高中化学竞赛试题(10份)

高中化学竞赛试题（一）

第1题（12分）最近出版的“重大发现记实”中，Cute教授发表了关于外星文明遗迹的研

究结果。他认为外星人与人类非常相似，他们可能在亿万年前来过地球，留下了非常奇异的

碑记。一些碑文已经破译被证明是外星人当地大学的大学生所用的普通化学教科书的几章。

这些内容的最初几行就相当今人，看上去象是那个奇妙的世界里的物质定律，与我们的星球

所遵循的规律不同。特别是原子结构也用四个量子数来描述，只有一个重大的区别：

n=l,2,3.......

L=0,1,2,3,…，（n-1）

M=—2L,—（2L—1）,…，-1,0,+1,…，+（2L—1）,+2L

Ms=+l/2,-1/2

Cute教授允诺要继续发表相关研究，一旦他找到了财政支持，将继续他的破译工作并

描述出X星球上的周期表和一些基础化学内容。然而以揭示的碑文内容就足以预见一些重

要事实。

1-1试创造出X周期表的前两个周期，为简便起见，用我们的化学符号来表示与我们

原子有相同电子的X原子；

1-2猜测在那里可用作洗涤和饮用的X—水可能是什么？写出全部可能，并说明理由。

依据你所构造的X周期表，写出他的化学式。

1-3写出“甲烷（X的氢化物）在氧气中燃烧”的反应，这是给人类提供能量和热源的

主要过程；解释你选择X元素的原因？

第2题（13分）光气学名“碳酰氯”，化学式COCb,是窒息性毒剂之一。

2-1光气化学性质活泼，具有酰卤的典型反应，易发生水解、氨解和醇解。

（1）光气与足量乙醇反应所得产物的化学名称是；

（2）光气与足量氨气反应的化学方程式；

（3）足量苯在A1CL催化剂作用下与光气反应所得产物的结构简式；

（4）光气与苯胺分两步反应可得异氟酸苯酯，中间产物的结构简式是，异氟酸苯酯的

结构简式是。

2-2实验室可用四氯化碳和发烟硫酸（H2sO「SO3）反应制备光气，写出化学方程式。

2-3BTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为78〜82℃,沸点为203〜206℃。ImolBTC

可在一定条件下分解产生3mol光气，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲

酯的氯代反应制备BTC„BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、竣酸、

酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应

(1)

中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。

（l）BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式

（2）除毒性外，BTC比光气还有什么优点？

(2)

2-42004年6月15日福建省物质结构研究所（简称物构所）一下属企业，因实验操

作不当造成有毒光气泄漏。造成1人死亡，260多人送医院救治。光气遇热按照下式分解：

COCl2（g）=CO（g）+Cl2（g）,《=4.44X10-2（668K,K为标准平衡常数），在密闭容器中,

当混合气体总压力为30QkPa时，计算该混合气体的平均分子量。

第3题（9分）在真空下，在230℃时分解，CsB3H8可产生下列化学反应:

口CsB3H8-----►EZICszB9H9+口CS2B10H10+IZICszBi2H12+IZICSBH4+口112

3-1配平上述反应。单线桥标明电子的转移方向和数目。

3-2不用硼氢化物的钠盐进行实验的原因是

3-3B9H9?一离子可通过BioHd-离子的热分解得到。已知B9H92-为三角棱柱的三个面上

带三个“帽子，，，而BIOH/一的结构为上下两个四边形在上下各带一个“帽子”。两种离子围

成的封闭多面体均只有三角形面。则B9H92一离子较BioHd-离子（填“稳定”或“不稳定”）。

3-4Bi2H4一是一个完整的封闭二十面体，可用NaBEU与B2H6反应制备其钠盐。已知产

物中化合物只有一种。试写出制备Na2BnHi2的化学反应方程式。

第4题（9分）化合物A）是我国蟾除皮中的一种物质，由

CHWOOH（B）合成该化合物的路线如下:

B，->C▲>DLLMH4>E2cH3CI/口比咤>pb)\

4-1写出C〜F各物质的结构简式;

4-2写出“、6的反应条件或使用的无机试剂;

