全國化學(xué)競(jìng)賽復(fù)賽模擬試卷

1、全國化學(xué)競(jìng)賽復(fù)賽模擬試卷 （時(shí)間：2小時(shí) 滿分：100分） 姓名： H1.008相對(duì)原子質(zhì)量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.

2、91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMt第一題（8分）（一）目前，科學(xué)家正在設(shè)法探尋“反物質(zhì)”。所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對(duì)應(yīng)

3、的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電量，但電荷的符號(hào)相反。試回答：1若有反粒子，它的質(zhì)量數(shù)為 ，電荷數(shù)為 。2如果有該反粒子轟擊反12C原子，得到反H原子，寫出該核反應(yīng)方程式：（二）黃綠色ClO2具有漂白、消毒作用，沸點(diǎn)9.90，制備ClO2的方法是：將濕潤(rùn)的KClO3和草酸（固體）混合加熱到60即得。1ClO2的分子構(gòu)型為 ；2制備反應(yīng)方程式為 3用此法制備獲得的ClO2和其它生成物分離的方法是 第二題（12分）N2H4在一定條件下熱分解，產(chǎn)生NH3、N2和H2，設(shè)反應(yīng)后混合氣體密度為原來的x（同溫同壓下）。1如果產(chǎn)生NH3和N2物質(zhì)的量比為21，寫出N2H4分解的化學(xué)方程式；2如果x7/13，

4、寫出N2H4分解的化學(xué)方程式；3確定x的取值范圍： ；4計(jì)算產(chǎn)生的混合氣體中NH3、N2和H2的體積含量。（給出推理、計(jì)算過程）第三題（12分）合成C60 以及其它球碳分子的方法沒有發(fā)現(xiàn)最小的球碳分子C20 的存在。2000 年，德國Freiburg 大學(xué)的H.Prinzbach 宣稱，他們通過摘除法，已經(jīng)在氣相質(zhì)譜儀的氣體中看到了這種分子。他將C20H20 溶解在液溴里，在燒瓶里加壓長(zhǎng)時(shí)間回流，最終得到平均組成為C20HBr13的產(chǎn)物。在電子沖擊質(zhì)譜儀中觀察到了微量C20和C202的存在。1C20的空間模型是 ，其中CC鍵數(shù)是 ，鍵角是 。2C20H20分子中C原子雜化類型是 ，HCC鍵角比

5、CCC鍵角 （大、小、相等），C20H20中CC鍵長(zhǎng)比C20中 （長(zhǎng)、短、相等）3C202中存在的鍵數(shù)是 ，異構(gòu)體數(shù)是 （假設(shè)兩個(gè)失去電子的碳原子相對(duì)位置不一樣而互為異構(gòu)體）4如果我們將C20HBr13看成唯一產(chǎn)物，請(qǐng)配平下列方程式：_ C20H20_Br2_ C20HBr13_第四題（22分）（一）聯(lián)苯乙酸具有強(qiáng)消炎鎮(zhèn)痛作用和良好的透皮性能，對(duì)治療關(guān)節(jié)疾病和肌肉疼痛具有速效、高效和安全性等特點(diǎn)。以苯乙睛為起始原料經(jīng)四步反應(yīng)可合成聯(lián)苯乙酸，反應(yīng)總收率為33.7%。合成路線如下：CH2CNABCCH2COOH（1）確定合理的無機(jī)試劑a、b（2）寫出中間產(chǎn)物A、B、C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（二）目前，包括我國

6、在內(nèi)的許多國家都已經(jīng)暫停銷售和使用含苯丙醇胺的藥品制劑。苯丙醇胺的英文名稱是Phenylpropanolamine，縮寫為PPA，化學(xué)結(jié)構(gòu)如右圖所示：1系統(tǒng)命名法命名苯丙醇胺： 2右圖上用*標(biāo)出苯丙醇胺中的手性碳原子，并確定光學(xué)異構(gòu)體數(shù)目。 3苯丙醇胺容易和鹽酸成鹽，生成鹽酸苯丙醇胺，而被廣泛入藥。寫出鹽酸苯丙醇胺的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。4以常見有機(jī)物A為原料，與硝基乙烷作用，所得產(chǎn)物經(jīng)還原可以很方便地得到苯丙醇胺。合成路線如下：ACH3CH2NO2B苯丙醇胺寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。第五題（8分）2000 年，以色列研究者合成了首例金屬原子取代苯醌的氧原子形成的新型化合物“金屬醌”。在極性溶劑中，它是帶正電

