2005年全国化学竞赛初赛模拟试卷(01)含答案

1、化学竞赛模拟试卷（01）（时间：3小时 满分：100分）题 号1234567891011满 分3678812512111315H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br7

2、9.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDs第第题（3分）11.76题（3分）气态物质的溶解

3、度可用每升水中能溶解的气体的毫升数表示，它的大小与温度和该气体的压强有关。已知0和1.01105Pa时，氧气的溶解度为49.10 mL，氮气的溶解度是23.20 mL。试计算该温度下空气（O2：21%，N2：78%）溶解在水中的氧气和氮气的体积比是11.76。第第题（6分）1N2O4（2分。写NO2不给分）2N2O42NO2或2NO22NOO2（2分）3光照射时，密封室中的气体分子数增多，引起压强增大，驱动活塞。（2分）题（6分）光发动机是利用光能作动力直接把光能转变成机械能输出的装置。其核心装置是化学反应室，室内密封着一种无色的化合物A。在光照射时，A能接受光能发生化学反应，在无光作用下又发

4、生逆反应，如此循环往复从而带动活塞的往复运动。1A是中学教材上的常见物质，它的化学式是 N2O4（2分。写NO2不给分） 2写出A在密封室中的全部化学反应方程式；N2O42NO2或2NO22NOO2（2分）3简单分析密封室活塞被驱动的原因。光照射时，密封室中的气体分子数增多，引起压强增大，驱动活塞。（2第第题（7分）1C20H12N4XCl（2分）2卟啉环中有交替的单键和双键，由26个电子组成共轭体系，具有芳香性。（2分）3Mg2、Fe2（Fe3）、Co3（各1分）题（7分）卟啉化合物是一类含氮杂环的共轭化合物，其中环上各原子处于一个平面内（结构如图1、图2）。卟啉环中含有4个吡咯环，每2个吡

5、咯环在2位和5位之间由一个次甲基桥连，在5，10，15，20位上也可键合4个取代苯基，形成四取代苯基卟啉。 图1 卟吩的结构 图2 取代四苯基卟啉1如果卟吩与XCl3形成配合物，写出该配合物的化学式；2预测卟啉环（卟吩）是否有芳香性，为什么？3卟啉环能与哪些金属离子配位，列举三种金属离子。1C20H12N4XCl（2分）2卟啉环中有交替的单键和双键，由26个电子组成共轭体系，具有芳香性。（2分）3Mg2、Fe2（Fe3）、Co3（各1分）第第题（8分）铝在化合物中一般显3价，配体三乙胺N(C2H5)3是分子，配合物中还应该有3个H做配体。（1分）设化学式为AlH3(N(C2H5)3)n（1分）

6、1.008(15n3)/26.983.024101.19n.1432，所以n2（2分）（3分）sp3d（1分）题（8分）铝与三乙胺形成的单核配合物是电中性分子，实验测得其氢的质量分数为14.32%，画出它的立体结构，指出中心原子的氧化态和杂化类型。要给出推理过程。铝在化合物中一般显3价，配体三乙胺N(C2H5)3是分子，配合物中还应该有3个H做配体。（1分）设化学式为AlH3(N(C2H5)3)n（1分）1.008(15n3)/26.983.024101.19n.1432，所以n2（2分）（3分）sp3d（1分）第第题（8分）1AuCuH4（2分）2四方晶系（1分） 2个金原子和2个铜原子一起

7、构成，全部等价（1分）3（3分）4CaF2（1分）题（8分）某晶体的结构可看作由金原子和铜原子在一起进行（面心）立方最密堆积，它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由4个金原子和2个铜原子构成，另一种由2个金原子和4个铜原子一起构成，两种八面体的数量比是11。该晶体具有储氢功能，氢原子全部填充在由金、铜原子构成的四面体空隙中。1写出该晶体储氢后的化学式。2该晶体属于哪种晶系？其四面体空隙由什么原子组成，是否全部等价？3画出该晶体的一个晶胞（金原子用大球，铜原子用大球）。4如果该晶体中金、铜原子的排列无序，出现相互代换的现象（按统计原子计），