4-3E-F中毗咤（G）的作用是什么？

第5题（10分）疏水作用是决定生物分子的结构和性质的重要因素，特别是在蛋白质

的折叠，药物分子与受体（蛋白质、DNA等）的相互作用中扮演着重要的角色。非极性化

合物例如苯、环己烷在水中的溶解度非常小，与水混合时会形成互不相溶的两相，即非极性

分子有离开水相进入非极性相的趋势，即所谓的疏水性（Hydro曲obicity）,非极性溶质与水

溶剂的相互作用则称为疏水效应。

5-1有关相似相溶原则可以用热力学自由能的降低来理解。（WG<0；AG=AH-TAS,

式中/〃是焰变，代表降低体系的能量因素；/S是体系赠增的因素。在常温下（25℃）,

非极性溶质溶于水焰的变化（W8）通常较小，有时甚至是负的，似乎是有利于溶解的；但

实际上溶解度不大！请分析原因。

5-2疏水基团之间的相互作用通常被认为是没有方向性的，但是最近对剑桥晶体结构数

据库（CSD）和蛋白质晶体结构数据库（PDB）的研究发现，疏水作用是有方向倾向性的。

请分析富电子的口引口朵芳环与苯环、缺电子的恶陛环与苯环的可能接触方式，画出示意图。

5-3下面的研究有助于进一步揭示疏水效应和疏水作用的本质。芳香化合物在水中的溶

解度其实也不是很小，这取决于相互间的氢键作用，该氢键是因为什么而产生？；

Na+,K+等阳离子能与有些芳香化合物很好的互溶取决于。

第6题（10分）今有一金属卤化物A,在水溶液中完全电离，生成一种阴离子和一种

阳离子，个数比为4：1。取4.004gA溶于水，加入过量AgNO3溶液，生成2.294g白色沉淀。

经测定，阳离子由X和Y两种元素构成，结构呈正方体状，十分对称。任意两个相离最远

的X原子的连线为此离子的三重轴，任意两个相离最远的Y原子的连线为此离子的四重轴

（n重轴表示某物质绕此轴旋转360。/n的角度，不能察觉其是否旋转过）。

6-1写出A的化学式（阴阳离子分开写）

6-2写出X和Y的元素符号、

6-3在右框中画出A溶液中阳离子的结构：

6-4小明把一种常见含X的二元化合物的晶胞去掉所

有的X原子，发现剩余部分与A溶液中阳离子的结

构竟十分相似。这种常见二元化合物是。

6-5你认为A溶液中阳离子中，同种原子间存在着什

么样的作用力，并简略说明你的依据:

第7题（6分）科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。因为燃料

电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。按燃料电池

化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烧等类型；按电解液的性质不同，可分为碱

性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。

以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用35%〜50%KOH为电解液，天然气和空

气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。请写出：

阳极反应:；阴极反应:;

