全国高中生化学竞赛（省级赛区）模拟试题12

冬令营模拟卷 时间： 4 小时 第一题（ 14 分） ： 一种十分重要的元素，在工业上主要用于合金 (如供铬钢用的铬铁合金或如镍铬电阻合金 )、电镀 (如汽车减震器和内部装璜以及切削工具 )和制造特种钢。同时， 是第一过渡系元素中键型最为丰富的元素，除了一般的配位键外，在 配合物中还可以找到多种金属 金属键。 1. 写出 价电子构型； 2. 在 O)6中， 的化学键有什么特征？在红外光谱中， 游离的 此处的 收峰向长波还是短波移动？（提示：从能量上考虑， E=3. c)4可以形成无限的一维链状结构，画出其结构示意图并在其中标出此链的结构基元； 4. 用 则解释其成键，指出其中的金属 金属键； 5. 若以 z 轴为键轴， 那么上题中的金属 金属键由哪几个轨道构成？分别是什么键 （ ） ？写出具体的成键情况； 6. 可以与 2,6二 (3,5二异丙基苯基 )苯基形成 1:1 的化合物，画出该化合物并解释其成键情况。为何要选用此配体？ 7. 按此规律，若要继续研究此类 化合物，那下一个化合物应该有什么特征和键型？需选用何种配体？ 第二题（ 10 分） ： 已知以下几个等电子体的熔点： 81 ;141 ; 1. 试解释 示：考虑电负性） ； 2. BN)x，写出 (BN)3. (BN)出其晶胞，并通过其晶体结构推测其性质和作用； 4. ， 这里 画出其结构式 （ ； 5. 该配合物可以与 间通过类似 出其结构，写出其中的键型。 第三题（ 13 分） ： 由于西气东输项目的完工，天然气的使用进入了千家万户。现在有部分汽车使用天然气作为燃料，通过内燃机做功推动汽车运动。 1. 若某天然气内燃机的效率为 12%，那么燃烧 1天然气发热多少？能做多少有用功？浪费的功占总可用功的百分之几？为简化计算，设天然气中甲烷含量为 100%； 2. 若将其通过燃料电池来释能，则可以大大提高能源的利用效率。写出电池的电极反应并计算电压（设电解液为碱性） 。改变 压会如何变化？这里的能量效率（可用功比发热量）为多少？ 3. 甲烷可以通过收集甲苯加氢的副产物获得，反应的方程式为： g)+H2(g)=g)+g)试计算如下两种情况甲苯的平衡转化率： （ 1） 在 500K 和 100件下，甲苯和氢气的比例为 1： 1； （ 2） 反应条件同上，但是生成苯后立刻分离除去； （ 3） 反应条件同上，但是参与反应的甲苯以液态形式存在； （ 4） 解释你算的的结果，试说明该反应在高温下进行更好还是在低温下更好； 此条件下：kJ/ 6162.0kJ/ 6172.4kJ/ 2)=0;4. 汽油的主要成分是辛烷，如果同样的热机燃烧与 1烷同体积的辛烷气体能产生多少有用功？能量效率为多少？ 5. 实际使用中，使用天然气作为燃料的汽车往往动力不足，使解释原因。 标况下的热力学数据： 2l) 8g)0K 四题（ 10 分） ： 于它有很高的硬度、很高的熔点、不挥发性、化学惰性及电绝缘性，使它成为重要的无机材料。结构决定性质，科学家很早就开始研究其晶体结构，希望发掘它如此性质的原因。研究发现，在 O 作六方密堆积， 序的填充在八面体空隙中。在 O 的两个密置层间， 列成由六元环组成的平面层，环中心为空缺位置，空缺位置在晶胞中有序地分布。每层 列均相同，只是空缺位置不同， O 配位八面体共面连接。 1. 画出 O 的一层密堆积层（ A 层） ，并在其上画第二层（ B 层） （注：需标出每个 O 所属于的层） ； 2. 在 A 层上画出一个平面晶胞，并对应画出此晶胞在 B 层的位置； 3. 画出 的结构，画出 2 种以上位置不同的平面晶胞； 4. 在 O 的密置层中的 有几种不同的位置？画出每种情况的投影图，并标出 A 层平面晶胞的位置； 5. 画出垂直于 O 堆积层的投影图，标明 分布，同时标出共面的配位八面体。至少画出一个晶胞，为方便起见， O 层可简化为直线。 第五题（ 10 分） ： 我们日常煮鸡蛋都是通过热的作用使组成蛋白质的卵白朊变性， 有人对此过程的动力学进行了研究（表格中的温度指煮蛋的水温） ： 鸡蛋重量 /g 温度 /K 煮熟时间 /0 373 00 373 0 363 . 该反应是几级反应？根据表格数据，求出活化能； 2. 若在海拔 2213m 的高山顶上用沸水煮熟一个 100g 的鸡蛋需多长时间？设空气的组成为80%的氮气和 20%的氧气，气压分布服从 p=T)，气温处处为 293K，水的汽化热为 kJ/g； 3. 