2020年高中化学竞赛 国初模拟
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第 3 题（8 分） 过氧化氢由于其特殊的性质，其参与的许多反应被科学家作为研究的对象。
3-1 一种机理指出氯气在双氧水中的反应可分为 2 步进行，第一步生成一个四原子中间体 A；
Icy Salt K
第1页
第二步 A 分解得到 O2。给出 A 的空间结构（示出键角），并指出产物 O2 中 O 原子的来源 3-2 有实验证明，过氧化氢和金属离子的反应中很多是自由基反应。H2O2 还原 Ce4+的反应 中，产生自由基 B，B 也能还原 Ce4+；而 Fenton 反应——H2O2 与 Fe2+的反应，也产生了高 活性的自由基，可用来清洗进行有机反应后的容器（短时间内并无沉淀生成）。写出 B 的
CH3C(OEt)3 PhOH
OH
A
KOH
I2,NaHCO3
1
COOEt
BΒιβλιοθήκη Baidu
2 Bu3SnH C AIBN
LDA,THF HCOOEt
SnCl4 3
NaHCO3
NaH,MeI 4
CS2
Bu3SnH
MeLi D
AIBN
HO
OH
其中，AIBN 为自由基引发剂。C 的分子式为 C12H18O2，D 的分子式为 C13H18O2 10-1 画出化合物 1,2,3,4 的结构 10-2 写出 A 到 B 的过程中发生反应的名称，并画出反应过程中的 3 个关键的电中性中间体
第 5 题（9 分） 块状金属 M 有很强的抗腐蚀性，在核反应堆工艺中有重要的作用。在含 M 的硫酸盐水
溶液中加入亚硒酸，沉淀物除去结晶水后得到含 M 质量分数为 44.19%的物质 A。60℃下， A 与 Na2SeO3 溶液一起溶煮又得到晶状化合物 B；将 B 在空气中灼烧失重 64.3%生成 C。C 用焦炭和氯气在高温下焙烧得到 D，D 容易水解。D 和 ClO 反应生成含 M 质量分数为 51.21% 的物质 E。C 与 CS2 加热反应生成 F，C 到 F 的转化中，质量几乎没有变化。 5-1 写出 A-F 的化学式 5-2 MFx(PCl5)2（其中 M 为最高价）和 AsCl3 反应得到含 Cl 质量分数为 35.4%的 G，写出生 成 G 的方程式
Rf
Db
Sg Bh
Hs
Mt
第 1 题（5 分） 离子交换树脂是网状的高分子聚合物。如图所示的离子交换树脂（R-SO3H），就是由
2 种单体 A 和 B 聚合后经磺化制得的。其中，单体 B 将链状分子连成网状，称为交联剂。
1-1 给出制备树脂的两种单体的名称 1-2 写出该交换树脂在水中与 NaCl 发生交换反应的方程式 1-3 树脂的交联度是指交联剂在反应物中所占的质量分数，直接影响树脂的孔隙度。若该树 脂是由 A 和 B 的摩尔比 10:1 制得的，它的交联度是多少？若要用于分离相对分子质量较大 的多肽，应选交联度稍大还是稍小的树脂？
6-3 若以 M 为顶点的晶胞中，一个 X 原子的实际坐标为 ( 2 , 1 , x), x 0.20 ，试写出所有 M 33
原子的分数坐标
6-4 事实上，对于足够大的晶体，任何晶体结构都会产生缺陷。指出形成缺陷的过程中，焓 变和熵变的正负，并解释为什么在这个过程中熵效应占主导作用
第 7 题（10 分） 7-1 [Cr2 (Ph2PO2 )4 (OH )2 (H 2O)4 ] 的一种结构有对称中心和镜面，其中含磷配体有两种不同 的配位形式。画出该配合物的结构
第 4 题（12 分）
在 EtONa/EtOH 体系中，酮 A 和芳香醛 B 发生可逆的缩合反应 A B K1C H 2O ，
同时酮 A 自身也会进行缩合 2A K2 D H 2O （所使用的常数均为标况下的标准平衡常
数）。最后得到的溶液中，记产物的“不纯度”
x0
[D] [C ]
100%
。
