2019年高中化学竞赛模拟考题(1).pptx

4-4-4. O2 分子呈顺磁性，它与 Mb 结合后，价电子排布是否发生变化？简述原因。
五、（31 届）（10 分）
随着科学的发展和大型实验装置(如同步辐射和中子源)的建成，高压技术在物质 研究中发挥着越来越重要的作用。高压不仅会引发物质的相变，也会导致新类型
化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报
。副产物有
生成。
7-2. 甲醇或甲醛氧化可生成甲酸，甲酸有 Z-和 E-型两种异构体，存在一定的能
量差别(30 届)。
Z-型 已知 Z-型异构体的 pKa=3.77, 判断 E-型异构体的 pKa 3.77(填“＞”“＜”“＝” 或“无法判断”) 7-3. 甲醛与甲醇可缩合生成 CH2(OCH3)2。其反应机理是：
It /1608 mol
4分
【解析】（+） VO2++e—+2H+=VO2++H2O 阳极 （—） V2+—e—=V3+ 阴极
黄色
蓝色
紫色 绿色
电路中通过的电子 n(e—)=60It C/96.48 kC·mol—1= It /1608 mol，即有 It /1608 mol
H+通过质子交换膜，左池中生成的 n(H+)=2n(e—)，有 It /1608 mol H+迁移至右池，
6-1-2.求速率常数和半衰期 t1/2
6-2（. 2 分）210Po发生β衰变，经 14 天活性降低了 6.85%，则衰变 90%的天数
。
3
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6-3.（4 分）已知 2NO+O2==2NO2 的反应历程如下：
k1 NO+NO k2 N2O2
(快) ① N2O2+O2
k3 2NO2
(慢)
②
1-4.PbCrO4+4OH—=PbO22—+ CrO42—+2H2O
二、（10 分）
2-1.+5
1分
2-2. HV10O285—
1分
2-3. H2V10O284—+14H+=10VO2++8H2O
5V4O124—+8H+=2V10O286—+4H2O
每个 1 分，共 2 分
2-4. It /1608 mol
四、4-1. 4-2.
4-3.
4-4-1.
4-4-2.
4-4-3. 4-4-4.
五、5-1. A、 5-2-1. 5-2-2.
_
B、
C、
5
5-2-3. 5-2-4.
六、6-1-1. 6-1-2.
6-2.
6-3.
七、7-1.
7-2. 7-3.
八、8-1. 其原因：
8-2. 反应
1 2 3 4
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两池 H+增大量均为 It /1608 mol
2-5.
2分
三、（13 分）
3-1-1.硝酸 阳极半反应：2H2O—4e—=4H++O2
2分
3-1-2.氨
阴极半反应：2H2O+2e—=2OH—+H2
氨的生成：NH4++ OH—=NH3+H2O
2分
3-2-1. CO2 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O
试推出总反应的速率方程。
七、（17 分）
一碳化学(C1 化学)是以甲烷为起始物质，经 CO、CO2、CH3OH、HCHO 等合成 一系列重要的化工原料(乙二醇、草酸二丁酯等)和燃料的化学。
7-1. 以铑-碘和 LiI 为催化剂，在 2.8 MPa、175℃条件下，甲醇和一氧化碳反应
制乙酸。反应经中间产物 CH3I，并经 CH3COI 水解得到乙酸，其中生成 CH3COI 需要多金属成分的催化剂，反应分三步进行：反应方程式为
产物 6
反应类型
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参考答案及评分要求
一、（8 分，每个 2 分） 1-1.2Pb2++H2O +3CrO 2—== Pb2(OH)2CrO4↓+Cr2O72—
4
1-2.5Fe(CN)64—+61MnO4—+188H+==5Fe3++ 30NO3—+30CO2↑+61Mn2++94H2O
1-3.Na++Zn2++3UO22++9CH3COO—+9H2O=NaZn(UO2)3(CH3COO)9·9H 2O↓
2-1. 钒有多种氧化态，能形成一系列含氧酸(2 个及其以上的同种酸根构成的酸 称为同多酸)。钒酸根 VO43—在不同 pH 的溶液中的变化如下图所示(cV(总)为含 V 粒子的总浓度)：
2-1-1. 不同 pH 的溶液中，V 的各物种的氧化态为
。
2-1-2. pH=4 时，溶液中主要物种是
。
2-1-3. 在 pH=2 的溶液加 H+的反应为
六、(12 分) 6-1.（4 分）已知 2AsH3(g)===2As(s)+3H2(g)是一级反应(物种的量 c 与时间 t 的 关系：c=c0e—kt 或 ln(c/c0)=—kt)。在刚性真空容器中充入 AsH3，当 t=0 时，p0=1 atm， t=3h 时，p=1.15 atm。
6-1-1.求 t= 时 p=?
