全國高中化學競賽內(nèi)蒙古賽區(qū)初試試題

1、2008年全國高中化學競賽內(nèi)蒙古賽區(qū)初試試題第1題 選擇題（共10分，每小題只有一個正確選項）1、我國稀土資源十分豐富，內(nèi)蒙古包頭市以“稀土之都”而聞名于世。稀土元素是指包括鈧、釔和鑭系元素共17種元素，下面關于鑭系元素性質的敘述不正確的是（）。A.鑭系元素從鑭到镥增加的電子主要排布在4f軌道上；B.鑭系元素的+3價離子半徑，從鑭到镥隨原子序數(shù)的增加而增加；C.鑭系元素的標準電極電位值比較負，因此都是活潑金屬，是比較強的還原劑；D.鑭系元素在固態(tài)、水溶液和其它溶劑中一般都形成+3氧化態(tài)。2、核化學家在回旋加速器上用高能86Kr離子轟擊208Pb靶，氪核與鉛核融合，放出1個中子，生成X原子，在1

2、20微秒后，該核分裂出1個粒子(即氦核)，衰變成另一個新核Y；下列說法正確的是（）。A. Y元素屬于第八周期元素B. X的原子序數(shù)是116C. Y原子的中子數(shù)為289D. X原子的中子數(shù)是1753、現(xiàn)有反應A(g)+B(g) C(g)+Q(+Q代表放熱反應)，右圖表示從反應開始到t1秒 時達到平衡，在t2秒時由于條件變化使平衡破壞，到t3秒時又達平衡。則在圖中t2秒時改變的條件可能是（）。A.增大壓強B.使用了催化劑C.升高溫度D.減小了A生成B的濃度放電充電4、目前，人們在研究開發(fā)一種高能電池鈉-硫電池，它是以熔融的鈉、硫為兩極，以Na+導電的Al2O3陶瓷作固體電解質，反應為：2Na+xS

3、 Na2Sx。以下說法正確的是（）。A.放電時，鈉作正極，硫作負極B.放電時，鈉極發(fā)生還原反應C.充電時鈉極與外電源的正極相連，硫極與外電源負極相連D.充電時，陽極發(fā)生的反應為：5、電解羧酸鉀的水溶液的反應如下：2CH3COOK+2H2O C2H6 + 2CO2 + H2+2KOH生成的四種產(chǎn)物，屬陰極產(chǎn)物的是（）A. C2H6 B. C2H6 + CO2 C. CO2+ H2 D. H2 + KOH第2題（12分）隨著人們生活水平的提高，小轎車越來越多的進入了家庭，汽車安全氣囊成為人們最關注的轎車安全設施之一。安全氣囊在汽車發(fā)生碰撞后的0.01秒內(nèi)開始工作，0.10秒內(nèi)氣囊完全被氣體脹大，防

4、止脆弱的乘客肉體與車身產(chǎn)生直接碰撞，大大減少受傷的可能性。汽車安全氣囊中的化學成分主要有四種，分別是氣體發(fā)生劑A，氧化劑B和C，粘合劑D,A、B、C和D都是由常用元素組成簡單化合物。氣體發(fā)生劑A由兩種元素組成，兩元素的原子個數(shù)比為1:3；A為六方白色晶體，易溶于水，通常情況下相對穩(wěn)定，碰撞時劇烈分解，產(chǎn)生熔融狀態(tài)的單質E與氣體F。E常溫下為固體，是熱和電的良導體，性質十分活躍，可與水反應，也可直接與O2作用生成G，G可用作高空飛行或潛水時呼吸面具中的供氧劑。氣體F十分穩(wěn)定，但可與金屬鎂作用生成白色固體H，H強烈水解，生成不溶于水的白色沉淀I與氣體J。氧化劑B為金屬氧化物，能溶于酸，溶于酸的溶液