4-1 计算 A 生成 C 的平衡转化率 x （用 x0 , K 表示）
Cs 132.9
Ba 137.3
La-Lu
Hf 178.5
Ta 180.9
W 183.9
Re 186.2
Os 190.2
Ir 192.2
Pt 195.1
Au 197.0
Hg 200.6
Tl 204.4
Pb 207.2
Bi 209.0
Po [210]
At [210]
Rn [222]
Fr Ra [223] [226]Ac-Lr
B C N O F Ne 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18
Na Mg 22.99 24.31
Al Si P S Cl Ar 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80
结构式与 Fenton 过程的离子反应方程式
3-3
在酸性溶液中， E 0 H2O2 / H2O
1.776V
，
E
0 O2
/
H 2O2
0.682V , E 0 HNO2 / NO
0.996V
,
E 0 NO3 / HNO2 0.940V 。通过计算说明此时 H2O2 与 HNO2 发生的是什么反应，写出方程式， 并计算标准状况下该反应的平衡常数 K
第 6 题（10 分） 某新型材料含有 M、X、Y 三种原子，其晶体结构可看做 M 作…ABBACCA…堆积，A、
B、C 为密置单层。X 填入所有的正八面体空隙，Y 填入所有的三棱柱空隙。 6-1 写出该化合物的化学式，指出结构基元并回答该化合物属于什么晶系 6-2 若相邻两层的 M 原子相切，符合理想的晶体结构。M 的半径为 rM，计算一个正当晶胞 的体积
第 2 题（14 分） 2-1 硫代硫酸钠是分析化学中常用的试剂。配置好的硫代硫酸钠溶液却不易保存，在空气中 的 O2 或 CO2 的作用下都会变质，生成同一种沉淀。写出这两个反应的离子方程式 2-2 HgF2 可用作氟化试剂。HgF2 与 CS2 反应，能得到含 Hg 质量分数为 49.8%的物质 A；而 HgF2 与 ICN 反应，得到不含汞的六元环状分子 B。给出 A、B 的化学式 2-3 在弱碱性溶液中，8-羟基喹啉（C9H7ON）可与 Mg2+反应，生成式量为 348.6 的沉淀 C。 给出沉淀 C 最稳定的结构（除配位原子外的部分可用弧线表示），并指出 C 的立体异构体 数目（计数时包括 C 本身） 2-4 磷酸碘（IPO4）不太稳定，在水中会歧化，写出反应方程式 2-5 硼酸可与乙酸酐以 2:5 的摩尔比发生取代反应，写出反应方程式
Icy Salt K
第4页
ISK の高中化学竞赛（初赛）模拟题 2020 年 By 冰塩@229162323
·本卷为初赛模拟题，响应“降低难度，回归基础”指示，包含初赛大纲考点 ·未经允许，不得以盈利为目的进行不正当翻印 ·命题人水平有限，如有疏漏敬请谅解 ·180 分钟以内完成
H
相对原子质量
He
1.008
4.003
Li Be 6.941 9.012
7-2 实验表明，[V (S2C2Ph2 )2 ] 的结构中，V-S 的键长为 233.8pm，任意两个相邻的 S 之间的 距离为 306.4pm，计算 S-V-S 的键角并依此画出配合物的结构。该配合物是否具有磁性？ 7-3 许多含过渡金属的配合物具有催化活性
Icy Salt K
第2页
7-3-1 以你的了解，写出尿素酶的中心元素（与之同族的另一元素能组成一种唯一含金属的 维生素）
根据分子的结构特征，将物质与用途一一对应
Cl NO2
N
N+
Cl
NO2
N
第 9 题（12 分） 9-1 杀菌剂 OIT 需要避光保存，是由于 N-S 共价键容易均裂生成自由基，因而发生重排。 试给出重排过程的中间体，标注电子转移方向
Icy Salt K
第3页
O
NR S
O
S
N
R