电池总反应式：=

用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如Li2co352%、Na2CO348%,采用

吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO2

的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关

的反应式。

阳极反应：；阴极反应：；

电池总反应式：。

第8题（9分）有强烈气味的无色液体A在100℃蒸储时，其组成不变。此液体的蒸气

密度（相对于空气）随温度而改变，100℃时为1.335,20℃时为1.50。若将液体加到新制的

氢氧化铜（取化学计量的碱）中，沉淀溶解，形成淡蓝色溶液。将1g液体A与过量浓硫酸

在一起加热时，放出密度（相对于空气）为0.966的气体360mL,若将1g液体A加到含过

量MnCh的硫酸溶液中，则放出同样体积的、比前一种气体重1.57倍的另一种气体（体积

均以标准状态计）。

8-1确定液体A的组成，并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。

8-2为什么蒸储时此液体的组成不变？为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变

化？

第9题（14分）日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙焕薄膜,

发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了2000年诺贝

尔化学奖。

9-1写出聚乙焕分子的顺式和反式两种构型。再另举一例常见高分子化合物，它也有

顺反两种构型（但不具有导电性）。

9-2若把聚乙快分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。

9-3简述该聚乙焕塑料的分子结构特点。

9-4假设有一种聚乙快由9个乙焕分子聚合而成，聚乙快分子中碳-碳平均键长为

140pm。若将上述线型聚乙焕分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该分子的

结构。

9-5如果3个乙焕分子聚合，可得到什么物质。并比较与由9个乙快分子聚合而成的

大环轮烯分子在结构上有什么共同之处O

第10题（8分）称取含铅试样0.500g,用HNO3溶解，然后用Imol/LNaOH溶液将试

液调至中性。①加入足量KzCrCU溶液，铅完全生成铝酸铅沉淀；②将沉淀过滤洗净，用酸

溶解，调节溶液为酸性；③再加入足量的KI溶液，释放出L;④用O.lOOmol/LNa2s2O3溶液

滴定至终点时，消耗30.0mL。

10-1写出上述①、②、③、④步主要离子反应方程式；

10-2写出该含铅试样中Pb的质量分数计算式和结果。

高中化学竞赛试题（二）

第1题（3分）下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量（部分）

HHeLiBeBCN0

1.007944.0026026.9419.01218210.81112.010714.006715.9994

FNeNaMgAlSiPS

18.998403220.179722.98977024.305626.98153828.085530.97376132.062

上表元素（及更多元素）中，有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多

达7〜9位，而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至3〜4位，为什么？

第2题（12分）将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A,A是一种盐类,

其阴离子呈八面体结构。

2-1A的结构简式，生成A的化学方程式。

2-2A不稳定，能定量分解，B是产物之一，其中亦含有八面体结构，B的结构简式

为。

2-3若将H2s气体通入SbFs的HF溶液中，则得晶体C,C中仍含有八面体结构，写

出C的结构简式。生成C的化学反应方程式是。

2-4将H2O2滴入液氨中得白色固体D,D是一种盐，含有正四面体结构，写出D的结

构式和生成反应方程式。

比较H2O2和H2s的性质异同。

第3题（8分）有机物X具有旋光活性，其分子由C、H、O、N4种元素组成，其中C、

H、0的原子个数比是3：5：2；工业上可以用A和B以物质的量1：4通过取代反应制备

X；X能与4倍其物质的量的NaOH反应，并能与Ca?+等与大部分金属离子1：1络合，所

得螯合物结构中存在5个五原子环。

3-1写出X的化学式和B的结构简式。

3-2写出满足条件的全部X的结构简式，分别命名和计算光学异构体的个数。

第4题（12分）据《中国制药》报道，化合物F是用于制备抗“非典”药品（盐酸祛

炎痛）的中间产物，其合成路线为:

4-1请写出有机物字母代码的结构简式。

4-2第③、④步反应的顺序能否填倒，说明理由。

4-3写出D+E-F的化学方程式，并用系统命名法命名F。

4-4第④步反应的反应类型是。

4-5E在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子，写出合成此高聚物的化学方

程式。

第5题（6分）现在，我们来研究AgNCh溶液和（NHSS溶液之间的反应。

①将AgNO3溶液和（NH4）2S溶液混合，会发生反应。

②若在31℃时，将5mL2moi/LAgNCh溶液和5mL接近饱和的（NH^S溶液分别放在2

个青霉素瓶中，用一段60cm长充满饱和KNCh溶液的一次性医用输液管作盐桥，如图所示:

经观察，电解一段时间后，二个青霉素瓶中都有新物质生成。

5-1插入AgNCMaq）的碳棒上有，是因为有生成；插入（NH4”S溶液的碳棒附近的液体

显色，是因为有生成；上述电解的离子反应方程式为。

5-2在盛AgNCh溶液和（NH4）2S溶液液面上分别用1cm厚的石蜡油封闭液面的原因是

第6题（20分）A物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体，由X、Y两种短周期元

素组成。A在空气中极易着火生成B气体和C气体；A不溶于水，但加热到423K可以和水

反应，生成B气体和D气体，D只含两种元素，其中一种是Y。在交流放电的情况下，分

解生成E气体、F固体两种物质，E物质和B化学式量几乎相等，含Y元素约72.7%；F是

环状单质分子，具有冠状结构，易溶于A,F的式量约是C的4倍。E可在液氮条件下与

HBr于77K生成含双键结构的物质G,冷却至室温可得G的环状三聚体H。

6-1写出A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式。

6-2用X射线衍射法测得F的晶体为正交晶系，晶胞参数a=1048pm,b=1292pm,c

=2455pm。己知该物质的密度为2.07g•cm、。计算每个晶胞中F分子的数目。

6-3自发现富勒烯以来，其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的研

究。除了碳原子团簇之外，其它元素的原子团簇是否也具有类似碳原子团簇的奇异的特性，

这是个十分有趣的研究课题。F物质有很多同分异构体，在实验手段受到各种条件的限制时,

理论研究是一种重要的补充。厦门大学化学系对F物质的原子团簇进行了理论计算，发现

除了冠状结构外还有多种结构。其中一种X具有2次对称轴，以及两个包含对称轴的对称

面，一配位和三配位原子数目相等；另外一种Y是一种椅式结构原子团簇增加2个原子形

成，也具有二次对称轴，对称面和对称轴垂直。请画出这两种结构的原子团簇。

6-4五氟化碑AsFs(2.93g)和上述物质F(0.37g)用四氮化四硫S4N4(0.53g)在液态

SO2溶剂中发生完全的反应，溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物L(3.08g),

分析J知其含有：As28.04%,F42.70%,N5.25%,经分析L是离子化合物，阴离子为正八

面体结构，阳离子为两种元素组成，结构是直线形。固体L(0.48g)溶于液态二氧化硫，

和叠氮化钠CS+N3「(0.31g)完全反应，收集应释放出得氮气于66.5kPa、298K为67.1的3。

反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体J(0.16g)。分析J知其含有2种元素，其中含N

30.3%。红外光谱、X射线粉末衍射结果表明抽出SO2后残留物是六氟碑(V)酸锋。

(1)L的实验式是什么？

(2)提出L的结构式；

(3)写出配平的生成L的方程式；

(4)1molL发生转化时生成氮气的物质的量;

(5)J的化学式;

(6)写出〃molL生成J的普遍离子方程式。

1

第7题（12分）已知298.2K时，^cHm（C2H5OH,液）=-1366.8kJ-mol,水和

乙醇的摩尔蒸发焰即兄”/(kJ分别为44.01和42.6,C2H4(g),也0匹)和CC)2(g)的

1

A/H,„/(kJ-mol)分别为52.26、—241.8及一393.5,求

7-1同温度下，分子式为C.H2"的物质的AjfH,in“与之v间in的关系式;