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向有一定的无序(沿体对角线方向分布)。进一步降温过程中，Y 分子转动受限，
趋于更有序的分布(或排列更规则)，导致晶体对称性降低。
2分
【4-2-4 解析】一般而言，温度越低同种固态物质的密度会增大。降温后，乙烷
晶体转化为单斜晶系，密度增大。其密度受晶胞中包含的分子数 z 和体积 v 影响，
因 β=90.41°接近直角，可看作长方体，即 530.43=149214334.5>422.6×562.3×584.5=
反应
原料
反应试剂
产物
反应类型
1
H2S/KOH
2
K2CO3
3
H2O
4
CH3OH
4
一、1-1. 1-2. 1-3. 1-4.
二、2-1. 2-2. 2-3. 2-4. 2-5.
三、3-1-1. 3-1-2.
3-2-1. 3-2-2.
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姓名
答题卷 ，成绩
；
3-2-3. 3-2-4. 3-2-5.
3-2-1. 写出 X 的化学式；写出 X 和石灰水反应的方程式。 3-2-2. 通过计算推出 Y 的化学式（Y 分子中存在三次旋转轴）。 3-2-3. 写出电解乙酸钠水溶液时阳极半反应的方程式。
3-2-4. 写出单斜晶系的晶胞中 Y 分子的数目。
3-2-5. 降温过程中晶系转化为对称性较低的单斜晶体，简述原因。
道。
5-1. NaCl 晶体在 50～300GPa 的高压下和 Na 或 Cl2 反应，可以形成不同组成、 不同结构的晶体。下图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子，小球为钠原子)。 写出 A、B、C 的化学式。
5-2. 在超高压(300 GPa)下，金属钠和氦可形成化合物。结构中，钠离子按简单 立方排布，形成 Na8 立方体空隙(如右图所示)，电子对(2e—)和氦原子交替分布填 充在立方体的中心。
。 根 据 上 述 反 应 机 理 ， 提 出 由 CH3COCH2CH2Br 和 CH3CHO 为 原 料 制 备 的 CH3COCH2CH2CH(OH)CH3 合成路线(用乙二醇作保护试剂，其它试剂任选)。 八、（31 届）（15 分） 8-1. a.判断以下分子是否有手性，并说明原因。
8-2. 画出以下反应所得产物的立体结构简式，并写出反应类型(SN1 或 SN2)
138893554.3，z 不可能为 1。单斜晶胞有 2 种(见上图)。
ρ=M×z/( V×NA)=30 g/mol×2/(422.6×562.3×584.5×10 —30 cm3×6.022×10 23 mol—1)
7
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= 0.7175 g/cm3
四、（15 分）
4-1. p(O2)=2.00 kPa，α=80.0% [MbO2]=0.800ct [Mb]=0.200ct
1分
3-2-2. 设 Y 的摩尔质量为 M
ρ=M×Z/(V×NA)即 M =ρ(V×NA)/Z
=0.669 g/cm3×(530.4×10 —10 cm)3×6.022×10 23 mol—1/2=30 g/mol
Y 是乙酸根电解的产物之一(另一产物为 CO2)，Y 分子中存在三次旋转轴，故 Y
可能为烃类，设为 CxHy：12.01x+1.008y=30，x=2，y=6，故为乙烷 C2H6 4 分
2-2. 非金属元素 A 与 V 的最高氧化态相同，能形成最简式为 AO3—的三聚酸根，
其立体结构式为
。
三、（32 届）（13 分） 3-1.利用双离子交换膜 电解法可以从含硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨。 3-1-1. 阳极室得到的是哪种物质？写出阳极半反应方程式。 3-1-2. 阴极室得到的是哪种物质？写出阴极半反应及获得相应物质的方程式。 3-2. 电解乙酸钠水溶液，在阳极收集到 X 和 Y 的混合气体。气体通过新制的澄
4-4. Mb 含有一个 Fe(Ⅱ)，呈顺磁性，与 O2 结合后形成的 MbO2 是抗磁性的。
M44--44b--O122..
