酸盐加热分解成单质B,并有红棕色气体生成;C的碳酸盐受热不易分解,其硝酸盐分解时不生成红棕色气体。这三种金属的活动性是?????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.A>B>C????????????????? B.C>B>A
C.C>A>B????????????????? D.B>A>C
20.下列说法错误的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.H2在化学反应中只能作还原剂
B.H2O2在化学反应中只能作氧化剂
C.浓硫酸可作催化剂
D.石墨可作润滑剂
21.下列叙述中,正确的是?????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.阴阳离子通过静电作用形成的化学键叫离子键
B.卤化银均难溶于水,且其溶解度随分子量的增大而减小
C.碱金属的熔点随原子量的增大而降低
D.活化分子所具有的能量叫活化能
22.某元素原子的质量数A=1,中子数N=0,它与A=3,N=2的原子是 [??? ]
A.互为同位素
B.互为同素异性体
C.是两种不同的元素
D.两者的中性原子核外有相同电子数
23.下列说法正确的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.全部含碳的化合物都是有机化合物
B.环丙烷是乙烷的同系物
C.石棉和有机玻璃都是有机化合物
D.石蜡和石膏都是有机化合物
E.石炭酸不是羧酸
24.能与FeCl3显紫色,又能起银镜反应的物质是???????????? [??? ]
25.下列说法正确的有?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
B.凡含有羟基的有机化合物都是醇或酚类
C.葡萄糖只具有醛的性质
D.溴乙烷中的溴可被氰基(CN)取代
二、选择题(每题2分,共10分)
1.体积为Vdm3的0.1mol·dm-3苯甲酸溶液,要使电离度增加0.5倍,应将原溶液稀释到?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1.5V???????? B.3V???????????? C.2.25V????????????? D.6V
2.同温同压下氧气与氢气的扩散速度之比是1∶4,那么氦气与二氧化硫气体的扩散速度之比是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1∶4????????????? B.4∶1?????????????????? C.16∶1??????????????? D.8∶1
3.久放的NaOH常吸收空气中的CO2而生成部分Na2CO3称取这样的试样W克,溶解后加酚酞指示剂,用浓度为Cmol·dm-3HCl标准溶液滴定至红色刚消失,用去HClV1dm3;然后加甲基橙指示剂,继续用HCl滴定至橙红色,又用去HClV2dm3。该试样中Na2CO3的百分含量是??? [??? ]
4.反应Mg2++2OH- Mg(OH)2(s)的平衡常数K=8.3×1010,Mg(OH)2饱和溶液的[OH]是?? [??? ]
A.2.8×10-4mol·L-1????????????????? B.2.3×10-4mol·L-1
C.4.6×10-4mol·L-1????????????????? D.4.8×10-6mol·L-1
5.将0.2molNO2,0.1molCO2,0.5molHCl气体分别依次通入含0.4mol NaOH的溶液中,最后所得的尾气的主要成分是?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.NO、CO2??????????????????????????? B.NO2、CO2
C.NO、CO2、HCl????????????????? D.NO2、NO、CO2
三、填空题(共16分)
1.将5.040克某二元有机酸晶体(无水化学式量为72)制成1dm3水溶液。25cm3此溶液需与19.97cm30.1mol·dm-3的NaOH溶液完全反应。则可确定每摩该晶体酸中结晶水的量是____摩。
2.将60cm3O2通入10cm3某气体烃中,点火燃烧并冷却后,得气体体积为50cm3,用KOH溶液吸收后尚余30cm3。则此气态烃的分子式为____(室内状况)。
3.在绿色植物光合作用量子效率的测定中发现:每放出一个O2分子要吸
那么,在此实验中能量转换效率是__。(已知h=6.626×10-34J·S)。
4.以最小整数比配平下列反应方程式:[? ]RUS2+[? ]KClO3 +[? ]HCl=[? ]RuO4+[? ]RuCl3+[? ]H2S+[?? ]S+[? ]KCl
6.戊烷在光的照射下与氯起反应,生成有旋光性的一氯戊烷,该物质的结构式是__。
四、填空题(共12分)
把下列各步反应的有机产物结构式填入空格内:
五、推理题(共15分)
1.Na2S和Na2CO3以2∶1的摩尔比配成溶液,然后通入足量的SO2,可制得Na2S2O3。试根据你所学的知识,推测上述反应分几步完成?按反应顺序写出各步的反应式,并写出总反应式。
2.某芳香烃分子式为C9H12,用重铬酸钾和浓硫酸混合液氧化后可得一种二元羧酸。将原芳烃硝化,只得两种一元硝化产物,试推导此芳烃的构造式,并写出各步反应式。
六、判断题(共18分)
现有九瓶白色固体药品,因瓶签脱落,需要进行鉴别。已知它们可能是:Na2SO4,Na2CO3,Na2SO3,BaCl2,MgSO4,Ba(NO3)2,KI,NaHCO3,AgNO3,NH4Cl,Pb(NO3)2,Al2(SO4)3,NaOH。实验结果如下表所示:
表中横行与纵行的数字为未知药品的编号,表内示出了它们相互反应的现象。“白↓”表示有白色沉淀生成;“白↓且↑”表示有白色沉淀生成且有气体逸出;“△↑”表示加热时有气体逸出;“白↓后溶”表示最初生成的白色沉淀一摇动则溶解;“白↓后棕↓”表示生成的白色沉淀立即变为棕色沉淀;表中空格,表示没有进行实验。
由上述实验事实,可以判断出各编号药品是:
1.______???????? 2.______?????????????? 3.______
4.______???????? 5.______?????????????? 6.______
7.______???????? 8.______?????????????? 9.______
七、计算题(14分)
请先阅读以下的叙述,再解答后面提出的问题。
对于有气体参加的可逆反应,可以用各气体的平衡分压力代替平衡浓度来表示其平衡常数。用分压(以大气压为单位)表示的平衡常数叫做压力平衡常数,以Kp表示。例如反应:
3Fe(固)+4H2O(气) Fe3O4(固)+4H2(气)
式中相应物质的系数相等。注意:Kp表达式中不包括纯固体,纯液体的压力项,由于它们的蒸气压在一定温度下为定值,可以包含在平衡常数Kp内。
问题:将纯H2S通入放有固态FeCl2并已抽真空的密闭烧瓶内,加热烧瓶到329.9℃,并恒温,四天之后假定已达到平衡。此时烧瓶中含有两种固体FeCl2和FeS1+xo气相中仅有H2S,HCl和H2,其分压分别为0.300,0.803和0.0563大气压。(1)求化学式FeS1+x中x的值;(2)写出烧瓶中所发生的平衡反应方程式(相对于1摩FeCl2而言),并求出其lgKp值。(已知lg0.300=-0.523,lg0.803=-0.0953,lg0.0563=-1.25)。
?
1990年全国高中学生化学竞赛初赛试题
考试时间:二小时半
一、(8分)
单质和硝酸混合
(1)反应生成相应硝酸盐的单质是 、 。
(2)反应生成最高价氧化物或含氧酸的单质是 、 。
(3)呈钝态的单质是 、 。
(4)不发生反应的单质是 、 。
二、(6分)
酸雨主要是燃烧含硫燃料时释放二氧化硫造成的。
现每隔一定时间测定某份雨水样品的pH值。
测试时间(小时)
0
1
2
4
8
雨水的pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
请说明在测定的时间里,雨水样品pH变小的原因。
三、(8分)
为降低硫的氧化物对空气的污染,可把氧化钙或碳酸钙和含硫的煤混合后燃烧(这种方法叫做“钙基固硫”)。请写出钙基固硫的反应方程式。
请从反应热角度讨论用氧化钙或碳酸钙的区别。
四、(1分)
以无机物态存在于土壤中的磷,多半是和钙、铝、铁结合的难溶磷酸盐。
磷酸钙在酸性条件下溶解度增大,使磷的肥效增强;加入土壤中的磷酸钙久后则转变为磷酸铝、磷酸铁,导致磷的肥效降低。请解释并回答下列问题。
(1)磷酸铝在酸性条件下其溶解量(和在近中性条件下的相比) (填入增大、持平或减小。不同),在碱性条件下其溶解量 。因为:
(2)磷酸铁在碱性条件下其溶解量 。因为:
(3)作为磷肥,磷酸铁的肥效不高,但在水田中,其肥效往往明显增高。因为: 。
五、(4分)
已知四种无机化合物在水中、液氮中的溶解度(克溶质/100克溶剂)为:
AgNO3
Ba(NO3)2
AgCl
BaCl2
溶解度

170
9.2
1.5×10-4
33.3
液氨
86
97.2
0.8
0
写出上述几种化合物在水溶液和液氨溶液中发生复分解反应的方向
六、(10分)
从某些方面看,氨和水相当,NH4+和H3O+(常简写为H+)相当,NH2-和OH-相当,NH2-(有时还包括N3-)和O2-相当。
(1)已知在液氨中能发生下列二个反应
NH4Cl+KNH2=KCl+2NH2
2NH4I+PbNH=PhI2+3NH3
请写出能在水溶液中发生的与上二反应相当的反应方程式。
(2)完成并配平下列反应方程式(M为金属):
M+NH3→
MO+NH4Cl→
M(NH2)2→
七、(12分)
已知:20℃时氢氧化钙的溶解度为0.165克/100克水及在不同的二氧化碳压力下碳酸钙的溶解度为:
二氧化碳压力,巴
0
0.139
0.982
溶解度,克CaCO3/100克H2O
0.0013
0.0223
0.109
(原子量;Ca,40.0;O,16.0;C,12.0;H,1.01)
请用计算说明,当持续把二氧化碳(压强为0.982巴,下同)通入饱和石灰水,开始生成的白色沉淀会否完全“消失”?
在多次实验中出现了下列现象,请解释。
(1)把由碳酸钙和盐酸(~6mol/L)作用生成的二氧化碳直接通入饱和石灰水溶液,所观察到的现象是:开始通二氧化碳时生成的沉淀到最后完全“消失”。
若使生成的二氧化碳经水洗后再通入饱和石灰水溶液,则开始生成的白色沉淀到最后就不能完全“消失”,为什么?
(2)把饱和石灰水置于一敞口容器中,过了一段时间后溶液表面有一层硬壳。把硬壳下部的溶液倒入另一容器中,再通入经水洗过为二氧化碳,最后能得清液,请解释。
若把硬壳取出后,全部放回到原石灰水溶液中,再持续通入经水洗过的二氧化碳,最后能得清液吗?
3.用适量水稀释饱和石灰水溶液后,再持续通入经水洗过的二氧化碳,结果是因稀释程度不同,有时到最后能得清液,有时得不到清液。请估算用水把饱和石灰水稀释多少倍时,谁能得到清液?(设反应过程中温度保持恒定,即20℃)
八、(10分)
称取四份0.50克锌(原子量65),按下列要求分别盛于四支试管,塞L带导管的塞子,每隔一定时间分别测定生成氢气的体积。
(1)0.50克锌+5毫升3摩/升硫酸
(2)0.50克锌+5毫升3摩/升硫酸+0.1克铜片
(3)0.50克锌+5毫升3摩/升硫酸+0.1克铜粉
(4)0.50克锌十5毫升3摩/升硫酸+0.41克胆矾(相当于 0.1克铜)
请把实验现象填入下表,并对实验现象作简要的说明:
序号
生成氢气的速度*
生成氢气的总量**
(1)
(2)
(3)
(4)
*请分别填入:“慢”“快”“最快”“最慢”或其他;**请分别填入:“相等”“最多”“最少”或其他
九、(6分)
碘在不同溶剂中呈现紫色、棕色……一般认为溶液呈紫色的表明溶解了的“碘分子”并未和溶剂发生很强的结合。
已知不同温度下,碘在石蜡油中的溶液呈紫色或棕色。请回答
温度低时溶液呈 色,温度高时溶液呈 色,因为
十、(6分)
2摩尔碘(I2)和3摩尔碘酸酐(I2O5)的混合物在浓硫酸中反应生成(IO)2SO4;若在发烟硫酸中(化学式为H2SO4·SO3)中反应得I2(SO4)3。后者小心和水反应得碘和四氧化二碘。请写出生成I2(SO4)3及其和水反应的方程式。
十一、(8分)
化合物(A)的分子式为C10H16。在催化氢化时可吸收1摩尔的氢得(B)。(A)经催化脱氢可得一芳香烃(C),(C)经高锰酸钾氧化未见苯甲酸的生成。请画出(A)、(B)、(C)的结构并写出各步反应式。
十二、(12分)
请设计区别下列化合物的方法和程序:
C6H5OH、C6H5COOH、C6H5NH2、C6H5CHO
参考答案
一、(1)Cu、Zn或其他
(2)C、P或其他
(3)Al、Fe或其他
(4)Au、Pt或其他
二、H2SO3+1/2O2=H2SO4
H2SO4酸性比H2SO3强
三、CaO+SO2=CaSO3
CaO+SO2+1/2O2=CaSO4
CaCO3+SO2=CaSO3+CO2
CaCO3+SO2+1/2O2=CaSO4+CO2
CaCO3→CaO+CO2 吸热(Q1)
CaO+SO2+1/2O2=CaSO4 放热(Q2)
、CaO+SO2=CaSO3 放热(Q3)
不论∣Q2∣、∣Q3∣是大于或小于∣Q1∣,和用CaO相比,会损失少量热量。
四、因PO43-和H+结合变得易溶;因磷酸铝、磷酸铁的溶解度更小。
(1)增大、增大,前者是PO43-和H+结合,后者是Al3+和OH-结合。
(2)增大,因 Fe3+和OH-结合。
(3)Fe(Ⅲ)被还原为Fe(Ⅱ)。
五、在水中BaCl2+2AgNO3=Ba(NO3)2+2AgCl↓
液氨中Ba(NO3)2+2AgCl=BaCl2↓+2AgNO3
六、(1)H3OCl+KOH=KCl+2H2O或HCl+KOH=KCl+H2O
2H3OI+PbO=PbI2+3H2O或2HI+PbO=PbI2+H2O
(2)M+2NH3=M(NH2)2+H2或M+NH3=MNH2+1/2H2
MO+2NH4Cl=MCl2+2NH3+H2O
M(NH2)2→MNH+NH3或3M(NH2)2→M3N2+4NH3
七、饱和石灰水浓度0. 165×10/74.0×1=0.0223摩/升,即能生成0.0223摩CaCO3,在0.982巴下CaCO3溶解度0.109×10/100×1=0.0109摩/升,0.0223>0.0109,所以不能全溶。
(1)是 CO2带出 HCl之故。
(2)硬壳是CaCO3,使石灰水浓度下降;把硬壳研细后再次放入,不可能得清液。
(3)0.0233/0.0109=2.14,即至少要加1.14倍体积的水稀释饱和石灰水。
八、(1)最慢 相等 (2)慢 相等 (3)快 相等 (4)最快 最少
(2)(3)(4)比(1)快是因为Zn-Cu原电池,(3)(4)比(2)快Cu面积大,(4)比(3)快是Cu面积更大,均匀。
(4)中发生Zn置换少量Cu2+的反应。
九、(1)棕色,紫色。
(2)温度高时,分子间作用力弱。
十、2I2+3I2O5+5H2SO4=5(IO)2SO4+5H2O
2I2+3I2O5+15H2SO4·SO3=5I2(SO4)3+15H2SO4
4I2(SO4)3+12H2O=I2+3I2O4+12H2SO4
每个反应式各2分。
十一、
(A)的异构体为:
十二、溶于HCl的是C6H5NH2,生成C6H5NH3Cl
溶于5%(稀)NaHCO3的是C6H5COOH,生成C6H5COONa
溶于稀NaOH的是C6H5OH,生成C6H5ONa
能和Cu(OH)2反应生成Cu2O的是C6H5CHO
胡波整理编辑
1990年复赛试题
(时限150分;满分100分)
?
注意:1)答卷可用计算器;
2)原子量:S(32.06)?? Ru(101.1)? H(1.008)? O(16.00)? Fe(55.85)
一、(本题6分)
400℃下,1dm3容器内N2、H2、NH3三种气体的平衡浓度分别是:[N2]=1.0mol·dm-3, [H2]=0.50mol·dm-3,[NH3]=0.50mol·dm-3。如果保持温度不变,而要使N2的平衡浓度增加到1.1mol·dm-3,需从容器中取走多少摩尔的氢气才能使体系重新达到平衡?
二、(本题10分)
足量的硫酸铁溶液在煮沸条件下被25.00cm3的0.0494mol·dm-3羟胺(NH2OH)酸性溶液还原为亚铁离子。生成的亚铁离子可与24.65cm3的高锰酸钾溶液作用完全。若用上述高锰酸钾溶液滴定25.00cm3 0.0500mol·dm-3的硫酸酸化的草酸钠溶液,则耗高锰酸钾溶液24.80cm3。
由上述事实,推导NH2OH被硫酸铁氧化的产物,并写出二者反应的方程式。
三、(本题20分)
钌(Ru)的硫化物可用元素合成法(下称干法)和湿法获得。干法用99.9%的纯钌粉和99.99%的硫按化学计量配料,充分混合,置于石英管中,抽真空并加热至800℃反应生成,经X?射线检定为晶态。湿法:可在六氟合钉(IV)
晶态。制得的两种硫化物,在较高温度下用氢气还原,生成的H2S利用库仑滴定法进行测定,可计算出硫量,还原后得到的金属钌进行称量测定。两种方法制得的硫化物在空气中都有微吸湿性,利用失重法可计算出化合物的含水量。其实验数据如下:
1.试推断干法和湿法制得的两种硫化物的化学式。
2.写出湿法制备硫化物的反应方程式(要求配平)。
3.哪种方法制得的硫化物测定结果偏高?导致结果偏高的原因可能是什么?
4.用氢还原钌的硫化物,每升温20℃,保温5分钟,同时库仑滴定这一期间释放的H2S量,直到无H2S逸出,化合物还原为金属钌为止。若以滴定S2-离子的时间(s)为纵坐标,温度(℃)为横坐标作图,得钌硫化物被氢还原的反应速率相对于温度的动力学曲线,如下图:
据此,比较两种硫化物对氢作用的稳定性
5.图中湿法制得的硫化物有两个脱硫峰,而且由第一个峰测得的硫
化物的过程。
6.图中(2)的第二个脱硫峰的温度区间比(1)脱硫峰要低,其可能原因是什么?
四、(本题共15分)
组成晶体的最小重复单位称为晶胞。氯化钠晶体的晶胞是大家熟知的:它是一个立方体,在立方体的体心和立方体的每条棱边的中点各有一个Na+(或Cl-),在立方体的每一个角顶和每个面心各有一个Cl-(或Na+)。已知一种铁的氧化物FexO(富氏体)为氯化钠型结构,由于存在缺限x<1,测得其密度为5.71g·cm-3。用MoKa射线(λ=71.07pm)测得其晶胞边长为428pm(1pm=10-12m)。
(1)算出FexO中的x值;
(2)FexO中Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)各占总铁量的百分之几?
(3)写出标明铁的价态的该晶体化学式;
(4)在FexO晶体中,O2-的堆积方式是立方密堆积、六方密堆积,还是简单立方堆积?Fe在此种堆积中占据哪一类空隙?占有分数是多少?
(5)FexO晶体中Fe—Fe之间的最短距离是多少pm?
五、(本题共19分)
同位素有稳定同位素和放射性同位素之分。前者不具有放射性,如206Pb,87Sr等;后者能自发地放射出射线,如87Rb放射出β射线,23892U经一系列α和β射线放射,最终衰变为206Pb。
1.写出下列衰变反应:
(1)87Rb的β-衰变反应式____;
(2)从23892U到206Pb衰变的总反应式______。
2.放射性衰变是一级反应,其速率方程满足下式:
N=Noe-λt
式中No为开始时放射性核的数目,N为t时间时放射性核的数目,λ称
某些放射性同位素的功能就像一座“天然钟”,协助人们记录古代某些岩石沉积物固化的时间。如从月球表面取回的岩石试样,经分析获得下列摩尔比:
87Sr/87Rb=0.041,206Pb/238U=0.66
用上列数据,求此岩石试样的年龄。
3.对这种估算岩石年龄的方法进行评价。
六、(本题共18分)
“蜂皇质”可经下列反应合成来推导它的结构。一个酮A(C7H12O)与CH3MgI作用后水解生成一个醇B(C8H16O)。B脱水后生成烯C(C8H14)。C臭氧氧化还原水解仅得一个化合物D(C8H14O2)。D在碱存在下,与丙二酸二乙酯反应得到的产物在热酸中水解得到“蜂皇质”E(C10H16O3)。E经催化加一摩氢生成酮酸F(C10H18O3)。 F与I2+NaOH反应(碘仿反应)生成CHI3和壬二酸。请写出A、B、C、D、E和F的结构。
A:____ B:____ C:____
D:____ E:____ F:____
七、(本题共12分)
化合物A(C10H16)是存在于桔子、柠檬及柚子皮中的一个烯烃。A吸收两摩的氢形成烷烃B(C10H20)。A被高锰酸钾酸性溶液氧化成化合物C:
A在催化剂作用下加两摩水,生成一个无手性的醇类D。试问:
1.化合物A的结构中有无环?如有的话,有几个环?
2.哪些结构可能氧化成C?
3.写出D的结构。
4.A最可能是哪种结构?
5.B最可能是哪种结构?
1990年竞赛试题
(时限:150分;满分120分)
?
原子量:H(1.0),C(12.01),N(14.0),O(16.0),F(19.0),Al(27.0),S(32.1),Cl(35.5),K(40),Ba(137),Fe(56),Cu(63.5),Ag(108),I(127), Na(23.0),Mg(24.3)
注意:(1)答题一律不准使用计算器;
(2)第一二大题都是选择题,各有1~2个正确答案,全对者才给分。
一、选择题(共10分)
1.下列说法错误的是???????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.氢原子只有一个1s轨道
B.氢原子的1s轨道呈球形
C.氢原子的电子在核附近出现的机会最多
D.氢原子的电子在核附近单位体积内出现的机会最多
2.在铜跟稀硝酸的反应中,如果有一摩的硝酸被还原,则被氧化的铜的物质的量为?????? [??? ]
3.下列物质中熔点最高的是???????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.水晶?????????? B.干冰???????????? C.冰?????????????????? D.冰晶石
4.下列各组离子中,能大量共存于同一溶液的是???????????? [??? ]
A.Fe3+?? Fe2+?? Cu2+?? Cl-
B.F-?? SO2-4?? I-?? H+
C.H2PO4- ??PO3-4?? Na+?? Cl-
D.I-?? Fe3+?? K+?? H+
5.pH=2.7的一元弱酸,加水稀释,若溶液体积扩大10倍,则[H+]或[OH-]的变化是????? [??? ]
A.[H+]增大???????????????? B.[H+]、[OH-]都减小
C.[OH-]增大????????????? D.[OH-]减小
6.在NaCl晶体中,每个Cl-周围的Na+个数是?????????????????? [??? ]
A.8??????? B.4???????????? C.6?????????????? D.以上都不对
7.元素X的气态氢化物的分子式为H2X,这种元素的最高价氧化物的水化物的分子式可能是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [ ???]
A.H2XO3??????????? B.X(OH)2
C.H2XO4??????????? D.H6XO6
8.将H2,Cl2等体积混合于密封容器中,用强紫外线照射时,则容器内的压力??? [??? ]
A.增大??????? B.减小???????????? C.不变??????????? D.难以确定
9.下列化合物不具两性的是???????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.NaHCO3??????? B.NaHSO4
C.H2N—CH2COOH
10.单糖类是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.多羟基化合物????????????????????? B.醛类或酮类
C.多羟基醛或多羟基酮????????? D.多羟基醛
二、选择题(共40分)
1.在下列操作中,原溶液不能保持澄清的是???????????????????? [??? ]
A.往饱和的CaCl2溶液中通入CO2
B.往硫酸铜溶液中加入少量氨水
C.往硅酸钠溶液中加入氯化铵溶液
D.往氢氧化钠溶液中滴入少量硫酸锌溶液
2.对于可逆反应:C(固)+H2O(气) CO(气)+H2(气)?Q下列说法正确的有??? [??? ]
A.达到平衡时各产物浓度相等
B.恒容充入水蒸气,使体系压强增大,平衡向右移动
C.加入正催化剂,正反应速率增大,平衡向右移动
D.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向右移动
3.将0.2摩某固体硝酸盐M(NO3)2加热分解,反应式为2M(NO3)2 2MO+4NO2+O2,将产生的气体用排水法收集,在标况下,收集到的气体体积接近?????????? [??? ]
A.11.2升?????????? B.5.23升??????????? C.1.74升????????????? D.0升
4.下列反应方程式中,书写不正确的是???????????????????????????? [??? ]
A.NH4NO3 N2O+2H2O
B.HCO-3+H2O OH-+H2CO3
C.Fe3++Cu=Cu2++Fe2+
D.Mg(HCO3)2+Ca(OH)2=MgCO3↓+CaCO3↓+2H2O
5.下列说法正确的有:???????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.离子晶体一定含有金属离子
B.H2O分子中氢与氧化合价已饱和,不能再与原子或离子形成化学键
C.PH3的分子量比NH3大,因此PH3的熔沸点比NH3高
D.金刚石中的共价键比石墨中的共价键弱
6.用Zn与稀H2SO4反应制取H2气时,观察到反应速率变化是?? [??? ]
A.由快→慢??????????????????????? B.由慢→快
C.由慢→快→慢??????????????? D.由快→慢→快
7.已知2BrO?3+Cl2=Br2+2ClO-3?? 5Cl2+I2+6H2O=2HIO3+10HCl? ClO-3+5Cl-+6H+=3Cl2+3H2O判断下列物质的氧化能力的顺序是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
8.粘土胶体溶液中,粘土粒子带负电,为了使粘土粒子凝聚,下列物质中用量最少最有效的电解质是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.磷酸钠?????? B.硫酸铝?????????????? C.氯化钡????????????? D.硫酸钾
9.以已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的醋酸溶液,下列操作中会使测定结果偏低的有?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.以甲基橙作指示剂
B.锥形瓶沾有少量的蒸馏水
C.滴定前,滴定管尖端有气泡未排出
D.滴定后,滴定管尖端有气泡未排出
E.滴定到达终点,即刻读数
10.将12C的1摩原子的质量作为12.00克时,13C的1摩原子的质量是13.00克,天然存在的碳的同位素原子含量比12C/13C接近为?????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.100????????? B.90????????????? C.80??????????????? D.70
11.化学反应aA+bB=dD+eE,已知40克A和21克B恰好完全反应生成28克D,则B、E两种物质的摩尔质量之比是?????????????????????????????????????????????????????????????????? [???? ]
12.已知1123K时,反应:CaCO3(固) CaO(固)+CO2(气)的平衡常数Kp=0.5大气压,在1123K时,下列各种情况能建立化学平衡的是? [??? ]
A.密闭容器中有CaO、CO2(1大气压)
B.密闭容器中有CaCO3、CO2(1大气压)
C.密闭容器中有CaO、CO2(0.1大气压)
D.密闭容器中有CaCO3、CaO、CO2(0.1大气压)
13.取2.5cm3? 0.1mol·dm-3Na2S,1cm3 0.1mol·dm-3Na2SO3和7cm3 0.1mol·dm-3HCl三种溶液混合后,体系中硫以各种形式存在的相对含量是?????????????????????????? [??? ]
A.H2S>SO2>S2->S?????????????????? B.H2S>S2->S>SO2
C.S>H2S>S2->SO2?????????????????? D.H2S>S>S2->SO2
14.将装有15毫升NO2和O2的试管,倒立在盛水的水槽中,最后试管内剩余3毫升气体,则试管中原气体的组成可能是?????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.NO2:9.6毫升,O2:5.4毫升
B.NO2:13.8毫升,O2:1.2毫升
C.NO2:6毫升,O2:9毫升
D.NO2:11.25毫升,O2:3.75毫升
15.下列每组有机化合物,一定属于同系物的有?????????????? [??? ]
A.C2H6和C4H10????????????? B.C2H2和C4H6
C.C2H4和C4H8
16.某化合物不溶于水,不溶于稀盐酸,不溶于稀NaOH,不溶于稀NaHCO3溶液,该物质可能是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
17.化合物CH2=CH—CH=CH—CH=CH2与一分子溴反应时,可能得到异构体的种类数是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.一种????????????? B.二种???????????? C.三种?????????????? D.四种
18.下列物质中自身既不能发生加成聚合反应也不能发生缩合聚合反应的是?????? [??? ]
A.氨基乙酸???????? B.苯酚???????????? C.甲醛?????????????? D.苯乙烯
19.有CH4、C2H2、C6H6、CH3COCH3、油脂五类有机化合物,它们的共性是????? [??? ]
A.难溶于水??????????????????????? B.燃烧时产生浓烟
C.发生取代反应??????????????? D.完全燃烧时只生成CO2和H2O
20.在下列物质的水溶液中加入几滴稀硫酸,加热后再用碱中和,与新制氢氧化铜悬浊液共热,有红色沉淀产生的是?????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.乙酸?????????? B.淀粉???????????? C.福尔马林???????????? D.乙醇
三、填空题(共15分)
1.A、B两元素,A原子的M层和N层电子数分别比B原子的M层和N层的电子数少5个和4个,则A原子可能是______,B原子可能是____。
2.H2O的沸点(100℃)比HF的沸点(20℃)高,这是由于____________________________。
3.IO-3与I-在中性或碱性溶液中不起反应,在酸性溶液中能起反应析出I2。取KIO3、KI、KHSO4溶液各10cm3,混合后恰好反应,反应后的溶液用0.10mol·dm-3Na2S2O3滴定,耗Na2S2O320cm3。KHSO4原来溶液的浓度是__。
4.虽然氟元素早在1810年就被发现,但170多年来化学家试图用化学方法制取单质氟的尝试一直未获成功。直到1986年Karl christe终于由HF制得F2。他提出的三步反应如下,试将它们完成并配平:
(1)KMnO4+KF+H2O2—→K2MnF6+……
(2)SbCl5+HF—→SbF5+……
(3)K2MnF6+SbF5—→KSbF6+MnF3+F2
5.在合成氨反应中,入口气体体积比为N2∶H2∶NH3=6∶18∶1,出口气体体积比为N2∶H2∶NH3=9∶27∶8。则氢的转化率为____。
6.于100毫升0.1摩/升的稀H2SO4中加入1摩/升的氨水20毫升,溶液变成___性。在上述溶液中加入0.1摩/升BaCl2溶液,使溶液中的硫酸根离子和氯离子的摩尔浓度相等,加入氯化钡溶液的量是___毫升。
四、填空题(共19分)
1.写出化合物A、B、C的结构式:
(A)_______?? (B)_______?? (C)________
2.将质量相等的铜片和铂片插入硫酸铜溶液中,铜片与电源正极相接,铂片与电源负极相接,以电流强度A通电10分钟,然后将电源反接,以电流强度2A继续通电10分钟,试回答:
(1)以电极质量为纵坐标,时间为横坐标,分别作出铜电极、铂电极质量和两电极总质量与时间的关系图。
(2)上述过程中两电极发生的现象是:
铜电极___________,
铂电极___________。
(3)最后时刻两电极的电极反应是:
铜电极___________,
铂电极___________。
3.为了治理三废,对一废渣进行如下实验
试推断废渣中可能存在的物质是____。
五、实验题(共16分)
1.有八瓶0.5mol·L-1的无色溶液,它们可能是NaHCO3、Na2CO3、Na2SiO3、NaNO3、Na3PO4、Na2SO3、Na2SO4和Na2S2O3。请设计一实验方案,用最少试剂将它们一一鉴别出来。
要求:(1)用化学方法鉴别;(2)所用试剂尽可能少。本题按所用试剂多少记分:用最少试剂记满分;否则相应扣分;所用试剂超过四种或不能全部鉴别者,一律记0分。
2.有一混合溶液含苯甲醇、对甲苯酚、环己胺和苯。请设计一实验方案,将它们分离提纯。要求用框图简明表达,注明所用试剂及物质的存在形式。
六、计算题(共20分)
1.某白色粉末A为含一份金属的盐,难溶于水。灼烧6.90克A到300℃,生成金属B5.40克和两种气体C、D组成的混合物0.84dm3。将此混合气体通过灼热铜粉,充分反应,铜粉变黑,气体体积减少到0.56dm3。所有气体体积都已换算为标准状况下的值。试通过计算确定上述注字母的物质。并写出所发生的热分解方程式。
2.有一密闭抽成真空的容器内,放有无水FeSO4与0.095mol硫磺,通入纯氧,把体系加热,使它们发生化学反应。在恒定一大气压及927K下长时间保持平衡。经分析该条件下平衡气相含氧0.005mol,残渣中并未发现残存的硫。试通过计算说明在该条件下残渣是什么?已知此条件下:
2FeSO4(s) Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g)
??????????????????????????????????????????????? Kp=0.159(大气压)2
2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)???? Kp=0.050大气压
1991年全国化学竞赛初赛试题
(时间:180分钟)
一、(10分)
1.过氧化氢可使Fe(CN)63-和Fe(CN)64-发生相互转化,即在酸性溶液H2O2把Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-,而在碱性溶液里H2O2把Fe(CN)63-转化成Fe(CN)64-。写出配平的离子方程式。
2.V2O3和V2O5按不同摩尔比混合可按计量发生完全反应。
试问:为制取V6O13、V3O7及V8O17,反应物摩尔比各是多少?
二、(8分)
1.0克镁和氧反应生成氧化镁时增重0.64克
(1)1.0克镁在空气中燃烧,增重不足0.64克;
(2)1.0克镁置于瓷坩埚中,反应后,只增重约0.2克。
请说出(1)、(2)增量低于0.64克的原因。
三、(10分)
把单质Fe、Cu置于FeCl3溶液中达平衡后
(1)有Cu剩余(无Fe),则溶液中必有 ;
(2)有Fe剩余(无Cu),则溶液中必有 ;
(3)有Cu、Fe剩余,则溶液中必有 ;
(4)无Cu、Fe剩余,则溶液中可能有 ;
(5)以上四种情况都成立吗?分别简述理由。
四、(6分)
混合AgNO3溶液和K2CrO4溶液得Ag2CrO4沉淀。现取等浓度(mol·cm3)AgNO3、K2CrO4溶液按下图所列体积比混合(混合液总体积相同),并把每次混合生成Ag2CrO4沉淀的量(以摩尔计)填入下图,再把这些“量”连接成连续的线段(即把每次混合生成Ag2CrO4量的点连成线)。
五、(8分)
1.以同浓度(rnol·dm-3)K4Fe(CN)6代替K2CrO4(混合体积比相同)生成Ag2Fe(CN)6沉淀,按题四要求,画出Ag2Fe(CN)6量的线段。
2.用同浓度(mol·dm-3)NaAc代替K2CrO4,生成AgAc沉淀,也可按相应混合比画出生成AgAc沉淀量的线段。实践中发现,生成AgAc沉淀量有时明显少于理论量。原因何在?
六、(12分)
某106kW火力发电厂以重油为燃料
1.以含硫2%重油为燃料,燃烧后烟道气中含SO2多少ppm(体积)?1dm3重油(密度为0.95g·cm-3)燃烧生成14Nm(标准立方米)的烟道气。
2.以含硫3.5%重油为燃料,重油使用量为0.1dm3·kW-1hr-1。该厂开工率(每年实际运转天数)为80%,对烟道气的脱硫效率为90%。问一年间对烟道气脱硫回收的SO3能生成多少吨硫酸铵?或生成石膏,CaSO4·2H2O多少吨?或生成70%硫酸多少吨?(原子量H 1.0,N 14,O 16,S 32,Ca 40)
七、(10分)
K2Cr2O7和H2O2在H2SO4溶液中混合时,可看到下面两个现象:
(1)混合后5~10秒内,溶液由橙色变为暗蓝色;
(2)在80~150秒内由暗蓝色变为绿色,与此同时放出气泡与之相应的两个反应式为:
A.Cr2O72-+H2O2→CrO5+H2O
B.CrO5+H+→Cr3++O2
两步反应的速率方程式分别为
rA=K1[Cr2O72-][H2O2]
rB=K2[CrO5]
请回答下列问题
1.平衡A、B反应式及由A、B反应组成的总反应式;
2.当要用 K2Cr2O7溶液滴定 H2O2时,请计算每cm3 0.020mol·dm-3的K2Cr2O7相当于多少mmol的H2O2?
3.蓝色中间物CrO5中的氧有哪些形式?
4.A、B反应哪个速度快?
八、(10分)
从柑橘中可提炼得萜二烯-1,8 ,请推测它和下列试剂反应时的产物:
1.过量HBr;
2.过量Br2和CCl4;
3.浓KMnO4溶液,加热。
九、(8分)
以(+)或(-)表示以下化合物和各试剂是否反应
Ag(NH3)2+
KMnO4,Δ
稀NaOH
甲苯
苯甲醛
苯酚