7-2求298.2K时C2H4(g)Ac””,

7-3298.2K时C2H50H(气)的A/H,“

7-4298.2K时C2H通)+H2O(g)-C2H50H(g)的ArHm

第8题（7分）苯巴比妥是1903年就开始使用的安眠药，其合成路线表示如下。请在

相应的方格中写出A-F和苯巴比妥的结构:

第9题(14分)锂电池由于其安全可靠的性能，体积小、质量轻、高效能及可逆等卓

越品质被广泛应用于移动、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。下图为锂电池

工作原理图，阴极材料由LiMCh(M=Co,Ni,V,Mn)构成，阳极材料由石墨构成，阴、阳

两极之间用半透膜隔开，充电时锂离子由阴极向阳极迁移，放电时则相反，电池可表示为:

(-)Cn/LiClO4/LiMO2(+)

9-1写出锂电池充放电时的可逆电极反应。

9-2根据上图所示的LiMCh的尖晶石结构，写出氧的堆积方式，并指出Li和M占据

何种空隙，画出以氧为顶点的一个晶胞。

9-3锂离子在阳极与石墨形成固体混合物，试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。

9-4早期的阳极材料用的是锂金属，试指出锂金属作阳极材料的不足，并说明还可以

用什么物质替代石墨作阳极材料？

第10题（6分）称取含有KBrC>3、KBr及惰性物质试样1.000g,溶解定容于100mL容

量瓶中。移取25.00mL试液，在H2so4介质中以Na2sCh还原BrCh-至Br,调至中性，用

0.1010mol/LAgNC）3滴定至终点，用去10.51mL,另取25.00mL试液，用硫酸酸化后，加热

赶去Bn，再调至中性，滴定剩余的，用去上述的AgNCh标准溶液3.25mL。计算试样

中KBrCh、KBr的质量分数。（已知KBrO3>KBr的摩尔质量分别为167.0g/mol,119.0g/mol）

高中化学竞赛试题（三）

第1题（9分）某一简易保健用品，由一个产气瓶、A齐U、B剂组成，使用时，将A剂

放入产气瓶中，加入水，无明显现象发生，再加入B齐U，则产生大量的气体供保健之用。

经分析，A剂为略带淡黄色的白色颗粒，可溶于水，取少量A溶液，加入H2s04、戊醇、

冷。2。7溶液，戊醇层中呈现蓝色，水层中则不断有气体放出，呈现蓝绿色。B剂为棕黑色

粉末，不溶于水，可与KOH和KC1O3共溶，得深绿色近黑色晶体，该晶体溶在水中又得到

固体B与紫红色溶液。回答下列问题：

1-1填表:

主要成分在保健用品中的作用

A剂

B剂

1-2写出各过程的方程式。

1-3在A齐IJ、B剂的量足够时，要想在常温下使产气速率较均匀，你认为关键是控制什

么？

第2题（8分）离子晶体X是由三种短周期元素组成，三种短周期元素的简单离子的核

外电子排布相同，晶胞参数a=780pm,晶胞中阴离子组成立方最密堆积，阳离子（r=102pm）

占据全部八面体和四面体空隙。

2-1写出X的化学式和化学名称；

2-2指出阴离子的空间构型;

2-3计算晶体X的密度;

2-4X在化工生产中有什么用途;