5、用堿處理則產(chǎn)生紅棕色凝膠狀水合氧化物沉淀，加熱該沉淀到473K，則又生成紅棕色的B，它具有剛玉型結構，廣泛用做紅色顏料。氧化劑C為鉀鹽，無色晶體，易溶于水，其溶解度隨溫度升高急劇增大；C加熱時易分解，生成固體K與氣體L，氣體L可使帶有余燼的火柴復燃。粘合劑D也為氧化劑，在自然界中有晶體和無定形兩種形態(tài)，性質十分穩(wěn)定，在無機酸中只能與HF作用；與氣態(tài)HF作用生成氣態(tài)物質M，與液態(tài)HF作用生成酸性物質N。請回答下列問題：寫出汽車撞擊后氣體發(fā)生劑A分解產(chǎn)生大量氣體的方程式并配平。寫出氣體發(fā)生劑A中陰離子可能的結構式。 A：寫出氧化劑B和C的分子式。B：C：寫出H水解的方程式。寫出G用作高空飛行或潛水

6、時呼吸面具的供氧劑的方程式。寫出粘合劑D與氣態(tài)和液態(tài)HF反應的主產(chǎn)物M和N的分子式。從安全角度講，使用化合物A作為氣體發(fā)生劑有什么不妥之處？粘合劑D在汽車安全氣囊里除起粘合作用外還起了什么作用？第3題（8分）符合分子式C4H4的同分異構體從理論上講有多種，但是有些結構的化合物至今沒有合成出。1965年，彼提特(Pettit)及其同事合成了環(huán)丁二烯三羰基鐵絡合物，并發(fā)現(xiàn)該絡合物在適當條件下可以釋放出母體環(huán)丁二烯，這是環(huán)丁二烯(符合分子式C4H4)合成的一個重大突破，但游離的環(huán)丁二烯十分活潑，一旦產(chǎn)生立即發(fā)生二聚反應。寫出符合分子式C4H4的所有同分異構體(除環(huán)丁二烯外)。寫出環(huán)丁二烯二聚反應的方

7、程式。若環(huán)丁二烯三羰基鐵絡合物分解釋放出環(huán)丁二烯時，有乙炔存在，則可產(chǎn)生雙烯和炔烴的反應，產(chǎn)生杜瓦苯(C6H6)，寫出反應方程式。第4題（15分）乙硼烷是指硼和氫的化合物，是假想的甲硼烷(BH3)的二聚體，單分子的BH3至今未發(fā)現(xiàn)，但在一種用作硼氫化反應的溶劑四氫呋喃中，這個試劑的存在已被證實，只是它和溶劑形成了酸堿絡合物。硼烷都是缺電子化合物，所以能和烯烴發(fā)生加成反應，稱為硼氫化反應，生成烷基硼烷(R3B)，烷基硼烷經(jīng)氧化后生成醇，此反應是從烯烴制備一些特殊醇的有用方法。根據(jù)以上信息回答下列問題。寫出乙硼烷的結構式，它含有多少個價電子。寫出甲硼烷與四氫呋喃形成的酸堿 絡合物的結構式。何者為酸

8、，何者為堿？利用硼氫化反應制備醇和利用烯烴在酸化下加成制備醇的不同在于羥基的位置不同，寫出1-甲基環(huán)己烯利用以上兩種方法制備醇的方程式。乙硼烷雖然是B和H的化合物，但不能直接由B和H化合制備，目前常用的制備方法有兩種由BCl3和氫化鋁鋰(LiAlH4)在乙醚中反應制備。由BF3和硼氫化鈉(NaBH4)反應制備。寫出上述兩個制備方程式。某化合物A是一個平面型分子，其中心原子為硼原子，A的水解產(chǎn)物為一強酸和一極弱酸；純凈的A是無色的，但其會因光照而變?yōu)榧t棕色，寫出A水解的方程式。A可與過量的H2S反應生成B和C，B是一種強酸，C具有六元環(huán)的高度對稱結構，且1molC分子含6molS原子。寫出B、C