石油裂解中乙烷的热分解在高压下与煮鸡蛋的反应级数相同，有人认为该反应是按下列链反应机理进行的： （ 1） 251.5kJ/ 2） + 3.5kJ/ 3） H 67kJ/ 4） H +9.3kJ/ 5） H + k 为基元反应的速率常数， E 为反应活化能。 试由上述机理导出速率方程（提示：链引发的速率一般不是很大） ； 4. 实验测得上述反应的活化能为 kJ/据阿仑尼乌斯公式，求通过上述机理进行反应的活化能。该机理合理吗？ 5. 经研究发现，在较低的压力和较高的温度时，实验测得的反应为 2/3 级，其原因可能是什么？ 第六题（ 12 分） ： 蒙脱石是由颗粒极细的含水铝硅酸盐构成的矿物，主要含铝、硅、钠、钾、钙、镁等元素。它可以用到化学反应中以产生吸附作用和净化作用。它还可以作为造纸、橡胶、化妆品的填充剂，石油脱色和石油裂化催化剂的原料等，还可作为地质钻探用泥浆，冶金用粘合剂及医药等等方面。蒙脱石的分析方法与一般的硅酸盐类似，均是在溶解后通过测定不同离子的浓度来判断其组成。 1. 蒙脱石样品需用酸溶解后才能进行分析，应用什么酸溶解合适？ 2. 酸溶解后得到的滤渣 为什么？若想使用重量法分析其中的硅含量，那么需要经过怎样的处理？试给出一个合理的实验方案； 3. 不同的蒙脱石中 含量差异很大， 某样品中 量较大且阳离子除了 其余均可忽略不计，于是某化学工作者决定使用容量分析来测定其中铝的含量。g 干燥蒙脱石样品，用酸溶解后取滤液。在滤液中准确加入 的 液，加热煮沸。冷却后加入 2 滴二甲酚橙，用 的 液滴定至终点，用去 （ 1） 为什么需要先加热煮沸？能否在煮沸前或者冷却前加入指示剂？为什么？ （ 2） 简述终点颜色变化； （ 3） 计算该样品中 含量，推出此蒙脱石的组成； 4. 另一种的蒙脱石样品中 含量很低，需要预先进行富集。现选用某有机溶剂 O 从其水溶液中萃取 了试验萃取剂的效果，另一位化学工作者配制了 mlc(= 的溶液。现在可用的萃取剂只有 30么要如何萃取才可以使得此过程 回收率大于 计算说明。已知萃取时分配比 D=5； 5. 经过富集的 以通过分光光度法测定。 铬天菁 S 和 以形成三元蓝色络合物，在 610摩尔吸光系数为 105L/萃取后的溶液 1乙醇稀释至 250 1色池中测定，计算吸光度； 6. 蒙脱石中的阳离子主要是 可以通过钠离子选择电极来测定其含量。和 一样，钠离子选择电极必须先进行校准，校准的结果如下： c( 10E这支已经校准好的电极测量 100.0脱石样品溶液，读数为 521.2算其中钠离子的浓度；为什么 10 的电压和 1.0 的电压相同？ 7. 该电极可以用于实时监控生物体体液中钠离子浓度，但是一旦钠离子的浓度超过10，电极就极易失效。试从电极的结构上解释，为什么该电极只能用于稀浓度的定？ 第七题（ 15 分） ： 化合物 I(植物光合作用形成葡萄糖过程中的一个重要信号分子的前体。某有机合成小组经过努力合成了此化合物并研究了其性质。 I 的合成过程比较复杂，需先合成其前体 G，具体步骤如下： 保护基，不参与整个反应； 苄基 1. 写出 AG 的结构式，注意立体化学； 2. 命名两个反应物，保护基均看做 H，如果有构型异构则需画出不同的构型并在命名中体现； 3. 化合物 G 经过去保护和端基氧化后成为 H( H 有两种异构，其中 画出 解释为什么 4. 是与 写出反应的过程并解释原因； 5. 将酯交换反应的产物与 应然后再高温下脱羧得到最终的产物 I，写出 I； 6. 作为信号分子， I 有很强的穿越细胞膜的能力并且可以在细胞外环境中保持稳定。联系细胞的组成，试从 I 的结构上解释它的特性。 第八题（ 16 分） ： 任何细胞都必需的一类物质，它的作用几乎渗透到了生命的每个环节。 碱基一共有四种：腺嘌呤 A、鸟嘌呤 G、胞嘧啶 C、尿嘧啶 U。其中 A 与 U 配对， C 与 G 配对。很早就有人开始研究这几种碱基的合成与性质，其中尿嘧啶 (结构较为简单，因此我们先从尿嘧啶的合成开始： 苹果酸 (浓硫酸的作用下失去两个小分子后得到一个 1， 3二羰基化合物，立即与尿素缩合即可得到尿嘧啶。 1. 写出合成尿嘧啶的方程式。最后一步反应的类型是什么？ 2. 写出尿素的对称元素； 腺嘌呤为尿嘧啶的配对碱基，它的合成较尿嘧啶复杂。从其分子式 (看出，如果要使原子利用率达到 100%，我们可以选用 行合成。现有一条仅使用 为原料， 3. 先进行聚合，写出双分子聚合产物 D 和三分子聚合产物 T； 4. 上述反应的类型是什么？试解释反应的过程，可以结合反应的机理。说明 5. 反应中的另一个中间体是 ，写出该产物结构式； 6H+A+ BC 6. W 可以与水反应，但在酸催化和碱催化条件下会生成不同的产物。写出两个条件下的反应方程式； 7. 一分子 T