2023年初级化学竞赛模拟试卷

2023年全国化学竞赛初赛模拟试卷（八）

第一题（4分）OF2的键隹（103.2。）不不不大于H?O的键角（104.5。）,但CLO的键

角（110.8。）不不大于H2。的键角，请予以解释。第二题（4分）近年来，由于共生工

程的应用，运用发电厂产生的SO?，可以制成自发电池，其电池反应方程式为：2SO2+

O?+2H2O=2H2SO4,该电池电动势为1.06Vo1.写出电极反应:负极反应为;

正极反应为。2.这种措施处剪发电厂废气中SO2的长处是第三题（4分）化合物

AH勺分子式为C,HioO,A可使高钵酸钾溶液褪色。A经催化加氢得B,B与溟化钠和浓

硫酸口勺混合物加热生成C。B经氧化得D,D的分子式也为CcIII0OuB在加热卜.与浓硫

酸作用的产物经还原得环己烷。写出A、B.D也许H勺构造简式。（如有多种也许，尽列之,

只考虑位置异构。）第四题（15分）自从I9世纪开创化学领域以来，化学研究重要的目

的之一是发现和研制特殊功能的新材料。有机硅则是近年来兴起的一类有机材料。1.甲

硅烷的还原性比甲烷要强，请从中学书本中甲烷对应性质出发,在两个方面比较两者差异,

并写出化学反应方程式。2.（1）（CH3”SiC12与NHa反应可以制备氮化硅，其反应方程

式为

（2）（CH3）2SiCk热分解反应可以制备一种原子晶体，其硬度介于金刚石和单质硅之间,

请写出该化学反应方程式（3）（CH3）2SiCLf（加水）fAf（氢氧化钾溶液/加热）一B

Bi为四环聚硅氧烷，B2为聚二甲基硅氧烷画出BI【内构造式,并写出（CH3）2SICh-A

的化学反应方程式3.制防水剂过程中,将一块布放入（CHj/SiC12蒸汽中，此蒸汽与布表

面的氢氧根或少许的水起反应生成防水薄膜[(CH3)2SiO]n,发生的反应为:

_

n(CH3)2SiCh+2nOH-*2nCr+nH2O+[(CH3)2SiO]n

这里n取很大的整数。防水膜在布面上一层层盖在一起，每层厚6.04[(CH：,)2SiO基

的厚度]。问需要多少(CFhkSiCI2使一块1.00mX3.00m的布不透水?规定布面上有

300层薄膜，薄膜的密度为1.Og/c第五题(7分)一般都认为钠与钾性质相似。它们

的盐大多易溶，因此K'和Na'也很难分离。然而人们从人体只能注射生理食盐水NaCl

溶液，而不能注射KCI溶液的事实得到启示，深入研究发目前细胞膜上Na+,K.的行为是

不同样的，不仅细胞膜，并且有些无机的钠盐和钾盐在溶解度上有明显的区别。

1.例如:KIVNaI,K2sO4〈Na2sO4,K2Cr2(hVNa2cr2O7

KF>NaF,KCN>NaCN,K2co3>Na2cCh

KSCN>NaSCN,KNO2>NaNO2,K2C2O4>Na2C2O4

从以上信息可以总结出无机的钠盐和钾盐溶解度什么规律？

2.离子化合物溶解过程的焙变一般取决于晶格能和离子总水合能两项，表列出钠，钾

碘化物和氨化物的3H%

△,H4'=-U+AH"[M%}]+AhH+X一(£)]

钾碘化物和氟化物的AH"(298K.kJm0F1)

水化焙水化焙差总水化焰晶格能溶解给

AhH。[X%]MH”U

Na+-406I--305Nai101-711-703

K+-322I--305KI17-527-647

Na,-406F-515NaF109-921-916

-322F-515KF193T37-817

(1)在表格中填写各物质的溶解焰。(2)请根据上表数据来阐明阳、阴离子的构造、

水化焙差和溶解焙之间关系，借此解释笫一问II勺规律？第六题(11分)2023年6月，

江苏省南京电化厂毒气泄漏，接到报警的南京消防特警一中队的消防官兵赶到现场，

隔离出警界线，戴上防毒面具冲进厂区,看见厂内一根长8米,直径在30厘米的“L”

