2014年五一高中化學競賽提高班后端習題2

2014 年 五一 高中 化學 競賽提高班 后端習題 （第 二 次） 試卷說明 本測試與 2014 年 全國中學生化學競賽初 賽 難度相當，并與實際授課難度接近。希望學員經(jīng)由本試卷了解 化學競賽初 賽 題型及難度，對 14 年 9 月 全國中學生化學競賽初 賽 舉辦之前的學習進度給出合理安排。 本習題用于學生對水平進行自我評估， 測試答案將于 2014 年 5 月 20 日中午 12:00，在清北學堂官方網(wǎng)站進行發(fā)布。 如有 學員希望單獨得到金牌助教們的閱卷及分析，請通過郵箱與我們?nèi)〉寐?lián)系。方式 1：將自測結果（推薦直接在原試卷上給出答案）以照片或掃描件的形式發(fā)送。方式 2：將自測答案單獨以 excel 或 word 形式發(fā)送。我們會在收到答案的兩周內(nèi)進行評閱并進行個性化分析。 模擬試題 將于 2014 年 5 月 20 日 12:00 發(fā)布。 清北學堂集中培訓課程后端習題 （ 2014 年 五一 集中培訓課程使用） QBXT/JY/RXCS2014/5-2-8 2014-5-15 發(fā)布 清北學堂教學研究部 清北學堂學科郵箱 自主招生郵箱 數(shù)學競賽郵箱 物理競賽郵箱 化學競賽郵箱 生物競賽郵箱 理科精英郵箱 清北學堂官方博客 /tsba 清北學堂微信訂閱號 學習資料最新資訊 清北學堂集中培訓課程課程 后端習題 北京清北學堂教育科技有限公司 第 2 頁 2014 年五一高中 化學 競賽提高班后端習題 2（初 賽難度） 評分通則 1.凡要求計算或推導的，必須示出計算或推導過程。沒有計算或推導過程，即使結果正確也不得分。 2.有效數(shù)字錯誤，扣 0.5 分，但每一大題只扣 1 次。 3.單位不寫或表達錯誤，扣 0.5 分，但每一大題只扣 1 次。 4.只要求 1 個答案、而給出多個答案 ,其中有錯誤的，不得分。 5.方程式（不是反應式?。┎慌淦讲坏梅?。 6.用鉛筆解答（包括作圖）無效。 7.使用涂改液涂改的解答無效。 8.不包括在標準答案的 0.5分的題，可由評分組討論決定是否給分。 氣體常數(shù) R 8.31447 JK1mol1 法拉第常數(shù) F 96485Cmol1 阿佛加德羅常數(shù) NA 6.0221421023mol1 第 1 題（ 11 分） 1金屬鈉不僅跟氧氣、水等無機物反應，還能跟酒精、醋酸等有機物反應。要研究金屬鈉跟酒精反應的性質(zhì)以及它與水反應的異同點。該研究方法中使用了哪 3 種科學方法。 2我國青海湖地區(qū)素有“夏天曬鹽，冬天撈堿”之說。請用科學原理進行解釋。 3中秋佳節(jié)，雪月餅倍受青睞，為防止冰激凌融化，在攜帶的過程用干冰作制冷劑，某市民回家后將干冰放在密封的塑料瓶中，并保存在冰箱里。請評價該市民的做法 4在含氧酸中有一種稱為原某酸的 ，一般不穩(wěn)定，易脫水；它與對應的含氧酸的區(qū)別在于 H、 O 原子數(shù)目的不同 。例如：硅酸的化學式 H2SiO3，原硅酸的化學式為 H4SiO4；據(jù)此推知原甲酸乙酯的結構簡式。 1 .0 0 8Z r Nb Mo T c R u Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I H f Ta W R e Os Ir P t Au Hg T l Pb Bi Po AtA c - L rHLi Be B C N O FNa Mg Al Si P ClSK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se BrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6 . 9 4 1 9 . 0 1 22 2 .9 9 2 4 .3 13 9 .1 0 4 0 .0 88 5 .4 7 8 7 .6 21 3 2 . 9 1 3 7 . 3 2 2 3 2 2 6 4 4 .9 6 4 7 .8 8 5 0 .9 4 5 2 .0 0 5 4 .9 4 5 5 .8 5 5 8 .9 3 6 3 .5 55 8 .6 9 6 5 .3 91 0 .8 12 6 .9 86 9 .7 21 2 .0 12 8 .0 97 2 .6 11 1 4 . 82 0 4 . 41 1 8 . 72 0 7 . 21 1 2 . 42 0 0 . 61 0 7 . 91 9 7 . 