十、(7分)
HgF2有强烈的水解性,即使在2mol·dm-3 HF中水解度高达80%,生成HgO和HF。
HgCl2溶于水,只发生极弱的水解作用,25℃0.0078mol·dm-3HgCl2的水解度为1.4%;
HgF2水解性明显强于HgCl2、HgBr2的可能原因是:
十一、(11分)
丙二酸(HOOCCH2COOH))与 P4O10共热得 A气体,A的分子量是空气平均分子量的二倍多,A分别和H2O、NH3反应生成丙二酸、丙二酸胺。A和O2混合遇火花发生爆炸。
1.写出A的分子式和结构式;
2.A踉H2O的反应式(配平);
3.A踉NH3的反应式(配平);
4.A属哪一类化合物?按此类化合物命名之。
参考答案
一、(10分)
1.2Fe(CN)64-+H2O2+2H+=2Fe(CN)63-+2H2O
2Fe(CN)63-+H2O2+2OH-=2Fe(CN)64-+2H2O+O2↑
每式2分,未配平不得分
2.2V2O5+V2O3=V6O13 摩尔比:2(V2O5)︰1(V2O3)
5V2O5+V2O3=4V3O7 摩尔比:5(V2O5)︰1(V2O3)
5V2O5+3V2O3=2V8O17 摩尔比:5(V2O5)︰3(V2O3)
每式2分,不对不得分
二、(8分)
1.在空气中燃烧生成氧化镁和氮化镁。3Mg+N2=Mg3N2(2分)
1mol Mg生成lmol MgO增重16克:1mol Mg生成1/3mol Mg3N2只增重9.3克。(2分)
2.因空气不足及温度高,除生成Mg3N2、MgO外(2分),部分Mg和(瓷坩埚中)SiO2发生下列反应。3Mg+Al2O3=2Al+3MgO;SiO2+4Mg=Mg2Si+2MgO;2Mg+SiO2=2MgO+Si(2分)
三、(10分)
1.Fe2+、Cu2+(有 Fe3+无分)(各1分)
2.Fe2+(1分)
3.Fe2+(1分)
4.Fe3+、Fe2+、Cu2+(各1分)
5.除2外都成立(1分)。其中 1加了少量的Fe(0.5分);2中若有Fe剩余,必有Cu(1分);3加了较多的Cu、Fe(1分);4只加了少量的Cu、Fe(0.5分)。
四、(6分)
五、(8分)
1.2.图(2分)略;AgAc溶解度较大(在难溶物系列中)(2分)。
六、(12分)
1.1×1000×0.95×0.02×22.4×103/32.0×14×103=950ppm(6分)
2.0.18×0.95×106×24×365×0.9×0.8×0.035=3.78×104吨(S)
解得 X=1.56×103吨,(NH4)2SO4(1.5分)
Y=2.03×105吨,CaSO4·2H2O(1.5分)
Z=1.65×105吨,70%H2SO4(1.5分)
七、(10分)
1.Cr2O72-+4H2O2+2H+=2CrO5+5H2O(1.5分)
4CrO5+12H+=4Cr3++7O2+6H2O(1.5分)
总反应式 2Cr2O72-+8H2O2+16H+=4Cr3++7O2+16H2O(2分)
2.每cm3 0.020mol·dm3含0.020mmol K2Cr2O7,可以与0.80mmol H2O2反应。(2分)
3.氧以-O-和-O-O-(过氧)型体与Cr(Ⅵ)结合。(各1分)算全对。
4.反应A快。(1分)
八、(10分)
1.(2分)
2.(2分)
3.+HCOOH或CO2(2分)
九、(8分)
Ag(NH3)2+
KMnO4,Δ
稀NaOH
甲苯