形管子里正大量向外散发着白色雾状日勺毒气.据消防官兵奇介，管道中存有有毒化

学品三氯化璘，由于碰到雨水挥发产生毒雾.1.三氯化磷对湿度很敏感,在潮湿的空

气中有烟雾,迅速水解,请写出对应化学方程式；已知产物中的含氧酸为二元酸,画出

构造式：并写出该含氧酸与过量NaOH溶液反应生成正盐的化学方程式。2.PCL还

能与液氨进行氨解反应，分别写出对应化学方程式。3.PC13能否与金属银反应？

为何？4.PC13能与氯气加合生成五氯化磷，五氯化磷在气态,融熔态和非极性溶剂

的溶液中具有构造，瞬原子以杂化轨道成键。五氯化瞬固态呈LPC

1[PCKT离子状态，在极性有机溶剂(如ClhNO?)中,它能被溶剂的J极性离子

化。可以认为由于CL从一种PCk转移到另一种C1接受体PC3而产生了四面体的

PC1；。因此当PC15与其他的C厂接受体反应时，可得到许多PCL.盐是局限性为奇

X射线研究证明,CuCL是共价化合物,其晶体构造是由CuCL单元通过氯原子桥接（Cu

-C1=230pm）无限长链构成。1.请画出无水CuCb链口勺构造2.请画出Cu在CuCb

中H勺环境

3.CUC12与盐酸能反应吗?假如能反应，请阐明条件和生成物。假如不能,请回答第四问（回

答“能”者不必回答第4问）4.请阐明为何制备无水CuCL时，要在HO=Cu

O=Cl

Cl气流中，加热至413-423K条件下进行?第八题（19分）众所周知，用

合成C6。以及其他球碳分子的措施没有发现最小日勺球碳分子一一Czol向存在。这显然是

由于该分子的张力太大，反应性太高，难以稳定存在。近来.德国Freiburg大学的学的

H.Prinzbach宣称，他们已经在气相质谱仪的气体中看到了这种分子。他们的

措施可以称为“摘除法”，即设法把十二面体烷C’oHzu的氢“摘除”。Pri/TIA

nzbach意识到将C20H2o转化为球状口勺C20是十分困难口勺，想到先用其他\>t>

原子取代氢。用氯不现实,他采用了溟。他把十二面体烷溶解在澳中，在烧瓶里加压长时

间回流，最终得到平均构成为C20HB3的产物。这阐明已经摘除了部分氢了。接着他们

用电子冲击质谱仪来脱澳，在质谱仪的气相组分中观测到，在大量欧JC20的多种澳化物中

有微量C?o+和C2°2+『'J存在。Prinzbach懂得，根据计算的成果,C20的碗状异构体远

比球状的稳定。为排除在质谱仪里看到的C20也许是碗状异构体.Prinzbach又从具有

芳香性的轮烯（CorannuleneC2（）H.o）溟化，然后在与得到球碳C20相似的条件下摘

除它口勺浪原子,然后与Boston学院/、JL.T.Scott和FreiBurg『、JVonIssendor

ff合作，对比这两种异构体的光电子能谱，发现这两种异构体的光电子能谱是不同样的，

并且也跟早先已经得知的单环状的C20的光电子能谱也是不同样的，球状口勺C20的光电

子能谱十分明显具有封闭笼状多烯的特性,相比之下，单环状的C20构体则具有焕的特性。

右图是C?0球状的异构体（仅画出骨架构造）。1.C2oH”中c—c-c键角是°、

C-C-H键角分别是°。2.C20H20的二澳取代物（C20Hl8B-）种数

是。3.C2t中与否存在二次轴、三次轴、四次轴、五次轴或六次轴（n

次轴体现绕该轴旋转360。%与图形完全重叠），并阐明分别有几条。

4.写出Prinzbach将C20H20转化为产物C20HB口3的亿学方程式。

5.画出C20碗状异构体骨架构造的平面投影图（垂直“碗口”的方向观测）；为何

C20H勺碗状异构体远比球状的稳定？6.画出Czo单环异构体状的I构造简式。第九题（12

材料一:意大利米兰市郊塞书索农药厂是瑞士霍夫曼企业创立。该厂以三氯苯酚为原

料生产除草剂。1967年7月10日发生了一声严重的毒剂泄漏事故。这一天，三氯苯酚储

罐压力失控，使2千克毒剂泄漏。人们只见一团红云从农药厂冉冉升起，渐渐地，空中形

成5千米长、70多米宽的红色飘带，死神笼罩着小镇。从这里飞过H勺鸟儿，鸡逃这意外

的袭击，一种个从空中跌落下来；牲畜到处逃窜，居民闻到辛辣味，顿时感觉恶心、头痛.