8、则其晶胞与哪种常见物质的晶胞是相同的？1AuCuH4（2分）2四方晶系（1分） 2个金原子和2个铜原子一起构成，全部等价（1分）3（3分）4CaF2（1分）第第题（12分）1（3分）22KClO3H2C2O42KHCO32ClO2（或2KClO3H2C2O4K2CO32ClO2CO2H2O）（1分）ClO22NaOHNaClO2NaClO3H2O（1分） CO2NaOH2Na2CO3H2O32.5（1分）46KClO3CH3OH3H2SO46ClO2CO23K2SO45H2O（2分）511KClO318HCl11KCl3Cl212ClO29H2O（2分）62NaClO2Cl22NaCl2ClO

9、2（1分）对环境的污染较小（生成的ClO2中不含Cl2杂质）（1分）题（12分）世界环保联盟将全面禁止在自来水中加氯，取而代之的是安全高效的杀菌消毒剂ClO2。ClO2是一种黄绿色，有刺激性气味的气体，熔点：59，沸点：11.0。少量的ClO2可用饱和草酸（H2C2O4）溶液与KClO3粉末在60时反应制得。1画出实验装置（制备、收集、尾气处理）简图。2写出制备和尾气处理中的反应方程式3ClO2为高效低毒的消毒剂，其消毒的效率是等物质的量的Cl2的 倍。4新型自来水消毒剂ClO2可由KClO3在H2SO4存在下与甲醇反应制备。写出化学反应方程式。5欧洲一些国家用NaClO3氧化浓盐酸来制取Cl

10、O2，同时有Cl2生成，且Cl2的体积为ClO2的1/4。写出化学反应方程式。6我国广泛采用将经干燥空气稀释的氯气通入填有固体亚氯酸钠（NaClO2）的柱内制得ClO2。写出化学反应方程式。和欧洲的方法相比，我国这一方法的主要优点是什么？1（3分）22KClO3H2C2O42KHCO32ClO2（或2KClO3H2C2O4K2CO32ClO2CO2H2O）（1分）ClO22NaOHNaClO2NaClO3H2O（1分） CO2NaOH2Na2CO3H2O32.5（1分）46KClO3CH3OH3H2SO46ClO2CO23K2SO45H2O（2分）511KClO318HCl11KCl3Cl21

11、2ClO29H2O（2分）62NaClO2Cl22NaCl2ClO2（1分）对环境的污染较小（生成的ClO2中不含Cl2杂质）（1分）第第题（5分）HgI22Na131INaHgI2131I2（1分）Na2HgI2131I22AgNO3AgIAg131IHgI131I2NaNO3（2分）放射性测定表明131I均匀分布在两种产物Ag131I和HgI131I中，说明Na2HgI4的4个I原子是等价的。（2分）题（5分）同位素示踪技术在化学的各个领域都有广泛的应用。利用核辐射探测灵敏度高的特点，已测定了许多难溶化合物的溶解度、难挥发物的蒸气压、配合物稳定常数等。用放射性同位素标记的化合物反应以确定反

12、应机理及化合物键合状态已成为化学上普遍使用的手段。已知HgI22NaINa2HgI4，请设计实验，说明配离子HgI42中4个I是等价的。HgI22Na131INaHgI2131I2（1分）Na2HgI2131I22AgNO3AgIAg131IHgI131I2NaNO3（2分）放射性测定表明131I均匀分布在两种产物Ag131I和HgI131I中，说明Na2HgI4的4个I原子是等价的。（2分）第第题（12分）1X在A和燃烧产物X的氧化物中的质量为5.892g（14.7340.0%），燃烧产物中O元素质量为2.401g（14.73(100%43.7%40.0%)）（1分）设氧化物为XOn/2，讨

13、论得只有n3时，存在符合题意的元素X；Co（58.9）（2分）所以A中Co的物质的量为0.1mol（5.892/58.9），而碳为0.333mol（7.467/22.4）剩余质量为4.838g（14.735.89212.010.333），一般为O元素，物质的量为0.302mol，所以CoCO3109，（1分）考虑到实际结构和成键，每个分子中应该还有1个氢原子。（1分）化学式为Co3C10HO9（Co3(CH)(CO)9）（2分）2（3分）31（1分） sp3d2（1分）题（12分）某金属X与短周期非金属元素组成的簇合物A（含X：40.0%），具有很好的空间对称性。14.73g A在氧气中燃烧，

14、固体失重43.7%，所得气体干燥后为7.467L（标准状况下）CO2气体。1通过计算确定X的化学式；2画出出X的结构式；3指出化合物A中X的氧化数和杂化类型。1X在A和燃烧产物X的氧化物中的质量为5.892g（14.7340.0%），燃烧产物中O元素质量为2.401g（14.73(100%43.7%40.0%)）（1分）设氧化物为XOn/2，讨论得只有n3时，存在符合题意的元素X；Co（58.9）（2分）所以A中Co的物质的量为0.1mol（5.892/58.9），而碳为0.333mol（7.467/22.4）剩余质量为4.838g（14.735.89212.010.333），一般为O元素，物