苯甲醛



苯酚


每空1分
十、(7分)
HgF2溶于水发生双水解,所以有较强的水解作用(3分)。
HgCl2、HgBr2水解性弱是HgCl2、HgBr2难电离(或Hg2+和Cl-、Br-结合力强)之故。(2分)HgBr2水解度更小,表明HgBr2比HgCl2更难电离(或Hg2+与Br-的键的共价性强于Hg2+和Cl-,HgBr2更难溶)(2分)
十一、(11分)
1.C3O2(2分) O=C=C=C=O(2分)
2.C3O2+2H2O=HOOCCH2COOH(2分)
3.C3O2+2NH3=H2NOCCH2CONH2(3分)
4.酸酐或氧化物(l分) 丙二酸酐(1分)
1991年复赛试题
(时限:150分;满分:100分)
?
一、(12分)含有银、铜、铬的一种合金,质量为1500毫克,溶解后溶液中含有Ag+、Cu2+、Cr3+,用水稀释到500cm3。
(1)取出50cm3溶液,加入过量稀碱溶液,分离出沉淀物,滤液用足量H2O2氧化,发生如下反应:
OH-+Cr3++H2O2→CrO42-+H2O
酸化上述溶液,用25.00cm3 0.100 mol·dm-3的Fe(Ⅱ)盐溶液,还原其
溶液滴定,耗KMnO4溶液17.20cm3。
(2)在另一个实验中,取200cm3原始溶液进行电解。电解析出金属的电流效率为90%,电流为2A,在14.50分钟内,三种金属定量析出。
求该合金样品中Cu、Ag、Cr的质量百分含量。(已知原子量:Cu:63.55,Cr:52.00,Ag:107.9。一摩电子电量:96480库)。
二、(8分)催化作用在近代化学工业中占有极其重要的地位。目前认为,V2O5是催化氧化SO2的较理想的催化剂。研究表明,在V2O5的晶体中,每个V5+离子周围有六个氧负离子O2-,构成一个拉长的八面体,其中长轴方向的V?O间距离为281pm。
不少学者对V2O5的催化氧化SO2的机理(反应历程)进行了研究,虽然得到的结论不尽相同,但可互为补充。
Mars曾提出在V2O5固体表面上催化反应的机理为:
SO2+2V5++O2- SO3+2V4+???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? (1)
近来,Happle用示踪原子35S和18O及动力学模型,研究了SO2的氧化过程,提出了如下机理:
1.(1)、(2)式分别与(3)、(4)、(5)、(6)式中的哪些相当?
2.哪一步骤为SO2氧化反应的控制步骤(即决定反应速度的关键步骤)?
3.为什么说V2O5在SO2的催化氧化中起了“电子泵”(传输电子的泵)的作用?
4.根据V2O5的晶格结构特点,图示并说明V2O5催化氧化SO2的过程?
三、(8分)NSF是一种不稳定的化合物,它可以聚合成三聚分子A.;也可以加合一个氟离子,生成(B),或失去一个氟离子变成(C)。
(1)写出NSF和产物(A)、(B)、(C)的结构式。
(2)预期(A)、(B)、(C)中何者N—S键最长?何者N—S键最短?为什么?
四、(22分)痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病。
关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠晶体。反应式如下:
?
Ur-(aq)+Na+(aq)=NaUr(s)…(2)
1.37℃时1.0升水中可溶解8.0mmol尿酸钠。计算反应(2)的平衡常数。
2.头一次关节炎发作大都在脚趾和手指的关节处,这说明温度对反应(2)的平衡常数影响如何?反应(2)是放热的,还是吸热的?
3.37℃时,每升水仅能溶解0.5mmol的尿酸。通过计算说明,尿酸在血清(pH=7.4,[Na+]=130mmol·l-1)中沉淀与关节炎的发作无关。
痛风病人常患肾结石,肾结石是由尿酸晶体所组成。形成它的原因是病人尿中的尿酸和尿酸盐浓度过高。
4.若病人尿中尿酸与尿酸盐总浓度为2.0mmol·l-1,计算尿的pH值为何值时,病人的尿中能够形成尿酸结石。
痛风病人出现肾结石,可能是体内尿酸合成速率较高或通过肾排出的尿酸减少的缘故。对它的研究可做如下实验:用放射性标记尿酸进行静脉注射。这些放射性尿酸与体内已有的尿酸相混合,一起从尿中排出,然后对排出的尿进行几天的放射性测量,确定放射性尿酸所占尿酸的百分数。
5.下图为病人(A.S.)和正常人(N.M.)在各注射20mg放射
?
性标记尿酸后测量的结果。试确定病人(A.S.)和正常人(N.M.)排出尿酸的速率相对尿酸浓度的反应级数是多少?并说明理由。
6.病人(A.S.)和正常人(N.M.)排出尿酸的速率常数各是多少?由此说明,病人的尿毒症可能是何种原因引起的?
五、简答下列问题(20分)
1.高氯酸根离子(ClO4-)与金属离子生成配合物的倾向很小,试解释之。
2.高碘酸根离子(IO5-6)与Ag3+离子生成稳定配合物。画出IO5-6及其与Ag1形成的配合物的可能结构。磁化率的测定可以帮助确定其结构吗?为什么?
3.下列反应用于合成某些镍的配位化合物:
diars表示O-苯撑双(二甲胂),其结构式为:
元素分析的部分结果:
B:含Ni 7.96%,含Cl 14.4%
C:含Ni7.33%,含O7.99%
根据以上事实,写出A、B、C、D的结构,并预测它们的磁性。
(已知原子量:Ni:58.7;Cl:35.5;O:16.0)
六、(17分)(?)-水芹醛(C10H16O)是自然界存在的萜烯。它可以被新制的氢氧化铜氧化,生成(?)-水芹酸(C10H16O2),后者只能吸收1摩氢,而生成二氢水芹酸(C10H18O2)。
(±)-水芹醛可按下列步骤合成:
化合物A(C9H12)+H2SO4(浓) P(C9H12O3S)
T+醋酸酐→U(C12H19O2N)
V+H2O(H2SO4)→W(C10H15O2)
W+SOCl2→X(C10H15OCl)
试问:
1.写出A—X的结构式。
2.写出水芹醛的结构式。
3.为什么合成的水芹醛无旋光性?这种不旋光性在合成过程中首先出现在哪一步?
4.二氢水芹酸事实上是两个无旋光性的异构体的混合物。写出它们的结构式,并说明各异构体不旋光的理由。
七、(13分)我国盛产山苍子油,其主要成分是柠檬醛(A),以(A)为原料和化合物(B)经过缩合、消除、关环等主要步骤,可合成具工业价值的β-紫罗蓝酮(一种香料)。
?
试问:
1.给(A)系统命名。
2.写出化合物(B)的结构式。
3.写出β-紫罗蓝酮合成路线及反应历程。
4.β-紫罗蓝酮是否有旋光性?它是否是合成中的唯一产物?如不是,请写出另一产物,并注明主次和说明理由。
1991年竞赛试题
(时限:150分;满分:140分)
?
一、选择题(每题2分,共60分)
下列各题各有1~2个正确答案,全对者才得分。
1.原子量有小数,最好的解释是???????????????????????????????????????? [??? ]
A.由于电子的质量??????????? B.由于同位素存在
C.由于测定原子质量不够准确
D.由于有杂质??????????????????? E.上述四条都有关
2.提供在原子中存在能级证据的是???????????????????????????????????? [??? ]
A.原子序数?????????????? B.原子半径
C.质量亏损?????????????? D.光谱线
E.电离能数据
3.在碱金属的焰色反应中,钠盐呈黄色是由于???????????????? [??? ]
A.钠被氧化的结果
B.钠发生离子化的结果
C.钠原子中的电子从高能级降到低能级的结果
D.钠原子中电子从低能级升到高能级的结果
E.钠离子中的电子跃迁的结果
4.下列各组离子中,可能大量存在于同一溶液中的一组离子是 [??? ]
A.Cu2+,Al3+,Cl-,HCO-3
B.Fe2+,K+,Cl-,I-
C.H+,K+,MnO-4,Cl-
D.H+,Fe2+,Cl-,NO-3
E.S2-,Na+,HS-,Cl-
5.在一定条件下,将2molA,3molB放在一密闭容器中反应:2A(气)+3B(气) C(气),达平衡后测得C为0.5mol。再通入8molA,达新平衡后C的物质的量是?????? [??? ]
A.2mol???????????????????? B.小于2mol,大于1.5mol
C.小于1.5mol,大于1mol
D.1mol???????????????????? E.小于lmol,大于0.5mol
6.物质的量相等的(NH4)2HPO4、(NH4)H2PO4、(NH4)3PO4三种盐分别与浓度相同的NaOH溶液完全反应时,消耗氢氧化钠溶液的体积比是?????????????????????????????????? [??? ]
A.1∶1∶1????????????? B.1∶2∶3?????????????????? C.2∶1∶3
D.3∶2∶3????????????? E.1∶3∶2
7.假设A元素不存在同位素,An-阴离子的原子核内有x个中子,A元素的质量数为m,则W克An-阴离子所含电子的物质的量是???????????????????????????????????????????? [??? ]
8.在一定温度下,密闭容器中的反应:N2(气)+3H2(气) NH3(气)达到平衡的标志是?????? [??? ]
E.总压不随时间而变化
9.下列变化属于克服分子间力的是???????????????????????????????????? [??? ]
A.碘的升华?????????????????????????? B.硫黄变为硫蒸汽
C.二硫化碳汽化?????????????????? D.汞变成汞蒸汽
E.以上变化都是
10.下列叙述错误的是?????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
?
A.H3PO4的酸性比H3AsO4强
B.H3PO4的氧化性比H3AsO4强
C.H3PO4溶液中只含有H+,H2PO-4,HPO2-4,PO3-4四种离子
D.1molH3PO4与1mol NaOH反应,其水溶液显酸性
E.H3PO4的酸性比焦磷酸H4P2O7弱
11.某酸的Ka=1×10-4,它与NaOH反应的平衡常数应为???? [??? ]
A.1×10-4??????????????? B.1×10-10
C.1×1010??????????????? D.1×104
E.1×1018
12.下列元素中在自然界没有游离态存在的是?????????????????? [??? ]
A.C?????????? B.Si?????????????? C.S??????????? D.P??????????? E.O
13.某学生配制100毫升1摩/升的H2SO4溶液,进行以下操作,然后精确滴定,发现结果偏低。从他的操作中,可能使结果偏低的有?????????????????????????????????????????? [??? ]
A.量筒用蒸馏水洗净后即用来量取所需要的浓硫酸,再将浓H2SO4注入洗净的烧杯中
B.用少量蒸馏水多次冲洗量筒,洗液倒入上述烧杯中
C.将烧杯中的H2SO4沿玻棒全部移入100毫升的容量瓶内,烧杯用少量蒸馏水多次冲洗,洗液也倒入容量瓶内
D.加蒸馏水于容量瓶到接近标线2~3厘米处,盖紧玻塞,上下颠倒摇匀
E.最后用胶头滴管加蒸馏水到标线,盖塞再次摇匀
14.已知:C(石墨)+O2(气)=CO2(气)+393.7kJC(金刚石)+ O2(气)=CO2(气)+395.8kJ
则石墨转变为金刚石的反应热是?????????????????????????????????????????? [??? ]
A.+789.5kJ???????????????? B.-789.5kJ
C.+2.1kJ???????????????????? D.-2.1kJ
E.0
15.用NaHSO3与酸反应制备SO2气体,最好选用下列酸中的???? [??? ]
A.浓HCl????????????? B.稀HCl?????????????? C.浓H2SO4
D.稀H2SO4????????? E.HNO3
16.除去CO2中混有的HCl和SO2气体,最好选用下列试剂中的????? [??? ]
A.饱和碳酸钠溶液??????????????????????? B.饱和亚硫酸钠溶液
C.饱和小苏打溶液??????????????????????? D.饱和亚硫酸氢钠溶液
E.品红溶液
17.在配离子中,配体(L)与金属离子(M)之间可发生L→M的电子跃迁。金属离子越易被还原,L→M跃迁所需能量越小。光可提供跃迁的能量,下列离子发生L→M跃迁时,所吸收光的波长最长的是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
18.乙烷与丙烷混合气体完全燃烧得CO226.4克和H2O15.3克,则混合气体中乙烷与丙烷物质的量之比为?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.1∶1????????????? B.1∶2???????????????????????? C.2∶1
D.2∶3????????????? E.3∶2
19.将锌粉加入到含有FeCl3和CuCl2的溶液中,反应完成后,容器底部有金属粉末存在,同时溶液里有较多的Fe2+,则下列叙述中正确的是??????????????????????????? [??? ]
A.金属粉末肯定有FeB.金属粉末肯定有Cu
C.金属粉末肯定有Zn
D.溶液中可能有较多的Cu2+
E.溶液中Cu2+浓度可以忽略不计
20.下列0.1摩/升的盐溶液的pH值由大到小排列正确的是 [??? ]
A.NaHCO3>CH3COONa>C6H5ONa>Na2CO3
B.Na2CO3>C6H5ONa>CH3COONa>NaHCO3
?
C.Na2CO3>C6H5ONa>NaHCO3>CH3COONa
D.CH3COONa>NaHCO3>C6H5ONa>Na2CO3
E.Na2CO3>NaHCO3>C6H5ONa>CH3COONa
21.下列化合物中,键角最小的是?????????????????????????????????????? [??? ]
A.Cl2O???????? B.ClO2???????????????? C.OF2
22.下列化合物中,具有顺磁性的是?????????????????????????????????? [??? ]
A.Cl2O?????????????????????????? B.ClO2????????????????????? C.OF2
D.[Cu(NH3)4]2+?????????????? E.[Ag(NH3)2]+
23.能与碳酸氢钠溶液在一定条件下反应,又能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色的物质是?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.葡萄糖????????? B.对甲基苯酚??????????????? C.茶油
D.丙烯醛????????? E.丙烯酸甲酯
24.下列物质互为同系物的是?????????????????????????????????????????????? [??? ]
A.软脂酸与油酸??????????????? B.苯与萘
D.硬脂酸甘油酯与乙酸乙酯
E.以上都不是
25.下列化合物中,既显酸性,又能发生分子内酯化反应和消除反应的是??? [??? ]
C.3-羟基丁酸????????????? D.2-羟基丙酸
E.2-羟基丙酸丙酯
26.某有机物(1)有银镜反应;(2)与NaOH溶液共煮可溶解;(3)加Na2CO3溶液无气体放出;(4)在一定条件下使溴水褪色。根据以上实验事实,则该有机物可能是?? [??? ]
A.HCOOH??????????????????? B.CH2=CH-COOCH3
C.HCOOCH=CH2
E.核糖
27.某烃的一卤代物有四种同分异构体,则此烃可能是?? [??? ]
A.甲苯??????? B.二甲苯?????????????? C.乙苯
D.C4H10??????? E.α-甲基萘
28.在下列物质中加入浓H2SO4加热没有反应的是??????????? [??? ]
A.萘?????????????? B.蔗糖??????????????? C.甲醇
D.环己烷?????? E.脲素
29.下列化合物中,硝化反应时硝基进入氯原子的邻位的化合物是? [??? ]
A.①????? B.②?????????? C.③???????????? D.①和③?????????? E.①②③
30.某有机物的氧化产物A,还原产物B,B只能生成一种一溴代物C。C与镁反应后,可与A反应生成一个C4化合物,该有机物是????????????????????????????????????????? [??? ]
A.乙烯??????? B.乙醛??????????????? C.乙醇
D.乙酸??????? E.乙烷
二、填空题(共24分)
31.Hg2++Hg Hg2+2的平衡常数为66。取稀HNO3与过量汞作用,当反应达到平衡时,Hg2+2浓度为0.1mol·L-1,则Hg2+浓度为____mol·L-1。若Hg与过量稀HNO3作用,当Hg2+浓度为0.1mol·L-1时,则Hg2+2浓度为____mol·L-1。
32.某金属M与HNO3作用生成含氧酸H2MO4,H2MO4不溶于水,加热干燥后得MO3。取M与Ag、Au的合金W1克(其中含AgW2克,AuW3克)与HNO3完全作用,再过滤洗涤,将不溶物加热、干燥、称重得W4克。则金属M的摩尔质量为____克/摩。
33.气态氯原子与一个电子结合比气态氟原子与一个电子结合放出更多的能量,这是由于____。
34.将装有压缩CO2气体的钢瓶阀突然打开,可得到干冰(固体),这是由于______。
35.某蛋白质水解得一溶于水的固体化合物A,A在电场中因pH不同分别移向阴极和阳极。A无旋光性,加热得一固体化合物B,其摩尔质量为114克/摩,则A的结构简式是____。B的结构简式是____。
36.将一试管NO2和O2的混合气体,倒置于盛水的水槽中,水面能升至试管体积的四分之三,则混合气体中NO2与O2体积比是____。
37.有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。它依靠人体内体液中含有一定浓度的溶解氧,H+和Zn2+进行工作。
(1)请写出正极反应和负极反应的方程式:
正极:________________;
负极:________________。
(2)若该电池在0.8伏,40微瓦条件下工作,则工作电流为____A。
(3)将5克Zn埋入人体内,则可以维持____年才需要进行第二次手术更换。(每摩电子电量为96500库)。
38.肼(N2H4)可用作火箭的推进燃料,在K3[Cu(CN)4]催化剂存在下,与H2O2水溶液反应。配平的反应式是:
N2H4+H2O2→
后来改用液氧或N2O4氧化不对称二甲基肼和有机混合物的方法配平的反应式是:
(CH3)2NNH2+N2O4→
三、判断未知物,并写出有关方程式(本题共24分)
39.有一固体混合物,可能含有FeCl3、NaNO2、Ca(OH)2、AgNO3、CuCl2、NH4F和NH4Cl七种物质中的若干种。若将此混合物加水后,可得白色沉淀和无色溶液。在此无色溶液中加入KSCN溶液没有颜色变化。将无色溶液加热有气体逸出。无色溶液可使酸化的KMnO4溶液褪色。白色沉淀可溶于氨水。根据以上事实,判断
(1)肯定存在的物质是:_____________。
(2)肯定不存在的物质是:___________。
(3)写出“加热无色溶液有气体放出”的反应方程式。______。
(4)写出“无色溶液使酸化的KMnO4溶液褪色”的离子反应式。______。
40.某卤代烃A(C6H11Cl)有旋光性。A可使酸性KMnO4溶液褪色。A经下列变化得到化合物B、C、D:
(1)写出A、B、C、D的结构式。
A______;B______;C______;D______。
(2) B和C是否有旋光性?
方程式(如可反应的话)。
四、鉴定题(10分)
一次该溶液,即能将五种阴离子一一鉴别出来。按你设计的鉴定顺序,完成下列表格。
五、(本题共12分)
42.在A、B两元素组成的化合物中,B的含量占80%。在460K,1.01kPa压力下测得该化合物蒸汽378cm3的质量是0.0267克。该化合物的每个分子中共含有128个质子。B元素的原子M层上有一个未成对电子。试
(1)求此化合物的摩尔质量。
(2)推导此化合物的分子式。
(3)写出该化合物的结构式。
六、(本题共10分)
43.已知某金属M浸入Mn+溶液中,其电极电势E与[Mn+]有如下关系:
现设计如下实验:在两个烧杯中分别注入相同的混合溶液,即由50.0cm3 0.0100mol·dm-3 AgNO3和50.0cm30.100mol·dm-3NH4NO3组成的混合溶液。将两根银电极用铜线相连,分别浸入到上述两烧杯的混合溶液中;两根相同的参比电极(电极电势为定值)通过电位计相连,也分别浸入到上述混合溶液中。现往其中一个烧杯中逐渐加入50.0cm30.100mol·dm-3的氨水,生成[Ag(NH3)2]+。由电位计测得两参比电极间电势差为0.254伏特。据此求[Ag(NH3)2]+的解离常数。
1992年全国高中学生化学竞赛初赛试题
考试时间:3小时
第1题(1分)
(1)金属锰可以用四氧化三锰为原料通过铝热法来制备。试写出配平的化学方程式。
(2)CS2是一种有恶臭的液体,把它滴入硫酸酸化的高锰酸钾水溶液,将析出硫磺,同时放出CO2,写出配平的化学式方程式。
第2题(10分)
(1)在新生代的海水里有一种铁细菌,它们提取海水中的亚铁离子,把它转变成它们的皮鞘(可以用Fe2O3来表示其中的铁),后来便沉积下来形成铁矿;这个用酶为催化剂的反应的另一个反应物是CO2,它在反应后转变成有机物,可用甲醛来表示,试写出配平的离子方程式。
(2)地球化学家用实验证实,金矿常与磁铁矿共生的原因是:在高温高压的水溶液(即所谓“热液”)里,金的存在形式是[AuS-]络离子,在溶液接近中性时,它遇到Fe2+离子会发生反应,同时沉积出磁铁矿和金矿,试写出配平的化学方程式。
第3题(10分)
矿物胆矾就是CuSO4·5H2O,当它溶于水渗入地下,遇到黄铁矿(FeS2),铜将以辉铜矿(Cu2S)的形式沉积下来;而反应得到的铁和硫则进入水溶液,该溶液无臭味,透明不浑浊,绿色,呈强酸性,在有的矿区常可见到这种具有强腐蚀性的地下水(俗称黑水)渗出地面,上述反应可以用一个化学方程式来表示,试写出配乎的化学方程式。
第4题(10分)
制备硫代硫酸钠的方法之一是把二氧化硫通人硫化钠和碳酸钠(摩尔比2︰1)的混合溶液。在反应过程中,先生成黄色的固体,其量先逐渐增多,然后又逐渐减少,溶液的pH值降到7左右时,溶液近于无色,反应已经完成。如果继续通入二氧化硫,溶液的pH值降到5,又会有固体物质出现。
写出和以上现象有关的各个配干的化学方程式。
第5题(10分)
取2.5克KClO3粉末置于冰水冷却的锥形瓶中,加入5.0克研细的I2,再注入3cm3水,在45分钟内不断振荡,分批加入9~10cm3浓HCl,直到I2完全消失为止(整个反应过程保持在40℃以下)。将锥形瓶置于冰水中冷却,得到橙黄色的晶体A。
将少量A置于室温下的干燥的试管中,发现A有升华现象,用湿润的KI-淀粉试纸在管口检测,试纸变蓝.接着把试管置于热水浴中,有黄绿色的气体生成,管内的固体逐渐变成红棕色液体。
将少量A分别和KI,Na2S2O3,H2S等溶液反应,均首先生成I2。
酸性的KMnO4可将A氧化,得到的反应产物是无色的溶液。
(1)写出A的化学式;写出上述制备A的配平的化学方程式。
(2)写出A受热分解的化学方程式。
(3)写出A和KI反应的化学方程式。
附:原子量 K 39.10;Cl 35.45;I 126.9;O 16.00
第6题(10分)
某烃,在标准状态下呈气态,取10cm3该烃跟70cm3氧气混合,并用电火花引燃。反应后先使水蒸气冷凝,测出混合气体的体积是65cm3,再将气体通过氢氧化钾溶液,剩余的气体的体积为45cm3。所有的气体体积都是在标准状态下测定的,试求这种烃的分子式。
第7题(10分)
稀土是我国的丰产元素,17种稀土元素的性质十分相近。用有机萃取剂来分离稀土元素是一种重要的技术。他合物A是其中一种有机车取剂,A的结构式如下所示:
(1)A所属的化合物类型叫什么?
(2)通过什么类型的化学反应可以合成化合物A?写出反应物(其中的有机物用结构式表示)。
第8题(10分)
水性粘着剂聚乙烯醇是聚乙酸乙烯酯经碱性水解制得的。
(1)写出聚乙烯酸的结构式。
(2)聚乙烯醇能否直接通过聚合反应制得?为什么?
(3)写出聚乙酸乙烯酯的结构式。
(4)怎样制取聚乙酸乙烯酯?写出反应物的名称。
第9题(10分)
局部麻醉剂普鲁卡因的结构式如下式所示(代号:B)
已知普鲁卡因的阳离子(代号:BH+)的电离常数Ka=1×10-9。
(1)以B为代号写出普鲁卡因在如下过程中发生的化学反应:
a.溶于水;
b.跟等摩尔的盐酸反应;
c.它的盐酸盐溶于水;
d.跟NaOH水溶液反应。
(2)普鲁卡因作为局部麻醉剂的麻醉作用是由于它的分子能够透过神经鞘的膜,但它的阳离子BH+基本上不能透过神经鞘膜。试计算在pH值为7时,盐酸普普卡因溶液里的B和BH+的浓度比,并用来说明它的麻醉作用的药效跟用药量相比是高呢还是低。
(3)已知如果把普鲁卡因分子里的叔氨基改成仲氨基(C),伯氨基(D),改造后的麻醉剂C和D的碱性顺序是C>B>D,问它们通过神经鞘膜的趋势是增大还是减小,为什么?
第10题(10分)
金属纳和金属铅的2︰5(摩尔比)的合金可以部分地溶解于液态氨,得到深绿色的溶液A,残留的固体是铅,溶解的成分和残留的成分的质量比为9.44︰1,溶液A可以导电,摩尔电导率的测定实验证实,溶液A中除液氨原有的少量离子(NH4+和NH2-)外只存在一种阳离子和一种阴离子(不考虑溶剂合,即氨合的成分),而且它们的个数比是4︰1,阳离子只带一个电荷。通电电解,在阳极上析出铅,在阴极上析出钠。用可溶于液氨并在液氨中电离的盐PbI2配制的PbI2的液氨溶液来滴定溶液A,达到等当点时,溶液A的绿色褪尽,同时溶液里的铅全部以金属铅的形式析出。回答下列问题:
(1)写出溶液A中的电解质的化学式;
(2)写出上述滴定反应的配平的离子方程式;
(3)已知用于滴定的碘化铅的浓度为0.009854mol/L,达到等当点时消耗掉碘化铅溶液21.03毫升,问共析出金属铅多少克?
附:铅的原子量207.2;钠的原子量22.99。
参考答案
1.(1)3Mn3O4+8Al=9Mn+4Al2O3
(2)5CS2+4KMnO4+6H2SO4=10S+5CO2+4MnSO4+2K2SO4+6H2O
2.(1)CO2+4Fe2++5H2O=CH2O+3Fe2O3+8H+
(2)2AuS-+3Fe2++4H2O=2Au+Fe3O4+2H2S+4H+
3.14CuSO4+5FeS2+12H2O=7Cu2S+5FeSO4+12H2SO4
4.2Na2S+4SO2+Na2CO3=3Na2S2O3+CO2, 固态物质逐渐增多是因为SO2+Na2S+H2O=Na2SO3十H2S,2H2S+SO2=3S+2H2O, 固态物质减少是因为S+SO32-=S2O32-, pH在5左右又产生固态物质是因为S2O32-+SO2+H2O=2HSO3-+S。
5.(1)ICl3,KClO十I2+6HCl=2ICl3+KCl+3H2O
(2)ICl3=ICl+Cl2
(3)ICl3+3I-=2I2+3Cl
6.依题反应消耗的氧量为25cm3,生成CO2为20cm3,生成H2O为5cm3,CxHy+(x+y/4)O2→Xco2+y/2 H2o x=y=1,2,3,4,……
依题意,标态下为气态的烃只可能是C2H2(乙炔)。
7.(1)酯或无机酸酯或磷酸酯
(2)酯化,C(CH2OH)4(季戊四醇)和H3PO4(或加H2SO4为催化剂)或和POCl3反应。
8.(1)
(2)不能。它的单体是乙烯酸,乙烯酸不是一种稳定的化合物(乙烯酸是乙醇的烯酸式)。
(3)
(4)乙酸乙烯酯的聚合反应
9.(1)①B+H2O=BH++OH-
②B+HCl=BH++Cl-
③BHCl=BH++Cl- BH+=B+H+
④B+NaOH=H2N--COONa+HOCH2CH2N(C2H5)2
(2)[BH+]/[B]=100;不很有效(低)。
(3)药效的顺序为D>B>C,因为碱性越强,其盐酸盐越难电离,中性分子对阳离子的浓度比越小,药效越低。
10.(1)Na4Pb9;
(2)2Pb2++Pb94-=11Pb;
(3)236.2毫克。
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1993年全国奥林匹克化学竞赛(浙江赛区)试题
第1题(6分)
配平方程式
(1) CrCl3+ KMnO4+ H2O= K2Cr2O7+ MnCl2+ HCl+ MnCr2O7
(2) As2S2+ HNO3+ H2O= H3AsO4+ NO↑+ H2SO4
第2题(12分)
(1)实验证明,硫化铜与硫酸铁在细菌作用下,在潮湿多雨的夏季,成为硫酸和硫酸盐而溶解于水,这就是废石堆渗沥水,矿坑水成为重金属酸性废水的主要原因,试写出配平的化学方程式。
(2)从金矿中提取金,传统的也是效率极高的方法是氰化法。氰化法提金是在氧存在下氰化物盐类可以溶解金。试写出配平的化学方程式。
(3)对二乙苯在酸性高锰酸钾溶液中被氧化并有气体产生,试写出配平的反应式。
第3题(12分)
(1)用石灰乳跟硫熬煮而成的石硫合剂含多硫化钙(CaSn)。多硫化钙在空气中与二氧化碳等酸性物质接触易析出多硫化氢,多硫化氢是一种极不稳定的黄色液体,试用化学方程式说明多硫化钙具有杀虫作用的原因。
(2)在强碱B-:(如NH4+NH2-),的存在下CH3CH2CH2CH2Cl可按下列两种历程发生消除反应,分别称之为Eα消除和E2消除:
Eα:
E2:
试构思一个实验证实上述历程。
第4题(12分)
(1)实验室中所用的氧化钢(CuO)是黑色粉末。在使用电烙铁时,其头部是一铜制的烙铁头,长期使用,表面被氧化,但脱落下来的氧化膜却是红色的,试说明原因。
(2)法医鉴定砷中毒(通常为砒霜)的方法是用锌、盐酸和试样混在一起,将生成的气体导入热玻璃管,如果试样中有砷化物存在,则在玻璃管的壁上出现亮黑色的“砷镜”。试写出有关的反应式。
(3)把CO2气体通入澄清的石灰水,立即会产生浑浊,但把SO2气体通入澄清的石灰水,却不容易看那浑浊,而CaCO3和CaSO3都是难溶的电解质,试说明原因。
第5题(6分)
分子式为C7H10的开经烃A,可发生下列反应:
(1)A经催化加氢可生成3一乙基戊烷。
(2)A与硝酸银氨溶液反应可产生白色沉淀。
(3)A在Pd/BaSO4催化作用下吸收1摩尔氢生成化合物B,B可以生成橡胶状的物质C。
请写出A、B、C的结构简式。
第6题(10分)
试写出分子式为C4H10Cl的所有异构体的结构简式。
第7题(6分)
试填写下列反应流程的试剂,产物及反应条件


第8题(12分)
已知某元素A能与ⅦA族某一元素B生成A本身的最高价化合物,在此化合物中B的含量为92.2%,而在与此相应的氧化物中,氧的含量为72.7%。A与B生成的化合物为一无色透明液体,沸点77℃,对空气的相对密度为5.3。回答下列问题:
(1)A元素名称,并指出属于第几周期第几族;
(2)A元素与B元素形成的化合物的分子式,A元素相应的氧化物教分子式;
(3)列举A与B形成的化合物的两种用途用途。
第9题(12分)
测定分子量的常用方法之一是凝固点下降法。例如水是常用的溶剂,当水中溶解了某种不挥发的溶质时,水的凝固点(即冰点)即会下降,海水在0℃时不会结冰就是这个原因。凝固点下降的程度与溶质的分子数有关,而与溶质是何种物质无关。当溶剂的量确定时,凝固点的降低值与溶质的分子数成正比。已知10.0g樟脑中溶解0.412g萘,凝固点下降了13℃。某种由C、H、O组成的有机物2.30g溶于15.6 g樟脑中,凝固点下降了49.5℃。如果把3.667g该有机物完全燃烧,生成 9.236g CO2和1.634g H2O,求该物质的分子式(已知萘的相对分子质量为:128,相对原子质量:H 1 C 12 O 16)
第10题(12分)
将一块部分被氧次的金属钠投入盛满水且倒置水槽内的容器中,此时在容器中可收集到448毫升(标准状况下)气体(假定各步反应完全,并产生的所有气本全部被收集到容器中),以电火花引燃容器里的气体,气体的体积最终减少到112毫升(标准状况下),经测定知,水槽和容器内溶液的总体积为800毫升,溶液的pH值为13。求金属钠及其各种氧化产物的物质的量。
参考答案
1.(1)10、6、11,3、4、22、2
(2)3、28、4,6、28、9
2.(1)CuS+4Fe2(SO4)3+4H2OCuSO4+8FeSO4+4H2SO4
(2)4Au+8NaCN+2H2O+O2=4NaAu(CN)2+4NaOH
(3)5CH3CH2--CH2CH3+24KMnO4+36H2SO45HOOC--COOH+12K2SO4+24MnSO4+10CO2+10CO2↑56H2O
3.(1)CaSn+H2O0+CO2=CaCO3十H2Sn
H2Sn=H2S+(n-1)S
生成的硫具有杀虫作用
(2)采用同位素标记法:
解法一;在α位上引入两个D原子即CH3CH2CH2CD2Cl
脱HCl后可分离出两种产物:
CH3CH2CH=CHD这是Eα反应的产物
CH2CH2CH=CD2这是E2反应的产物
解法二,在β位上引入2个D原子,即CH3CH2CD2CH2Cl
脱HC后可分离出两种产物:
CH3CH2CD=CHD这是Eα反应的产物
CH3CH2CD=CH2这是E2反应的产物
4.(1)答因为Cu2O比CuO稳定;在加热条件下总是生成红色的Cu2O
(2)As2O3+6Zn+12HCl=2AsH3+6ZnCl2+3H2O
2AsH32As+3H2↑
(3)因为SO2在水中的溶解度比CO2大得多,而且H2SO4的酸性比H2CO3强得多,所以通SO2于澄清的石灰水中极易过量,过量后生成Ca(HSO4)2而溶解。
5.A: B:
C:
6.① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ClCH2CH2CH=CH2        
7.