7、荷的Ru（）和帶負(fù)電荷的兩性離子，而在非極性溶劑中，它是電中性的（如圖，所示）。1兩性離子是由于分子內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)移形成的。中學(xué)化學(xué)中哪一類物質(zhì)能說明這種現(xiàn)象，并再舉一常見例子： 。2寫出A物質(zhì)的化學(xué)式 。3久置于空氣中的酚類物質(zhì)易變色，實(shí)際上是被氧化為醌類物質(zhì)的緣故（也可能更復(fù)雜）。請(qǐng)完成并配平苯酚被酸性高錳酸鉀氧化為苯醌的化學(xué)方程式。六、（20分）鈦有未來金屬之稱，具有超眾的性能和儲(chǔ)藏量大的特點(diǎn)，應(yīng)用在飛機(jī)、火箭、導(dǎo)彈、人造衛(wèi)星、宇宙飛船、軍工、輕工、化工、紡織、醫(yī)療以及石油化工等領(lǐng)域。鈦有驚人的抗腐蝕性，一般不與稀酸反應(yīng)；鈦在高溫下能與非金屬碳、氮、硼反應(yīng)生成TiX型化合物，它們硬、難溶、穩(wěn)定

8、，被稱為金屬陶瓷；二氧化鈦為白色粉末，俗稱鈦白，其性質(zhì)穩(wěn)定，物理性質(zhì)優(yōu)異，兼有鉛白的遮蓋性能和鋅白的持久性能，是重要的高級(jí)白顏料；鈦酸亞鐵FeTiO3是一種天然存在礦物，是重要的鈦資源之一。1利用金屬鈦對(duì)空氣的強(qiáng)大吸收力，幾乎可以形成真空。寫出鈦加熱時(shí)吸收空氣的反應(yīng)方程式： ；上述產(chǎn)物中的一種外觀酷似黃金，但比黃金耐磨，鍍?cè)诠に嚻吠?，永探其燦爛金光，它的化學(xué)式為： 。2鈦白的化學(xué)制法有兩種：一種是用干燥的氧氣在923K1023K時(shí)對(duì)TiCl2進(jìn)行氧化，其反應(yīng)方程式： ；其二是硫酸法，首先使磨細(xì)的鈦鐵礦用濃硫酸在不斷地通入空氣攪拌的條件下進(jìn)行反應(yīng)，制得可溶性二水合硫酸氧鹽，其反應(yīng)方程式： ；趁熱

9、過濾，所得濾液叫鈦液，加熱鈦液，促進(jìn)水解，制得一水合二氧化鈦沉淀。其水解反應(yīng)方程式： ；把水含氧化鈦在1173K1223K煅燒即得鈦白。3在制造鈦白過程中，需要測(cè)定鈦白Ti（）的含量。測(cè)定時(shí)首先取10mL鈦液用水沖稀10倍，加過量鋁粉，充分振蕩，使其完全反應(yīng)，Ti（）AlTi3Al3。過濾后，取出濾液20mL，向其中滴加23滴KSCN溶液，再加5 mL蒸餾水振蕩，用酸式滴定管滴加0.1mol/L FeCl3溶液，終點(diǎn)到來時(shí)，用去了30mL的FeCl3溶液。求原鈦液的物質(zhì)的量濃度。4鈦白在自然界中以金紅石礦存在。目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是：首先將金紅石、炭粉混合，在高溫條件下通入氯氣制得TiCl4

10、，其反應(yīng)方程式為： ；第二是氮?dú)夥諊杏眠^量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦，此步反應(yīng)方程式： ；如何從上述所得產(chǎn)物中獲得純凈金屬鈦？簡(jiǎn)述主要步驟： 。七、（6分）高爐煉鐵的基本反應(yīng)之一如下：FeO（s）CO（g）Fe（s）CO2（g）； H01則該反應(yīng)中平衡常數(shù)K 2已知1100時(shí)，K0.263，溫度升高，化學(xué)平衡移動(dòng)后達(dá)到新的平衡，高爐內(nèi)CO2和CO的體積比值 ，平衡常數(shù)K值 （填“增大”、“減小”或“不變”）。31100時(shí)，測(cè)得高爐中CO20.025molL，CO0.1molL1，在這種情況下，該反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài) （填“是”、“否”），此時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速率是v正 v逆（填“”