2-5另有一种晶体Y,其阴离子也组成立方最密堆积，且与X的阴

离子互为等电子体，而阳离子与X的阳离子相同，但只占据全部四面体

空隙，请写出Y的化学式。

第3题（8分）“摇头丸”中含有氯胺酮成分。氯胺酮是国家监管的药品，它具有致幻

作用。氯胺酮在一定条件下发生下列一系列转化：

3-1写出氯胺酮的分子式；系统命名为。氯胺酮（填“溶”或“不溶”，下同）于水，

于乙醛。

3-2上述转化过程中发生取代反应的是；反应③的条件是。

3-3C的结构简式可能为Ci：、C2：。其中最有可能的是o

第4题（7分）测定硫磺的纯净度，可采用如下的方法：准确称取一定量的硫磺，与已

知浓度和质量的氢氧化钠溶液（过量）（反应I）,直到硫磺完全溶解。冷却至室温，缓缓加

入15%的过氧化氢溶液至过量，并不断摇动（反应II,硫元素全部转化为S（VI））=反应完

成后，加热至沸腾，冷却至室温，加2〜3滴酚醐，用已知浓度的盐酸滴入，至溶液刚好褪

色。记录盐酸的消耗量。

4-1写出反应I、II的各步化学方程式。

4-2简述这一方法如何能知道硫磺的纯度？（不必列式计算，只需把原理说明）

4-3"反应完成后，加热至沸腾”这一操作是否必要，为什么？

第5题（12分）无机化合物A由同主族的短周期元素X、Y及C1组成，其中C1元素

的质量百分含量为61.18%,可由氯化物B（含氯85.13%）和C（含氯66.27%）以物质的量

1：1反应得到。用冰点测定仪确定其摩尔质量为（340+15）g/mol=A只有两种键长：X-

Y160pm,Y-Cl198pm„A显示出非常有趣的物理性质：速热可在114℃时熔化，256℃时

沸腾；而缓慢加热，约在250℃时才观察到熔化。缓慢加热所得到的熔化物冷却固化时得到

橡皮状树脂（D,线形高分子化合物）。256℃蒸储该熔化物，得一液体，它可在114℃固化。

5-1写出元素X、Y的符号；

5-2写出化合物A、B、C、D的化学式;

5-3画出A、D的结构简式；

5-4估算相邻氯原子间的距离；

5-5预测聚合物D是否有导电性，说明理由。

第6题（16分）根据下面的合成路线回答

A（嫌）孕虫1匕〉B"g.不水.邈.>C（格氏试剂）

D（氟代乙酸乙酯）+C⑴无水乙酸（2）次.//°>E—工jFQHSOHIH二）G

FCH2OH

6-1请命名产物K；并用*标出手性碳原子

6-2写出A/B；B-C的反应条件

6-3写出A〜J各物质的结构简式

6-4写出D和C加成反应的历程。

第7题（16分）将NaHCCh固体放入真空容器中发生下列反应

2NaHCO3（s）=Na2CO3（s）+H2O（g）+CO2（g）

已知298K时有下列数据：

WNaHCO3（s）Na2co3（s）H2O（g）CO2（g）

[

^fHmkJ.rnor-947.7-1130.9-241.8-393.5

x

Sm!J.K~\mor102.1136.6188.7213.6

7-1求298K时平衡体系的总压力；

7-2体系的温度为多高时，平衡压力为10L3kPa；

7-3298K的大气中，H2O(g)与CCh(g)的分压分别为3167Pa与30.4Pa,将纯NaHCO3

固体放入大气中让其发生上述分解反应。

(1)问此时该分解反应的AS,“比AS1大还是小？为什么？

(2)用。户与Kp比较说明NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？

(3)用吉布斯自由能判据说明NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？［视H2O(g)与

C02(g)为理想气体］

第8题（10分）无机橡胶是一类橡胶状的弹性体，磷睛聚合物为典型的代表，它由五

氯化磷和氯化镂在四氯乙烯溶剂中反应制得，经减压蒸储可将聚合度为3~4得分子分离出

来，将三聚产物在真空管加热至300℃左右，则开环聚合成具有链状结构的氯代磷月青高聚物,

其分子量大于2000,它是无色透明不溶于任何有机溶剂的橡胶状弹性体。无机橡胶在潮湿

空气中弹性会降低，改性无机橡胶具有优良的耐水性、耐热性、抗燃烧性及低温弹性好等优

良的特性。

试写出：

8-1生成聚磷晴的化学反应方程式。

8-2写出聚磷月青的基本结构单元及三聚磷月青的结构式。

8-3三聚磷懵加热聚合的化学方程式。

8-4无机橡胶在潮湿的空气中弹性降低的原因是什么。

8-5采用什么样的方法才能有效的防止其遇潮弹性降低。

8-6试说出改性无机橡胶的两个用途。

第9题（8分）本题涉及4种组成不同的配合物，它们都是平面正方形结构。

9-lPtCh-2KC1的水溶液与二乙硫酸（Et2S）反应（摩尔比1：2）得到两种结构不同的

黄色配合物，该反应的化学方程式和配合物的立体结构是：

9-2PtCl2-2KCl的水溶液与足量Et2s反应获得的配合物为淡红色晶体，它与AgNCh反应

（摩尔比1：2）得到两种组成不同的配合物，写出上述两个反应的化学方程式

第10题（10分）维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生

素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为C6H8。6,相对分子量为176.1,由

于分子中的烯二醇基具有还原性，能被b定量地氧化成二酮基，半反应为：

C6H8。6=c6H6。6+2H++2e（pQ=0.18V

因此，可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如

下：

（1）准确移取0.01667mol/L的KzCnO标准溶液10.00mL于碘量瓶中，加3mol/L

H2SO4溶液10mL,10%KI溶液10mL,塞上瓶塞，暗处放置反应5min,加入100mL水

稀释，用Na2s2O3标准溶液滴定至淡黄色时，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色

变为亮绿色。平行三次实验，消耗Na2s2O3标准溶液平均体积为19.76mL。

(2)准确移取上述Na2s2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中，加水50mL,淀粉溶液2mL,