9-2 在 90℃，吡啶和乙酸酐存在的条件下发生以下反应:
O
N H
COOH Ac2O A
B+
C
D
已知产物 D 的分子式为 C12H17O3N，试画出中间体 A、B、C 和产物 D 的结构简式 9-3 给出以下反应的所有产物以及一个关键中间体（不含 I），其中三环产物的化学式为 C15H18O2
OH
O IPh(OTf)2
Me3Si
第 10 题（10 分） 已知有以下合成路线（所有的后处理均已经省略）：
R
O
EC3.1
CH3CH2SO2Cl
O
O
A
B
R
KOH
B
O
OH
8-2 以下反应也能得到几乎立体专一的产物。画出产物结构并简要解释为什么未发生脱 HF 和外消旋化等副反应（反应中三乙基硼作引发剂）
OO
ON
(1)LDA,THF,-78℃ (2) CF3I , Et3B
8-3 以下各有机物在分析化学中可被用作胺类、糖类的鉴定，酸碱指示剂与吸附指示剂。试
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 98.91 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3
7-3-2 金属 Os 可用于催化双羟化反应，给出以下转化的中间产物（均为电中性且不含 Na）
Cl
ts N Na+
OsO2 (OH )42
A+H2O
B
第 8 题（10 分） 8-1 酯水解酶 EC3.1 可用于得到特定构型的产物。经处理后，外消旋体的原料中只有一种异 构体会发生反应，从而完成拆分。第三步的反应中催化量的 KOH 用于水解。给出中间产物 的结构与所得产物中手性碳原子的构型
4-2
若初始投料比 A:B=1:1, K1 K2
1 ,求上述平衡转化率的值 4
4-3 通过改变初始投料比，如何增大转化率？若用其他的手段，有什么可行的方案?
4-4 若以上反应在 Ba(OH)2 的水溶液中进行，其他条件不变， K1 5.0，K2 0.20 ，计算当 生成 C 的转化率达到 80%时产物的不纯度，以及此时的初始投料比
3-1 一种机理指出氯气在双氧水中的反应可分为 2 步进行，第一步生成一个四原子中间体 A；
Icy Salt K
第1页
第二步 A 分解得到 O2。给出 A 的空间结构（示出键角），并指出产物 O2 中 O 原子的来源 3-2 有实验证明，过氧化氢和金属离子的反应中很多是自由基反应。H2O2 还原 Ce4+的反应 中，产生自由基 B，B 也能还原 Ce4+；而 Fenton 反应——H2O2 与 Fe2+的反应，也产生了高 活性的自由基，可用来清洗进行有机反应后的容器（短时间内并无沉淀生成）。写出 B 的
CH3C(OEt)3 PhOH
OH
A
KOH
I2,NaHCO3
1
COOEt
BΒιβλιοθήκη Baidu
2 Bu3SnH C AIBN
LDA,THF HCOOEt
SnCl4 3
NaHCO3
NaH,MeI 4
CS2
Bu3SnH
MeLi D
AIBN
HO
OH
其中，AIBN 为自由基引发剂。C 的分子式为 C12H18O2，D 的分子式为 C13H18O2 10-1 画出化合物 1,2,3,4 的结构 10-2 写出 A 到 B 的过程中发生反应的名称，并画出反应过程中的 3 个关键的电中性中间体
第 5 题（9 分） 块状金属 M 有很强的抗腐蚀性，在核反应堆工艺中有重要的作用。在含 M 的硫酸盐水
溶液中加入亚硒酸，沉淀物除去结晶水后得到含 M 质量分数为 44.19%的物质 A。60℃下， A 与 Na2SeO3 溶液一起溶煮又得到晶状化合物 B；将 B 在空气中灼烧失重 64.3%生成 C。C 用焦炭和氯气在高温下焙烧得到 D，D 容易水解。D 和 ClO 反应生成含 M 质量分数为 51.21% 的物质 E。C 与 CS2 加热反应生成 F，C 到 F 的转化中，质量几乎没有变化。 5-1 写出 A-F 的化学式 5-2 MFx(PCl5)2（其中 M 为最高价）和 AsCl3 反应得到含 Cl 质量分数为 35.4%的 G，写出生 成 G 的方程式