浑身皮肤发痒起泡。尽管附近居民迅速撤离，1.7万人口的小镇仍有5（）00多人出现中

毒症状，有50多人严重中毒,400多名小朋友皮肤受到不同样程度的伤害。污染区的花

草树木眼看着凋落枯萎。数百头牲畜吃了染毒口勺草而死亡，为防止毒物通过家转移到人

体,不得不将周围7.7万头家畜所有宰杀掩埋。要说毒性，三氯苯酚自身没这样大的危

害性，不过三氯苯酚遇热外泄气化，形成可怕的二恶英，简称TCDD。二恶英是剧毒物质，

每克可杀死2万人或100万只兔子。二恶英还能致癌、致基因突变、致畸胎，5亿分之

1克的剂量就能使老鼠产生怪胎。

材料二：厨房、卫生间的设计应尽量减少对防水层的破坏，减少装修中

ClO,C1

补做防水的工作，如须重做应采用环境保护型材料。由于一般防水材料的

CluCl

释放物中具有大量的二甲苯、三氯苯酚等，也是居室中的重要污染物。TODD

I.245・三氯苯酚和氯乙酸反应可制造除草剂2.4,5一三氯苯氧乙酸。某生产该

除草剂的工厂曾在一次事故中泄漏出一种有毒的二恶英，简称TCDD。请写出2,4,5-

三氯苯酚生成2,4,5一三氯苯氧乙酸和二恶英的化学方程式。2.仅变化四氯二恶英

（TCDD）中。原子的位置能产生种同分异构体3.请举出引起居室污染的其

他化学物质2个：4.室温时,2,4,6一三氯苯酚CbC6H20H的溶度积他p为4.00X1

09,（即CbC6H20-和H+可结合为CbC6H20H）,电离平衡常数K为1.00X10R计算

该物质的溶解度是多少？第卜题（7

均三嗪在工业中有许多重要用途，可以作杀菌剂、抗氧化剂等，其中2,4,6一三苯基一1,

3,5-三嗪是很好口勺紫外吸取材料。人们对三嗪化合物日勺研究

一直抱有很高的热情，有关三嗪化合物的合成已多见报道，其

中报道较多口勺合成措施是由含品基的化合物在一定条件卜通

过制基的聚合合成三嗪。脂肪靖在高温高压下聚合，得到烷基取代均三嗪，芳香睛可以在

酸性条件或碱性条件下反应制得芳基取代均三嗪。中科院化学研究所由苯甲暇为起始原

料，通过殂基取代等系列反应合成了系列新化合物2,4,6—三（5—烷基一2一羟基策基卜

1,3,5-三嗪（右图），该反应是苯环上氨基的碳氮叁键打井，聚合形成能量占优的稳

定的六元环，即京基三聚形成三嗪化合物。

（a：R=C3H7b：R=CiH9c:R=C5Hn）

QQCHs^pAfR—QOCH3与B—产物

KLU51SUP

1.写出A〜E各物质的构造简式或化学式

2.第一步反应类型是，最终一步反应类型是。

第十一题（10分）

为了测量大气中H2s的含量，请你用Cd（NO3）2溶液、L溶液及Na2s2O3溶液为试

剂，设计•种试验措施进行测定，写出有关反应式，并列出计算大气中H2s含量的计算公

式（以质量分数体现）。

参照答案

第一题（4分）F电负性不穴大于氧不不大于氢，故OF2中0周围电子密度相对不不不

大于H?0中情形，NFOFV/HOH（2分）；而在CLO中。一。间有兀键形成，0周围

电子对间斥力加大，键角变大（2分）。

2-+

第二题（4分）1.负极：SO2+2H2O-2e-=SO44-4H；正极：1/26+2—+2。一=

H2O：（2分）2.从环境保手的角度看，运用上述电池，就可回收大量有效能，同步副

产品为H2so4,减少环境污染，一举两得，实现能质共生。（2分）

h0H...../OH（3Hq

第三题（4分）A：U和UB：D：U（4分）

第四题（15分）1.甲烷燃烧需要点燃但甲硅烷在空气中就可以自燃，SiH4+2O2-*SiO2