01 0 6 . 41 9 5 . 11 0 2 . 91 9 2 . 21 0 1 . 11 9 0 . 29 8 .9 11 8 6 . 29 5 .9 41 8 3 . 99 2 .9 11 8 0 . 99 1 .2 21 7 8 . 58 8 .9 11 4 .0 1 1 6 .0 0 1 9 .0 03 0 .9 77 4 .9 21 2 1 . 82 0 9 . 03 2 .0 77 8 .9 61 2 7 . 6 2 1 0 2 1 0 1 2 6 . 97 9 .9 03 5 .4 54 . 0 0 32 0 .1 83 9 .9 58 3 .8 01 3 1 . 3 2 2 2 HeNeArKrXeRn相對原子質(zhì)量Rf Db Sg Bh Hs Mt清北學堂集中培訓課程課程 后端習題 北京清北學堂教育科技有限公司 第 3 頁 5工業(yè)上以 CuO 和 H2SO4為原料制備 CuSO45H2O 晶體。為確 保 制備過程中既不補充水，也無多余的水分。試確定所用硫酸溶液溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)。 第 2 題（ 5 分） 羥胺（ NH2OH）熔點 33.05，沸點 56.5，是有機合成上最常用的還原劑，工業(yè)上可電解硝酸制得，羥胺鹽酸鹽在工業(yè)上用途非常廣泛。 1寫出 電解硝酸 電極上生成 羥胺的電極反應方程式； 2 寫出能體現(xiàn)羥胺弱堿性的離子方程式； 3羥胺能還原溴化銀，寫出該反應的化學方程式； 4酸性條件下羥胺能將硫酸亞鐵氧化，寫出反應的離子方程式； 5系統(tǒng)命名右圖所示物質(zhì)的名稱。 第 3 題（ 7 分） 某些含硫氮環(huán)的游離酸可通過下列串連反應制得：氯磺酰通過氨解反應得到 A；將A 加熱得 B， B 是一種硫酰胺的離子態(tài)物質(zhì)； B 與某些重金屬鹽，例如銀鹽在鹽酸溶液中反應便得含硫氮環(huán)的游離酸（代號 C）；將上反應中的 HCl 用 CH3I 替代，則可制得含硫氮環(huán)的有機衍生物（代號 D）。 1請完成的化學反應方程式； 2并寫出 C 與 D 的化學結構式。 第 4 題（ 8 分） Apollo 號宇宙飛船在執(zhí)行空間任務時，火箭中的液體 N2O4 貯存于含鐵的容器中，結果腐蝕物中含有 Fe(NO3)3 N2O4，該物質(zhì)實際上是 NOFe(NO3)4，經(jīng) X 射線晶體結構表示實際為 N4O6Fe(NO3)42。請回答： 1寫出合成 NOFe(NO3)4的反應方程式； 2如果 N4O62 是平面型的離子，存在 3 重對稱軸（旋轉(zhuǎn) 120重合），但不存在對稱面。試畫出其可能離子結構示意圖。 3如果 N4O62 是非平面型的離子，不存在 3 重和 2 重對稱軸，但存在對稱面。試畫出其可能離子結構示意圖。 CH3N OH清北學堂集中培訓課程課程 后端習題 北京清北學堂教育科技有限公司 第 4 頁 第 5 題（ 9 分） 為確定晶體 X 的化學式，某學生取該晶體 1.252g，以水溶解，配成 100.0mL 溶液（以下稱 X液），經(jīng)下列測定步驟： （ 1）取 X 液 3.00mL，用硝酸及氫氧化鈉調(diào)至 pH 7，以鉻酸鉀作指示劑，用 0.0200mol L 1 硝酸銀滴至磚紅色 鉻酸銀沉淀出現(xiàn)，消耗硝酸銀溶液 15.00mL； （ 2）取 X 液 3.00mL，用硝酸調(diào)至 pH 1，加入 25.00mL 0.0300mol L 1 硝酸銀溶液，振蕩后，再加入硝基苯，用 0.0200mol L 1 硫氰化鉀溶液滴至終點，消耗硫氰化鉀溶液 15.00mL； （ 3）取 X 液 10.0mL，加入 10.0mL 2.00mol L 1 氫氧化鈉溶液，加熱蒸餾，餾出物用 50.00mL 0.100mol L 1 鹽酸吸收，蒸餾半小時后，用 0.100mol L 1 氫氧化鈉溶液滴定鹽酸吸收液至甲基紅變黃，消耗氫氧化鈉溶液 25.00mL； （ 4）取 X 液 5.00mL，用硝酸調(diào)至 pH 5 6，加入 10mL、 pH 5.5 的緩沖溶液，以二甲酚橙作指示劑，用 0.0100mol L 1EDTA 溶液滴至終點，消耗 EDTA 溶液 25.00mL。 1分析上述步驟中為什么使用返滴定（步驟為直接滴定），硝基苯的作用是什么，如何判斷該反應的終點？ 2通過計算確定該晶體的分子式。 