8.(1)A元素是C,位于第二周期第Ⅳ族
(2)CCl4和CO2
(3)可用作灭火剂和有机溶剂
9.C7H6O2
10.氧化前金属钠:0.08mol
如果H2过量:Na2O2 0.01mol,Na2O 0.015mol
如果O2过量:Na2O2 0.02mol,Na2O 0.01mol
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部分答案过程已忽略,仅供参考
1994年全国奥林匹克化学竞赛(浙江赛区)试题
考试时间3小时
第1题(4分)
配平方程式:
( )P4+( )P2I4+( )H2O→( )H3PO4+( )PH4I
第2题(5分)
KClO3和HCl反应,在某一条件下产物中含有Cl2和ClO2摩尔比为1比4,请写出一个配平的化学方程式。
第3题(5分)
某淡绿色晶体A,若配成溶液并加入BaCl2溶液后,则生成不溶于酸的白色沉淀沉淀B;若在A溶液中加入NaOH,则生成白色胶状沉淀C,并很快地变成红棕色,再加入HCl,此红棕色沉淀又溶解,若滴入KCNS溶液,则有深红色物质D生成。试推测上述四种物质并写出有关反应方程式。
第4题(4分)
现有A、B、C、C、D、E、F、G、H八种气体,均为无机物,根据下列事实判断各是哪种气体。
①.A、B是难溶于水的无色气体,其余均可溶于水,而H溶于水后又产生一种不溶于水的气体。
②.把A、D混合见光反应生成E。
③.一定条件下F能与O2反应生成B,也可生成H,而F、H皆易溶于水,其溶液的酸碱性恰好相反。
④.G可以使溴水退色。也可以使C氧化成黄色固体。
⑤.C在较高温度时分解得到黄色固体。
第5题(6分)
某学生根据高中课本中硝酸钾受热分解的实验操作来判断硝酸铅的分解产物之一是氧气;将试营中的硝酸铅加热到熔融,把带有火星的细木条伸进试营口,检验放出的气体。当发现木条复燃时该学生即断言;硝酸铅受热分解有氧气放出。请你对上述实验及结论的合理性作出评价。如有必要,可提出改进的实验方案。
第6题(6分)
已知液体SO2和纯水的导电性相近,实验测得两者的比电导值分别为3×10-3欧一1厘米一1和8×10-3欧一1厘米一1。试用简要的文字和化学方程式给出解释为什么液体SO2中,可用Cs2SO3去滴定SOCl2?
第7题(8分)
B4Cl4是一种淡黄色并具有挥发性的固体比合物,在70℃以下,它存在于真空中。结构测定表明,该化合物中每个氯原子均结合一个硼原子,其键长都是1.70×l0-10米;任意两个硼原子之间为1.71×10-10米。试根据上述性质和参数画出B4Cl4分子的空间构型。
第8题(10分)
将锌粒投入CuSO4溶液后,常常可以观察到这样的现象.锌粒表面有黑色粉物生成,并出现少量气泡。静止2~3小时,黑色粉状物大量增加。经过滤后得到的部分黑色粉状物用蒸馏水洗涤5~6次,至少量洗液中滴入过量氨水无颜色变化止。凉干黑色粉状物后进一步实验;取少量黑色粉状物于试管中,滴加适量的稀盐酸即出现紫红色粉状物,并伴有极少量的气泡,溶液显淡黄绿色。吸取淡黄绿色溶液少许至另一洁净试管中,加入过量氨水,生成蓝色溶液。
1.黑色粉状物的组成是什么?
2.生成黑色粉状物的原因是什么?
3.如欲在锌拉与CuSO4溶液的反应中观察到表面析出的紫红色铜,应采取什么措施?
第9题(6分)
在等闻等容条件下,某气体反应aA(g)+bB(g)gC(g)+hD(g),达平衡。现考虑达平衡的两条途径Ⅰ和Ⅱ:
Ⅰ:A、B起始时的物质量分别为a摩,b摩
Ⅱ:A、B起始时的物质量分别为2a摩,2b摩
论问,当a+b=g+h时,两条途径最终实现的平衡态是否相同?为什么?
第10题(5分)
2 +Cl2
第11题(10分)
已知RX+MgRMgX
2RMgX+R’COOR’’
请用乙炔为基本原料合成3-甲基-3-戊醇。所用到的有机原料均由乙炔合成,无机原料自选。
第12题(9分)
已知+浓HI+RI
有一芳香族化合物,分子式C10H8O2(A),(A)溶于NaOH溶液,不溶于Na2CO3溶液,与浓HI作用后得(B)C8H8O2和(C);(C)与NaOH-H2O反应得(D),同时用AgNO3检测有黄色沉淀;(C)与NaOH-C2H5OH作用得(E),将(E)蒸汽导入溴水中,溴水立即退色;(B)与FeCl3作用显兰紫色,在单溴化的条件下只得一种一溴取代物。试写出化合物合物A、B、C、D、E的结构简式。
第 13题(10分)
今有由铁粉、Fe2O3粉及CuO粉末组成的混和物,跟2摩/升的H2SO4 110毫升完全反应后得氢气896毫升(标况)。将反应物过滤,滤渣经干燥,冷却后称量为1.28克。滤液中的金属离子全部是Fe2+,将滤液稀释至200毫升,再从中取出50毫升,向其中逐滴加入1摩尔/升的NaOH溶液,边加边振荡,当加至20毫升时溶液开始出现沉淀。求:
(1)原根和物中的CuO多少克?
(2)Fe2O3是多少克?
(3)稀释后的200毫升滤波中Fe2+的摩尔浓度是多少?
(原子量Cu:64 Fe:56 O:16 H:1 S:32)
第14题(10分)
充分燃烧18.6克液态有机物A,产生二氧化碳28.4克和水16.2克;等量的A溶于水可得2.00摩/升的A溶液150毫升;取7.00毫升(ρ=1.10克/毫升)A跟足量金属钠反应,在16℃,101.3千帕下,在水面上收集到2993毫升氢气,在16℃水的饱和蒸汽压是1.81千帕。把纯碱置于A中,并不反应。求A的结构简式。(请按规范化计算,再求A的结构简式。R:8.31帕·m3·摩一1·K-1,原子量:C:12)
【参考答案】
1.13,10,128-32,40
2.11KCl3+18HCl=11KCl+3Cl2+12ClO2+9H2O
3.A FeSO4 B BaCl2 C Fe(OH)3 D [Fe(CNS)x]3-x (反应方程式略)
4.
A
B
C
D
E
F
G
H
H2
N2
H2S
Cl2
HCl
NH3
SO2
NO2
5.不合理:∵2Pb(NO3)2=2PbO+NO2+O2 生成物中O2仅占20 %体积,得不出木条复燃的必然结论。考虑NO2的强氧化性,也有助燃作用,在检验之前应予排除,可将混合气体先通入NaOH溶液,剩余的起义干燥后再作检验。2NaOH+2NO2=NaNO2+NaNO3+H2O。(编者:混合气体通入NaOH溶液后可能得不到剩余气体,NaOH+4NO2+O2=4NaNO3+2H2O)
6.液体SO2的自电离与水相似:2SO2→SO2++SO32-;
在液体SO2中,SOCl2、Cs2SO3如下电离:
SOCl2→SO2++2Cl-
Cs2SO3→2Cs++SO32-
两者混合使电离平衡向左移动析出SO2,SOCl2+Cs2SO3→SO2+2CsCl
7.
8.(1)铜、氧化铜、 少量锌粉
(2)铜胃锌与硫酸铜置换反应之产物,硫酸铜溶液应Cu2+水解而呈酸性,一部分锌遇H+生成H2,有少量的锌从表面脱落未反应而与通分混杂;随着H2的放出。溶液的pH值增大,析出的Cu(OH)2也不断增多,并分解成黑色的CuO粉末。
(3)抑制水解,采用直接将硫酸铜晶体溶于水制成的饱和溶液与锌粉反应,即可观察到紫红色的铜析出
9.不相同(略)
10.2 ;2 ;2 ;2 ;
11.CH≡CHCH3CHOCH3COOH(A)
CH≡CHCH2=CH2CH3CH2OH(B)
CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOC2H5(C)
CH2=CH2CH3CH2Cl(D)CH3CH2NgCl(E)
2CH3CH2NgCl+CH3COOC2H53-甲基-3-戊醇
12.A:;B:;
C:CH3CH2I;D:CH3CH2OH;E:CH2=CH2
13.(1)CuO:1.6g
(2)Fe2O3:6.4g
(3)[Fe2+]:0.9mol/L
14.HOCH2CH2OH
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部分答案过程已忽略,仅供参考
1995年全国高中学生化学竞赛(江苏浙江赛区)初赛试题
原子量及有关数据:
Sn:118.7 Cl:35.45 H:1 C:12 S:32 Na:23 O:16 Br:80 Cr:51.9 Mn:54.9 Pb:207 Al:27 Mg:24 Cu:64 lg2=0.3010
1.本试卷内容限3小时完成;
2.全卷满分为150分;
3.可使用计算器
一.选择题(共10小题,每题3分,共30分.每小题可能有1个或2个正确选项。如果多选、漏选或一对一错都不给分。)
1.制取下列物质的方案能够达到目的的是
A 用生锈的废钢铁与稀硫酸反应制绿矾
B 用碳酸钠与稀H2SO4反应制CO2
C 用食盐、二氧化锰和稀H2SO4共热制Cl2
D 用铁与稀盐酸反应制氯化铁
2.两种盐的混和物,加热或遇水均能放出使澄清石灰水变浑浊的气体,这两种盐不可能的是
A NaHSO4和Na2CO3 B Al2(SO4)3和NaHCO3
C NaHSO4和KHCO3 D MgSO4和Na2CO3
3.A、B是短周期元素,最外层电子排布式分别为msx,nsxnpx+1。A与B形成的离子化合物加蒸馏水溶解后可使酚酞试液变红,同时有气体逸出,该气体可使湿润的红色石德试纸变蓝,则该化合物的分子量是
A 38 B 55 C 100 D 135
4.已知,常温下CH3COOH的电高平衡常数为1.76×10-5,常温下将pH=3的 CH3COOH溶液用水稀释一后,溶液的pH值为
A 3 B 3.15 C 3.3 D 2.7
5.某无色溶液中加入过县盐酸有沉淀产生,过滤后向油液中加入过量纯碱溶液又有沉淀产生,下列溶液中符合此条件的是
① Ag+、Fe3+、Na+ ② Ag+、Al3+、K+ ③ Ag+、Ba2+
④ SiO32-、AlO2-、K+ ⑤ Ag+、NH4+、H+ ⑥ SiO32-、K+、Al3+
A 各组均符合 B ②③④⑥ C ②③④ D ①②③④⑥
6.某元素x的原子量为a,它的最高价氧化物的水化物的分子式为HmXOn(m>1),下列有关叙述正确的是
A 该酸的水溶液中,[H+]︰[XOnm-]=m︰1
B 该酸的摩尔质量为(m+a+16n)克
C 100毫升该酸溶液只能中和4克NaOH
D 若0.1摩/升该酸溶液的pH=1,则NamXOn的水溶液的pH值>7
7.常温时,下列三个反应都能自发的向右进行:
2W-+X2=2X-+W2
2Y-+W2=2W-+Y2
2X-+Z2=2X-+Z2
由此得出的正确结论是
A X-、Y-、Z-、W-中,Z-还原性最强
B X2、Y2、Z2、W2中,Z2的氧化性最弱
C 2Z-+Y2=2Y-+Z2不能自发向右进行
D 还原性X->Y-
8.某密闭容器中放入一定量的NO2,发生反应2NO2N2O4+Q,达平衡后,若分别单独改变下列条件,重新达到平衡后,能使混和气体平均分子量增大的是
A 通入N2 B 通入 NO2 C 通入N2O4 D 升高温度
9.甲酰胺的氮原子上两个氢原子都被甲基取代后所得到的产物称为N,N-二甲基甲酰胺,简称为DMF,是现在常用的溶剂。下列四种化合物的分子量,只有一个跟其它3个不同,它是
A DMF B 丙酸 C 乙醛酸 D 乙醚
10.将甘氨酸和丙氨酸混合起反应生成各种三肽,可能的连结方式有多少种?
A 2种 B 4种 C 6种 D 8种
【参考答案】
1.A B 2.D 3.C 4.B 5.C 6.D 7.C 8.B C 9.A 10.D
二.选择题(共5小题,每题4分,共20分。每小题有1~2个选项符合题意。如果多选、漏选或一对一错都不给分。)
11.有一瓶无色气体可能含H2S、CO2、HBr、HCl、SO2中的一种或几种,将此气体通入稀氯水中,恰好完全反应,得无色透明溶液。把此溶液分成两份,分别加入盐酸酸化的BaCl2溶液和硝酸酸化的AgNO3溶液,均出现白色沉淀。对此结论:①原气体中肯定有SO2;②原气体中可能有SO2;③原气体中肯定没有HBr和H2S;④不能确定原气体中有无HCl;⑤原气体中肯定没有CO调原气体中肯定有HCl,正确的是
A ①③④ B ①④⑤ C ①③④⑥ D ①③⑤⑥
12.已知蓄电池在放电时起原电池的作用,充电时起电解他的作用。铅蓄电池在放电和充电时发生的化学反应可用下式表示:
Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
据此判断下列叙述中正确的是
A 放电时铅蓄电池负极的电极反应为:PbO2+4H++SO42-十2e=PbSO4+2H2O
B 充电时铅蓄电池阴极的电极反应为;PbSO4+2e=Pb2++SO42-
C 用铅蓄电池来电解CuSO4溶液,要生成1.6克Cu,电池内部要消耗0.05摩H2SO4
D 铅蓄电池充电时,若要使3.03千克PbSO4转变为Pb和PbO2,需通过20摩电子
13.在等物质的量的短周期金属单质A和B中,分别加入足量的酸,在A中加盐酸,在B中加稀硫酸。反应完全后,生成的氢气体积分别为VA和VB。,而且VA≠VB。若要确定反应生成物中A和B的化合价,你还可以要求下列选项中任何一个数据,它们是
A VA︰VB的值 B VA或者VB的值
C 所耗两种酸的物质的量之比 D 两种酸的摩尔浓度之比
14.A、B、C、D、E均为氯的含氧化合物,我们不了解它们的分子式(或化学式),但知道它们在一定条件下具有如下的转换关系(未配平):
① B+H2OC+H2O ② A→B+NaCl
③ E+NaOH→B+C+H2O ④ D+NaOH→A+B+H2O
这五种化合物中氯的化合价由高到低的顺序为
A C、B、E、D、A B B、D、A、C、E
C C、D、E、A、B D C、E、B、D、A
15.某烃分子量为82,试判断它可能是
A 烷烃 B 烯烃或环烷烃 C 炔烃或二烯烃 D 环烯烃
【参考答案】
11.A 12.B C 13.A C 14.D 15.C D
三.实验题:(15分)
16.粗食盐中除含有钙、镁、硫酸根等可溶性杂质外,还含有泥砂等不溶性杂质。
实验室中粗食盐提纯的操作如下:
(1)在台称上称取租食盐15克,研细,放入小烧杯中,加40毫升蒸馏水,用电炉加热并搅拌,使其溶解。然后往热溶液中加入3~4毫升25%的BaCl2溶液。小心用电炉保温10分钟,使BaSO4沉淀完全。
请问:如何运用最简方法检验溶液中已无SO42-离子?
操作时需保温的原因是
(2)在上述溶液中滴加饱和Na2CO3溶液,直至不再产生沉淀为止。请问这步操作的目的是
(3)将经过操作(2)后的溶液趁热进行减压过滤。请问这一操作能除掉哪些杂质?
(4)用纯净氯化氢通入操作(3)所得滤液中,直至不再析出NaCl晶体为止。通氯化氢气体的作用是
(5)用减压过滤方法将产品(NaCl晶体)抽干,并将产品移入蒸发皿,在通风橱中炒干。请问烘炒的原因是
【参考答案】
(1)静止片刻在上层清液处,滴加一滴BaCl2溶液,不出现浑浊就说明SO42-已经除尽。
避免形成BaSO4胶体,加速BaSO4沉降。
(2)除去Ca2+、Mg2+以及加入过量Ba2+
(3)BaSO4、CaCO3、MgCO3、BaCO3以及泥砂等不溶性杂质
(4)除去溶液中的CO32-,同离子效应使NaCl结晶析出
(5)去掉吸附在晶体表面的HCl
四.简答题(一):(共4小题,17~19每题5分,20题15分,共30分)
17.SnCl2极易水解,生成白色沉淀Sn(OH)Cl后难以溶解,所以,配制SnCl2溶液时应防止它的水解,并防止它氧化为SnCl2。
那么,怎样配制100mL 0.1000mol·L-1的SnCl2溶液呢?
18.在硫酸铬溶液中,逐滴加入氢氧化钠溶液,开始生成灰兰色沉淀,继续加碱,沉淀又溶解,再向所得溶液中加溴水,直到溶液的绿色转为黄色。写出各步的化学方程式。
19.氯酸是一种强酸,其浓度若超过40%就会迅速分解,产生一种比它酸性更强的酸,同时放出两种气体的混合气体,该气体干燥后的平均分子量为45.57,它可以使湿润的淀粉——KI试纸变兰后又褪色。试写出
(1)氯酸分解的方程式
(2)气体与淀粉——KI试纸反应方程式。
20.将14.7克镁、铝合金全部溶于500毫升 6摩/升的盐酸中,充分反应后,再加入400毫升 8摩/升的NaOH溶液,结果得到26.3克沉淀,求合金中各组分的质量。
【参考答案】
17.称取1.896gSnCl2固体,溶于约30mL浓HCl中,然后用少量水洗三次,并全部转移入100mL容量瓶中,配成100mL溶液,然后加入少量Sn粒以防止它氧化。
18.Cr2(SO4)2+6NaOH=Cr(OH)3+3Na2SO4
Cr(OH)3+NaOH=NaCr(OH)4
2NaCr(OH)4+3Br2+8NaOH=2Na2Cr2O4+6NaBr+8H2O
19.26HClO3=15O2+8Cl2+10HClO4+8H2O
Cl2+2KI=2KCl+I2 I2+5Cl2+6H2O=2HIO3+10HCl
20.①若Al(OH)3全部溶解:nMg=0.453mol nAl=0.141mol
②若Al(OH)3部分溶解:nMg=0.050mol nAl=0.500mol
五.简答题(二):(共2小题,每题15分,共30分)
21.两个有机化合物A和 A’,互为同分异构体,其元素分析都含溴58.4%(其它元素数据不全,下同)。A、A’在浓KOH(或NaOH)的乙醇溶液中强热都得到气态化合物B,B含碳85.7%。B跟浓HBr作用得到化合物A’。
将A、A’分别跟稀NaOH溶液微微加热,A得到C;A’得到C’。C可以被KMnO4酸性溶液氧化得到酸性化合物D,D中含碳氢共63.6%;而在同样条件下C’却不被氧化。
1.试写出A、A’、B、C、C’、D的结构简式,并据此画一框图,表示它们之间的联系,但是不必写反应条件。
2.试写出C→D的氧化反应的离子方程式。
22.有机分子的构造式中,四价的碳原子以一个、二个、三个或四个单键分别连接一个、二个、三个或四个其它碳原子时,被分别称为伯、仲、叔或季碳原子(也可以分别称为第一、第二、第三或第四碳原子),例如化合物A中有5个伯碳原子,仲、叔、季碳原子各1个。
[A]
请回答以下问题:
(1)化合物A是汽油燃烧品质抗震性能的参照物,它的学名是 。它的沸点比正辛烷的 (填写下列选项的字母)A 高;B 低;C 相等;D 不能肯定。
(2)用6个叔碳原子和6个伯碳原子(其余为氢原子)建造饱和烃的构造式可能的形式有种 (不考虑顺反异构和光学异构)。请尽列之。
(3)只用8个叔碳原子(其余的为氢原子)建造一个不含烯、炔健的烃的结构式。
【参考答案】
据题意,A、A’应为溴代烃,脱HBr后得B。设B为CmHn,计算得m=2n,故B是单烯烃,A、A’是溴代烷烃。解得n=4。那么C应为醇,D为酸C4H8O2,计算其碳氢含量为63.6%,符合题意。再根据各物质之间的转化,判断出结构简式。
(1)
(2)5(CH3)2CHCH2OH+4MnO4-+12H+→5(CH3)2CHCOOH+4Mn2++11H2O
22.(1)2,2,4—三甲基戊烷;B;
(2)8种:
(3)
六.计算题:(共2小题,23题10分,24题15分,共25分)
23.两个体积相等的玻璃球,中间用细管连通(其体积不计),开始时两球温度均为300K,共含0.7mol H2,其压强为0.5×P0(P0为标准压力,其值为101.325KPa,1Kp=103Pa)
若将(甲)球放入400K油浴中,而(乙)球仍为300K。求两球内的压强和H2的物质的量。
24.温度对反应速率的影响可用阿伦尼乌斯公式的一种形式表示:
式中k1、k2分别为温度T1、T2时某反应的速率常数;E为反应的活化能(单位:kJ/mol)(假定活化能在温度变化范围不大时是常数)。又对同一反应,在不同温度下反应速率常数与反应时间的关系如下:
(1)现知在300K,鲜牛奶5小时后即变酸,但在275K的冰箱里可保存50小时,牛奶变酸反应的活化能是多少?
(2)若鲜牛奶存放2.5小时后即变酸,则此时温度为多少?
【参考答案】
23.0.572P0 甲球0.3nol 乙球0.4mol
24.(1)63.19 kJ/mol
(2)308.5 K
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以上答案仅供参考
1996年全国化学竞赛(浙江赛区)试题
一.完成并配平下列反应方程式:
1.CaH2与Na2CO3溶液的反应。
2.用Fe2(SO4)3水溶液溶解煤中的FeS2(注:用过的溶液可经简单化学方法处理后转化为Fe2(SO4)3供往复循环使用)。
3.固态KMnO4在200℃加热,失重10.8%。
固态KMnO4在240℃加热,失重15.3%。
(已知:相对原子质量:O 16.0;K 39.0;Mn 54.9)
4.1950年,Brown等人合成了NaBH4,由此开拓了一个新的合成化学领域.在众多的反应中,NaBH4与氯化镍在水溶液里的反应十分令人瞩目。这个反应的主要产物是Ni2B是一种神奇的有机反应催化剂,例如,它可以使硝基苯还原成苯胺,使睛转化为伯胺,等等。已知NaBH4与氯化镍的反应摩尔比是2:l,反应使所有的镍转化为Ni2B,硼的另一产物则是H3BO3,反应还放出氢气,余留在溶液里的还有氯化钠。试写出配平的化学方程式。
【参考答案】
1.CaH2+Na2CO3十2H2O=CaCO3+2NaOH+2H2↑(2分)
2.7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4十8H2SO4(2分)
3.2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑ 或 2KMnO4=K2Mn2O6+O2↑(2分)
2KMnO4=K2Mn2O5+3/2O2↑(2分)
4.8NaBH4十4NiCl2+18H2O=2Ni2B+6H3BO3+25H2↑+8NaCl(2公)
二.食用含碘食盐可满足人体对碘的摄取。有人偶尔把两种不同厂家生产的含碘食盐混合,发现混合物放出紫色蒸气。这两种含碘食盐里的碘的形态分别可能是什么?
一种是:
另一种是:
这两种含碘食盐可以在空气中曝露而加以区分。这是依据什么原理?
【参考答案】
一种是:碘化物(2分)
另一种是:碘酸盐(3分)
碘化物在空气里久置,特别是在阳光的作用下会被空气氧化而呈现碘的颜色。方程式可写成:4I-+O2+2H2O=2I2+4OH-(5分)
三.1.1200℃时,Si还原MgO为Mg(沸点1105℃)。煅烧白云石(MgCO3·CaCO3)得MgO·CaO。以MgO·CaO为原料和Si在1200℃时反应比起以MgO为原料较容易获得Mg。为什么?
2.MgO·CaO的另一工业用途是用来富集海水里的镁。将海水通过装有MgO·CaO的过滤槽,镁就会被截留下来。你能写出这个过程的离子方程式吗?海水里的什么阴离子对这个反应向右进行有利?
【参考答案】
1.2CaO·MgO+Si=2Mg十Ca2SiO4
或 2MgO+Si=2Mg十SiO2 CaO+SiO2=Ca2SiO3
原料中的氧化钙与二氧化硅反应生成盐,使还原反应变得容易。(5分)
2.CaO·MgO+MG2++2H2O=2Mg(OH)2十Ca22+(2分)
硫酸根离子对这个反应向右进行有利。(3分)
四.据报道:某石油化工厂用三乙醇胺的水溶液代替氢氧化钠水溶液洗涤石油裂解气除去其中的二氧化碳和硫化氢,年增产值100万元。
1.三乙醇胺可以看作是氨的衍生物:用乙醇基(—CH2CH2OH)代替氨分子里的氢。三乙醇胺的碱性比氨弱,但沸点却高得多:200℃。
试用你学过的分子结构原理来解释:为什么三乙醇胺的碱性和沸点相对于氨有这样的特性?
碱性问题:
沸点问题:
2.怎样理解上述报道;为什么三乙醇胺能够代替氢氧化钠以及为什么这种改革可以增加年产值?
能代替的原因:
可以增加年产值的原因:
【参考答案】
1.碱性问题:乙醇基置换氢离子降低了键的极性,从而降低了氮原子上的孤对电子的碱性。(2分)
沸点问题;三乙醇胺分子间有更强的氢键和范德华力。(4分)
2.能代替的原因:
N(CH2CH2OH)3+H2S=[HN(CH2CH2OH)3]HS
2N(CH2CH2OH)3+H2S=[HN(CH2CH2OH)3]2S
N(CH2CH2OH)3+H2CO3=[HN(CH2CH2OH)3]HCO3
2N(CH2CH2OH)3+H2CO3=[HN(CH2CH2OH)3]2CO3
可以增加年产值的原因:上列反应生成的盐在加热时分解放出硫化氢和二氧化碳,三乙醇胺被回收循环使用(4分)
五.测定污水的生物需氧量(BOD)的步骤是;取一定体积的污水与体积一定且含氧量一定的NaCl标准溶液混合在20℃下密闭保存5天后测定混合体系消耗掉的O2量,即一定体积中的BOD。
已知20℃常压下O2在纯水中的溶解度为0.0092g/L;鱼在含氧量<0.004g/L的水中不能生存。经测定,某污水中含0.0010%的有机物(以C6H10O5表示,摩尔质量162g/L),问鱼类在这种水里能否生存,试通过计算来回答。
【参考答案】
1升水中有机物的含量为:0.0010%×103=0.010g(2分)
C6H10O5+6O2=6CO2+5H2O (2分)
162 192
0.010 x
x=0.012g/L (2分)
0.012g/L>0.0092g/L,鱼类不能生存(2分)
六.有人利用中学实验室里的常见试剂做了一个小魔术:铜币变“银币”,“银币”变“金币”。魔术手法如下:取某银白色金属A的粉末,投入氢氧化钠溶液,加热,发生反应(Ⅰ):A溶于氢氧化钠得到无色透明的溶液甲,同时放出氢气;把铜币投入热的溶液甲,片刻,发生反应(Ⅱ):铜币变成“银币”;把“银币”从溶液甲中取出,用蒸馏水冲洗干净,并用细软的纸擦干,发给观众悦目;从观众手里取回“银币”,用坩埚夹夹住,在酒精灯火焰上加热,发生反应(Ⅲ):“银币”变成了与金的色泽几乎完全一样的“金币”。
1.写出反应(I)的配平的化学方程式。用A代替金属的元素符号。A在空气中能长期保存,反应(I)使A原子失去2个电子。
2.设铜币含铜100%,写出反应(Ⅱ)。仍用A代替金属A的元素符号。
3.反应(Ⅲ)实质是反应(Ⅱ)生成的“银”附着在铜币表面约20个原子厚度,在加热时“银”和铜变成了合金。问“银”是什么?结出它的化学符号。“金”又是什么?给出它的通用名称。
4.以上反应(I)、(Ⅱ)可否用金属活动顺序来解释?为什么?
【参考答案】
1.A+2OH-→AO22-+H2↑(2分)
(不写向上箭头不扣分;AO22-写成A(OH)42-得分相同;不写离子方程式不给分)
2.AO22-+Cu=CuO22-++A↓(2分)
(不写向下箭头不扣分;AO22-和CuO22-写成A(OH)42-和Cu(OH)42-得分相同;不写离子方程式不给分)
3.“银”是Zn(锌)(2分)
“金”是黄铜(或铜锌合金)。(2分)
4.金属活动顺序是指在水溶液里发生的如下模式反应:
nM1+mM2n+(aq)=mM2+nM1m+(aq)
式中的金属离子均是水合阳离子,否则不能用金属活动顺序来解释,故不能用金属活动顺序来解释反应(Ⅰ)(Ⅱ)〔尽管反应(Ⅰ)与金属活动顺序不矛盾)。(用电极电势来解释得分相同)(2分)
七.在有机溶剂里令n摩尔五氯化磷与n摩尔氯化铵定量地发生完全反应,释放出4n摩尔的氯化氢,同时得到一种白色的晶体A。A的熔点为113℃,在减压下,50℃即可升华,在1Pa下测得的A的蒸汽密度若换算成标准状况下则为15.5g/L。
1.通过计算给出A的分子式。
2.分子结构测定实验的结论表明,同种元素的原子在A分子所处的环境毫无区别,试画出A的分子结构简图(即用单键一和双键=等把分子里的原子连接起来的路易斯结构式)。
【参考答案】
(1)PCl5+NH4Cl=PNCl2+4HCl
M(PNCl2)=31十14+35.5×2=116
15.5×22.4=347.2
347.2÷116=2.99≈3
答:A的分子式为P3N3Cl6(5分)
(2)(5分)
八.化合物A是蛋白质经酸性水解得到的产物之一,是一种白色的晶体。它的水溶液能够导电,而且,在不同的pH值下,有时向阳极移动,有时向阴极移动。A没有光学活性。加热A,得到一种相对分子质量为114的固体B。B很容易经简单的化学处理变回A。
1.写出A的结构式。
2.写出B的结构式。
3.写出A和B相互转化的反应式。
【参考答案】
1.NH2-CH2-COOH(2分)
2.(4分)
3.2NH2-CH2-COOH+2H2O(4分)
九.据报道,最近有人第一次人工会成了一种有抗癌活性的化合物Depudecin,这种物质是曾从真菌里分离出来的,其结构简式如下:
1.试写出这种化合物的分子式。
2.这个分子的结构里有几个不对称碳原子?请在上面给出的结构式里用*把它们标记出来。
3.如果每一个不对称碳原子都可以出现两个光学异构体的话,这种抗癌分子将会有多少种不同的光学异构体?
【参考答案】
1.C11H16O4(4分)
2.(2分)
3.26=64(3分)
十。Grianard试剂是一种常用的有机合成试剂,通常可用卤代烃来制备,例如:
CH3I+Mg=CH3MgI
Grignard试剂可以与许多有机物反应,例如,它和羰基(=O)发生加成反应。反应中,它的组成中的烃基加到羰基的碳原子上而卤镁基的镁原子加到氧原子上,反应产物再经水解,氧原子上的卤镁基就会被水中的羟基取代而生成醇。甲醇经多步反应,其中包括Grigflgnd试剂的反应,就可以得到叙丁醇(CH3)3COH,全部反应过程,除甲醇及其反应产物外不需要添加任何其他有机试剂(使用的有机溶剂不计)。
试接反应步骤逐步写出由甲醇合成叔丁醇的所有反应式(反应箭头左右分别写反应物和有机产物,添加的试剂写在箭头上面,使用的有机溶剂不作要求)。
【参考答案】
每个反应1分,共11分
CH3OHCH2O
CH3OOHCH3ICH3MgICH3CH2OMgICH3CH2OH CH3CHO(CH3)2CHOMgI(CH3)2CHOH (CH3)2CO(CH3)3COMgI (CH3)3COH
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1998年全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案与评分标准
第一题 (评判分: 共11分)
(1) (3分)

(2) (3分) 环铝氮烷的衍生物D 的结构式如下:

(3) (5分)
设: 混合物中2,6-二异丙基苯胺和化合物C的质量分数分别为X1和X2;Cj、Hj、Nj、Alj分别表示化合物j中含C、H、N、Al的原子数;Mj表示化合物j的分子量;则:
编号 j
化合物
分子式
Cj
Hj
Nj
Alj
相对分子质量Mj
1
2,6-二异丙基苯胺
C12H17NH2
12
19
1
0
177.32
2
C
C28H48N2Al2
28
48
2
2
466.74
根据题意可列出下列二元一次方程组:

解上述联立方程组可求得: X1= 0.175 , X2= 0.825
答:混合物中2,6-二异丙基苯胺、化合物C的质量分数分别为0.175、0.825。
评分标准:
全题评判分: 共11分.
(1) 评判分: 共3分,其中第一步反应为1分, 第二步反应为2分, 没用结构简式表
示的不给分, 未配平、但方程中各化合物结构简式写对的, 第一步扣0.5分, 第二步扣1分;
(2) 评判分: 3分
(3) 评判分: 共5分, 写对求解联立方程组得3分, 方程结果X1、X2各占1分,全对得2分, 错一个扣1分;用百分数表示者, 只要正确不扣分, 结果数字有效位数不正确者, 每个结果扣0.25分。
第二题 (评判分: 共18分)
1. (评判分: 6分)
第一步反应为CaC2O4·H2O脱水反应, N2和O2对反应无影响, 所以热重曲线相同(2分);第二步反应为CaC2O4的分解,由于CO在O2中氧化放热,使温度升高,加快了反应速率,所以在较低的炉温下CaC2O4即开始分解(2分);第三步反应为CaCO3 的分解,N2和O2对反应无影响,但由于第二步反应分解速率不同,使所生成的CaCO3有所不同,所以曲线有差异(2分)。
2. (评判分: 2分)
由于温度升高时试样周围气体的密度减小,造成浮力减小,故出现表观增重(2分)。
3. (评判分: 10分)
一级反应: ln C0/C = k t = Ae-E/RT·t
ln ln C0/C = ln A-E/RT+ln t
ln t = [ ln ln C0/C-ln A]+E/RT
漆包线失效时括号内为恒重, 即ln t = B+E/RT (3分),
将ln t 对1/T作图,从斜率可求出E值, 从截距求出B值:
t (hr) ln t T 1/T×103
(1) 20000 9.903 393.0 2.545
(2) 5000 8.517 411.0 2.433
(3) 307.0 5.727 453.0 2.208
由(1)与(2)得: (ln t /((1/T) = E/R = 1.238×104
由(2)与(3)得: (ln t /((1/T) = E/R = 1.240×104
由(1)与(3)得: (ln t /((1/T) = E/R = 1.239×104
平均值E/R=1.239×104 ,E=103.0 kJ·mol-1 (2分)
代入(1)得: B=-21.62, 代入(2)得: B=-21.63, 代入(3)得: B=-21.62
平均值B=-21.62
当 T=348.0K 时, ln t = 13.98 , t = 1.179×106 hr。(5分)
若得出正确的最后结果,计算步骤与本标准答案不同,只要计算步骤合理,一律得10分。
第三题 (评判分: 共20分)
1. (共10分, 每个1分)

2. 对映异构体及其构型(评判分: 4分, 异构体构型及构型标定各2分)


或者:

3. 第(10)步反应类型(2分)
答: 亲核取代反应。
4. 命名(评判分: 4分, 每个化合物2分)
(1). 4-乙酰氨基-3-硝基苯乙腈
(2). 2-(4-苯基-3-氟苯基) 丙酸