9、的結構式。硼在化合物中一般顯三價，但有時也特殊。乙硼烷與氨合成的環(huán)硼氮烷就是一例，單晶X射線衍射證明乙硼烷與氨合成的環(huán)硼氮烷的結構中存在共軛鍵，與苯相似，12個原子在同一平面上，寫出該環(huán)硼氮烷的結構式。第5題（7分）CH3HO=C-CH2-CH2-CO異戊二烯單元是自然界中常見的結構單元之一，自然界中所有的異戊二烯結構似乎都起源于同一物質焦磷酸“異戊烯”酯(C5H12O7P2),H2C=C(CH3)(CH2)2OPP。焦磷酸為兩分子磷酸的脫水產(chǎn)物。天然橡膠的臭氧分解還原主要產(chǎn)生如下結構化合物：寫出天然橡膠的結構式，用三個異戊二烯單元表示。結構式： 寫出焦磷酸異戊烯酯的結構式.結構式：1910年

10、，以金屬鈉為引發(fā)劑，使1,3-丁二烯聚合，制備了人工合成橡膠，該聚合反應屬于1,4-加成聚合，生成順型1,4-聚合物，稱順丁橡膠，寫出其聚合方程式。1933年有研究成功了另一種合成橡膠丁苯橡膠，它是1,3-丁二烯與苯乙烯的共聚物，它是合成橡膠中最大的一個品種，約占合成橡膠產(chǎn)量的50%，它有較好的綜合性能。寫出其共聚反應方程式。第6題（10分）目前，在大中城市的燃氣產(chǎn)業(yè)形成了“三氣并存”的格局，這“三氣”是指液化石油氣、煤氣和天然氣。請回答下列問題：煤氣的主要成分除CO外還有什么？答：液化石油氣的主要成分是烴類化合物的混合物，下表列出的是一個大氣壓下部分烴類化合物的沸點。從表1分析，在鋼瓶中盛裝

11、的液化石油氣的成分最好是哪些？(列出4種)表1：大氣壓下部分烴類化合物的沸點名稱甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷乙烯丙烯正丁烯正戊烯沸點-164-88.6-42.1-0.536.1-103.7-47.4-6.330答：液化石油氣主要是通過加壓儲存于鋼瓶內(nèi)使用，其使用的安全性主要是保證在室溫下液化壓強不至于過大，超過家用鋼瓶的承受能力，所以液化石油氣公司需根據(jù)天氣的情況調節(jié)液化石油氣的組成。請你利用表1判斷在炎熱的夏季和寒冷的冬季，液化石油氣的各成分比例應作如何調整？答：試從表1判斷目前市場上的打火機主要應充何種烴類化合物？答：爆炸極限是指可燃氣體和空氣混合物遇火源能發(fā)生爆炸的可燃氣體濃度范圍(體積比)。表

12、2是一些可燃氣體的爆炸極限，請根據(jù)表2的數(shù)據(jù)判斷，煤氣和天然氣相比，從爆炸安全角度講，哪個更安全一些？表2：一些可燃氣體的爆炸極限名稱H2COCH4C2H6C2H4C2H2爆炸極限（體積比）%4.0-755.3-143.0-70答：2007年6月17日，我國在南海北部成功鉆獲的天然氣水合物實物樣品“可燃冰”，“可燃冰”的主要成分是甲烷，計算1m3CH4完全燃燒(生成物均為氣態(tài))，共放出能量多少kJ?(設為理想狀態(tài))。(已知每摩爾各鍵鍵能為：C-H415kJ,O=O498kJ,C=O708kJ,O-H465kJ)第7題（10分）化合物C4H9N的異構體之一A，經(jīng)O3氧化并水解主要得兩種產(chǎn)物，其中