15、质的量为0.302mol，所以CoCO3109，（1分）考虑到实际结构和成键，每个分子中应该还有1个氢原子。（1分）化学式为Co3C10HO9（Co3(CH)(CO)9）（2分）2（3分）31（1分） sp3d2（1分）第第题（11分）14苯基2丁酮（1分）2（1）A：CH2Cl B：（各1分）（2）CH3COCH2COOC2H5CH2ClCH3CH2ONaNaClCH3CH2OH（1分）NaOHHClC6H5CH2CH2COCH3CO2NaClCH3CH2OH（1分）（3）分液（1分）3（1分）止咳酮与亚硫酸氢钠的加成反应是一个可逆的平衡反应（1分），当存在少量酸或碱时，能够使亚硫酸氢钠分解

16、而除去，最终导致生成的加成产物又分解回到原来的止咳酮（2分）4NaHSO3与醛酮的加成反应是一个可逆的反应原因。微量的酸碱都可以导致产物分解。而此前进行脱羧反应时，是在强酸条件下反应的，分液时又不容易彻底除去游离酸，这就很容易导致在回流时原已生成的产物水解。（2分）题（11分）止咳酮（C6H5CH2CH2COCH3）在临床上具有止咳、祛痰的作用。作为治疗剂时，通常被制成亚硫酸氢钠的加成物，便于服用和存放。1系统命名法命名“止咳酮”；2利用乙酰乙酸乙酯与A反应，得到中间产物B，再经水解脱羧得到止咳酮，合成路线如下：乙酰乙酸乙酯AB止咳酮（1）写出A、B的结构简式（2）写出两步配平的反应的总方程式

17、。（3）分离止咳酮的实验操作是什么？3写出止咳酮和饱和亚硫酸氢钠的加成产物的结构简式；溶液的pH值对这一步制备反应有什么影响？为什么？4某学生做止咳酮和饱和亚硫酸氢钠加成的实验时，在反应开始不久就出现有油状物漂在水溶液表面的现象，继续加热回流，结果油状物不但没有消失反而越来越多，最后得不到晶体。试分析该学生实验失败的原因。14苯基2丁酮（1分）2（1）A：CH2Cl B：（各1分）（2）CH3COCH2COOC2H5CH2ClCH3CH2ONaNaClCH3CH2OH（1分）NaOHHClC6H5CH2CH2COCH3CO2NaClCH3CH2OH（1分）（3）分液（1分）3（1分）止咳酮与亚

18、硫酸氢钠的加成反应是一个可逆的平衡反应（1分），当存在少量酸或碱时，能够使亚硫酸氢钠分解而除去，最终导致生成的加成产物又分解回到原来的止咳酮（2分）4NaHSO3与醛酮的加成反应是一个可逆的反应原因。微量的酸碱都可以导致产物分解。而此前进行脱羧反应时，是在强酸条件下反应的，分液时又不容易彻底除去游离酸，这就很容易导致在回流时原已生成的产物水解。（2分）第第题（13分）1Pb3O44HAc2Pb(Ac)2PbO2H2O（2Pb(Ac)2是弱电解质，PbO2是酸性氧化物）PbO23I4HAcPb(Ac)2I32H2O2Ac（I3也可以写为I2）I32S2O323IS4O62Pb(Ac)2EDTA4

19、PbEDTA22Ac（EDTA4也可以写其它的酸式离子）（各1分）2由于HNO3易氧化I（1分）；H2SO4会生成PbSO4沉淀分（1分）；HCl能与PbO2反应（1分）；而HAc既不会被Pb()所氧化，又不会氧化后来加入的I，同时还能避免生成PbI2沉淀（PbI2溶于HAc）（1分），所以相比之下以选择HAc最为合适。准确滴定Pb2离子，选择溶液最佳酸度也是一个重要因素。当溶液pH较小时，EDTA酸效应增强，导致EDTA阴离子（Y4）浓度太小，不利PbY2的生成（1分）；若溶液pH较大，Pb2离子又会水解（1分）。一般来说，pH大应有利于PbY2的生成，但当pH为7.2时，Pb2（起始浓度0