中的铁周围的配位场可近似为八面体场。 写这出一过Mb程O中2 中F铁e(Ⅱ离)子的在价八态面是体否场发中生的改价变电？子简排述布原。因。
4-4-3. 结合 O2 前后铁离子的半径是不变、变大还是变小？简述原因。
3-2-3. 2CH3COO——2e—=CO2↑+C2H6↑
1分
【解析】柯尔贝(H.Kolbe)法电解羧酸盐溶液制烃类：
2RCOO—+2H2O====R—R+2CO2↑+H2↑+2OH—
底心单斜
阳极
阴极
β
ββ=90.41
3-2-4. 2
1分
3-2-5.立方晶胞中，处于体心和顶点位置的 Y 分子晶体学上完全等同，故分子取
5-2-1. 写出晶胞内的钠离子数。 5-2-2. 写出体现该化合物结构特点的化学式。 5-2-3. 若将氦原子放在晶胞顶点，写出所有电子对(2e—)在晶胞 中的位置。
5-2-4. 以氦原子为顶点的晶胞边长 a=395 pm。计算此结构中 Na-He 的间距 d 和 晶体的密度 ρ(单位：g/cm3)。
转化 V10O286—的反应为
。
； V4O124—
2-1-4. 全钒液流储能电池如图(已知 φ°(VO2+/VO2+)=1.00V， φ°(V3+/V2+)=—
1
0.255V)：
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充电时当恒稳电流 I 通电 t min，有
mol H+通过质子交换膜，两池溶液中
n(H+)的变化量为
(1 mol e—的电量为 96.48 kC)。
清石灰水，X 被完全吸收，得到白色沉淀。纯净的气体 Y 冷却到 90.23K，析出
无色晶体，X-射线衍射表明，该晶体属立方晶系，体心立方点阵，晶胞参数 a=530.4 pm，Z=2，密度 ρ=0.669 g/cm3。继续冷却，晶体转化为单斜晶系，a=422.6 pm， b=562.3 pm，c=584.5 pm，β=90.41°。
四、（28 届）（15 分） 肌红蛋白(Mb)是由肽链和血红素辅基组成的可结合氧的蛋白，广泛存在于肌肉 中。肌红蛋白与氧气的结合度(α)与氧分压 p(O2)密切相关，存在如下平衡：
kA
Mb(aq)+O2(g) kD MbO2(aq)
(a)
其中 kA 和 kD 分别是正向和逆向反应的速率常数。37℃，反应达平衡时测得的一 组实验数据如下图所示：
2
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44--12.. 计导算出平37衡℃时下结反合应度的(平α)随衡氧常分数压。变化的表达式。若空气中氧分压为 20.0 kPa， 计算人正常呼吸时 Mb 与氧气的最大结合度。 4-3. 研究发现，正向反应速率 v 正=kA[Mb]p(O2)；逆向反应速率 v 逆=kD[MbO2]。 已知 kD=60/s，计算速率常数 kA。当保持氧分压为 20.0 kPa，计算结合度达 50% 所需时间。(提示：对于 v 逆 =kD(MbO2)，MbO2 分解 50%所需时间为 t=0.693/kD）
ct =[MbO2]+[Mb]
K=0.800ct/(0.200ct×2.00 kPa)=2.00 kPa—1
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2019年高中化学竞赛模拟考题（一）
胡征善
一、（8 分）书写离子方程式 1-1. (29 届 ) 将 热 的 硝 酸 铅 溶 液 滴 入 热 的 铬 酸 钾 溶 液 产 生 碱 式 铬 酸 铅沉 淀
[Pb2(OH)2CrO4] 1-2. (29 届)酸性溶液中，黄血盐[K4Fe(CN)6·3H 2O]用 KMnO4 处理，被彻底氧化， 产生 NO3—和 CO2 1-3. Na+检验：在溶液中加入 ZnUO2(CH3COO)4(醋酸铀酰锌)溶液，若生成淡黄色 晶体[NaZn(UO2)3(CH3COO)9·9H 2O]，证明溶液中含 Na+ 1-4. 在黄色沉淀 PbCrO4 中加入 2 mol/LNaOH 溶液，沉淀溶解得到黄色溶液 二、（10 分）