11、、“”、“”，其原因是 。八、（12分）科學(xué)家預(yù)言，燃料電池將成為20世紀(jì)獲得電力的重要途徑。因?yàn)槿剂想姵赜泻芏嗟膬?yōu)點(diǎn)。它的能量轉(zhuǎn)化率比火力發(fā)電高一倍多，環(huán)境污染少，節(jié)能。按燃料電池化學(xué)成分的不同，有氫、一氧化碳、聯(lián)氨、醇和烴等類型；按電解液的性質(zhì)不同，可分為堿性、酸性、熔鹽和固體電解質(zhì)、高聚物電解質(zhì)、離子交換膜等類型。以滲透于多孔基質(zhì)惰性導(dǎo)電物材料為電極，用35%50%KOH為電解液，天然氣和空氣為原料，構(gòu)成的電池為堿性燃料電池。請(qǐng)寫出：陽極反應(yīng)： ；陰極反應(yīng)： ；電池總反應(yīng)式： 。用兩種或多種碳酸鹽的低熔點(diǎn)混合物為電解質(zhì)，例如Li2CO3 52%、Na2CO3 48%，采用吸滲錦粉作陰極，

12、多孔性氧化鎂作陽極，以含一氧化碳為主要成分的陽極燃料氣，混有CO2的空氣為陰極燃?xì)?，?50電池中發(fā)生電極反應(yīng)，這種電池在國外已經(jīng)問世。請(qǐng)寫出有關(guān)的反應(yīng)式。陽極反應(yīng)： ；陰極反應(yīng)： ；電池總反應(yīng)式： 。參考答案一、14 2（2分）2HeCNH（2分）3V型（1分）；4KClO3H2C2O4K2CO32ClO2CO2H2O（2分）；5冷凝（1分）；二、14N2H44NH32N22H2（2分）27N2H48NH33N22H2（3分）31/3x3/5（2分）4這個(gè)反應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的反應(yīng)“3N2H44NH3N2、N2H4N22H2”組成，即(3ab)N2H44aNH3(ab)N22bH2（a、b為互質(zhì)的

13、自然數(shù)）；因此有x(3ab)/(5a3b)。（3分） NH3含量3x1；N2含量(1x)/2；H2含量(35X)/2。（3分）三、1正十二面體 30 108（各1分）2sp3 大 長(zhǎng)（各1分）39（1分） 5（2分）41C20H2016Br21C20HBr1319HBr（氫原子守恒）（3分）四、（一）a：HNO3/H2SO4；b：H2SO4/HAc（各2分）（2）A：O2NCH2CN；B：O2NCH2COOH；C：H2NCH2COOH（各2分）(二)11苯基1羥基2丙胺（2分）2 4種（各2分）3（2分）4A：CHO；B：（各2分）五、1氨基酸類（2分），如：H2NCH2COOHH3NCH2C

14、OO（1分）2C24H42O3P2Ru（2分）35C6H5OH6H2SO44KMnO45C6H4O22K2SO44MnSO411H2O（3分）將苯酚化學(xué)式改寫為C6H4H2O，苯醌改寫為C6H4O2，由于C6H4部分仍然存在與產(chǎn)物中，而且產(chǎn)物有水，所以相當(dāng)于在苯醌中的O2 代替了苯酚中的H2O，O2來源于KMnO4。六、1TiO2TiO2 2TiN22TiN TiN（各2分）2TiCl2O2TiO22Cl2（2分） FeTiO33H2SO4Fe(HSO4)2TiOSO42H2O（2分） TiOSO42H2OTiO2H2OH2SO4（2分）31.5mol/L（4分）42CTiO22Cl2TiCl42CO（2分） 2MgTiCl4Ti2MgCl2（2分）用過量的稀硫酸溶解過