用b标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验,消耗12标准溶液平均体积为10.15mLo

(3)准确称取0.2205g的维生素C粉末(维生素C药片研细所得)于锥瓶中，加新煮

沸过并冷却的蒸储水100mL,2mol/LHAc溶液10mL,淀粉溶液2mL,立即用上标准溶

液滴定至蓝色且30s不褪，消耗12.50mL。

(4)重复操作步骤(3),称取维生素C粉末0.2176g,消耗I2标准溶液为12.36mL；

称取维生素C粉末0.2332g,消耗L标准溶液为13.21mL。

根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。

高中化学竞赛试题(四)

第1题(8分)根据提供的信息写出相应的化学方程式：

1-1据认为“红巨星”星体内部发生着合成重元素的中子俘获反应，例如:：Zn可以俘

获1个中子形成A,过剩的能量以光子形式带走；A发生B衰变转化为B。

试写出平衡的核反应方程式。

1-2被与某些普通配体形成的配合物相当稳定，比如被的化合物A为无色可升华的分

子型化合物，易溶于氯仿并可从氯仿溶液中重结晶。A物质中心氧原子周围按四面体方式排

布4个Be原子,Be原子两两间又被醋酸根所桥联。该物质可以通过碳酸钺与醋酸反应制备,

请写出该制备反应的化学方程式；

1-3C1F3是比F2更有效的氟化剂，遇有机物往往爆炸，能燃烧石棉，能驱除许多金属

氧化物中的氧。比如气态C1F3与CO3O4反应，作为还原剂的元素有两种，物质的量之比为1

：4,请写出反应方程式。

第2题（11分）上世纪末，中国科大的化学家把CC14⑴和Na混合放入真空容器中，再

置于高压容器中逐渐加热，可得一些固体颗粒。经X—射线研究发现：该固体颗粒实际由A

和B两种物质组成，其中A含量较少，B含量较多。试回答下列问题:

2-1CC14和Na为何要放在真空容器中？随后为何要置于高压容器中？

2-2指出CCL分子的结构特点和碳原子的杂化态。

2-3上述实验的理论依据是什么？请从化学反应的角度加以说明。

2-4试确定A、B各为何物？A、B之间有何关系？

2-5写出上述反应方程式，并从热力学的角度说明A为何含量较少，B为何含量较多？

2-6请你从纯理论的角度说明：采取什么措施后，A的含量将大幅度增多？

2-7请评述一下上述实验有何应用前景？

第3题（12分）罂粟碱可以按下列路线（不得增加反应步骤）合成:

3-1命名反应物A；

3-2写出合成的中间产物B、C、E、F、G、H的结构简式

3-3确定无机试剂。、b、c、d

第4题（12分）钢铁表面发蓝（或发黑，在钢铁表面形成一层致密的氧化物Fe3O4）可

提高其耐磨、耐蚀性能。其原理是：

①在NaOH溶液中，将铁粉溶解在NaNCh溶液中，除水之外，还可产生A和C。其中

C为气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

②A能在过量的NaNO2溶液中继续反应，生成B和C。

③A和B的溶液能继续反应，生成Fe3O4o

经研究发现：A和B的焰色反应均为黄色，其导电性实验均为K2SO4型。生成物中A

与C、B与C的物质的量之比均为3：1。回答下列问题：

4-1写出并配平化学反应方程式。

4-2实践中发现适当提高温度或增大NaNO2溶液的浓度有利于氧化膜增厚，但加大

NaOH溶液浓度对膜层厚度影响不大。试说明原因。

4-3发蓝层遇光气（COCb）,若不及时清洗，则发蓝层的完整性将被破坏。写出有关

的化学反应方程式。

4-4有一种隐形材料D可由B与Zn（NO3）2反应生成，也可用以硝酸铁、硝酸锌、氢

氧化钠等为原料的水热合成法。请确定D的化学式，并判断上述制备D的反应是否属于氧

化还原反应。此法所得产品D能够隐形的原因是什么?

第5题（11分）卡宾又称为碳烯，是某些有机反应的中间物质，碳原子最外层有两个电

子没有参与成键。由于其结构的特殊性，所以有很高的活性。卡宾主要分单线态和三线态两

种状态，三线态稳定性最差。然而，2001年Nature杂志报

道了日本研究人员偶然获得了迄今为止最稳定的三线态卡

宾（如图，实心圆点表示电子），其在室温溶液中半衰期高

达19分钟，比1999年报道的最长半衰期三线态卡宾的半衰

期长10分钟。三线态对于形成铁磁性有机材料具有潜在意

义，故该偶然发现有可能导致新的有机磁性材料。

回答下列问题：

5-1合成中重要的碳烯是二氯卡宾（：CCL），请分

析其具有高反应活性的原因。

5-2右图中A的化学式为

5-3分子B中所有苯环是否会共平面，为什么？

5-4比较A和B的稳定性，并说明可能的原因。

第6题（6分）合成氨工业中，原料气（N2,上及少量CO,NH3的混合气）在进入合

成塔前常用[CU（NH3）2]AC溶液来吸收原料气中的CO,其反应为:

[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[CU(NH3)3]AC•CO+Q

6-1命名：[CU(NH3)2]AC

6-2必须除去原料气中的CO的原因是;

6-3[CU（NH3）2]AC吸收CO的生产适宜条件应是；

6-4吸收CO的[CU（NH3）2]AC溶液经适当处理后又可再生，恢复其CO的吸收能力以

供循环使用，[Cu（NH3）2]Ac再生的适宜条件是。

第7题（12分）2001年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合

物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的一种重复单位如右

图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。

7-1则该化合物的化学式可表示为；

7-2画出该晶体的晶胞示意图（Mg原子在晶胞的顶点）;

7-3Mg原子的配位数是，B原子的配位数是;

7-4B原子的空间排列方式与（物质名称）的排列方式

类似；并判断Mg、B在平面片层的排列是否为最密排列。

7-5如果将B原子画在晶胞的顶点，在右框中画

出此时晶胞的示意图；

7-6上述所画两个晶胞的体积比是。

第8题（8分）近年来，化学家将F2通入KC1和CuCl的混合物中，制得了一种浅绿色

的晶体A和一种黄绿色气体B。经分析，A有磁性，其磁矩为P=2.8B.M,且能被氧化。

将A在高温高压下继续和F2反应，可得C,C的阴离子和A的阴离子共价键数不变（阴离

子结构对称）。已知A、C中铜元素的质量分数分别为21.55%和24.85%。

8-1试写出A〜C的化学式，分别指出A、C中铜的化合价和价电子构型。

8-2写出上述化学反应方程式。

8-3简述A、C阴离子形成的原因。

第9题（9分）20世纪60年代，化学家发现了一类酸性比100%的硫酸还要强的酸,

称之为魔酸，其酸性强至可以将质子给予6受体，CF3so3H就是其中常见的魔酸之一。

9-1试写出CH3cH3与CF3so3H可能的反应式。

9-2以上反应所得产物活性均很高，立即发生分解，试写出分解以后所得到的全部可能产

物。

第10题（11分）1866年H.Rithausen从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸

H00C—CH2cH2nC00H

（NH,）。1890年L.Wollf合成并确定了它的结构，1908年池田菊苗从海

HOOC—CH2CH2-CH-COONa

带的热水提取物中分离出谷氨酸的钠盐（N%）,它才是具有鲜味的成

分，即味精。

10-1谷氨酸的电离常数K“I=6.46X1（T3,K〃2=5.62X10-5,心=2.14义10一1°；pKa=一

lgKa,所以pK0i=2.19,pK°2=4.25,pK03=9.67。

目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。当前我国

生产的味精主要采用淀粉发酵法。

以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉，蟠.>葡萄糖尿素>发酵等电点>谷氨酸镂

——>L—谷氨酸4谷氨酸一钠盐。

若生成谷氨酸二钠盐，则不具有鲜味，所以工业生产中控制各阶段的pH是一项关键。

（1）Kal、K“2、K“3相对应的基团各是哪个？--------------------------

（2）计算谷氨酸等电点的pH（所谓等电点，就是谷氨（1）

酸呈电中性时所处环境的pH）。在下面正确的选项上画圈。

A.2.19B.3.22C.4.25D.6.96

（3）中和、脱色、结晶时的pH应保持在多少？在下--------------------------

面正确的选项上画圈。

A.3.22B.4.25C.6.96D.9.67

（4）用什么物质脱色？

10-2味精中有效成分是谷氨酸钠，可用沙伦逊甲醛滴定法测定其含量。准确称取味精

1.000g,加蒸储水溶解后稀释到10.0mL；从中取2.0mL放

入100mL锥形瓶中，加入2.0mL36%的甲醛溶液，加入20mL(1)

水。以酚醐为指示剂，用0.1000mol/L的标准NaOH溶液进

行滴定，消耗10.80mL。

（1）谷氨酸钠与甲醛反应得到化学式为C6H8N（%Na,

写出结构简式。

（2）加入甲醛的目的是什么？

（3）计算该味精中谷氨酸钠的含量。

10-3味精中往往会加入食盐，某学生设计如下实验方案测定NaCl含量：取味精样品

5.0g,并溶于蒸储水；加入足量用稀硝酸酸化的硝酸银溶液，使沉淀完全；过滤；用蒸储水

反复洗涤沉淀多次；将沉淀低温烘干、称量；重复操作3次，计算NaCl含量。

另一学生觉得这个实验方案的误差较大，且测定沉淀的质量很不方便。于是他设计了另

一个实验方案来测定NaCl的含量。已知AgSCN是难溶于水的沉淀。

请简要写出测定NaCl含量的新方案。

高中化学竞赛试题（五）

第1题（6分）完成下列化学方程式

1-1某校曾发生误将高镒酸钾与红磷相混，造成一死一残的严重事故。试写出这一变

化的化学方程式。

1-2在一支试管中，盛少量As2s3和K2s粉末（物质的量之比为1：2）,往其中加入足

量硝酸并微热。写出化学反应方程式（用一个化学方程式表示，HNCh还原为NO）

1-3在SnCb的硫酸溶液中滴入KMnCU至刚好反应完全。写出离子反应方程式。

第2题（13分）金属X被喻为“含在口中就熔化的金属”，是1871年俄国化学家门捷

列夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝”、1875年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中