Rf
Db
Sg Bh
Hs
Mt
第 1 题（5 分） 离子交换树脂是网状的高分子聚合物。如图所示的离子交换树脂（R-SO3H），就是由
2 种单体 A 和 B 聚合后经磺化制得的。其中，单体 B 将链状分子连成网状，称为交联剂。
1-1 给出制备树脂的两种单体的名称 1-2 写出该交换树脂在水中与 NaCl 发生交换反应的方程式 1-3 树脂的交联度是指交联剂在反应物中所占的质量分数，直接影响树脂的孔隙度。若该树 脂是由 A 和 B 的摩尔比 10:1 制得的，它的交联度是多少？若要用于分离相对分子质量较大 的多肽，应选交联度稍大还是稍小的树脂？
6-3 若以 M 为顶点的晶胞中，一个 X 原子的实际坐标为 ( 2 , 1 , x), x 0.20 ，试写出所有 M 33
原子的分数坐标
6-4 事实上，对于足够大的晶体，任何晶体结构都会产生缺陷。指出形成缺陷的过程中，焓 变和熵变的正负，并解释为什么在这个过程中熵效应占主导作用
第 7 题（10 分） 7-1 [Cr2 (Ph2PO2 )4 (OH )2 (H 2O)4 ] 的一种结构有对称中心和镜面，其中含磷配体有两种不同 的配位形式。画出该配合物的结构
第 4 题（12 分）
在 EtONa/EtOH 体系中，酮 A 和芳香醛 B 发生可逆的缩合反应 A B K1C H 2O ，
同时酮 A 自身也会进行缩合 2A K2 D H 2O （所使用的常数均为标况下的标准平衡常
数）。最后得到的溶液中，记产物的“不纯度”
x0
[D] [C ]
100%
。
4-1 计算 A 生成 C 的平衡转化率 x （用 x0 , K 表示）
Cs 132.9
Ba 137.3
La-Lu
Hf 178.5
Ta 180.9
W 183.9
Re 186.2
Os 190.2
Ir 192.2
Pt 195.1
Au 197.0
Hg 200.6
Tl 204.4
Pb 207.2
Bi 209.0
Po [210]
At [210]
Rn [222]
Fr Ra [223] [226]Ac-Lr
B C N O F Ne 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18
Na Mg 22.99 24.31
Al Si P S Cl Ar 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80
结构式与 Fenton 过程的离子反应方程式
3-3
在酸性溶液中， E 0 H2O2 / H2O
1.776V
，
E
0 O2
/
H 2O2
0.682V , E 0 HNO2 / NO
0.996V
,
E 0 NO3 / HNO2 0.940V 。通过计算说明此时 H2O2 与 HNO2 发生的是什么反应，写出方程式， 并计算标准状况下该反应的平衡常数 K
第 6 题（10 分） 某新型材料含有 M、X、Y 三种原子，其晶体结构可看做 M 作…ABBACCA…堆积，A、
B、C 为密置单层。X 填入所有的正八面体空隙，Y 填入所有的三棱柱空隙。 6-1 写出该化合物的化学式，指出结构基元并回答该化合物属于什么晶系 6-2 若相邻两层的 M 原子相切，符合理想的晶体结构。M 的半径为 rM，计算一个正当晶胞 的体积