第四题 (评判分: 共30分)
1. (评判分: 共15分)
(1) (评判分: 5分) (不写沉淀箭头不扣分;写离子方程式也可以)
MnO2+ZnS+2H2SO4 = S(+MnSO4+ZnSO4+2H2O (1分)
MnO2+CuS+2H2SO4 = S(+MnSO4+CuSO4+2H2O (1分)
3MnO2+2FeS+6H2SO4 = 2S(+3MnSO4+Fe2(SO4)3+6H2O (1分)
CdS+MnO2+2H2SO4 = S(+CdSO4+MnSO4+2H2O (1分)
Al2O3+3H2SO4 = Al2(SO4)3+3H2O (1分)
(2) (评判分: 3分) (不写沉淀箭头不扣分;写离子方程式也可以)
Zn+CuSO4 = Cu(+ZnSO4 (1分)
Zn+CdSO4 = Cd(+ZnSO4 (1分)
Zn+Fe2(SO4)3 = 2FeSO4+ZnSO4 (1分)
(3) (评判分: 3分)
MnO2+2FeSO4+2H2SO4 = MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O (1分)
3MnCO3+Al2(SO4)3+3H2O = 2Al(OH)3+3MnSO4+3CO2 (1分)
3ZnCO3+Fe2(SO4)3+3H2O = 2Fe(OH)3 +3ZnSO4+3CO2 (1分)
3MnCO3+Fe2(SO4)3+3H2O = 2Fe(OH)3 +3MnSO4+3CO2 (1分)
3ZnCO3+Al2(SO4)3+3H2O = 2Al(OH)3+3ZnSO4+3CO2 (1分)
(说明: 上述4个方程式写“加热”反应条件与否均不扣分;写离子方程式也可以)
(4) (评判分: 2分)(不写“电解”不扣分;写电极反应得分相同,但要标对正负极)
电解
MnSO4+ZnSO4+2H2O = MnO2+Zn+2H2SO4
(5) (评判分: 2分) (不写沉淀箭头不扣分;写离子方程式得分相同)
ZnSO4+Na2CO3 = ZnCO3( + Na2SO4 (1分)
或: 2ZnSO4+2Na2CO3 +H2O = Zn2(OH)2CO3( +2 Na2SO4+CO2
MnSO4+Na2CO3 = MnCO3( + Na2SO4 (1分)
2. (评判分: 15分)
A. (6分) MnSO4 ,ZnSO4 ,Fe2(SO4)3, Al2(SO4)3, CuSO4,
CdSO4 (各1分) 的溶液;
B. (2分) MnSO4和ZnSO4混合溶液;
C. (2分) MnCO3和ZnCO3 (或 Zn2(OH)2CO3)混合物;
D. (1分) Zn粉;
E. (1分) MnO2粉;
F. (2分) H2SO4 (1分),ZnSO4、MnSO4 溶液 (各0.5分);
G. (1分) Na2SO4溶液。

第五题 (评判分: 10分)
1. n (Cu2+) : n (BCPF) = 1 : 1
原因: 曲线1延长线交点在c (Cu2+) : c (BCPF) = 1:1 处,
此处为配合物最大浓度处, 即两者浓度比正好为其化学计量比。(2分)
2. 由曲线2可知在pH=6时, 配合物最稳定; (1分)
pH<6 , 配体浓度降低, 配合物解离; (1分)
pH>6 ,因Cu2+ 水解效应,使游离Cu2+离子浓度降低, 导致配合物解离;(1分)
3. 由配位平衡: ( L代表BCPF )

c-c( c ( c (
K稳 = [Cu2+L] / [Cu2+][L] = c (1-() / (c 2·(2) = (1-() / (c· (2 )
(列出正确式子1分),
( = (A0-A) / A0 = (0.35-0.32) / 0.35 =0.085 (代入算出(值1分),
K稳 = (1-0.085) / [1.0×10-4×(0.085)2 ] = 1.3×106 (3分)
计算方法不同者,只要结果正确都得满分(5分)。
第六题 (评判分: 20分)
1. A: (1分) 无立体异构体


2. (1 分) 合成出的产物D无旋光性。没有不对称因素的加入不可能使无光学活性的原料转化为有光学活性的产物。(其他合理说明也可得分)
3. (6分) d1 d4,d2 d3 为对映体, d1 d2, d1 d3, d2 d4, d3 d4为非对映体;
4. (4分)

第七题 (评判分: 30分)
1. 4Fe,4Cu,8S (3分);化学式 CuFeS2 (2分);
2. 2个结构基元(8分); 结构基元为Cu2Fe2S4 (2分);
3. 晶胞为原晶胞的一半(如图, 黑点代表Cu1/2Fe1/2的统计原子)(5分); 每个晶胞有4个环境相同的硫原子(2分);
4. 硫原子作立方面心堆积, 金属原子占据四面体空隙, 占据的分数为50%(6分).
5. Cu +1; Fe +3 (2分) 黄铜矿的无序结构图
评判分与折合分的关系:
题号 评判分 折合分
第一题 11 8
第二题 18 10
第三题 20 10
第四题 30 12 说明:各题评判分要分别转化为折合分;
第五题 10 6 转化得到的折合分,小数点后要保留2位小数。
第六题 20 8
第七题 30 6
总分 60 折合分总得分,小数点后要保留2位小数。
1998年全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题
第一题 环硼氮烷B3N3H6是苯的等电子体,具有与苯相似的结构。铝与硼同族,有形成与环硼氮烷类似的环铝氮烷的可能。这种可能性长期以来一直引起化学家们的兴趣。近期报道了用三甲基铝[Al(CH3)3]2(A)和 2,6-二异丙基苯胺(B)为原料,通过两步反应,得到一种环铝氮烷的衍生物(D):
第一步: A + 2 B = C + 2 CH4
( ( 中需填入适当的系数 )
第二步:
请回答下列问题:
(1) 分别写出两步反应配平的化学方程式(A, B, C, D要用结构简式表示)。
(2) 写出D的结构式。
(3) 设在第一步反应中A与过量的B完全反应,产物中的甲烷又全部挥发,对反应后的混合物进行元素分析,得到其质量分数如下:C (碳): 73.71 %,N(氮): 6.34 %。试求混合物中B与C的质量分数(%)。
已知:相对原子质量: Al26.98 C12.01 N14.01 H1.01
图1. 热重分析仪示意图
第二题 热重分析法是在程序控制温度下,测量物质的质量与温度的关系的一种实验技术。热重分析仪的基本构造由精密天平、程序控温加热炉和记录仪组成(图1);记录仪画出质量~炉温曲线, 即热重(TG)曲线图。
请回答下列问题:

图2. 热重(TG)曲线
1. 图2为CaC2O4·H2O在N2和O2 中的热重曲线。曲线表明,N2和O2气氛对三步分解反应有不同的影响。试分析其原因。
2. 在试样质量没有变化的情况下,温度升高时,天平显示出试样重量增加,这种现象称为“表观增重”,其原因是什么?
3. 电机在运转中的发热,导致所用漆包线表面漆膜发生热降解作用,绝缘性逐渐降低,并最终失效。实验表明:异氰酸酯树脂改性缩醛漆包线在恒温箱中热老化, 温度分别为393.0K、411.0K和453.0K,寿命分别为20,000小时、5000小时和307.0小时, 此时漆膜重量均减少39.0 %;假定热降解机理不变且服从一级反应规律,试推算它在348.0K的正常使用温度下漆包线的寿命有多长? 热降解的活化能为多少?
第三题 苯氟布洛芬的结构式为 。它是一种消炎镇痛药,用于治疗风湿性关节炎、弯曲性脊椎炎等;剂量小、作用快、疗效高。合成该药物是我国“七五”
重点开发项目,已取得成功。下面是某研制人员以苄腈为起始原料设计出的合成路线:
回答下列问题:

1. 写出在合成路线中的A至J所代表的试剂的化学式和产物的结构式;
2. 画出苯氟布洛芬的对映异构体的构型式(用透视式或者平面投影式均可),并用R、S标定手性碳原子的构型;
3. 指出第(10)步反应属于什么反应类型;
4. 用系统命名法命名下面两个化合物:


第四题 某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的组成如下:
软锰矿:MnO2含量65%, SiO2含量约20%, Al2O3含量约4%, 其余为水分;
闪锌矿:ZnS含量80%,FeS、CuS、CdS含量各约2%,SiO2含量约7%,余为水份。
科研人员开发了综合利用这两种资源的工艺,主产品是通过电解获得的锌和二氧化锰, 副产品为硫磺、少量金属铜和镉。生产正常时, 只需外购少量硫酸和纯碱, 其他原料则由内部解决。工艺流程框图如图3所示, 流程框图中每一方框为一种处理过程, 带箭头的线表示物流线。请在阅图后回答下列问题:
1. 写出图上标有阿拉伯数字的处理过程中发生的主要反应的化学方程式,并配平之。

2. 写出用字母A、B、C、D、E、F、G表示的物流线上全部物料的组分的化学式。
3. 二氧化锰和锌是制造干电池的基本材料。电解二氧化锰的传统生产工艺主要为: 软锰矿加煤还原焙烧;硫酸浸出焙烧料;浸出液经净化后去电解,电解时在阳极上析出二氧化锰(阴极产生的气体放空),获得的二氧化锰经粉碎后为成品。电解锌的传统生产工艺主要为: 闪锌矿高温氧化除硫;焙烧渣用硫酸浸出;浸出液经净化后电解还原,在阴极获得电解锌(阳极产生的气体放空)。试从环境保护和能耗的角度对比新工艺与传统工艺,指出新工艺的特点,并简单评述之。
第五题 1,5-二(2-羧基苯)-3-苯甲(简写BCPF)的结构简式如右所示,是新近合成的Cu2+ 的良好显色剂。已知它与Cu2+形成的配合物的最大吸收波长为560nm。配合物溶液的吸光度值A与配合物的浓度c(配合物)成正比,即A = kc(配合物)。为确定BCPF与Cu2+配合物的组成、稳定性以及溶液pH值对配合物稳定性的影响,实验得到下面两条曲线:
曲线1:溶液吸光度A随Cu2+总浓度c(Cu2+)和BCPF总浓度c(BCPF)变化的曲线(图4):各溶液的pH值相同, 改变c(Cu2+)和c(BCPF),且使c(Cu2+)+ c(BCPF) = 2.0×10-4 mol/L, 测定各吸光度值。以吸光度A对Cu2+总浓度c(Cu2+)、BCPF总浓度c(BCPF)作图(图4)。

图4. 曲线1
曲线2: 配制一系列c(Cu2+)、c(BCPF)相同而pH值不同的该配合物溶液, 测定各溶液的pH值与在560nm的吸光度值的关系, 以A对pH作图(图5)。

图5. 曲线2
请回答:
1. 确定在配合物中Cu2+与BCPF的物质的量之比(摩尔比),给出判定依据。
2. 说明pH值对该配合物稳定性的影响,分析其原因。
3. 计算曲线1的实验条件下该配合物的表观稳定常数K稳。
(-)-麻黄素
第六题 麻黄素又称麻黄碱,是我国特产的中药材麻黄中所含的一种生物碱。天然麻黄素是一种左旋体,经我国学者确定,其结构如右:
麻黄素的合成路线为:
1. 用Fischer投影式分别写出化合物A、B、C、D的旋光异构体。
2. 按此路线合成出的产物D是否具有旋光性? 简述理由。
3. 指出化合物D的各种旋光异构体间的关系(对映体、非对映体)。
4. 写出化合物C的各种旋光异构体的最稳定构象(用Newman式表示)。
图6. 黄铜矿晶胞
(a = 52.4pm, c = 103.0pm)

第七题 黄铜矿是最重要的铜矿,全世界约三分之二的铜是由它提炼的。
回答下列问题:
1. 图6为黄铜矿的晶胞, 计算该晶胞中各种原子的数目,写出黄铜矿的化学式。
2. 在黄铜矿晶胞中, 化学和空间环境都相同的硫原子、铁原子、铜原子各有几个?在黄铜矿晶胞中含几个结构基元(周期性重复的最小单位)? 每个结构基元代表什么?
3. 在高温下,黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁原子与铜原子发生完全无序的置换,可将它们视作等同的金属原子,请画出它的晶胞。每个晶胞中环境相同的硫原子有几个?
4. 在无序的高温型结构中,硫原子作什么类型的堆积,金属原子占据什么类型的空隙,该类型空隙被金属原子占据的分数是多少?
5. 实验表明,CuGaS2和Cu2FeSnS4与黄铜矿的结构类型相同,请据此推测黄铜矿中铜和铁的氧化态。
1999年全国高中学生化学竞赛暨冬令营实验试题
(((3-(-呋喃基丙烯酸的制备及含量测定
注意事项:
实验竞赛时间为5.0小时,请合理安排好时间。
详细阅读实验内容和步骤, 并规范操作,若制备失败, 可向监考教师索取原料重做, 但要扣分。
需由监考教师签字的,考生务必主动配合,未签字者无效。伪造数据者以零分计。
实验结束将产品、实验报告(包括试题)交给监考教师, 并清洗所用仪器和整理台面, 经监考教师签字后, 方可离开考场。
废弃物应投放于指定容器内。
实验过程中请注意安全。
一、实验内容:
产品的合成:以呋喃甲醛( )和乙酸酐为原料,在碱性条件下经Perkin反应制得粗产品,再经纯化得到3-(-呋喃基丙烯酸纯品干燥并计算产率。
产品的分析:用中和滴定法测定产品纯度。
完成实验报告。
二、主要仪器和试剂:
1、主要仪器
标准磨口仪器 1套
布氏漏斗和吸滤瓶 1套
电热套 1个
铁架台 2个
烧瓶夹 1支
白瓷板 1块
防护眼镜 1副
冷凝管(供选择)
冷凝管夹 1只
滴定管夹 1只
手套(棉、塑料) 各1只
漏斗 2个
升降台 1个
烧杯400mL,150mL,250mL 各1个
锥形瓶 50mL、100mL 各1个
250mL 2个
量筒 25mL 1个
不锈钢刮刀 1把
研钵 1副
表面皿(贴标签者用于烘干产品)
2块
玻璃棒 2支
称量瓶 1个
药匙 1把
塑料洗瓶 1个
试剂瓶 1个
碱式滴定管 50mL 1支
广泛pH试纸
滤纸
沸石
称样纸
碎滤纸
循环水泵(公用)
烘箱 (公用)
电子天秤(公用)
最大称量100g,±0.0001g
扭力天秤(公用) ±0.005g
2、试剂
呋喃甲醛 化学纯 cp
乙酸酐 化学纯 cp
无水碳酸钾 化学纯 cp
碳酸钠 化学纯 cp
浓盐酸 化学纯 cp
活性炭 已活化
1:3乙醇水溶液
1:1中性乙醇水溶液 (经处理)
0.1mol/L的NaOH标准液
(已装于试剂瓶中)300mL
邻苯二甲酸氢钾 (基准物 在天平室)
酚酞指示剂:0.2%乙醇水溶液
5%硝酸银水溶液
3、原料和产品主要性质
3.1 呋喃甲醛 相对分子质量 96.08 浅黄色液体,密度1.16×103kg/m3,熔点-38.7℃、沸点161.7℃,难溶于水,易溶于乙醇。
3.2 乙酸酐 相对分子质量 102.09 无色有刺激气味液体,沸点139℃,遇水水解。
3.3 3-(-呋喃基丙烯酸 相对分子量 138.12无色针状晶体,熔点137~138℃,难溶于水,易溶于碱液中。
3.4 3-(-呋喃基丙烯酸钠 易溶于水。
3.5邻苯二甲酸氢钾 相对分子质量 204.21

三、操作步骤:
1·3-(-呋喃基丙烯酸的制备:
在100mL圆底烧瓶中,依次加入5mL呋喃甲醛(由教师定量供给)、14mL乙酸酐和6g无水碳酸钾,用电热套加热回流1.5小时。反应开始时应控制加热速度(由于逸出二氧化碳,最初有泡沫出现)。在搅拌下趁热将反应物倒入盛有100mL蒸馏水的烧杯中,用固体碳酸钠中和3-(-呋喃基丙烯酸至弱碱性,加入活性炭后煮沸5~10分钟,趁热过滤, 滤液在冰水浴中边搅拌边滴加浓盐酸,使3-(-呋喃基丙烯酸析出完全,抽滤。用少量蒸馏水洗涤晶体2次。粗产品用适量1:3乙醇水溶液重结晶,抽滤,洗涤,尽量抽干,经监考教师认可后,将产品移到贴有标签的表面皿上,烘干30分钟后,经监考教师确认已干燥,当考生在场时,称重,并将产品的重量及外观记录在考生的实验报告上。考生当场将产品用研钵研细,装入称量瓶中供纯度测定用。
2·产品的分析
2·(1)产品纯度测定
1.1 0.1 mol·L-1NaOH溶液的标定
用减量法准确称取0.4~0.6g邻苯二甲酸氢钾基准物质两份分别于两个250mL锥形瓶中,加入40~50mL水使之溶解(必要时可加热),加入2~3滴酚酞指示剂,用NaOH溶液滴定至呈微红色,保持半分钟内不褪色,即为终点。计算每次标定的NaOH溶液的浓度,并计算相对极差。
1.2 产品纯度的测定
用增量法准确称取产品0.27~0.35g,用 20~30mL 1:1乙醇水溶液溶解,加入2~ 3滴酚酞指示剂,用NaOH溶液滴定至呈微红色,保持半分钟内不褪色,即为终点。平 行进行两次,计算每次测得样品中3-(-呋喃基丙烯酸的百分含量,并计算相对极差。

1999年全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题答案与评分标准
第一题(评判分20分,成绩分8分)
1. ①将表面Cr2O3·xH2O溶解产生Cr3+,使胶粒带正电荷 (2分)
②多加:溶解产生大量的Cr3+,溶胶少,Cr2O3产率低。 (2分)
③少加:产生的Cr3+太少,在胶核上难以形成保护层,得不到稳定的胶体,最终产率低。 (2分)
2. ①Cr2O3·xH2O胶粒带正电荷,产生静电排斥。 (2分)
②胶粒带电形成的水化膜,可阻止粒子在碰撞中聚结变大。(2分)
3. Cr2O3·xH2O/ Cr3+/ (其他正确表达也给分) (2分)
4. ①带电胶粒被DBS包覆后带上了憎水基。 (2分)
②通过相转移,消除了无机离子的干扰。 (2分)
5. ①降解中消耗水中的O2,使水质变坏;它易形成泡沫覆盖于水面,使水中的溶解氧减少;危及水生生物及鱼类的生存等。 (2分)
②最终产物为CO2+Na2SO4 (2分)
第二题(评判分22分,成绩分8分)
1. 共8分(每个方程式1分,杂质1分)
①CuO或Cu(OH)2 Cu2++2H2O == Cu(OH)2↓+2H+
②Cu2O或CuOH Cu++H2O == CuOH↓+H+
③FeO或Fe(OH)2 Fe2++2 H2O == Fe(OH)2↓+2H+
④Fe2O3或Fe(OH)3 2Fe(OH)2+O2+H2O == 2Fe(OH)3↓
·写出Cu2+与Fe得到Cu+等等反应者,只要正确,不扣分。
·方程式未配平或配平错误均不得分。
2. 共8分 ①Cu2++Cu+2H2O==2CuOH↓+2H+ (2分)
②CuOH+H++e==Cu+H2O (-=0.287V (2分)
Cu2++H2O+e==CuOH+H+ (+=0.314V (2分)
E = 0.027V > 0 正方向自发 (2分)
或 (6分)
3. 共6分,每小题2分
①缓冲剂,控制酸度,抑制放H2,水解,沉淀等。 (2分)
②配合剂,降低[Cu2+](即电位下降),阻止与新生态Cu反应。 (2分)
③抗氧剂,抑制氧化反应。 (2分)
④稳定剂,防止累积的Fe2+对铜的沉积产生不良影响和减缓Fe2+氧化为Fe3+。 (2分)
第三题 (1)(4分)
A: [Co(CO3)(NH3)4]Cl;(0.5分) C中配离子的立体结构 D中配离子的立体结构
B: C和D的混合物;(0.5分) (1分) (1分)
C: cis-[CoCl2(NH3)4]Cl·0.5H2O; (0.5分)
D: trans-[CoCl2(NH3)4]Cl·HCl·H2O;(0.5分 )
(2) (3分)
8NH4+ + O2 + 2CoCO3 = 2[Co(CO3)(NH3)4]+ + 6H+ + H2O (1分)
[Co(CO3)(NH3)4]Cl+2HClcis-[CoCl2(NH3)4]Cl·0.5H2O(主产物)+CO2(+H2O (1分)
cis-[CoCl2(NH3)4]Cl·0.5H2O+HCl +H2Otrans-[CoCl2(NH3)4]Cl·HCl·H2O (1分 )
(3) (2分) 由C与D中配离子的立体结构可知,由于前者中各个M—L键的极性不能相互抵消,C中相应的配离子具有极性(1分);而在后者中各个M—L键的极性可相互抵消,D中相应的配离子没有极性(1分)
(4) (1分) 用少量冷水洗涤B是为了除去D (0.5分) 浓盐酸起沉淀剂的作用 (0.5分)
(5) (1分) C与D之间的转化属于顺-反异构化反应 (1分)
(6) (1分) 答案一:[CoCl2(en)2]+可被拆分的几何异构体形式应为顺式异构体(1分),经类比推测未知紫色化合物C为顺式构型。
或答案二:由题给条件推测紫色化合物在一定温度和浓盐酸条件下容易转化为绿色化合物D(1分) 第(6)题只要写出一种答案即给分。
第四题
1. (5分) 根据离解平衡:HAH++A- ,
(在胃中 (2分)

而在血浆中,(HA的离解增大
(
即 (2分)
则总药物之比:
或2.5(104 (1分)
(5分) 由于水杨酸的pKa2 =13.1,而酚酞终点pH=9.0,可见终点时产物为 ,因此在测定中,每一摩尔的乙酰水杨酸消耗2摩尔的NaOH。 (2分)
含量(g/片)= (3分)
注:考核点
酸碱离解平衡的概念及应用离解算式进行简单计算的能力。
在一定条件(pH)下,两反应物之间的化学计量关系(1:2)
能从普通的百分含量算式转化为药片含量(g/片)的计算
第五题:
(2分)(2分)
(2分) (2分)
(2分)
注:
A→D的结构写成平面结构,只要对,都给2分。
(2) 结构式中, 碳架标氢时, 氢的数目不对, 每处扣0.5分;都不标氢不扣分。
六、
;; ;
A B C
; ;;
D E G H
评分标准:
每个结构式或结构简式2分,共14分,有错不给分。
* 注:C和D在LiAlH4作用下可分别生成E和G,但也有可能分别生成单环萜烷醇。本题只要求写出E和D, 若选手应答时写出在写出E和D的同时写出单环萜烷醇,不扣分。
第七题:
(1)将8(式(2)+9(式(3)-式(1)得
8C(石墨)+9H2(g)→C8H18(g)
(rHm(= 8(2Hm(+9(3Hm(-(1Hm( = –207.8 kJ·mol–1
(rSm(= ((BSm( (B)?= –757.252J·K-1·mol–1
(rGm( = (rHm( -?T((rSm( = 17.861kJ·mol–1
Kp( = exp(–(rGm(/RT) = 7.36(10–4
∵ Kx=Kp( (p/p()–((,((= –8
当压力不高时,Kp(为常数,Kx随总压的增加而增大,故有利于正辛烷的生成。
(rHm(<0,Kp(随温度升高而减小,
∴ 升高温度不利于正辛烷的生成。
若x(C8H18)=0.1,
则Qp=[p(C8H18)/p(] / [p(H2)/p(]9=0.258>>Kp(=7.36(10-4
故x(C8H18)不能达到0.1
若使x(C8H18)=0.5,
Kp(=Kx(p/p()-8=7.36(10-4
求得p=499 kPa
以上每小题各2分
第八题
(1) 根据上述实验事实,设反应的实验速率方程为,
由于在缓冲溶液中反应,[H+] 为常数,故可简化上式为:

令(=1,可得 , (3分)
又[A]0(P( ,[A](P(-P,且温度一定,比例系数一定,可得
与实验事实相符,可见,(=1是对的;
又据准一级反应,可得
取对数,
(3分)
已知 ~pH直线斜率=-1,故( = –1,则有
与实验事实相符,由此可得该反应实验速率方程为
(1分)
(2) 由上述反应机理知:
(1)
应用稳态近似,
( (2)
将(2)式代入(1)式得:
(3)
当>>时,则

又 (4)
将(4)式代入(3)式,经整理得:

, (3分)
可见与实验事实相符。
2001.1.5 湖南·长沙
富血铁的制备及含量测定
注意事项:
●实验时间为5.0小时,请仔细阅读试题内容,合理安排时间,完成全部内容。
●若制备失败可向监考教师索取原料重做;若产品不够纯度测定所需量,可向监考教师索取分析样品,但两者均要扣分。
●需监考教师签字的,考生务必主动配合,未当场签字者无效。伪造数据者,以零分计。
●完成全部实验内容后,将产品、实验报告(包括试题)交给监考教师,并清洗所用仪器和整理桌面,经监考教师签字后方可离开考场。
●废弃物应放入指定容器内。
●实验过程请注意安全。
实验内容
富马酸亚铁,商品名富血铁,含铁量高(33%),较难氧化为三价铁,在胃内铁不直接游离,血清铁值很快上升,对胃粘膜刺激小,是一种治疗缺铁性贫血的安全有效的铁制剂。
中间产品反丁烯二酸的制备:顺丁烯二酸酐溶于水,以硫脲为催化剂,加热制得反丁烯二酸(富马酸)。
产品富马酸亚铁的制备:以反丁烯二酸为原料,在适当的pH条件下与FeSO4得富马酸亚铁。
硫酸铈(IV)铵标准溶液的标定。
产品的分析:用硫酸铈铵法测定。
完成实验报告。
主要仪器、试剂及材料
主要仪器
数显搅拌恒温电热套
1台
称量瓶、搪瓷盘
各1个
三口瓶 100mL
1个
球形冷凝管
1支
锥形瓶 250 mL
3个
滴定管夹
1个
塑料洗瓶
1个
表面皿
3片
可调电炉
1个
布氏漏斗和抽滤瓶
1套
玻棒
2支
烧杯
400mL
3个
量筒
100ml
1只
250mL、50 mL
各1个
10ml
1只
100mL
2个
刮匙、培养皿
各1个
洗耳球、角匙
各1个
铁架台
2个
酸式滴定管50ml
1支
公用仪器
电子天平(最大称量200g,±0.0001g) 移液管(25mL)
电子天平(最大称量300g,±0.01g)
试剂及材料
顺丁烯二酸酐 分析纯(AR)
碳酸钠 分析纯(AR)
硫酸亚铁 分析纯(AR)
0.1 mol·L-1 BaCl2溶液
硫脲 分析纯(AR)
硫酸铈(IV)铵标准溶液(待标定)
硫酸亚铁铵标准溶液(浓度见公布值)
邻二氮菲-亚铁指示剂
3 mol·L-1 硫酸
称量纸、滤纸
6 mol·L-1 盐酸
pH试纸 1—14,6.2—8.4
有关物质的某些性质
顺丁烯二酸酐 微溶于水、乙醇,与热水发生反应。
顺丁烯二酸 溶解度:78.8g (25℃) 392.6 g (97.5℃)
反丁烯二酸 无色单斜棱晶,Mr =116.07 溶解度:0.7g (25℃) 9.8g (97.5℃)
熔点:287℃,165℃时升华; Ka1=9.5×10-4 Ka2=4.2×10-5
FeSO4?7H2O Mr =278.01; 溶解度:26.3g (20℃);35.8g (30℃);40.1g (40℃)
Ce(SO4)2 Mr =332.24 Ksp: Fe(OH)2 1×10-15;Fe(OH)3:3.8×10-38;
FeCO3 2.5×10-11
操作步骤
反丁烯二酸的制备
取2.5g顺丁烯二酸酐(由教师供给),放入100mL烧杯中,加入20mL水,温热溶解完全,然后加入0.1g硫脲(由教师供给)作催化剂,将此溶液在搅拌加热,煮沸约4min。当有较多固体析出时立即,结晶,抽滤,洗涤,水浴干燥后称重,记录产量。经教师签字后,产品用作下步实验的原料。
富马酸亚铁的制备
将自制的全部反丁烯二酸置于100mL烧杯中,加水20mL,在热沸搅拌下,加入Na2CO3溶液(自配)10mL,使溶液pH为6.5~6.7。将上述溶液转移至100mL三口瓶中,溶液总体积不要超过40mL。安装好回流装置。用电热套加热,搅拌,至沸。然后缓慢加入FeSO4溶液30mL(约8至10 min。FeSO4溶液配制方法:按反丁烯二酸与FeSO4?7H2O质量比为1?2.6,称取FeSO4?7H2O固体,溶于30mL新煮沸过的冷水),维持反应温度100℃,充分搅拌1.5h。冷却,抽滤(垫双层滤纸),用水洗涤沉淀(5至6次)至基本无SO42-,(SO42-检验方法如下:将布氏漏斗从抽滤瓶上取出,加入少量水于沉淀上,改用试管收集滤液1mL,加6 mol·L-1盐酸溶液2滴,0.1 mol·L-1BaCl2溶液1滴,无浑浊现象为合格。此项检查的全过程必须监考老师在场,经老师确认签字方有效。)水浴上干燥,得棕红(或棕)色粉末。记录产量,经教师签字后,产品用于分析。
产品纯度的测定
3.1硫酸铈(IV)铵标准溶液的标定
用公用的25.00mL移液管分别取3份已酸化的硫酸亚铁铵标准溶液(浓度见当天的公布值)于250mL锥形瓶中,加新煮沸过的冷水40mL,再加4滴邻二氮菲-亚铁指示剂,溶液呈红色。立即用硫酸铈(IV)铵标准溶液的滴定。临近终点时滴定速度要放慢,直至溶液刚好变为浅蓝色即为终点。平行测定3份,记录滴定体积,计算每次标定的硫酸铈(IV)铵标准溶液的浓度并选取合适的数据计算其平均值。(注:已知空白实验消耗硫酸铈(IV)铵标准溶液的体积为0.02 mL)
3.2产品纯度测定
用减量法准确称取富血铁0.30g~0.32g(精确至0.0001g)。加新煮沸过的3 mol·L-1H2SO4溶液15mL,边加热边摇动。待样品溶解完全后,立即用冷水冷却(可能会出现晶体)。加新煮沸过的冷水50mL与6滴邻二氮菲-亚铁指示剂,随后操作步骤同标定。平行测定2份,计算每次样品中富血铁的百分含量和平均百分含量。(注:已知空白实验消耗硫酸铈(IV)铵标准溶液的体积为0.02 mL)
思考题
写出制备反应中的有关化学方程式。
制备富马酸亚铁时,先要调节溶液pH为6.5~6.7。若反丁烯二酸取用量为2.0g,应加入Na2CO3约多少克?溶液酸度偏高、偏低各有何影响?请说明理由。
2001年全国高中学生化学竞赛(冬令营)理论试题答案
第1题
1-1 A:NH4HCO3[或(NH4)2CO3] B:KCl C:K2SO4 D:NH4Cl E:Fe2O3 F:CO2
1-2反应(1): (m+n)FeSO4 + 2(m+n)NH4HCO3
= Fem+n(OH)2n(CO3)m↓+ (m+n)(NH4)2SO4 + (2n+m) CO2↑+ mH2O
NH4HCO3写成(NH4)2CO3,Fem+n(OH)2n(CO3)m写成①Fe2(OH)4-2m(CO3)m,②Fe2(OH)2CO3
③Fe2(OH)2和FeCO3且配平的也得分。
反应(2):2 Fem+n(OH)2n(CO3)m +O2 +3(m+n)H2O= 2(m+n)Fe(OH)3↓+ 2mCO2↑
对于Fem+n(OH)2n(CO3)m的其它表达式,平分原则同上。
反应(3):(NH4)2SO4+ 2KClK2SO4↓+2NH4Cl
1-3降低K2SO4的溶解度,使之结晶析出,促使平衡向右移动。
1-4能溶于水。
第2题
2-1
(反应前后气体的总分子数没变化)
<0,自发进行
2-2 r(673K) / r(723K) = k(673K) / k(723K)
(有效数字错,扣分)
2-3每分钟通过催化剂的NO的物质的量:n0 ==7.1×10-5mol
每分钟分解的NO的物质的量:nr =×5.03×1.0×10-6mol=1.5×10-5mol
转化率:y ==21%(有效数字错,扣0.5分)
2-4由反应机理[1]:r =dcNO/dt =k1·cNO·cM (1)
由M的物料平衡:c= cM +cO—M + cNO-M ≈ cM+cO—M (2)
由反应机理[3]: (3)
(3)代入(2) (4)
(4)代入(1)
当氧的分压很小时,1+≈1 所以
第3题
3-1化学式:C78H136Cu3O8P4
3-2 2(Cy3P)2Cu(O2CCH2CO2H) + Cu(CH3CH2CH2COO)2→2CH3CH2CH2COOH
+ (Cy3P)2Cu(O2CCH2CO2)Cu(O2CCH2CO2)Cu(PCy3)2(或C78H136Cu3O8P4)
3-3除去反应的另一产物正丁酸和未反应的反应物。
3-4 3-5
第4题
4-1点阵型式:面心立方 CN+= 4 CN-= 4
4-2八面体空隙:6个;四面体空隙:12个
4-3在不同的晶体中,Ag+离子占据不同空隙,按正负离子相互接触计算的Ag+离子半径自然有一个变化范围。
4-4要点:
(1)四面体空隙与八面体空隙相连,四面体空隙与四面体空隙通过三角形中心相连,构成三维骨架结构的开放性“隧道”供Ag+迁移;
(2)有大量空隙(Ag+与空隙之比为1∶9)可供Ag+迁移;
(3)用适当的理论(如极化理论)说明Ag+容易发生迁移。(注:迁移的激活能为0.05eV)
4-5(1)4AlI3+3O2=2Al2O3+6I2 [1]
正极反应:I2+2Ag+ +2e =2AgI [2] 负极反应:2Ag-2e = 2Ag+ [3]
(2)当氧气的浓度大时,反应[1]生成的游离I2浓度大,φ+电势增大,由E=φ+-φ-,所以E也增大。(不同的表达也得分)
第5题
5-1 A:AgCl D:[Ag(CN)2]-, [Ag(NH3)2]+
5-2 2[Ag(NH3)2]++ [Ni(CN)4]2-+2NH3=2[Ag(CN)2]-+ [Ni(NH3)6]2+ NiIn+HY3-= NiY3- +HIn
5-3 加HNO3后继续煮沸是为了除去氮的氧化物;加入HCl(1∶9)后,再煮沸是为了使AgCl胶状沉淀凝聚,便于过滤和洗涤。
5-4 根据滴定误差要求,未被置换的Ag(NH3)2+平衡浓度为:
[Ag(NH3)2+]≤0.010×0.2%=2×10-5mol/L
2[Ag(NH3)2]+ + [Ni(CN)4]2- + 2NH3 = 2[Ag(CN)2]- + [Ni(NH3)6]2+
开始浓度(mol/L) 0.010 c 0 0
反应浓度(mol/L) -0.010 -0.0050 +0.010 +0.0050
平衡浓度(mol/L) 2×10-5 c-0.0050 2 0.010 0.0050
根据多重平衡原理: c= 6×10-3mol·L-1
即:溶液C中Ni(Ⅱ)总浓度≥6×10-3mol·L-1(有效数字错,扣0.5分)
第6题
6-1 B: C: D:
6-2 半缩醛羟基(苷羟基,C1上的羟基)C1:R型 C3:S型
6-3
6-4 碱性条件水解后,糖分子中出现了4个羟基,与H2O易形成氢键,因而水解后的产物的水溶性大大增加。
第7题
7-1 C29H20O
7-2 A: C: E:
G: H: I:
7-3 A:四苯基环戊二烯酮(或2,3,4,5-四苯基环戊二烯酮)
E:二苄基酮(或α,α’-二苄基酮,1,3-二苯基-2-丙酮)
7-4 合成C:D-A反应(环加成反应,周环反应,协同反应) 合成A:缩合反应
7-5 保护醛基 催化作用 因为氯化氢会与不饱和醛、酮发生加成反应
第7题密封信封中提供的补充信息
在有机合成中,有时用到如下类型的消除反应:
2002年全国高中学生化学竞赛(冬令营)理论试题
2002年1月22日 山东·济南
注意事项:
.竞赛时间4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。考试时间一到,把试卷和答卷还放在桌面上(背面朝上),持监考老师收完卷子后起立离开考场。
.把营号写在所有答卷统的客封线外和草稿纸的右上角处,不写姓名和所属学校,否则按废卷处理。
.试卷装订成册,不得拆散。所有答案必须写在答卷纸的指定地方(方框内),用钻笔答卷或写在其他地方的答案一律无效。使用指定的草稿纸。不得特有任何其他纸张。
.允许使用非编程计算器、直尺、橡皮等文具,但不得带文具盒进人考场。
第1题
1-1.用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下:准确称取磷肥0.385g,用硫酸和高氯酸在高温下使之分解,磷转化为磷酸。过滤,洗涤,弃去残渣。以硫酸-硝酸为介质,加入过量钼酸铵溶液生成铝磷酸铵沉淀(NH4)3H4PMo12O42?H2O。过滤,洗涤,沉淀溶于40.00cm3 1.026 mol·?dm-3NaOH标准溶液中,以酚酞为指示剂,用0.1022 mol·dM-3盐酸标准溶液滴定至终点(MoO42-),耗去 15.20cm3。计算磷肥中磷的百分含量(以P2O5计)。
1-2.测定土壤中 SO42-含量的主要步骤如下:称取 50g风干土样,用水浸取,过滤,滤液移入250cm3容量瓶中,定容。用移液管移取25.00 cm3浸取液,加入1: 4盐酸 8滴,加热至沸,用吸量管缓慢地加入过量钡镁混合液(浓度各为 0.0200mol?dm-3) V1(cm3)。继续微沸 5分钟,冷却后,加入氨缓冲溶液(pH=10) 2 cm3,以铬黑 T为指示剂,用 0.0200 mol·dm-3EDTA标准溶液滴定至溶液由红色变蓝色即为终点,消耗V2(cm3)。另取 25.00 cm3蒸馏水,加入 1: 4盐酸8滴,加热至佛,用吸量管缓慢地加入钡镁混合液V1(cm3),同前述步骤处理,滴定消耗 EDTA V3(cm3)。另取 25.00 cm3浸出液,加入1:4盐酸8滴,加热至沸,冷却后,加入氨缓冲溶液(pH=10)2 cm3;同前述步骤处理,滴定消耗EDTA V4(cm3)。计算每100克干土中SO42-的克数。
第2题
钢中加入微量钒可起到脱氧和脱氮的作用,改善钢的性能。
测定钢中钒含量的步骤如下:钢试样用硫磷混合酸分解,钒以四价形式存在。再用KMnO4将其氧化为五价,过量的KMnO4用NaNO2除去,过量的NaNO2用尿素除去。五价钒与N-苯甲酰-N-苯基羟胺在3.5~5 mol·dm-3盐酸介质中以 1: 2形成紫红色单核电中性配合物,比色测定。回答如下问题:
2—1.高价钒在酸性溶液中通常以含氧阳离子的形式存在。写出钒与浓硫酸作用的反应方程式。
2-2.以反应方程式表示上述测定过程中KMnO4、NaNO2和尿素的作用。
2-3.写出紫红色配合物的结构式。
第3题
生物体中有许多含过渡金属离子的蛋白,其中有些金属蛋白在一定条件下能够吸收、释放氧气以供机体生命活动之需。这些天然载氧体的结构较复杂。研究发现,某些简单配合物也具有类似的载氧性质,可用作载氧体的模型化合物。研究较多的是钴(II)配合物。制备模型化合物的方法如下:水杨酸(邻羟基苯甲醛)和乙二胺在95%的乙醇溶液中反应,生成黄色晶体人通入氮气,加热,待黄色晶体溶解后,缓慢地加入醋酸钴,生成棕色沉淀。继续加热并搅拌,沉淀全部转变为暗红色B后,冷至室温,撤去氮气,滤出结晶,干燥之B是二聚体,在室温下稳定,不吸收氧气。但B在某些溶剂中可与溶剂L(如DMF或Py等)配位,并迅速吸收氧气形成暗黑色的分子氧加合物C。C在氯仿或苯中有细微气泡放出,并转变为暗红色。载氧试验结果: 360 mg样品B 在 15℃, 102.9kPa及饱和水蒸气压 1.2 kPa下,吸收 O2(设为理想气体) 12.90cm3。
3-1.写出A的化学式。
3-2.计算载氧试验中,Co 与被吸收氧气的物质的量之比。
3-3.画出C的结构示意图。
3-4.写出C在氯仿中的反应方程式。
第4题
(一)石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成,如图一所示,图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。
4-1.试确定该晶胞的碳原子个数。
4-2.写出晶胞内各碳的原子坐标。
4-3.已知石墨的层间距为 334.8 pm,C-C键长为 142 pm,计算石墨晶体的密度。
(二)石墨可用作锂离子电池的负极材料,充电时发生下述反应:
Li1-xC6 + xLi+ + xe- →Li C6
其结果是,Li+嵌入石墨的A、B层间,导致石墨的层堆积方式发生改变,形成化学式为LiC6的嵌入化合物。
4-4.图二给出了一个Li+沿C轴投影在A层上的位置,试在图上标出与该离子临近的其它六个 Li十的投影位置。
4-5.在 Li C6中,Li+与相邻石墨六元环的作用力属何种键型?
4-6.某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li+,写出它的化学式,画出它的晶胞(C轴向上)。
(三)锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。已知LiNiO2中Li+和Ni3+均处于氧离子组成的正八面体体心位置,但处于不同层中。
4-7.将化学计量的 NiO和 LiOH在空气中加热到 700℃可得LiNiO2,试写出反应方程式。
小8.写出LiNiO2正极的充电反应方程式。
49. 锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定,用铝取代部分镍形成LiNi1-yAlyO2可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用,为什么?
图一
第5题
5-1.今有两种燃料,甲烷和氢气,设它们与氧气的反应为理想燃烧,利用下列298K的数据(设它们与温度无关)分别计算按化学计量比发生的燃烧反应所能达到的最高温度。
火箭所能达到的最大速度与喷气速度及火箭结构有关,由此可得到如下计算火箭推动力Isp的公式:
式中T和 Cp 分别为热力学温度和平均等压摩尔热容,K为与火箭结构有关的特性常数。
5-2.请问:式中的M是一个什么物理量?为什么?用上述两种燃料作为火箭燃料,以氧气为火箭氧化剂,按化学计量比发生燃烧反应,推动火箭前进,分别计算M值。
5-3.设火箭特性常数K与燃料无关,通过计算说明,上述哪种燃料用作火箭燃料的性能较好?
第6题
2002年伊始第一台磁冰箱问世。磁冰箱的概念形成干6年前,美国、中国、西班牙、荷兰和加拿大都进行了研究,最低制冷温度已达-140oC,能量利用率已比传统冰箱高l/3。1997年,美国Ames实验室设计出磁冰箱原型,其制冷装置可简单地用下图表示:
一转轮满载顺磁性物质,高速旋转,其一侧有一强大磁场,顺磁性物质转入磁场为状态A,转出磁场为状态B,即:

回答下列问题:
6-1.用热力学基本状态函数的变化定性地解释:磁制冷物质发生AB的状态变化为什么会引起冰箱制冷?不要忘记指出磁场是在冰箱内还是在冰箱外。
6-2.Ames实验室的磁致冷物质最早为某金属M,后改为其合金,以M5(SixGe1-x)4为通式,最近又研究了以MA2为通式的合金,A为铝、钴或镍。根据原子结构理论,最优选的M应为元素周期系第几号元素?为什么?(可不写出该元素的中文名称和元素符号)
第7题
阶式聚合是分子自组装的方式之一;其基本过程是:把阶式构件逐级连接到核心构件上,获得具有一定结构、单一分子量的高分子。核心构件可以是单官能团或多官能团(必须完全等价)的小分子;阶式构件是具备以下特点的小分子:含有一个(只有一个)可与核心构件缩合的官能团,同时含有一个或多个完全等价的可以转化成跟核心构件相同官能团的基团。如:一元醇ROH可以用作制备核心构件,3-氨基丙睛H2NCH2CH2CN可以作为阶式构件。核心构件的制备及阶式聚合反应示意如下:
(l) ROH + CH2=CHCN → ROCH2CH2CN →
ROCH2CH2COOH → ROCH2CH2COCl
(2) ROCH2CH2COCl + H2NCH2CH2CN →
ROCH2CH2CONHCH2CH2CN
以下步骤同(l)中的第2、3步。
(3)经过n次重复得到
ROCH2CH2CO(NHCH2CH2CO)n NHCH2CH2CN
(4)最后通过水解、酯化封端,得到性质稳定的高分子阶式聚合物。
为了使阶式聚合物的分子量尽快增加,可以选用多向核心构件和多向阶式构件,
如:双向核心构件:(CH2OCHCH2COCl)2
双向阶式构件: HNCH2CH2OCH2CHCN)2
7-1.写出上述双向核心构件与单向阶式构件的一次、两次和n次缩合得到的阶式聚合物的结构式(不要忘记封端!)。
7-2.选择适当原料制备双向阶式构件 HNCH2CH2OCH2CH2CN)2。
7-3.写出上述双向核心构件和双向阶式构件一次和两次缩合得到的阶式聚合物的结构式(不要忘记封端!)。
7-4.说明这种阶式聚合的名称中“阶式”二字的意义。
7-5.为什么多向阶式聚合需要的核心构件和阶式构件要求相关的官能团“完全等价”?甘油能否用作制备阶式聚合所需的多向核心构件?β—氨基葡萄糖能否用作制备阶式聚合所需的多向阶式构件?
7-6.多向阶式聚合时,分子量增长速度很快。目前已经实现了四向核心构件和三向阶式构件之间的阶式聚合,并得到了分子量高达60604的高分子。请你写出制备这个四向核心构件所需要的起始原料和三向阶式构件的结构式,并选择简单的原料(C1、C2和C3的任何有机化合物)分别制备它们。
8.抗痉挛药物E的合成如下:

8-1.写出A、B.C、D、E的结构式。
8-2.在字母E前加上构型符号表示化合物E所有的立体异构体,并在对映体之间加一竖线表示它们的对映关系。
8-3.画出E的任意一个构型式,并用符号标出所有手性碳的构型。
2002年全国高中学生化学竞赛(决赛)理论试题
答案及评分标准
第1题(10分)
1—1、(NH4)3H4PMo12O42·H2O+26 NaOH==12Na2MoO4+Na2HPO4+3NH3+17H2O
NH3+HCl==NH4Cl
计量关系 P2O5——(NH4)3PMo12O42·H2O——NaOH l——2——46
P2O5的摩尔质量: 142 g/mol-1
P2O5%:
(1.026mol·dm-3×0.04000dm3-0.1022mol·dm-3×0.01520dm3)×142g·mol-1/(46×0.385g)
==0.317==31.7%
(计量关系正确得3分,计算合理结果错扣 1分,有效数字错扣 0.5分)(6分)
1—2、
SO42-的质量:[(V3+V4+V2)×10-3dm3×0.0200mol·dm-3×(250/25.00)×96g·mol-1/50g]×100g
==(V3+V4+V2)×3.8×10-2g
(计算合理结果错扣 1分,有效数字错扣 0.5分)(4分)
第2题(16分)
2-1 V+3H2SO4(浓)==VOSO4+2SO2↑+3H2O (3分)(不配平只给1分)
2-2 MnO4-+5VO2++8H+==Mn2++5VO3++4H2O (9分)(每式3分,不配平只给1分)
或MnO4-+5VO2++H2O==Mn2++5VO2++2H+
2MnO4-+5NO2-+6H+==2Mn2++5NO3-+3H2O
(NH2)2CO+2NO2- +2H+==CO2↑+2N2↑十3H2O
2-3
(4分)
第3题(6分)
3—1 A:C16H16NO2(2分)
3—2
B化学式量为325.22
nCo ==0.360g/325.22g·mol-1==1.11×10-3mol (2分)
nO2 ==(102.9kPa-1.2kPa)×l2.90×l0-6m3/(8.314Pa·m3·K-1·mol-1×288K)=5.48×10-4mol
(2分)
若B带溶剂分子,只要计算合理也给分。
nCo:nO2==l.l1×0-3mol:5.48×10-4mol== 2.03:l
Co与O2的物质的量之比nCo:O2==2:l (2分)
3—3
(钴为六配位其它形式分子氧都给分)
3—4 (C16H14N2O2Co)2L2O2==(C16H14N2O2Co)2 + O2 ↑+ 2L (4分)
(产物不是二聚体,不给分)
第4题(l3分)
4—1 4个(1分)
4—2(0,0,0),(0,0,l/2),(l/3,2/3,0),(2./3,1/3,1/2)
(每个0.5分,共2分)
4—3 2.27g·cm-3 (体积计算1分,密度计算1分,共2分)
4—4 见附图1(l分)
4—5 离子键或静电作用(1分)
4—6 LiC2 晶胞见附图2(1+2分)
4—7 4NiO+4LiOH+O2==4LiNiO2+2H2O (1分)
4—8 LiNiO2==Li1-xNiO2+xLi++xe - (1分)
4—9 Al3+无变价,因此与之对应的Li十 不能脱嵌。 (1分)
第5题(12分)
5-1反应:CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O
==2(H2O,g)+(CO2,g)-(CH4,g)-2(O2,g)
== - 802.3kJ.mol-1
==2Cp(H2O,g)+Cp(CO2,g)==104.3J·K-1·mol-1
(注:此处的“mol”为[2H2O(g)+CO2(g)]粒子组合)
⊿T== -/==7692K T==298K+⊿T=7990K
反应:H2(g)+1/2O2(g)==H2O(g)
== - 24l.8kJ·mol-1
Cp== 33.6 J·K-1·mol-1
⊿T=7196K T=7494K (6分)
5-2 M是平均摩尔质量,分别为 26.7和 18 g· mol-1。因为:
气体分子动能为1/2mv2,m=nM,动能一定和n一定时,M越大,速度v越小,故在Isp的计算公式中M在分母中。注:式中M应为平均摩尔质量,此时,式中的热容也为平均摩尔热容(即上面算出的摩尔热容要除总摩尔数),但分子分母都除总摩尔数,相约。(4分)
5-3 CH4-O2 ISP==K(104.3×7990)/(44.0+2×18.0)=l.0×104K
H2—O2 ISP== K(33.6×7494)/18.0==1.4×104K
H2-O2是性能较好的火箭燃料。 (2分)
注:平均摩尔质量也可是上述数据除以总摩尔数,此时,平均摩尔热容也除总摩尔数,两项相约,与上述结果相同。
第6题(5分)
6-1 B至A,⊿S<0,T⊿S<0,吸热,反之放热。磁铁在冰箱外。(3分)
6-2 M为第64号元素(Gd),因其基态电子组态为[Xe]4f75d16S2,未成对电子最多。 (2分)
说明:由于竞赛大纲未要求稀土元素,也未对不符合构造原理的元素提出要求,因此,答其他镧系元素,如63号(Eu)等也得满分,按构造原理应该能写出63号(Eu)元素[Xe]4f75d26S2 的电子构型。答非镧系元素不给分。(选择元素1分,说明1分)
第7题(18分)
7-l(3分)
(CH2OCH2CH2CONHCH2CH2COOR)2
(CH2OCH2CH2CONHCH2CH2CONHCH2CH2COOR)2
[CH2OCH2CH2CO(NHCH2CH2CO)nOR]2
(每个1分)
7-2(2分)每步1分

7—3(3分)
一次缩合得到的阶式聚合物: (1分)

两次缩合得到的阶式聚合物: (2分)

7-4(l分)
阶式二字的意义是:在阶式聚合反应中,阶式聚合物的分子量(或分子大小)以几何级数增长。
7-5(3分)
如果相关的官能团不等价,反应活性将出现差别,不能保证缩会在各个活性中心同时进行,分子的增长或分子量的增加将无法控制。(1分)
甘油不能作为多向阶式聚合的核心构件,因为其3个羟基不等价;(1分)
β-氨基葡萄糖不能作为多向阶式聚合的阶式构件,因为其4个羟基不等价。(1分)
7-6(6分)
四向核心构件的原料:C(CH2OH4)3( 1分)
(2分)
三向阶式构件:H2NCH2C(CH2OCH2CH2CN)3 (1分)

第8题(10分)
8-1(5分)注:A和B可互换)

8-2 E有8个立体异构体: (3 分)
若3、4个手性碳的构型表示也正确。
(每错一对扣回分,每错1个扣0.5分,但不得负分)
8—3(2分)
中国化学会2002年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题与参考答案
(2002年9月15日 9:00 - 12:00共计3小时)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
总分
满分
5
6
3
6
13
8
8
9
8
10
5
8
11
100
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。
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。
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。
允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
第1题(5分)阅读如下信息后回答问题:元素M,其地壳丰度居第12位,是第3种蕴藏最丰富的过渡元素,是海底多金属结核的主要成分,是黑色金属,主要用途: 炼钢,也大量用来制作干电池,还是动植物必需的微量元素。
1-1。M的元素符号是 Mn 。(1分)
1-2。M的最重要矿物的化学式是 MnO2 。(1分)
1-3。M的三种常见化合物是 MnO2 、 MnSO4 和 KMnO4 。(3分)(注:必须答MnO2和KMnO4,而Mn(II)盐也可答硝酸锰等。)(蓝色为答案,红色为注释,下同)
第2题(6分) 用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置,足见化学对现代物质文明的重要作用。例如:
2-1。计算机的芯片的主要成分是 硅(或Si或单晶硅);(1分)
2-2。光导纤维的主要成分是 二氧化硅(或SiO2);(1分)
2-3。目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 硅(或Si);(1分)
2-4。用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂的载体的人造分子筛大多是一类称为铝硅酸盐 或硅铝酸盐的化合物;(注:此题明确是分子筛, 不应答硅胶,答硅酸盐也不给分。)(1分)
2-5。有一大类化合物, 结构独特,兼备无机材料和有机材料的双重性能,具有耐温、电绝缘性好、难燃、憎水、耐腐蚀……等特性,广泛用于航空航天、电子电气、建筑、运输等行业,主要用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、防水、防潮……,已为现代社会不可替代的新材料。这类材料在结构上的特点是具有Si-O键和与硅相连的烃基。(2分)
第3题(3分)最近有人用高能26Mg核轰击核,发生核合成反应,得到新元素X。研究者将X与氧气一起加热,检出了气态分子XO4 , 使X成为研究了化学性质的最重元素。已知的X同位素如下表所示,上述核反应得到的核素是其中之一,该核素的衰变性质保证了其化学性质实验获得成功。
质量数
半衰期
衰变方式
263
1 s
释放?粒子
264
0.00008 s
释放?粒子; 或自发裂变
265
0.0018 s
释放?粒子; 或自发裂变
266
不详
不详
267
0.033 s
释放?粒子; 或自发裂变
268
不详
不详
269
9.3 s
释放?粒子
3-1.X的元素符号是 Hs 。(1分)
3-2.用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数,写出合成X的核反应方程式(方程式涉及的其他符号请按常规书写)。
+= + 5 n (2分)(n也可写成等, 但写成“中子”扣1分)
第4题(6分)
4-1。汞与次氯酸(摩尔比1:1)发生反应,得到2种反应产物,其一是水。该反应的方程式为: 2Hg+2HClO = Hg2OCl2+H2O (1分);反应得到的含汞产物的中文名称为碱式氯化汞(或氯氧化汞)。(1分)。 注:Hg2OCl2也可写成HgO·HgCl2或HgCl2·HgO
4-2。N2H4在一定条件下热分解,产生NH3、N2和H2,后者摩尔比为3:2,写出反应方程式。 7 N2H4 = 8 NH3 + 3 N2 + 2 H2 (2分)
4-3。第二周期元素A与氢形成的氢化物中的A—A键的键能(kJ/mol)如下:
CH3—CH3 346, H2N—NH2 247, HO—OH 207
试问:它们的键能为什么依次下降?
乙烷中的碳原子没有孤对电子,肼中的氮原子有1对孤对电子,过氧化氢中的氧有
2对孤对电子,使A—A键的键能减小。(2分)
第5题(13分)六配位(八面体)单核配合物MA2(NO2)2呈电中性;组成分析结果:M 21.68%, N 31.04%, C 17.74%;配体A含氮不含氧;配体 (NO2)x 的两个氮氧键不等长。
5-1。该配合物中心原子M是什么元素?氧化态多大?给出推论过程。
5-2。画出该配合物的结构示意图,给出推理过程。
5-3。指出配体 (NO2)x在“自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。
5-4。除本例外,上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位?用图形回答问题。
5-1。 nM : nN = 21.68/MM : 31.04/14 = 1 :(2y + 2)
MA = 19.56x(y+1)
y=2(设y为其他自然数均不合题意),得 MM = 58.7 (g/mol)
查周期表,M = Ni
由配体 (NO2)x 的两个氮氧键不等长,推断配体为单齿配体,配位原子为O,
故配体为NO2-,因此,Ni的氧化数为+2。(4分)
(推理过程合理都给分,不合理, 即使结果正确也扣2分。)
5-2。 设配合物中碳原子数为nC,则:nC : nN = 17.74/12 : 31.04/14 = 0.667
已知 nN = 2x2+2 = 6, 所以,nC = 0.677x6 = 4
求出摩尔质量,由于剩余量过小,只能设A是氮氢化合物,由此得氢数,可
推得配体A为H2NCH2CH2NH2,
配合物的结构示意图为:
(4分)(合理推理过程2分,结构图2分)