离析出的金属。近年来，X成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半

导体材料的新粮食”。

2-1X的元素符号是，电子构型是。呈现的化合价可能是和。

2-2X的化学性质不活泼，在常温下几乎不与氧和水发生反应，但溶于强酸和强碱。

写出离子反应方程式。

2-3X的熔点为（请估计），沸点却高达2403℃,更奇妙的是X有过冷现象（即熔化

后不易凝固），它可过冷到一120℃,是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属，是金属

制造材料中的千古绝唱。

并分析X做该材料时还可能具有哪些性质。

2-4X不能像普通金属那样任意堆放，也不能盛装在玻璃容器内，试分析可能原因,

并提出保存方案。

第3题（11分）化合物A含硫（每个分子只含1个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；

少量A与水反应可完全水解而不被氧化或还原，所有反应产物均可溶于水；将A配成水溶

液稀释后分成几份，分别加入一系列O.lmol/L的试剂，现象如下：

①加入硝酸和硝酸银，产生微黄色沉淀。

②加入硝酸领，无沉淀产生。

③用氨水将溶液调至pH=7,然后加入硝酸钙，无现象发生。

④溶液经酸化后加入高锯酸钾，紫色褪去，再加入硝酸钢，产生白色沉淀。

⑤加入硝酸铜，无沉淀。

3-1①、②、③的目的是为了检出什么离子？试分别写出欲检出离子的化学式。

3-2写出④发生的反应的离子方程式。

3-3⑤的欲测物质是什么？写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。

3-4以上测试结果表明A可能是什么物质？写出A的化学式。

33

3-5称取7.190gA溶于水稀释至250.0cm25.00cm溶液加入HNCh和足量的AgNO3,

使沉淀完全，沉淀经洗涤、干燥后称重，为1.452g。写出A的化学式。

3-6写出A与水的反应的方程式。若你未在回答以上问题时得到A的化学式，请用

SChClF代替A。

第4题（9分）Ar、Xe、CH4>Cb等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中,

水分子形成三维氢键骨架体系。在骨架中有空穴，它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。

4-1甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每In?这种晶体能释放出164m3的甲烷气

体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。（不足的数据由自己假定，只要假设合理均按正确论）

4-2X—射线衍射分析表明，该晶体属于立方晶系a=1200pm。晶胞中46个水分子围成

两个五角十二面体和六个稍大的十四面体（2个六角形面，12个五角形面），八个CH4分子

可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。

4-3已知Cb的气体水合物晶体中，Cb和H2O的分子数之体为1：8,在其晶体中水分

子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。

第5题（11分）不久前，美国威斯康星洲Emory大学的研究者们H,C，

发现了一种可以在温和条件下将硫酸（普通酸的氧原子被硫代替）选（|）N°2CH,

Cl—Au111—

择性地氧化为硫氧化物的水溶性催化剂。新催化剂是金（HI）配合物I、CH,

Cl/-

（如图），催化速度比已知以氧气为氧化剂的高温水溶性催化剂高几H3d

个数量级。该发现的潜在应用价值是可以在空气中分解掉化妆品、涂

1NCW\JOIUC（IHliySl

料、织物的污染物。回答下列问题：

5-1下列物质中属于硫酸的有（）。

00

A.CH3-SHB.CH3-S-CH3C.CH3-S-CH3D.CH3cH2—4一OH

II

n

5-2配位键是一种特殊的共价键，共享电子对完全由一个原子提供。该催化剂分子中

的配位键是O

5-3“金（III）配合物"中'III'表示o

5-4氧化硫酸的氧化剂一般选择过氧化氢，由于副产物是水，对环境十分友好，所以,

过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。

①过氧化氢与水比较：沸点较高的是;密度较大的是;常见分子中，

与过氧化氢式量相同的分子是（填化学式）。

②过氧化氢可以看作二元弱酸，在低温、稀溶液状态下能较稳定地存在，其水溶液俗称

双氧水。请设计一条实验室制备少量纯净的双氧水的合成路线（只写出原理即可）。

③HOF是较新发现的一种特殊物质，该物质容易水解能得到有氧化性的酸性溶液。请

写出该水解方程式_________________________o

第6题（4分）“瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。用作饲料后，猪吃了它能减肥，人吃了

它会中毒甚至死亡。自20世纪80年代开始，欧美等世界各国均将其定为禁用药品。

6-1盐酸克仑特罗的化学名为a—［（叔丁氨基）甲基］一对氨基一3,5一二氯苯甲