20、.01mol/L）开始水解，再考虑到二甲酚橙指示剂仅限于pH6.3的溶液使用，因此选择HAcNaAc为缓冲剂比较适宜。3n(PbO2)1/2c(S2O32)V(S2O32)n(PbO)c(EDTA)V(EDTA)n(PbO2)（各1分）4实现了连续操作，能有效地节约实验时间；另外，由于避免了溶液的转移和固体的过滤、洗涤操作，从而降低了实验误差，使测定结果重现性较好，更符合滴定操作要求。（1分）题（13分）Pb3O4为红色粉末状固体。该物质为混合价态氧化物，化学式可写成2PbOPbO2实验，其中Pb()占约2/3，Pb()约占1/3。下面是测定Pb3O4中PbO和PbO2组分的实验：准确称取0.

21、0400g0.0500g干燥好的Pb3O4固体，置于250mL锥形瓶中。加入HAcNaAc（11）10mL，再加入0.2mol/L KI溶液12mL充分溶解，使溶液呈透明橙红色。加0.5mL 2%淀粉溶液，用0.0100mol/L Na2S2O3标准溶液滴定使溶液由蓝色刚好褪去为止，记下所用去的Na2S2O3标准溶液的体积为V(S2O32)。再加入二甲酚橙34滴，用0.0100mol/L EDTA标准液滴定溶液由紫红色变为亮黄色时,即为终点。记下所消耗的EDTA溶液的体积为V(EDTA)。1写出上述实验原理中的化学方程式；2溶解Pb3O4固体为什么用HAc，而不用常见的硫酸、盐酸、硝酸？使用缓

22、冲溶液HAcNaAc对后面的实验有什么意义？3写出Pb3O4中PbO和PbO2组分的物质的量4评价该滴定实验有什么特点（优点）？1Pb3O44HAc2Pb(Ac)2PbO2H2O（2Pb(Ac)2是弱电解质，PbO2是酸性氧化物）PbO23I4HAcPb(Ac)2I32H2O2Ac（I3也可以写为I2）I32S2O323IS4O62Pb(Ac)2EDTA4PbEDTA22Ac（EDTA4也可以写其它的酸式离子）（各1分）2由于HNO3易氧化I（1分）；H2SO4会生成PbSO4沉淀分（1分）；HCl能与PbO2反应（1分）；而HAc既不会被Pb()所氧化，又不会氧化后来加入的I，同时还能避免生

23、成PbI2沉淀（PbI2溶于HAc）（1分），所以相比之下以选择HAc最为合适。准确滴定Pb2离子，选择溶液最佳酸度也是一个重要因素。当溶液pH较小时，EDTA酸效应增强，导致EDTA阴离子（Y4）浓度太小，不利PbY2的生成（1分）；若溶液pH较大，Pb2离子又会水解（1分）。一般来说，pH大应有利于PbY2的生成，但当pH为7.2时，Pb2（起始浓度0.01mol/L）开始水解，再考虑到二甲酚橙指示剂仅限于pH6.3的溶液使用，因此选择HAcNaAc为缓冲剂比较适宜。3n(PbO2)1/2c(S2O32)V(S2O32)n(PbO)c(EDTA)V(EDTA)n(PbO2)（各1分）第第题

24、（15分）1设A为n元酸，1.0000/M0.80000.02192/n，M57.02n（1分）所以M的化学式可能是(C2HO2)n或(C3H5O)n（1分）1.0000g 与KMnO4反应的物质的量是n(KMnO4)1.00000.025001.50000.02489/50.01753mol（1分），A的化合价共升高50.01753/(1.0000/57n)5.0n（1分），所以满足条件的是(C2HO2)n，考虑到有机物的成键特点，A的通式应该是(C4H2O4)m，2m元酸（1分）2(C4H2O4)m2mMnO46mH4mCO22mMn24mH2O（1分）3HOOCCCCOOH （3分，写不给分）4（1） 1，2二羟基环丁烯二酮 2H（各1分）（2）强酸性的原因在于：A中OH属于烯醇式，H易电离；A中H电离后形成的酸根是一共轭体系，有利于O上负电荷的分散，增加B的稳定性。CO的拉电子性使得A中OH易电离，B中O易分散。（答出2点给满分）（3）平面型构型，四个氧原子应与碳环在同一平面上。原因是要构成共轭体系其先决条件就是原子共平面。（1分）题（15分）有机物A具有较强的酸性（比羧酸的酸性强得多），A现取两份1.