+2比0（条件：自燃）；（2分）甲烷不能使酸性高镭酸钾溶液褪色，但甲硅烷可以在溶

液中被（酸性）高钵酸钾氧化。SiH4-l-2KMnO4=K2SiO3+2MnO2I+比+%0（或5SiH』

+8KMnO4+12H2SOL8MnSCh+5H2SiO3+4K2so4+17HA）或〉（2分）

2.（1）3（CH3）2SiCl2+10NH3fsi3N4+6CH4+6NH4CI（2分）（2）（CFB/SiCE

-*SiC+CH4+2HCl（2分）（2分）（CH3）2SiCL+2H2O

~H0——Si——OH+2HQ（I分）

CH3

3.膜I向质量=膜体积X膜密度=膜而积X膜的厚度X膜密度=100cmX300cmX300X

6.0Axi08g/cnr=0.54g（2分）方程式波及n摩尔（CFh^SiCb和n摩尔[（CFh^SiO],

因此膜中Imol（74g）（CH3bsi0需Imol（129g）（CH3）2SiCl:,因此0.54g（CH.RSiO需

0.94g（CH.OzSiCh（2分）。

第五题（7分）1.一般强酸构成口勺钾盐溶解度比钠盐小：而弱酸构成的钾盐溶解度均比

钠盐大。2.-820-2-20（2分）Nai阳、阴离子半径差大，水化熔差大，溶解

焰为负值，Ki离子水化焰差小，溶解焰为正值，Nai溶解度不不大于KI。相反，NaF

两者半径相差小，水化焰差小，溶解焰（负值）不不不大于KF,溶解度不不不大于KF。

总之与阳、阴离子半径差，水化焰差有关。一般弱酸根离子对H'离子亲力大，把持水

分子能力大，水化培较大，与半径大H勺IC的水化烙差大，因此弱酸H勺钾盐溶解度不不

大于钠盐。（3分）

0

d

HO—P—H

第六题（11分）I.PC134-3H2O=H3PO3+3HC1OHHFO3+2NaOH=

Na2HPO4+2H2O（3分）2.PC13+6NH3=P（NH2）3+3NH4C1（或PCh+6NH3=

PH（NH）（NH2）2+3NH40）（2分）3.能，P原子上的孤电子对可作给电子配体进入过渡

金属锲的d轨道形成配合物Ni[（PCI）3k（2分）4.三角双锥：sp%：PCl5+NbC15=[PC14]

++[NbCUr（4分）

第Ll题（7分）1./a'J'（2分）2.\（2分）

3.与盐酸反应生成HKCuCh]。由于它们不够稳定，只有在过量氯离子时形成（3分）

4.CuCLZHzO受热时，按下式分解：2CUQ22H2（＞^CU（OH）2CUC12+2HC1t（或者写

CuCL水解方程式）在HC1气氛中增进平衡右移，克制水解。（2分）

第八题（19分）1.108。（1分）110.9°（2分）2.5（2分）3.二次轴：15条（相对

边中点的连线）：三次轴：10条（相对顶点H勺连线）：五次轴：6条（相对面心的连线）

催L化剂

4.C20H2o+16Br2--^C2oHBr13+19HBr（氢原子守恒）（2分）5.

（2分）C20的碗状异构体中口勺键角除5个是108。，其他30个都是120°,键口勺张力比

球状H勺小（都是108。）。（2分）

（2分）

2.22(2分)

3.甲醛、苯、甲苯（2分）

4.设ChC6H20H溶解后饱和溶液中庇RH6H2O］为xmol-L-'

则：ChC6H20H(S)=^C1C6H2(T(aq)+H'(aq)

4.00X10-9=x2x=6.32X10

又设CI3C6H5c6HqH饱和溶液中未离解的ChC6H20H次度为ymol-。

则ChC6H20H(叫尸===CbC6H2。(aq)+H*(aq)

平衡时y6.32X10-5