化学竞赛-20

高中化学竞赛初赛模拟试卷（20）（时间：3小时满分：100分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10满分 3 8 10 12 10 8 10 18 11 10H** 相对原子质量He **Li ** Be**B**C**N**O**F**Ne**Na ** Mg**Al**Si**P**S**Cl**Ar**K ** Ca**Sc**Ti**V**Cr**Mn**Fe**Co**Ni**Cu**Zn**Ga**Ge**As**Se**Br**Kr**Rb ** Sr**Y**Zr**Nb**Mo** Tc[98]Ru**Rh**Pd**Ag**Cd**In**Sn**Sb**Te**I**Xe**Cs ** Ba** La－LuHf**Ta**W**Re**Os**Ir**Pt**Au**Hg**Tl**Pb**Bi** Po[210]At[210]Rn[222]Fr [223]Ra[226]Ac－La Rf Db Sg Bh Hs Mt DsLa系La**Ce**Pr**Nd**Pm**Sm**Eu**Gd**Tb**Dy**Ho**Er**Tm**Tb**Lu**第一题（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）H He Li Be B C N O** ** ** ** ** ** ** **F Ne Na Mg Al Si P S** ** ** ** ** ** ** **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？姓名：第二题（8分）近年来，在超临界CO2（临界温度Tc＝304.3K；临界压力pc＝72.8×105Pa）中的反应引起广泛关注。

该流体的密度在临界点附近很容易调制，可认为是一种替代有机溶剂的绿色溶剂。

该溶剂早已用于萃取咖啡因。

然而，利用超临界CO2的缺点之一是二氧化碳必须压缩。

1．在超临界二氧化碳中氧化醇类，如将苄醇氧化为苯甲醛，是一种超临界工艺。

反应在催化选择性效率为95％的Pd/Al2O3催化剂作用下进行。

（1）写出主要反应过程的配平的反应式。

（2）除完全氧化外，进一步氧化时还发生哪些反应？写出它们的反应方程式。

2．在另一超流体工艺——合成有机碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶剂，又可作为反应物替代光气或一氧化碳。

（1）写出甲醇和二氧化碳反应得到碳酸二甲酯的配平的方程式。

如以光气为反应物如何得到碳酸二甲酯？（2）用适当的催化剂可用吗啉（C4H9NO，结构右图所示）和二氧化碳合成甲酰基吗啉。

该反应还需添加什么反应物（无机小分子）？写出反应式。

若用一氧化碳替代，反应式将如何改变？3．用绿色化学的观念给出用CO2代替一氧化碳和光气的2个理由。

与以CO或COCl2为反应物对比，再给出用CO2为反应物的1个主要障碍（除必须对二氧化碳进行压缩外）。

第三题（10分）沐舒坦是新近应用的一种溶解分泌物，是促进黏液排除、改善呼吸状况的有效药物。

沐舒坦结构简式如右：由甲苯和X为起始原料，其合成路线如下：－CH3A B CD E F−→−+HCl沐舒坦−+X−−→1．写出A、B、C、D、E、F、X的结构简式2．由甲苯生成C通过了三步反应，为什么不直接合成3．命名B、F、X第四题（12分）除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。

卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。

发生亲核水解的结构条件：中心原子具有δ＋和有空的价轨道发生亲电水解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受H2O的H＋进攻。

其中SiCl4的亲核水解机理如下：1．为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解？2．NCl3也可以发生水解，但产物是NH3和HClO，请确定水解类型，并写出水解机理；3．NF3不能发生水解，为什么？写出3条理由；4．PCl3也能水解，产物是H3PO3，但H3PO3是二元酸而不是三元酸。

确定H3PO3的结构，并写出水解机理；5．由短周期的元素组成的化合物A、B、C，均含有一种卤素。

A分子呈现正八面体结构，不水解，可用作灭火剂；B、C分子都易水解，B是固体，易升华，C是液体，由3种元素组成。

B水解得到两性固体D和酸性气体E，C水解得到得到两种酸性气体E、F。

加热B 的水合物时为得到无水物，可加入C脱水。

（1）写出A、B、C的化学式（2）写出B的水合物与C反应的化学方程式第五题（10分）一定条件下，1mol甲醛与1mol氨反应也可生成物质A，A再与1mol甲醛反应得到B，B与等物质的量的氨反应得到C，A、B、C分子都有很好的对称性。

若A与浓硝酸作用得到D，D是一种烈性炸药，D分子中只有一种位置的碳、氢、氧，仅有两种位置的氮。

1．请写出A、B、C、D的结构式；2．写出甲醛、氨、硝酸生成D的总反应方程式；3．若按比例混合三种反应物进行反应，则几乎得不到D，试分析其原因。

4．D的生产也可以以C为原料，与浓硝酸、硝酸铵在乙酸酐中反应制备，写出化学方程式。

5．写出D发生爆炸时的化学方程式。

第六题（8分）1962年英国青年化学家巴特列第一次制得了XePtF6化合物，突破了“惰性元素”的禁区。

此后人们相继合成了氙的系列化合物，以及原子序数较大的稀有气体氪、氡的化合物。

对于原子序数较小的氦、氖尚未制得化合物。

有人从理论上预言了它们的化合物是可以制得的。

不久澳洲国立大学的拉多姆宣布了化学上一奇闻，氦能够与碳结合形成分子。

像CHe x x ＋不仅存在，而且能够用实验手段观察到，并借助计算机算出了CHe33＋、CHe44＋的键长分别为：0.1209nm，0.1212nm。

1．Ne、He的化合物难以合成的主要原因是什么？2．如果CHe33＋、CHe44＋果真存在的话，请写出它们的立体结构式；3．为什么CHe33＋的键长比CHe44＋短？4．写出与CHe33＋、CHe44＋互为等电子体的物质（或原子团）的名称；5．并完成下列化学方程式：CHe44＋＋H2O→CHe44＋＋HCl→姓名：第七题（10分）用邻苯基一双一（二甲胂）（简记为diars，常做配体）与FeCl3作用，可生成一个双配位离子的化合物A。

