22高中化学竞赛模拟试题3

最新高中化学竞赛模拟试题3

第1题含氮的高能物质（High Nitrogen Content ,High Energy Materials）是很有潜力的一类含能材料，其中一类属于含氮量较高，属于苯的含氮等电子体类化合物，如吡啶。理论上可以存在的所有苯的含氮等电子体化合物有多少种？并画出其结构

第2题1905年美国化学家富兰克林提出了酸碱的溶剂理论，人们发现许多溶剂都能发生自电离过程，生成特征阳离子和特征阴离子，如 2H2O = H3O+ + OH-, 2NH3=NH4+ + NH2-，溶剂理论认为凡在溶剂中能产生（包括化学反应生成）特征阳离子的物质为溶剂酸，反之为溶剂碱。

2-1 NH4Cl和NaH在液氨体系中是酸还是碱，并用方程式来表示

2-2 SbF5 在 BrF3 溶液中为酸，写出其电离方程式，画出电离所得阴、阳离子的结构

2-3尿素在液氨中为弱酸，试写出电离方程式。液氨中尿素与氨基钠反应得到尿素盐，试写出方程式。该反应能不能在水中进行？为什么？

第3题照相工业用的KBr通常用如下方法制备：将苛性钾溶于水，50-60℃下加入尿素，溶解后加入溴单质，恒温80℃至pH=6-7，经脱色过滤，蒸发结晶精制得到产品

3-1写出反应的方程式

3-2单质溴与苛性钾反应也可以得到KBr，为什么还要加入尿素？

第4题A、B为同主族短周期元素，A最高价含氧酸根为平面构型，B最高价含氧酸根为正四面体构型。将A的最高价含氧酸冷冻后与B的最高价氧化物混合，升温融化，维持温度40℃，剧烈反应生成气体C，氟化硼可与C以摩尔比1:1反应，生成D，将D溶于硝基甲烷中，通入干燥的氟化氢气体可得到沉淀E，E的阳离子与CO2为等电子体，阴离子为四面体构型。将E与氟化钠在240℃反应得到产物F，F与固态C中的阴离子为等电子体。

4-1写出A、B反应生成C的方程式

4-2 推测D、E、F的结构

4-3 F可与苯剧烈反应，写出反应的方程式

第5题

5-1 比较下列化合物与乙醇形成氢键的能力：(H3Si)2O和(H3CH2C)2O

5-2写出 BBr3与过量NH(CH3)2在烃类溶剂中的反应。

第6题工业电解NaCl-AlCl3体系铝工艺如下：用氧化铝或铝硅酸盐为原料，制得AlCl3，再以无水AlCl3为原料，制备AlCl3离子型液体（AlCl3－MCl，M为碱金属或有机阳离子），以此AlCl3离子型液体进行电解。

6-1实验证明，在阳极发生的电解反应是AlCl4-失去电子生成离子Q ,该离子中Al有一种环境，Cl有二种环境，经质谱检验，其质荷比M/Z＝302.5，试画出该离子Q的结构式，并写出生成Q的电极方程式。

6-2生成的Q离子移动到阴极，并在阴极得电子生成Al单质。试写出电极方程式。

6-3当Cl-含量较少时，AlCl3－MCl中可能存在链状离子[Al n Cl3n+1]-,试画出其结构。

第7题DMC[CO(OCH3)2]是一种重要的化工原料，广泛用于有机合成中，研究者研究了以CO2和CH3OH 为原料的直接合成法。由于该反应在热力学上难以进行，研究者在反应体系中加入A （298K时，1atm时，其蒸气密度为1.88g/L ）后有效的提高了反应的产率。试回答下列问题：

7-1给出DMC的系统命名

7-2 写出直接合成法合成DMC的方程式

7-3 写出A的结构简式

7-4从化学平衡的角度分析A为什么可以提高DMC的产量？（写出两个理由）

7-5 最早生产DMC的方法为光气甲醇法，但现在已经是淘汰工艺。已知光气甲醇法分两步进行，试写出两步反应方程式。

第8题 向一定量的CoCO 3 中加入浓氢溴酸使之溶解，再加入浓氨水和NH 4Br ，搅拌下加入30%的H 2O 2 ，向溶液中通空气除去过量的氨气，再加浓氢溴酸到溶液为中性时开始出现红色沉淀A ，A 中含五种元素，其中Co 为14.67%，N 为17.43%，2.0gA 与0.920mol/L 的AgNO 3溶液反应消耗16.30mLAgNO 3溶液。将A 过滤洗涤干燥，在110℃时加热1-2小时得到蓝紫色晶体B ，失重率为4.48%，在B 的冷浓溶液中加稀盐酸可以得到暗紫色晶体C ，C 中含Co 为20.0%，含N 为23.74%，A 、B 、C 式量均不超过500，且其中N-H 键键长与氨分子键长接近。 8-1通过计算，推测A 、B 、C 的化学式

8-2如果事先不知道A 、B 、C 本身的颜色，如何鉴别A 、B 、C 三种物质？

第9题 富勒烯（Fullerene ）全碳分子（Cn ）（n ＝60，70，76，84……）近年来一直是人们研究的热点。作为新发现的碳的第三种结构形式，富勒烯结构奇特新颖，具有许多激动人心的物理特性：超导、特殊的磁学性质、光电导性质以及非线性光学性质。富勒烯材料应用前景非常广泛：包括新型材料、超导、激光、红外、电化学、新型能源、天体物理、地质，甚至医学（艾滋病的防治），以C 60为例，它是一个很好的超导体，M 3C 60（M ＝K 、Rb 、Cs ）均为超导体，具有很好的电化学性质（用于制作高容量的锂电池），尤其具备奇特的光学性质。由于生成条件不同，C 60分子可堆积成不同的晶体结构，如立方最密堆积和六方最密堆积结构，前者的晶胞参数a =1420pm ，后者的晶胞参数a =b =1002pm ，c =1639pm 。

9-1 用分数坐标表示出C 60的立方最密堆积结构中多面体空隙的中心位置(每种多面体空隙

只写一种即可)

9-2 C 60与K +可形成组成为K 3C 60的超导材料，C 60为立方最密堆积，K +占据什么多面体空隙？

占据空隙的百分数是多少？

9-3同一温度下，C 60的晶体密度为多少？若 K 3C 60晶胞参数a ＝1424pm ，求 K 3C 60的晶体密度比C 60的晶体密度增大的百分数。

第10题 胡椒粉的主要辛辣成份辣椒素（化合物G ）的合成方法如下： OH

3A (C 8H 15Br)

CH 2(CO 2C 2H 5)2(2) H 3O D (C 11H 18O 4)

160 ~ 180 ℃E (C 10H 18O 2)2F (C 10H 17ClO)(C 18H 27NO 3)

B (

C 7H 11O 4Na)A (C 8H 15Br)

C (C 15H 26O 4)辣椒素

写出上述合成路线中化合物A ～G 的结构简式。