5-3。 (根据VSEPR理论,可预言)NO2-为角型,夹角略小于120o, N取sp2杂化轨道。
(2分)
5-4。(注:只要图形中原子的相对位置关系正确即可得分;画出其他合理配位结构也
应得分,如氧桥结构、NO2-桥结构等) (3分)

第6题(8分)化合物A, 俗称“吊白块”,年产量上万吨,主要用于染色工艺,具还原性和漂白性, 对热不稳定,有毒。近年报道,我国一些不法商人违章地将A添加到米、面、腐竹、食糖等食品中增白,导致多起严重食物中毒事件,如某地曾发生五所学校400余名学生食用含A食品一次性中毒事件。已知:
固体A·2H2O的摩尔质量为154 g/mol;
A的晶体结构及其水溶液的电导证实A是钠盐,每摩尔A含1摩尔钠离子。
A在水中的溶解度极大,20oC饱和溶液A的质量分数达45%。
A的制备方法之一是在NaOH溶液中令甲醛与Na2S2O4(连二亚硫酸钠)反应(摩尔比1:1),反应产物为A和亚硫酸钠。
A在化学上属于亚磺酸的衍生物,亚磺酸的通式为RSO2H,R为有机基团。
6-1。画出A的阴离子的结构(简)式。
6-2。写出上述制备A的“分子方程式”。
6-3。给出A的化学名称。
1. MA= 32+3x16+3x1+12+23 = 118 118+36 = 154
或或或等。
(3分)
2. Na2S2O4 + CH2O + NaOH = HOCH2SO2-Na+ + Na2SO3
或Na2S2O4 + CH2O + NaOH = HOCH2SO2Na + Na2SO3
或 Na2S2O4 + CH2O + NaOH = NaSO2CH2OH + Na2SO3
(写不写结晶水都可以) (3分)
3. “羟甲亚磺酸钠”或“羟甲基亚磺酸钠”。 (2分)
第7题(8分) 据报道,我国酱油出口因“氯丙醇”含量超标而受阻。
7-1。据报道,酱油中的“氯丙醇”的来源可能是酱油原料中的杂质脂肪水解产物甘油的羟基被氯取代的衍生物;另一来源可能是用离子交换树脂纯化水配制酱油,由于交换树脂采用1,2-环氧-3-氯丙烷(ECH)作交联剂,残留的ECH水解会产生“氯丙醇”;此外,ECH还可能来自包装食品的强化高分子材料。试写出由甘油得到的“氯丙醇”的结构简式和ECH水解的反应方程式,反应涉及的有机物用结构简式表示。
7-2。在同一个碳上同时有2个羟基或者一个羟基和一个氯原子的“氯丙醇”是不稳定的,在通常条件下会发生消除反应,请给出2个反应方程式作为例子。
7-1。
(4分)
(2分) 注:标不标对映体得分相同。
7-2。
(各1分)
第8题(9分)化合物A和B的元素分析数据均为C 85.71%, H 14.29% 。质譜数据表明A和B的相对分子质量均为84。室温下A和B均能使溴水褪色, 但均不能使高锰酸钾溶液褪色。A与HCl反应得2,3-二甲基-2-氯丁烷,A 催化加氢得2,3-二甲基丁烷;B与HCl反应得2-甲基-3-氯戊烷,B催化加氢得2,3-二甲基丁烷。
8-1。写出A和B得结构简式。
8-2。写出所有与A、B具有相同碳环骨架的同分异构体,并写出其中一种异构体与HCl反应的产物。

8-1。 A的结构简式 B的结构简式
(各2分)
8-2。 结构简式 与HCl反应产物的结构简式



注:同分异构体各1分;写对任一“对应的”水解产物得2分。
第9题(8分)Xe和F2反应,可得三种氟化物,视反应条件而定。下图表述的是将0.125 mol/L Xe 和1.225 mol/L F2为始态得到的生成物在平衡体系内的分压与反应温度的关系。
9-1。应在什么温度下制备XeF6和XeF4?
XeF6—— 约550K XeF4——约850K (各1分)
9-2。Xe和F2生成XeF6和XeF4,哪个反应放热更多?
生成 XeF6 的反应放热更多。
理由是:若Xe与F2生成XeF4的反应放热多,反应
XeF4+F2=XeF6将是吸热反应,温度升高应有利于
XeF6的生成,而由附图可见,事实恰恰相反。
或答:反应XeF6 = XeF4 + F2 发生在相对高的温度
下。或答:上述正向反应是体积增大的反应,所以
正向反应是吸热的。 (4分)
9-3。为有效地制备XeF2,应在什么反应条件下为好?简述理由。
在上图条件下必须在高温下才能制备XeF2, 但高温要求的技术问题太多,因而,
应降低投料中F2/Xe的比值,可有效制备XeF2。(2分)
第10题(10分)某远洋船只的船壳浸水面积为4500 m2,与锌块相连来保护,额定电流密度为15.0 mA/m2,预定保护期限2年,可选择的锌块有两种,每块的质量分别为15.7 kg和25.9 kg,通过每块锌块的电流强度分别为0.92 A和1.2 A。计算说明,为达到上述保护船体的目的,最少各需几块锌块?用哪种锌块更合理?为什么?
首先算出通过体系的总电量:
2x365dx24h/dx60min/hx60s/min = 6.307x107 s (1分)
0.0150 A/m2 x 4500 m2 = 67.5 A (1分)
67.5 A x 6.307x107 s = 4.257x109 C (1分)
其次计算总共需要多少锌:电子的量为:
4.257x109C/9.65x104C/mol = 4.411x104mol (1分)
锌量:4.411x104 mol x 65.4 g/mol / 2x10-3 kg/g = 1443 kg = 1.44 x103 kg (1分)
需质量为15.7 kg/块的锌块数为:1.44x103 kg/15.7 kg/块 = 91.7 块 ~ 92 块(1分)
92 块 x 0.92 A/块 = 85 A > 67.5 A , 电流强度可以达到要求。(1分)
25.9 kg/块: 1.44x103kg/25.9 kg/块 = 55.6 块 ~ 56块 (1分)
56块 x 1.2 A/块 = 67.2A < 67.5A , 电流强度达不到要求,应当加1块,则
57块x 1.2 A/块 = 68.4 A ,电流强度才能达到要求。(1分)
选用较重的锌块更合理,因其电流强度较小,理论上可以保证2年保护期限,而用
较轻的锌块因其电流强度太大,不到2年就会消耗光。(1分)
第11题(5分)镅(Am)是一种用途广泛的錒系元素。241Am的放射性强度是镭的3倍,在我国各地商场里常常可见到241Am骨密度测定仪,检测人体是否缺钙;用241Am制作的烟雾监测元件已广泛用于我国各地建筑物的火警报警器(制作火警报警器的1片241Am我国批发价仅10元左右)。镅在酸性水溶液里的氧化态和标准电极电势(E(/V)如下,图中2.62是Am4+/Am3+的标准电极电势,-2.07是Am3+/Am的标准电极电势,等等。一般而言,发生自发的氧化还原反应的条件是氧化剂的标准电极电势大于还原剂的标准电极电势。
试判断金属镅溶于稀盐酸溶液后将以什么离子形态存在。简述理由。
附:E((H+/H2) = 0 V; E((Cl2/Cl-) = 1.36 V;E((O2/H2O) = 1.23 V。
答案:要点1:E((Amn+/Am) < 0, 因此Am可与稀盐酸反应放出氢气转化为Amn+, n = 2,3,4;但E((Am3+/Am2+)< 0, Am2+一旦生成可继续与H+反应转化为Am3+。或答:E((Am3+/Am)<0,n =3 。(1分)
要点2:E((Am4+/Am3+)>E((AmO2+/Am4+), 因此一旦生成的Am4+会自发歧化为AmO2+和Am3+。(2分)
要点3:AmO2+是强氧化剂,一旦生成足以将水氧化为O2, 或将Cl-氧化为Cl2,转化为Am3+, 也不能稳定存在。相反,AmO2+是弱还原剂,在此条件下不能被氧化为AmO22+。(1分)
要点4:Am3+不会发生歧化(原理同上),可稳定存在。(1分)
结论:镅溶于稀盐酸得到的稳定形态为Am3+。
第12题(8分)组合化学是一种新型合成技术。对比于传统的合成反应如A + B = AB,组合化学合成技术则是将一系列Ai(i = 1,2,3,…)和一系列Bj(j = 1,2,3,…)同时发生反应,结果一次性地得到许多个化合物的库(library),然后利用计算机、自动检测仪等现代化技术从库中筛选出符合需要的化合物。今用21种氨基酸借组合化学技术合成由它们连接而成的三肽(注:三肽的组成可以是ABC,也可以是AAA或者AAB等等, 还应指出,三肽ABC 不等于三肽CBA,习惯上,书写肽的氨基酸顺序时,写在最左边的总有未键合的α-氨基而写在最右边的总有未键合的羧基)。
12-1。该组合反应能得到多少个三肽的产物库。答: 213= 9261 个。(2分)
12-2。假设所得的库中只有一个三肽具有生物活性。有人提出,仅需进行不多次实验,即可得知活性三肽的组成(每次实验包括对全库进行一次有无生物活性的检测)。请问:该实验是如何设计的?按这种实验设计,最多需进行多少次实验,最少只需进行几次实验?简述理由。
12-2题的答案的要点有:
1.实验设计: 每次减少1个氨基酸用20个氨基酸进行同上组合反应,若发现所得库
没有生物活性,即可知被减去的氨基酸是活性肽的组分。(2分)
2.若头三次实验发现所得库均无生物活性,则可知被减去的三种氨基酸是活性肽的
组成。因此,最少只需进行3次实验就可完成实验。(2分)
3.若做了20次实验只发现有1或2次实验得到的库有活性,不能肯定活性三肽是
AAA, 还是ABA, 还是ABC,仍需做第21次实验来证实,因此,最多需进行
21次实验才能最后确定活性三肽的组成。(2分)

第13题(11分)离子液体是常温下呈液态的离子化合物,已知品种几十种,是一类“绿色溶剂”。据2002年4月的一篇报道,最近有人进行了用离子液体溶解木浆纤维素的实验,结果如下表所示;向溶解了纤维素的离子液体添加约1.0%(质量)的水,纤维素会从离子液体中析出而再生;再生纤维素跟原料纤维素的聚合度相近;纤维素分子是葡萄糖(C6H12O6)的缩合高分子,可粗略地表示如下图,它们以平行成束的高级结构形成纤维;葡萄糖缩合不改变葡萄糖环的结构;纤维素溶于离子溶液又从离子液体中析出,基本结构不变。
n = 400~1000
表 木浆纤维在离子液体中的溶解性
离子液体
溶解条件
溶解度(质量%)
[C4mim]Cl
加热到100oC
10%
[C4mim]Cl
微波 加热
25%, 清澈透明
[C4mim]Br
微波 加热
5~7%
[C4mim]SCN
微波 加热
5~7%
[C4mim][BF4]
微波 加热
不溶解
[C4mim][PF6]
微波 加热
不溶解
[C6mim]Cl
加热到100oC
5%
[C8mim]Cl
加热到100oC
微溶
表中[C4mim]是1-(正)丁基-3-甲基咪唑正一价离子的代号,“咪唑”的结构如右上图所示。
回答如下问题:
13-1。在下面的方框中画出以[C4mim]+ 为代号的离子的结构式。
(2分)注:不加括号而将“+”加在甲基氮上也正确。
丁基用锯齿状无氢简式表示得分相同。
13-2。符号[C6mim]+和[C8mim]+里的C6和C8代表什么?答:己基和辛基(1分)。
13-3。根据上表所示在相同条件下纤维素溶于离子液体的差异可见,纤维素溶于离子液体的主要原因是纤维素分子与离子液体中的阴离子(或负离子)之间形成了氢 键;纤维素在[C4mim]Cl、[C4mim]Br、[C4mim][BF4]中的溶解性下降可用 Cl-、Br-、BF4-结合氢的能力下降来解释(注:或答半径增大,或与氢形成氢键的能力下降,或作为质子碱的碱性减小,等等),而纤维素在[C4mim]Cl、[C6mim]Cl和[C8mim]Cl中溶解度下降是由于 Cl- 的摩尔分数 降低 。(每空1分,小计5分)
13-4。在离子液体中加入水会使纤维素在离子液体里的溶解度下降,可解释为:
水与离子液体中的阴离子形成氢键的能力更强。 (1分)
13-5。假设在[C4mim]Cl里溶解了25%的聚合度n = 500的纤维素,试估算,向该体系添加1%(质量)的水,占整个体系的摩尔分数多少?假设添水后纤维素全部析出,析出的纤维素的摩尔分数多大?
溶解于离子液体中的纤维素的摩尔质量为:
(6 x 12 + 10 + 5 x 16) x 1000 = 1.62x105 (g/mol)
离子液体的摩尔质量为:
8x12+15+14x2+35.5 = 96+15+28+35.5 = 175 (g/mol)
水的摩尔分数为:
1.0/18/(1.0/18 + 75/175 + 25/1.62x105) = 0.12
析出的纤维素的摩尔分数为:
(25/162000)/(1.0/18 + 75/175 + 25/1.62x105) = 3.2x10-4 (2分)
2003年全国高中学生化学竞赛决赛(冬令营)理论试题
湖北省化学化工学会命题组
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
标准压力pφ=1bar(巴)=100000Pa(帕斯卡) R=8.314 J·K-1·mol-1
第题(8分)
1990年代初发现了碳纳米管,它们是管径仅几纳米的微管,其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成。近年,人们合成了化合物E的纳米管,其结构与碳纳米管十分相似。
气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。已知在同温同压下,气体A的密度约为气体B的密度的4倍;气体B易溶于水,向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D;晶体D的热稳定性不高,在室温下缓慢分解,放出CO2、水蒸气和B;晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1;E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态,分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似,都是新型固体材料;E可与单质氟反应,主要产物之一是A。
(1)写出A、B、C、D、E的化学式。
(2)写出A与B反应的化学反应方程式,按酸碱理论的观点,这是一种什么类型的反应?A、B、C各属于哪一类物质?
(3)分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。
(4)化合物A与C6H5NH2在苯中回流,可生成它们的1︰1加合物;将这种加合物加热到280℃,生成一种环状化合物(其中每摩尔加合物失去2摩尔HF);这种环状化合物是一种非极性物质。写出它的分子式和结构式。
第题(8分)
太阳能发电和阳光分解水制氮,是清洁能源研究的主攻方向,研究工作之一集中在n-型半导体光电化学电池方面。下图是n-型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图,图中的半导体导带(未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带)与价带(已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带)之间的能量差ΔE(=Ec-Ev)称为带隙,图中的e-为电子、h+为空穴。
瑞士科学家最近发明了一种基于上图所示原理的廉价光电化学电池装置,其半导体电极由2个光系统串联而成。系统一由吸收蓝色光的WO3纳米晶薄膜构成;系统二吸收绿色和红色光,由染料敏化的TiO2纳米晶薄膜构成。在光照下,系统一的电子(e-)由价带跃迁到导带后,转移到系统二的价带,再跃迁到系统二的导带,然后流向对电极。所采用的光敏染料为配合物RuL2(SCN)2,其中中性配体L为4,4’-二羧基-2,2’-联吡啶。
(1)指出配合物RuL2(SCN)2中配体L的配位原子和中心金属原子的配位数。
(2)推测该配合物的分子结构,并用Z⌒Z代表L(其中Z为配位原子),画出该配合物及其几何异构体的几何结构示意图。
(3)画出该配合物有旋光活性的键合异构体。
(4)分别写出半导体电极表面和对电极表面发生的电极反应式,以及总反应式。
(5)已知太阳光能量密度最大的波长在560um附近,说明半导体电极中TiO2纳米晶膜(白色)必须添加光敏剂的原因。
(6)说明TiO2和配合物RuL2(SCN)2对可见光的吸收情况,推测该配合物的颜色。
(7)该光电化学电池装置所得产物可用于环保型汽车发动机吗?说明理由。
第题(8分)
新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备化钡铜氧高温超导体的同时,偶然得到了副产品——紫色的硅酸铜钡。凑巧的是,后者正是发现于中国汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料,还发现于秦俑彩绘。
对钇钡铜氧材料的分析表明,其组成为(Y3+)(Ba2+)2(Cu2+)2(Cu3+)(O2-)7;三分之二的铜以Cu2+形式存在,三分之一则以罕见的Cu3+形式存在。确定铜的价态曾是最关键的一环,可通过经典的容量分析法——间接碘量法得到解决。
(1)给出Cu在周期表中的位置(周期和族)。
(2)写出Cu3+的核外电子排布。
(3)将Yba2Cu3O7试样溶于稀酸,Cu3+将全部被还原为Cu2+。写出试样在稀酸中溶解的离子反应方程式。
(4)给出用间接碘量法测定Cu2+和Cu3+的简要设计方案,包括主要步骤、标准溶液(滴定剂)、指示剂和质量分数的计算公式[式中的溶液浓度、溶液体积(mL)、物质的摩尔质量、试样质量(g)和质量分数请分别采用通用符号C、V、M、ms和w表示]。
第题(8分)
二氧化硫是大气的主要污染物之一,是产生酸雨的罪魁祸首。大气中的二氧化硫大部分来自煤炭燃烧产生的烟气。为了减少二氧化硫对大气的污染,世界各国均大力研究“烟气脱硫”技术,开发了多种脱硫工艺,其中一种工艺是:向烟气中加入适量的氨气、水蒸气和氧气,使烟气中的二氧化硫转变为固相的硫酸按或亚硫酸铰,再将固相含硫化合物从烟气中分离出来。
有关物质的热力学数据如下(298.15K):
物质
ΔfHmθ/kJ·mol-1
Smθ/kJ·K-1·mol-1
SO2(g)
-296.83
248.11
H2O
-241.82
188.72
NH3(g)
-45.90
192.77
O2(g)
0
205.03
(NH4)2SO3(s)
-885.33
240.64
(NH4)2SO4(s)
-1180.85
220.08
设气相反应为理想气体反应,反应的焓变和熵变在题给温度范围内不变。
(1)写出烟气中的二氧化硫生成亚硫酸铵(式1)和硫酸铵(式2)的化学反应方程式。
(2)设反应在80℃进行,求生成(NH4)2SO3(s)和(NH4)2SO4(s)的ΔrGmθ和平衡常数Kpθ。
(3)设反应装置的总压力为1个标准压力,气相中二氧化硫的含量为2%(体积),并按化学反应计量关系加入氨、水蒸气、氧等物质,实际脱硫反应在80℃下进行:
(A)若二氧化硫反应生成亚硫酸铵(s),其理论脱硫率为多少?
(B)若二氧化硫反应生成硫酸铵(s),其理论脱硫率为多少?
(4)由所得结果,指出SO2按哪一种反应进行可以获得较高的脱硫率;分析促使反应向有利于高脱硫率方向进行的条件。
第题(8分)
环丙烷的异构化反应可视为理想气体反应,其反应方程式为:
研究表明,在一定压力范围内反应物的半衰期与其初始浓度无关。实验测得半衰期数据为:
800K下半衰期t1/2(800K)=184s,750K下半衰期t1/2(750)=2880s。
(1)求环丙烷异构化反应的表观活化能Ea。
研究者提出环丙烷异构化反应的机理如下:
第一步:环丙烷分子(A)发生碰撞,碰撞分子的能量重新分配,获得能量的环丙烷分子变为活化分子A*:A+AA*+A
第二步:活化分子转化为丙烯(B):A*B
(2)由上述反应机理推导环丙烷异构化反应的速率方程;讨论反应的初始压力对反应级数的影响。
第题(6分)
碳负离子与α,β不饱和羰基化合物进行共轭加成称为Michael加成反应,如:
该反应是增长碳链和合成环状化合物的有效方法。
串联反应(由tandem reaction)是指:在反应中,反应物一次投料,经几步连续的反应得到最终的产物;连续反应中的前一步产物为后一步反应的原料。如一种称为Hagemann酯的化合物就是按如下反应式经过串联反应(包括Michael加成反应等)得到的:
Hagemann酯
请写出该合成过程中的各步反应。
第题(8分)
吲哚环广泛存在于天然产物中。在吲哚环的合成中,应用最广的合成方法是费歇尔(Fischer)合成法,它是将醛、酮、酮酸、酮酸酯或二酮的芳基取代腙在氯化锌、三聚磷酸或三氯化硼等路易斯酸的催化下加热制得。例如:
“褪黑素”(melatonin)是吲哚环衍生物,它具有一定的生物活性,可用对氨基苯甲醚为原料进行合成,反应过程如下:
请写出A、B、C、D、E、F、G、H、I所代表的化合物的结构式或反应条件。
第题(6分)
已知L-肉碱的结构式如右:
研究发现,它能促进脂肪酸的β-氧化,用作运动员饮料,可提高运动持久力和爆发力,同时有降脂减肥、助消化、促食欲、降血脂等功效,然而其异构体D-肉碱对肉碱乙酰转移酶和肉碱脂肪转移酶有竞争性抑制作用,因而,选择性合成L-肉碱成为人们追求的目标。-
(1)请写出L-肉碱和D-肉碱的Fischer投影式,标明手性中心的R、S构型。
(2)以手性化合物为原料是合成手性化合物的策略之一。1982年M.Fiorini以D-甘露糖为原料经如下多步反应合成了L-肉碱,请写出A、B、C、D、E、F、G、H所代表的化合物的结构式或反应条件,完成下列合成反应,如遇立体化学问题,应写出正确的立体结构式。
2003年全国高中学生化学竞赛(冬令营)实验试题
湖北省化学化工学会命题组
乙酰水杨酸的合成、检验及纯度分析
一、实验原理和内容
乙酰水杨酸(AsPirin)是一种常用的解热镇痛、抗风湿类药物,广泛应用于临床治疗和预防心脑血管疾病,近年来还不断发现它的新用途,它可由水杨酸和乙酸酐反应得到:
乙酰水杨酸的pKa=3.49,其含量可用NaOH标准溶液直接滴定。
本实验内容包括:
1.由水杨酸和乙酸酐在碱催化下合成乙酰水杨酸;
2.标定NaOH标准溶液的浓度;
3.定性检验合成的产品;
4.用自己标定的NaOH标准溶液直接滴定以测定产品的纯度;
5.回答问题并完成实验报告。
二、实验仪器、试剂及材料
1.个人使用仪器
试管
15×150mm
2支
不锈钢水浴锅
1个
烧杯
100mL
2个
不锈钢勺
1支
250mL
1个
量筒10mL
1个
温度计
150℃
1支
50mL
1个
石棉网
1个
玻璃棒18 cm
1支
小漏斗、抽滤瓶
50mL
1套
煤气灯
1个
锥形瓶
250mL
3个
碱式滴定管(A级)50mL
1支
培养皿
6cm~8cm
1个
蒸馏水洗瓶
1个
滴定管架
1套
称量瓶
2个
2.公用仪器
电子天平(万分之一,百分之一,2人共用);吸量管 1mL~2mL;洗耳球;不锈钢托盘;减压水泵;称量用手套;小滤纸;产品回收瓶。
3.试剂及材料(每实验台1套)
水杨酸(A.R)
无水碳酸钠(A.R)
乙酸酐(A.R,新蒸)
FeCl3水溶液(20g·L-1,滴瓶)
NaOH溶液(约0.1mol·L-1,分单双号,每人固定使用其中一种)
邻苯二甲酸氢钾(G.R)
酚酞指示剂(2 g·L-1,滴瓶)
95%乙醇(A.R,已调至对酚酞指示剂显中性)
95%乙醇(已调至对酚顷指示剂显中性,洗瓶)
NaOH溶液(100g·L-1,用滴管加入)
盐酸(1+3)(滴瓶)
蒸馏水
冰块(2块/人)
4.物理性质及常数
水杨酸:相对分子质量138.12,微溶于冷水,易溶于热水、乙醇,熔程157℃~159℃,pKa1=298,pKa2=13.1。
乙酰水杨酸:相对分子质量180.15,微溶于水,易溶于乙醇,熔点135℃,可溶于 NaOH等碱性溶液,在减溶液和沸水中水解。
乙酸酐:相对分子质量102.09,在水中慢慢水解生成乙酸,溶于乙醇、醚,沸点139℃,d420=1.0820,有刺激性。
邻苯二甲酸氢钾:相对分子质量204.22,白色结晶粉末,溶于水,微溶于乙醇。
三、操作步骤
1.乙酰水杨酸的合成
向15×150mm的干燥试管中加入1.00 g干燥的水杨酸(A,监考人签字)和0.05g无水碳酸钠(已称好),用干燥的吸量管加入0.90mL乙酸酐,放入80℃~85℃的水浴(250mL烧坏)中,不断摇动试管,直至水杨酸完全溶解,再维持10min。事先在100mL烧杯中加入12mL冷水和4滴盐酸溶液(1+3),趁热将试管中的反应物倒入在不断搅拌下的烧坏中,然后直入冰水浴中冷却15 min。小心压碎晶体,用小漏斗(用夹子夹稳,防翻倒)抽滤收集产品(此处应注意设法提高产量),并用冷水洗涤产品3次(每次约2 mL),尽可能抽滤压干,将产品转入已称重(精确至0.01g,B,监考人签字)和标记的干燥培养血中,压碎摊开。由监考人分批用托盘集中后放入烘箱,在95℃下干燥50min,称量产品(Cg,精确至0.01g,监考人签字),记录产品外观(D,监考人签字),计算产率(计算式及结果,E)。
2.NaOH溶液(约0.1mol·L-1)的标定
采用递减称量法,准确称取邻苯二甲酸氢钾3份,每份0.35g~0.45g(A,监考人签字),分别置于250mL锥形瓶中,加入约30mL蒸馏水,溶解后,加入适量酚酞指示剂,用NaOH标准溶液(约0.1mol·L-1,注意单双号,并记录编号B)滴定至溶液呈微红色,30秒内不褪色即为终点。记录所消耗NaOH溶液的体积(B,监考人签字),计算NaOH溶液的浓度C和标定结果的相对平均偏差D(要有计算式)。
3.合成产品的定性检验
取少许乙酰水杨酸产品(约半个米粒大小),加入约4mL水和2滴FeCl3溶液(20g· L-1),振摇并记录溶液颜色的变化(A,监考人签字),随后在沸水浴中放置1min~2min,记录颜色变化B,写出产物在沸水浴中水解的化学反应式并简要叙述其颜色变化理由。继续加入2~3滴NaOH溶液(100g·L-1),记录现象C并简要解释其原因。
4.乙酰水杨酸的纯度分析(平行测定3份)
采用递减称量法,准确称取自制的乙酰水杨酸3份,每份约0.25g(A,监考人签字),分别置于250mL锥形瓶中,加入25mL 95%乙醇(已调至对酚酞指示剂显中性),摇动使其溶解,再向其中加入适量酚酸指示剂,用自己标定的 NaOH溶液滴定至出现微红色,30秒钟不变色为终点(在不断摇动下较快地进行滴定),分别记录所消耗NaOH溶液的体积(B,监考人签字)。根据所消耗NaOH溶液的体积,分别计算乙酰水杨酸的质量分数(%)C、平均质量分数C。
四、在实验报告纸上回答下列问题
1.写出用碱滴定乙酰水杨酸的反应式。
2.在上述滴定过程中,为防止乙酸基在滴定过程中水解,应如何正确操作?
3.列出标定NaOH溶液浓度和测定乙酰水杨酸质量分数的计算式。
参考答案
中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题
及答案和评分标准
(2005年9月11日 9:00 - 12:00共计3小时)