已知A中阴离子是正四面体结构，阳离子中Fe为6配位，其配体diars和Cl－的数目相等，为1︰1。

将A用硝酸氧化后得到一种晶体B，经分析B晶体中的正、负离子的空间结构与A完全相同，只不过是阴离子与阳离子的个数比不同，A为1︰1，而B为2︰1。

1．试确定A和B的分子式。

2．画出A中阳离子可能的结构式，并指明哪一种结构较为稳定？为什么？3．指明A和B中铁元素的氧化数：A→B属于什么反应？4．写出生成A的化学反应方程式。

第八题（18分）地壳中丰度最低的钼和钨，在我国的蕴藏量都很丰富。

在这些钼矿和钨矿中，主要有辉钼矿MoS2，钨锰铁矿又称黑钨矿（Fe·Mn）WO4，钨酸钙矿又称白钨矿CaWO4。

钨的原子序数为74，与钼都位于ⅥB族，价电子5d46s2，常见化合价＋2、＋4、＋5、＋6，熔点3410℃，是金属中熔点最高的。

1．已知金属钨晶体是立方体心晶格，原子半径137pm，计算其密度。

2．在80～90℃时，浓盐酸和白钨矿作用生成黄钨酸。

黄钨酸在盐酸中溶解度很小，过滤可除去可溶性杂质。

黄钨酸易溶于氨水，生成钨酸铵溶液，而与不溶性杂质分开。

浓缩钨酸铵溶液，溶解度较小的五水仲钨酸铵从溶液中结晶出来。

仲钨酸铵是一种同多酸盐，仲钨酸根含12个W原子，带10个负电荷。

仲钨酸铵晶体灼烧分解可得WO3。

写出上述化学反应方程式：3．已知（298K下）：WO3（s）ΔHθf＝－842.9kJ/mol ΔGθf＝－764.1kJ/molH2O（g）ΔHθf＝－242kJ/mol ΔGθf＝－228kJ/mol （1）计算：WO3＋3H2＝W＋3H2O 反应的和（2）已知与平衡常数K、温度T间满足公式：＝－RT1nK；与平衡常数K、温度T间满足公式：ln(K2/K1)＝(1/T1－1/T2)/R 问：在什么温度条件下，可用H2还原WO3制备W（设此时平衡常数K＝1）？4．卤钨灯泡常用钨丝作灯丝，在灯泡里加入少量碘，可延长灯泡使用寿命。

其原理是化学平衡的有趣应用。

整个过程可用以下四个步骤形象表示。

请在下图下方的各括号中填写出碘是怎样收集蒸发了的钨原子，并使其返回到热的灯丝中去的（图中表示钨原子，表示碘蒸汽分子，表示碘化钨分子）。

（）（）（）（）5．三氯化钨实际上是一种原子簇化合物W6Cl18，其中存在W6Cl18－n n＋离子结构单元，该离子中含有W原子组成的八面体，且知每个Cl原子与两个W原子形成桥键，而每个W 原子与四个Cl原子相连。

试推断W6Cl18－n n＋的n值以及Cl原子的空间位置。

6．钨酸钠Na2WO4晶胞中，O2－以立方最紧密堆积排列，每个立方晶胞中有32个O2－，W6＋占据四面体空隙，Na＋占据八面体空隙，构成尖晶石结构。

W6＋占据四面体空隙的分数是【】，Na＋占据八面体空隙的分数是【】。

7．钠钨青铜Na x WO3（0＜x＜1）一种具有金属光泽的、深色的、有导电性的固体，其晶胞中，W占据立方体的顶点，O2－占据全部的棱心，Na＋占据体心位置，晶胞参数a＝380pm。

（1）写出表示W价态的结构式，并指出Na x WO3易导电的原因。

（2）比重瓶法测得某种钠钨青铜的密度为d＝7.36g/cm3，求这种Na2WO4组成中的x值。

第九题（11分）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。

乙酰水杨酸是一种有机弱酸，pK a＝3.5，其结构式为：COOHOCOCH3，易溶于乙醇而微溶于水。

1．乙酰水杨酸可由水杨酸和乙酸酐反应得到，写出化学方程式；2．估算0.1mol/L乙酰水杨酸溶液与0.1mol/L乙酰水杨酸钠盐溶液的pH；3．乙酰水杨酸的含量可用NaOH标准溶液直接滴定。

准确称取乙酰水杨酸0.25g，置于250mL锥形瓶中，加入25mL 【】溶液，摇动使其溶解，再向其中加入适量酚酞指示剂，用c NaOH mol/L的标准NaOH溶液滴定至【】为终点，记录所消耗NaOH溶液的体积V NaOH mL。

（1）填写上面2个空格（2）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。

4．如果再提供标准的盐酸溶液，请设计另一个实验，测定乙酰水杨酸的质量分数（％）。

（1）简要写出实验步骤（参考第3题的实验步骤）（2）写出全部反应方程式；（3）列出计算乙酰水杨酸的质量分数（％）的表达式。

第十题（10分）化合物M是一个重要的染料中间体，它的许多衍生物在医药化工上有重要用途。