第 6 題（ 15 分） 1 8羥基喹啉是一種多齒配體，它能與 Cu（）形成一系列配合物，如在乙醇水溶液中可以得到 A，紅外光譜顯示 A中存在兩種 Cu O鍵，請畫出 A的立體結構。 2在加熱情況下把堿金屬的氰化物慢慢加入到銅鹽溶液中立即得到白色沉淀 X，如果反應在室溫條件下進行，則得到絮狀黃綠色沉淀 A與 B， B在常溫下相當穩(wěn)定加熱則分解得到 X。已知 A、B是配位數(shù)不同但配體與外界均相同的物質(zhì)。寫出所有反應的方程式。 3制取 X的最好方法是將 NaHSO3、 KCN、 CuSO4的混合物加熱到 60，此法可以避免有毒氣體的產(chǎn)生， X微溶于水， pKsp(X) 19.5， pKa(HCN) 9.4。寫出制取 X的反應方程式并求出 X在水中的溶解度。 第 7 題（ 9 分） 化工生產(chǎn) 中用烷烴和水蒸氣反應得到一氧化碳和氫氣為主的混合氣體。這種混合氣體中用于生產(chǎn)甲醇或合成氨。對甲烷而言有如下兩個主要反應： CH4 0.5O2 CO H2， H 36kJ mol 1 CH4 H2O CO 3H2， H 216kJ mol 1 1由反應和推出總焓變?yōu)榱愕目偡磻匠淌綖榉磻?2用 CO 和 H2 合成甲醇可用下述兩種方法之一。兩步法：對應于反應的起始混合物先從 0.100 106Pa 壓縮到 3.00 106Pa，然后將該反應的產(chǎn)物從 3.00 106Pa 壓縮到 6.00 106Pa。一步法：將反應的產(chǎn)物從 0.100 106Pa 壓縮到 6.00 106Pa。已知： W nRTlnpf（終） /pi（始） 。假定反應是在恒壓下完成的。溫度恒定在 500K，氣體遵守理想氣體行為，氣體常數(shù) R8.314J mol 1 K 1。 清北學堂集中培訓課程課程 后端習題 北京清北學堂教育科技有限公司 第 5 頁 設有 100mol 起始混合物，試計算按兩步法增加壓力的壓縮功 W 兩步 和按一步法增加壓力的壓縮功 W 一步 。 3為生產(chǎn)氫氣用于合成氨，設某混合氣體含 40.0mol 的 CO， 40.0mol 的 H2， 18.0mol CO2以及 2.00mol N2，將該混合氣體加到 200mol 水蒸氣中，通過反應器，發(fā)生如下轉(zhuǎn)化并建立平衡：CO H2O CO2 H2，在給定條件下轉(zhuǎn)化反應的平衡常數(shù) K 3.30，求反應器出口處各種氣體的物質(zhì)的量。 第 8 題（ 10 分） 有機酸 D 可通過如下合成線路合成： （途徑） 有人提出不經(jīng)過 B、 C，直接由下面的步驟合成 D： （途徑） 稱取 0215g D 溶于水，以 0.1mol/L NaOH 中和，當加入 25mL 時反應完全，且 D 中含 2個甲基， 1 個季碳原子。 1寫出 A E 的結構簡式。 2對比以上方法，哪個更好，為什么？ 第 9 題（ 10 分） BTC 是一種穩(wěn)定的白色結晶體，熔點為 78 82，沸點為 203 206。 1mol BTC 可在一定條件下分解產(chǎn)生 3mol 光氣，所以又被稱為“三光氣”。工業(yè)上可以利用碳酸二甲酯的氯代反應制備 BTC。 BTC 的反應活性與光氣類似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羥胺等多種化合物反應，因此低毒性的 BTC 在化學反應中完全可替代劇毒（被禁用）的光氣合成相關的化工產(chǎn)品。 1 BTC 分子中所有氯原子都等價，試寫出結構簡式 2除毒性外， BTC 比光氣還有什么優(yōu)點？ 3某研究者設計了以光氣和苯甲酰氯、鹽酸叔丁基肼等為主要原料合成了 N1叔丁基苯甲酰肼（ D）： BTC 苯甲醇 A 鹽酸叔丁基肼 B 苯甲酰氯 C CPdH /2 D（產(chǎn)物） E（酯） 寫出 A E 各物質(zhì)的結構簡式。 清北學堂集中培訓課程課程 后端習題 北京清北學堂教育科技有限公司 第 6 頁 第 10 題（ 16 分） 金雞納樹是一種金雞納屬的樹木和灌木，原產(chǎn)于安第斯山區(qū)，其樹皮含有治療瘧疾的藥用生物堿奎寧和奎尼定（代號 CNA, Cinchona Alkaloids ）。下面是兩種 CNA的立體結構，很久之前就發(fā)現(xiàn)這兩種 羥基胺（簡化表示NR3*）均是不對稱親核催化劑（ Chiral nucleophilic catalysts）， 下面是一個例子： 反應的機理： 1請明確指出 quinidine1與 qui