第 2 题（14 分） 2-1 硫代硫酸钠是分析化学中常用的试剂。配置好的硫代硫酸钠溶液却不易保存，在空气中 的 O2 或 CO2 的作用下都会变质，生成同一种沉淀。写出这两个反应的离子方程式 2-2 HgF2 可用作氟化试剂。HgF2 与 CS2 反应，能得到含 Hg 质量分数为 49.8%的物质 A；而 HgF2 与 ICN 反应，得到不含汞的六元环状分子 B。给出 A、B 的化学式 2-3 在弱碱性溶液中，8-羟基喹啉（C9H7ON）可与 Mg2+反应，生成式量为 348.6 的沉淀 C。 给出沉淀 C 最稳定的结构（除配位原子外的部分可用弧线表示），并指出 C 的立体异构体 数目（计数时包括 C 本身） 2-4 磷酸碘（IPO4）不太稳定，在水中会歧化，写出反应方程式 2-5 硼酸可与乙酸酐以 2:5 的摩尔比发生取代反应，写出反应方程式
Icy Salt K
第4页
ISK の高中化学竞赛（初赛）模拟题 2020 年 By 冰塩@229162323
·本卷为初赛模拟题，响应“降低难度，回归基础”指示，包含初赛大纲考点 ·未经允许，不得以盈利为目的进行不正当翻印 ·命题人水平有限，如有疏漏敬请谅解 ·180 分钟以内完成
H
相对原子质量
He
1.008
4.003
Li Be 6.941 9.012
7-2 实验表明，[V (S2C2Ph2 )2 ] 的结构中，V-S 的键长为 233.8pm，任意两个相邻的 S 之间的 距离为 306.4pm，计算 S-V-S 的键角并依此画出配合物的结构。该配合物是否具有磁性？ 7-3 许多含过渡金属的配合物具有催化活性
Icy Salt K
第2页
7-3-1 以你的了解，写出尿素酶的中心元素（与之同族的另一元素能组成一种唯一含金属的 维生素）
根据分子的结构特征，将物质与用途一一对应
Cl NO2
N
N+
Cl
NO2
N
第 9 题（12 分） 9-1 杀菌剂 OIT 需要避光保存，是由于 N-S 共价键容易均裂生成自由基，因而发生重排。 试给出重排过程的中间体，标注电子转移方向
Icy Salt K
第3页
O
NR S
O
S
N
R
9-2 在 90℃，吡啶和乙酸酐存在的条件下发生以下反应:
O
N H
COOH Ac2O A
B+
C
D
已知产物 D 的分子式为 C12H17O3N，试画出中间体 A、B、C 和产物 D 的结构简式 9-3 给出以下反应的所有产物以及一个关键中间体（不含 I），其中三环产物的化学式为 C15H18O2
OH
O IPh(OTf)2
Me3Si
第 10 题（10 分） 已知有以下合成路线（所有的后处理均已经省略）：
R
O
EC3.1
CH3CH2SO2Cl
O
O
A
B
R
KOH
B
O
OH
8-2 以下反应也能得到几乎立体专一的产物。画出产物结构并简要解释为什么未发生脱 HF 和外消旋化等副反应（反应中三乙基硼作引发剂）
OO
ON
(1)LDA,THF,-78℃ (2) CF3I , Et3B
8-3 以下各有机物在分析化学中可被用作胺类、糖类的鉴定，酸碱指示剂与吸附指示剂。试
Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 98.91 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3
7-3-2 金属 Os 可用于催化双羟化反应，给出以下转化的中间产物（均为电中性且不含 Na）
Cl
ts N Na+
OsO2 (OH )42
A+H2O
B
第 8 题（10 分） 8-1 酯水解酶 EC3.1 可用于得到特定构型的产物。经处理后，外消旋体的原料中只有一种异 构体会发生反应，从而完成拆分。第三步的反应中催化量的 KOH 用于水解。给出中间产物 的结构与所得产物中手性碳原子的构型
4-2
若初始投料比 A:B=1:1, K1 K2
1 ,求上述平衡转化率的值 4
4-3 通过改变初始投料比，如何增大转化率？若用其他的手段，有什么可行的方案?
4-4 若以上反应在 Ba(OH)2 的水溶液中进行，其他条件不变， K1 5.0，K2 0.20 ，计算当 生成 C 的转化率达到 80%时产物的不纯度，以及此时的初始投料比