1
2
3
4
5
6
7
8
9
10



9
12
10
6
8
13
8
12
12
10
100


评卷人
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。
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。
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。
第1题(9分)用α粒子撞击铋-209合成了砹-211。所得样品中砹-211的浓度<10-8mol/L,砹-211同位素半衰期较长,足以用它来研究砹的化学性质。
写出合成砹的核反应方程式。
(2分)
已知室温下用CCl4萃取I2的分配系数为cI2(CCl4)/cI2(H2O)=84,预计用CCl4萃取AtI的分配系数cAtI(CCl4)/cAtI(H2O) < 84(填 >, < 或 =);理由是 AtI是极性分子 (1.5分)。
已知I2 + I- ? I3- 的平衡常数K = 800,可推断AtI + I- ? AtI2- 的平衡常数K > 800(填 >, < 或 =); 依据是: 形成X3-离子的能力I3->Br3->Cl3-。 (1.5分)
在AtI中加入I2和I-的混合溶液,滴加AgNO3溶液,发现所得沉淀中只有AgI而没有共沉淀的AgAt(如果有AgAt,必然会被共沉淀),然而在上述产物中加入Pb(IO3)2却发现有砹的共沉淀。写出有关化学方程式,解释上述实验现象。
AtI + 2I2 + 5Ag+ + 3H2O = 5AgI + AtO3- + 6H+ (把I2改为I3-也可,但仍应配平)
AtO3- 与Pb(IO3)2共沉淀。 (写出方程式2分) (总3分)
已知室温下ICH2COOH的pKa=3.12,由此可推断AtCH2COOH的pKa > 3.12(填>, < 或 =);理由是: AtCH2COOH分子中的砹的吸电子效应比ICH2COOH中的碘小。 (1分)
第2题(12分)为纪念1905年爱因斯坦连续发表6篇论文导致物理学大变革100周年,今年被定为国际物理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的,即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。

左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词(或词组)及物理学符号的意义,并为此图写一篇不超过200字(包括标点符号等)的说明文。
input—— 输入 hot—— 热(端) cold—— 冷(端) heat flow—— 热流
I —— 电流强度 n —— n型半导体 p ——p型半导体 i+—— 正电流 (各0.25分)
向热电材料构成的半导体的n-p结的远端输入外电流,半导体发生空穴导电,电流流经n-p结时发生复合,外电流输入的能量转化为热流,使n-p结的温度越来越低,而其远端的温度越来越高,即有类似冰箱制冷的效应。
(4分)
右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子,如镧;小原子是周期系第五主族元素,如锑;中等大小的原子是周期系VIII 族元素,如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示:晶胞的6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为-1,镧的氧化态为+3,问:铁的平均氧化态多大?
化学式 LaFe4Sb12(2分)(写La2Fe8Sb24 扣1分)铁的氧化态 9/4 = 2.25 (1分)
计算化学式的过程如下:晶胞里有2个La原子(处于晶胞的顶角和体心);有8个Fe原子(处于锑形成的八面体的中心);锑八面体是共顶角相连的,平均每个八面体有6/2=3个锑原子,晶胞中共有8个八面体,8x3=24个锑原子;即:La2Fe8Sb24。其他合理过程也可。(3分)
第3题(10分)等摩尔的丙酮和过氧化氢混合,在盐酸催化下生成白色粉末A和水,反应进行完全,产物分子总数是反应物分子总数的2/3。A在撞击、摩擦和加热时发生爆炸,被称为熵炸弹。
A分子中氧的化学环境相同。画出A的立体结构(H原子不必画出)。
A发生爆炸生成丙酮等物质,并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。
为什么A被称为“熵炸弹”?
合成A是十分危险的,不慎会在合成时瞬即发生爆炸,例如,温度稍高,反应将生成A的同系物B,B的相对分子质量为A的2/3。画出B的结构;B比A更容易爆炸,应如何从结构上理解?(注:在H2O2分子中的H—O—O夹角约95oC,面夹角约112oC。)
3-1
参考图: (注:分子中C-O-O-C不在一个平面上)(4分)
C9H18O6 = 3 + O3 (或3/2 O2) (2分)
爆炸反应不是燃烧反应,能量改变不大,是由于生成大量气态小分子导致的熵增加效应,因而称为“熵炸弹”。 (1分)
参考图: B是双聚分子,分子的六元环不能满足过氧团的正常键角(C-O-O-C面间角和C-O-O键角)的需要,导致分子张力太大而不稳定。 (3分)
第4题(6分) 本题涉及3种组成不同的铂配合物,它们都是八面体的单核配合物,配体为OH-和/或Cl-。
4-1 PtCl4 · 5H2O的水溶液与等摩尔NH3反应,生成两种铂配合物,反应式为:
2 H2[PtCl4(OH)2] + 2NH3 = (NH4)2[PtCl6] + H2[PtCl2(OH)4]
或 H2[PtCl6] +(NH4)2[PtCl2(OH)4] 或 NH4H[PtCl6] + NH4H[PtCl2(OH)4] (3分)
4-2 BaCl2 · PtCl4和Ba(OH)2反应(摩尔比2 : 5),生成两种产物,其中一种为配合物,该反应的化学方程式为: 2Ba[PtCl6] + 5Ba(OH)2 = 2Ba[PtCl(OH)5] + 5BaCl2 (3分)
第5题(8分)气态废弃物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫:配制一份电解质溶液,主要成分为: K4[Fe(CN)6] (200g/L)和KHCO3 (60g/L);通电电解,控制电解池的电流密度和槽电压,通入H2S气体。写出相应的反应式。
已知:φ((Fe(CN)63-/Fe(CN)64-)= 0.35 V ;
KHCO3溶液中的φ(H+/H2) ~ -0.5 V ; φ(S/S2-) ~ -0.3 V
阳极反应:[Fe(CN)6]4--e = [Fe(CN)6]3- (2分)
阴极反应:2HCO3- + 2e = 2CO32- + H2 (2分)
涉及硫化氢转化为硫的总反应:2Fe(CN)63- + 2CO32- + H2S = 2Fe(CN)64- + 2HCO3- + S (4分)
第6题(13分)写出下列反应的每步反应的主产物(A、B、C)的结构式;若涉及立体化学,请用Z、E、R、S等符号具体标明。
B是两种几何异构体的混合物。
A B和 C对应于E式
E- Z- 和
对应于Z-式
A式1分;B式4分(每式1分,标示各1分);C式8分(每式1分,标示各0.5分)
对应错误或标示错误均不得分。
第7题(8分)
7-1 给出下列四种化合物的化学名称:
A. B.
A的名称:N,N-二甲基甲酰胺 B的名称:乙二醇二甲醚

C. D. 每个0.5分
C的名称:丁内酰胺或α?吡咯烷酮 D的名称:二甲亚砜 总2分
或2?氧代四氢吡咯
7-2 常用上述溶剂将芳香烃和丁二烯等化工原料从石油馏分中抽提出来,请简要说明它们的作用原理。
芳香烃和丁二烯等有离域π键,分子中的电子容易被这些极性溶剂诱导极化,因而溶解于其中,使它们与烷烃分离。 (3分)
7-3 选出下列顺磁性物种(用物种前面的字母表示):
A. Cr(H2O)62+ B. Fe(CO)5 C. N2O-ON2 D. [N(C6H4OCH3)3]+
顺磁性物种是:A; D. (3分)
第8题(12分) LiCl和KCl同属NaCl型晶体,其熔点分别为614℃和776℃。Li+、K+和Cl-的半径分别为76pm、133pm和181pm。在电解熔盐LiCl以制取金属锂的生产工艺中,加入适量的KCl晶体,可使电解槽温度下降至400℃,从而使生产条件得以改善。
8-1 简要说明加入熔点高的KCl反而使电解温度大大下降的原因;
熔点降低效应;或形成有低共熔点的二元体系;或固相不互溶,而在液相中产生混合熵。
(2分:三者中答出任一者可得2分)
8-2 有人认为,LiCl和KCl可形成固溶体(并画出了“固溶体的晶胞”)。但实验表明,液相LiCl和KCl能以任意比例混溶而它们的固相完全不混溶(即不能生成固溶体!)。请解释在固相中完全不混溶的主要原因。
在固相中,离子呈周期性排列,对“相似相溶”的“相似条件”的要求比液相中严格得多。LiCl和KCl的结构型式相同,Li+和K+的电价相等,Li和K的电负性差别也有限。显然,两个组分在固相中完全不互溶源于Li+和K+的半径差别太大。 (2分,关键要回答出最后一句话)
8-3 写出计算LiCl和KCl两种晶体密度之比的表达式(须包含离子半径的符号);
(2分) 只写出最后的表达式也可

8-4 在KCl晶体中,K+离子占据由Cl- 离子围成的八面体空隙,计算相距最近的八面体空隙中心之间的距离。
==(133+181)×2pm=444pm (2分; 方法正确但结果算错扣0.5分)
8-5 实验证明,即使产生了阳离子空位,KCl晶体在室温下也不导电。请通过计算加以说明。
可按如下思路说明:离子晶体能够导电是由于离子离开原位而迁移到距离最近的空位所致。迁移中必须经过由异号离子围成的最小窗孔。比较离子半径和窗孔的大小,可判断能否发生迁移,即能否成为快离子导体。
取体积为KCl正当晶胞体积1/8的小立方体(见图)来考虑。三个分布在正当晶胞0,0,0;1/2,0,1/2;0,1/2,1/2位置的Cl-围成的三角形半径为:
该半径远小于K+的半径, K+不能穿过此窗口,因而KCl晶体不能成为固体离子导体。
大白球为Cl-, 黑球为K+, 虚线球为空位
(4分;思路和方法正确但计算结果错误可得2分)。
第9题(12分)一种鲜花保存剂( preservative of cut flowers) B可按以下方法制备:
把丙酮肟、溴乙酸、氢氧化钾混合在1,4-二氧六环(溶剂)中反应,酸化后用乙醚提取,蒸去乙醚后经减压蒸馏析离出中间产物A,A 用1 : 1盐酸水溶液水解,水解液浓缩后加入异丙醇(降低溶解度),冷却,即得到晶态目标产物B,B的熔点 152~153oC(分解),可溶於水,与AgNO3 溶液形成 AgCl 沉淀。
?? 用银定量法以回滴方式(用NH4SCN回滴过量的AgNO3)测定目标产物B的相对分子质量,实验过程及实验数据如下:
??? (1) 用250毫升容量瓶配制约 0.05 mol/L的AgNO3溶液,同时配置 250 mL浓度相近的NH4SCN溶液。
??? (2)准确称量烘干的NaCl 207.9 mg,用100 毫升容量瓶定容。
??? (3) 用 10 毫升移液管移取上述?AgNO3 溶液到 50 毫升锥瓶中,加入 4 mL 4 mol/L HNO3和 1 mL饱和铁铵矾溶液, 用NH4SCN 溶液滴定,粉红色保持不褪色时为滴定终点,三次实验的平均值为 6.30 mL。
????(4)用10 毫升移液管移取NaCl 溶液到50毫升锥瓶中,加入 10 mL AgNO3溶液、4 mL 4mol/L HNO3和1 mL饱和铁铵矾溶液,用NH4SCN??溶液回滴过量的 AgNO3,三次实验结果平均为 1.95 mL。
??? (5)准确称量 84.0 mg产品B,转移到 50 毫升锥瓶中, 加适量水使其溶解,加入 10 mL AgNO3 溶液、4 mL 4mol/L HNO3和 1 mL饱和铁铵矾溶液,用NH4SCN 溶液回滴, 消耗了 1.65 mL。
??? (6)重复操作步骤 (5),称量的 B 为81.6 mg,消耗的NH4SCN溶液为1.77 mL; 称量的B 为76.8 mg, 消耗的NH4SCN溶液为2.02 mL。
?
?9-1 按以上实验数据计算出产物 B 的平均相对分子质量。
??? 用质谱方法测得液相中B的最大正离子的相对式量为183。?
9-2?? 试写出中间产物 A 和目标产物 B的结构式。
?
计算过程:先计算体积比;然后标定硝酸银的浓度;用标定的硝酸银计算目标产物的摩尔质量。
结果: AgNO3的浓度为0.0515 mol/L
B的相对分子质量:220(近似值) 6分
9-2 O-羧甲基丙酮肟,二聚氨氧乙酸一盐酸盐

A 2分 B 4分
第10题(10分)据世界卫生组织统计,全球约有8000万妇女使用避孕环。常用避孕环都是含金属铜的。据认为,金属铜的避孕机理之一是,铜与子宫分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应,生成两种产物,一种是白色难溶物S,另一种是酸A。酸A含未成对电子,是一种自由基,具有极高的活性,能杀死精子。
10-1写出铜环产生A的化学方程式。
10-2画出A分子的立体结构。
10-3给出难溶物S和酸A的化学名称。
10-4 A是一种弱酸,pK=4.8 问:在pH= 6.8时,A主要以什么形态存在?
10-1.Cu + HCl + O2 = CuCl + HO2 3分
10-2
注: 画O-O单键不扣分,但分子不画成角型不得分。3分
10-3. A: 超氧酸 2分
10-4. 几乎完全电离为超氧离子。 2分
郑重声明;本试题的版权属中国化学会所有,不经中国化学会化学竞赛负责人授权,任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利,违者必究。本试题的答案将于2005年9月13日12:00在网站 http://edu.sina.com.cn/ccs; http://www.ccs.ac.cn/shiti05 上公布。
2006年化学奥林匹克竞赛复习题
一.填空题(20分)
1.氯气和二氧化硫都具有漂白作用,将两种气体同时作用于潮湿的有色物质,物质的颜色____,原因是______________________。
2.组成和结构相似的物质随着分子量的增大,熔、沸点升高,如N2的分子量是28,O2的分子量是32,所以O2的沸点(-183℃)比N2的沸点(-196℃)高。按此推测,NO的分子量是30,它的沸点位于N2和O2之间,这一推测____(填对或不对),原因是______________。
3.根据路易斯酸碱理论,凡能给出电子对的分子或离子都是碱(如NH3),凡能接受电子对的分子或离子都是酸(如Cu2+)。据此,路易斯酸中某原子价层应有___ _,路易斯碱中某原子的价层应有__ __。
4.从定性的角度来说,“熵”是一种无序性或混乱度的量度。高度无序的物质具有高的熵值,低熵值总是和井然有序的物质联系在一起的。试判断下列过程熵值的变化情况(增大,还是减小?)
(a)结晶__ __,(b)气化_ ___,(c)水电解生成氢气和氧气_ ___,(d)装订一本书_ ___。
5.现代的原子结构理论认为,在同一电子层上,可有s、p、d、f、g、h……等亚层,各亚层分别有1、3、5、……个轨道。试根据电子填入轨道的顺序预测:
(1)第八周期共有____种元素;
(2)原子核外出现第一个6f电子的元素的原子序数是________;
(3)根据“稳定岛”假说,第114号元素是一种稳定同位素,半衰期很长,可能在自然界都可以找到。试推测第114号元素属于____周期,____族元素,原子的外围电子构型是____。
二.(9分)
有两种配位化合物具有同一实验式:Co(NH3)3(H2O)2ClBr,但其配离子的组成不同。A为[Co(NH3)3(H2O)BrCl]Br·H2O,B为[Co(NH3)3(H2O)2Cl]Br2。
1.分别为A、B命名;
2.试设计两种实验方案来鉴别A和B;
3.A的配离子为八面体构型(如右图所示)画出它可能的异构体的图形。
三.根据下列实验事实,鉴别注字母的各物质,将化学式填入相应的空格内(10分)。
?A____,B____,C____,D___,E___,F___, G___, H___, I___,J___。
四.解释下列现象,并写出有关的化学方程式(15分):
1.金属锌溶于氨基钠(NaNH2)的液氨溶液中,并释放出氢气;小心加入碘化铵产生白色的沉淀,若继续加入碘化铵,沉淀溶解。
但是,在水溶液中,Cu2+离于可以从碘化钾中释放出I2。
3.在工矿企业工作长期接触重金属的人,如果防护不严,吸入重金属积聚体内可引起中毒,其原因是重金属离子如Hg2+等,能使含有巯基的蛋白酶
4.解释下列分子的成键结构:BF3,NF3,ClF3。
5.解释三卤化硼的Lewis酸性变化规律。
五.由实验事实判断未知物(共10分)
1.由四种无色气体组成的混合气体,依次通过下表所示的试剂,并将观察到的现象亦列入表中,根据现象试回答下列有关问题:
(a)判断混合气体是由___ ___ ___ ___组成的。
(b)写出与序号(2)试剂反应的方程式(要求配平)。
(c)写出与序号(5)试剂反应的方程式(要求配平)。
2.有A、B两种化合物,其水溶液均为无色。A溶液呈酸性,B溶液呈碱性。B既能与酸反应又能与碱反应都生成水。根据下列实验现象,将适当的化学式填入括号内:
(a)判断A是____B是____。
(b)写出(1)和(3)步的反应方程式(要求配平)。
六(10分)已知BCl3水解反应历程和产物如下:
由于BCl3中B原子还有空的价层轨道,在水解过程中B原子首先接纳H2O分子中O原子上的孤对电子,形成一四面体形的中间配合物,B原子杂化轨道类型也由sp2变成sp3。这种水解反应历程被称为亲核反应历程。
(1)推测SiCl4、NCl3、PCl3的水解反应历程,它们各自的最终水解产物是什么?
(1)C与Si属于同一主族,SiCl4易水解,CCl4为什么不容易水解?
(1)常见金属氯化物的水解产物都有哪些类型?
七.(10分)影响含氧酸盐氧化性的因素都有哪些?解释下列各组含氧酸的氧化性变化规律:
(1)HClO HClO2 HClO3 HClO4;
(2)HClO4 HBrO4 H5IO6;
(3)HNO2 HNO3 H3PO3 H3PO4;
(4)H4SiO4 H3PO4 H2SO4 HClO4。
八.(10分)根据晶体场理论,解释下列问题:
(1)影响配合物中心离子分裂能的因素都有哪些?
(2)什么构型的金属离子容易形成平面正方形配合物?什么构型的金属离子能够形成正四面体形配合物?
(3)Co(H2O)62+和Co(CN)64-配离子的还原性高低和磁性大小如何?
九.(10分)解释下列现象:
(1)(3分)I2本身呈现紫黑色,I2在CCl4中呈现紫红色,但是I2在水或乙醇中却呈现棕红色,在淀粉溶液中呈现蓝色。
(2)(3分)金属钾的还原性大于金属钠,但工业上却可以通过下列反应制备金属钾:
KCl + Na == K + NaCl
(3)(4分)按照金属活动顺序表,Ag远远排在H之后,因此,单质Ag在一般情况下时不能从酸中置换出H2的,但是在标准状况下,下列反应却可以进行:
2Ag + 2HI == 2AgI + H2↑
十.(10分)已知:
ClO4- + 8H+ + 8e- == Cl- + 4H2O E°=1.34V
H+ + OH- == H2O △rGm°= -79.89kJ·mol-1
试求下列反应的标准电极电势:
ClO4- + 4H2O + 8e- == Cl- + 8OH- E°=?
十一.(10分)已知在醋酸铵溶液中存在如下化学平衡:
NH4Ac == NH4+ + Ac(
H2O OH( + H+
NH4+ + OH( NH3(H2O
Ac( + H+ HAc
试推导醋酸铵溶液pH值计算公式。
十二(20分):
纳米粒子是指粒径为1(100nm的超细微粒,由于表面效应和体积效应,纳米粒子常有奇特的光、电、磁、热性质,可开发为新型功能材料。
人工制造纳米材料的历史至少可以追溯到一千多年前。中国古代铜镜表面的防锈层,经实验证实为氧化锡纳米粒子构成的薄膜。
分散质微粒的直径大小在1-100nm之间的分散系叫做胶体。胶体化学法是制备纳米粒子的重要方法之一,其关键是“促进成核、控制生长”。用该法制备纳米Cr2O3的过程如下:
氨水 适量稀盐酸
CrCl3溶液(去杂质) Cr2O3·xH2O沉淀 Cr2O3·xH2O水溶胶
DBS* 有机溶剂萃取 分离 热处理
Cr2O3有机溶胶 纳米Cr2O3
* DBS(((十二烷基苯磺酸钠
回答下列问题:
1. 加稀盐酸起什么作用?盐酸加多了或加少了将会怎样影响Cr2O3的产率?
2. 为什么形成Cr2O3水溶胶可以阻止粒子长大?
3. 用示意图描绘Cr2O3胶粒加DBS所得产物的结构特征。
4. 为什么有机溶剂可以把“氧化铬”萃取出来?萃取的目的是什么?
5. DBS直接排入水体会给环境造成何种影响(举1(2点)?已知DBS能够进行生物降解,其降解的最终产物是什么?
十三(22分):
东晋葛洪所著《抱朴子》中记载有“以曾青涂铁,铁赤色如铜”。“曾青”即硫酸铜。这是人类有关金属置换反应的最早的明确记载。铁置换铜的反应节能、无污染,但因所得的镀层疏松、不坚固,通常只用于铜的回收,不用作铁器镀铜。能否把铁置换铜的反应开发成镀铜工艺呢?
从化学手册上查到如下数据:
电极电势:
Fe2++2e == Fe (( == – 0.440V;Fe3++e == Fe2+ (( == – 0.771V;
Cu2++2e == Cu (( == 0.342V; Cu2++e == Cu+ (( == 0.160V
平衡常数: Kw( = 1.0(10-14; Ksp( (CuOH)=1.0(10-14;
Ksp( [Cu(OH)2]=2.6(10-19; Ksp( [Fe(OH)2]=8.0(10-16;
Ksp( [Fe(OH)3]=4.0(10-38;
回答如下问题:
1. 造成镀层疏松的原因之一可能是夹杂固体杂质。为证实这一设想,设计了如下实验:向硫酸铜溶液加入表面光洁的纯铁块。请写出四种可能被夹杂的固体杂质的生成反应方程式(不必写反应条件)。
2. 设镀层夹杂物为CuOH(固),实验镀槽的pH=4,CuSO4的浓度为0.040mol/L,温度为298K,请通过电化学计算说明在该实验条件下CuOH能否生成。
3. 提出三种以上抑制副反应发生的(化学的)技术途径,不必考虑实施细节,说明理由。
十四(12分):
在NH4Cl水溶液中用空气氧化碳酸钴(II)可以得到具有光泽的红色氯化物A(NH3:Co:Cl为4:1:1)。将A的固体在0℃下加入用HCl气体饱和的无水乙醇中,在室温下有气体迅速释放,将其振摇至不再有气体发生,得到蓝灰色固体B,B是一种混合物。将B过滤,用乙醇洗涤,然后用少量冷水洗涤, 所得主要产物再经一系列提纯步骤产生紫色晶体C (化学式: CoCl3·4NH3·0.5H2O)。当C在浓盐酸中加热时, 可以分离出一种绿色化合物D, 经分析为CoCl3·4NH3·HCl·H2O。D可溶于冷水,加浓盐酸就沉淀出来。
提示:
① 已知[CoCl2(en)2]+可被拆分的异构体形式是紫色的;并且在溶液中存在如下平衡:
紫色-[CoCl2(en)2]Cl 绿色-[CoCl2(en)2]Cl·HCl·2H2O
注:en = H2NCH2CH2NH2
② 在-12℃的低温下,用HCl气体饱和了的盐酸处理如下图所示的双核配合物,同样能得到C。
回答下列问题:
(1) A~D分别代表何种化合物?请分别画出C与D中配离子的立体结构。
(2) 写出并配平所有的化学方程式。
(3) 试根据C与D中配离子的立体结构判断它们的极性,并简要说明理由。
(4) 用少量冷水洗涤B目的何在?浓盐酸在绿色化合物D形成中起什么作用?
(5) C与D之间的转化属于一种什么类型的反应?
(6) 由题给条件和提示说明你所推测的化学反应发生的依据。
十五(11分):
环硼氮烷B3N3H6是苯的等电子体,具有与苯相似的结构。铝与硼同族,有形成与环硼氮烷类似的环铝氮烷的可能。这种可能性长期以来一直引起化学家们的兴趣。近期报道了用三甲基铝[Al(CH3)3]2(A)和 2,6-二异丙基苯胺(B)为原料,通过两步反应,得到一种环铝氮烷的衍生物(D):
第一步: A + 2 B = C + 2 CH4
( ( 中需填入适当的系数 )
第二步:
请回答下列问题:
(1) 分别写出两步反应配平的化学方程式(A, B, C, D要用结构简式表示)。
(2) 写出D的结构式。
(3) 设在第一步反应中A与过量的B完全反应,产物中的甲烷又全部挥发,对反应后的混合物进行元素分析,得到其质量分数如下:C (碳): 73.71 %,N(氮): 6.34 %。试求混合物中B与C的质量分数(%)。
已知:相对原子质量: Al26.98 C12.01 N14.01 H1.01
十六(30分):
某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山,它们的组成如下:
软锰矿:MnO2含量65%, SiO2含量约20%, Al2O3含量约4%, 其余为水分;
闪锌矿:ZnS含量80%,FeS、CuS、CdS含量各约2%,SiO2含量约7%,余为水份。
科研人员开发了综合利用这两种资源的工艺,主产品是通过电解获得的锌和二氧化锰, 副产品为硫磺、少量金属铜和镉。生产正常时, 只需外购少量硫酸和纯碱, 其他原料则由内部解决。工艺流程框图如图3所示, 流程框图中每一方框为一种处理过程, 带箭头的线表示物流线。请在阅图后回答下列问题:
1. 写出图上标有阿拉伯数字的处理过程中发生的主要反应的化学方程式,并配平之。

2. 写出用字母A、B、C、D、E、F、G表示的物流线上全部物料的组分的化学式。
3. 二氧化锰和锌是制造干电池的基本材料。电解二氧化锰的传统生产工艺主要为: 软锰矿加煤还原焙烧;硫酸浸出焙烧料;浸出液经净化后去电解,电解时在阳极上析出二氧化锰(阴极产生的气体放空),获得的二氧化锰经粉碎后为成品。电解锌的传统生产工艺主要为: 闪锌矿高温氧化除硫;焙烧渣用硫酸浸出;浸出液经净化后电解还原,在阴极获得电解锌(阳极产生的气体放空)。试从环境保护和能耗的角度对比新工艺与传统工艺,指出新工艺的特点,并简单评述之。

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