13、之一為甲醛。A催化加H2得B。B也可由戊酰胺與Br2、NaOH溶液反應制得。A與過量碘甲烷反應生成C(C7H16N+I-)。C與潮濕的氧化銀反應(加熱)生成D(C4H6)；D與丁炔二酸甲酯反應生成E(C10H12O4)，E在鈀催化下脫H2，生成鄰苯二甲酸二甲酯。根據(jù)以上信息，推斷A、B、C、D、E的結構式，寫出AO3氧化并水解、戊酰胺與Br2、NaOH溶液反應制備B、AC、CD、DE的方程式。第8題（8分）過渡金屬和烯烴可通過烯烴的鍵形成一類含有鍵的金屬有機物，成為配合物。在PtCl2的鹽酸溶液中通入乙烯，則得到二聚體化合物PtCl2 (C2H4)2，然后再加入KCl，則得到著名的蔡斯鹽。結構

14、測試發(fā)現(xiàn)，蔡斯鹽結構中含水4.65%，含鉀10.11%，它們都處于配合物的外界，其余處于配合物的內(nèi)界，中心原子鉑含量為50.46%；X射線衍射和中子衍射測定表明，如果把乙烯分子看成一個基團，則蔡斯鹽的內(nèi)界陰離子具有平面正方形的幾何形狀。寫出二聚體化合物PtCl2 (C2H4)2的結構式寫出有二聚體化合物PtCl2 (C2H4)2加入KCl得到蔡斯鹽的反應方程式。畫出蔡斯鹽的內(nèi)界陰離子的幾何構型。如果不把乙烯分子看成一個集團，仍然看成具有C=C雙鍵的分子，試判斷蔡斯鹽的內(nèi)界陰離子的平面正方形與C=C雙鍵的空間關系。判斷在蔡斯鹽中C2H4分子是否仍能保持平面型？第9題（11分）下圖是鐵和氧形成的氧

15、化物的一個晶胞，其中大球代表氧原子，小球代表鐵原子，粗線代表氧原子與鐵原子之間形成的化學鍵。確定該氧化物的化學式。該氧化物中鐵原子有幾種填充方式，分別填充在氧原子的什么空隙？為什么鐵原子的填充方式不同？判斷晶體中氧原子的堆積方式.假如忽略鐵原子的存在，根據(jù)氧原子的堆積方式，畫出氧原子的一個晶胞。給出鐵原子和氧原子的配位數(shù)。第10題（9分）砷是環(huán)境重點監(jiān)測的污染元素之一，它主要來自采礦、冶金、化工、制藥、玻璃等工業(yè)廢水。某工業(yè)廢水中砷主要以H3AsO3(亞砷酸)和H3AsO4(砷酸)形式存在，可采用碘量法進行測定。其具體步驟為：(一)準確量取H3AsO3和H3AsO4混合試液25.00mL，加一

16、定量NaCO3調節(jié)PH=8,用I2標準溶液滴定，淀粉作指示劑，終點時溶液由無色變?yōu)樗{色，消耗0.05010mol·L-1I2標準溶液的體積為21.25mL。(二)上述滴定完的溶液，加鹽酸調節(jié)溶液酸度為1 mol·L-1，加過量的KI，析出的I2，用Na2S2O3標準溶液滴定，快到終點時加入淀粉指示劑，繼續(xù)用Na2S2O3滴定，終點時溶液由藍色變?yōu)闊o色，消耗0.1023 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液的體積為42.55 mL。寫出步驟(一)和(二)的反應方程式并配平。計算混合試液中H3AsO3和H3AsO4的濃度。寫出H3AsO4(砷酸)的酸酐的分子式。砷有

17、6種硫化物，分別是As2S3、As2S5、As4S3、As4S4、As4S6，其中黃色的As2S3，俗稱雌黃；橘紅色的As4S4，俗稱雄黃。砷的硫化物的結構都可從As4四面體出發(fā)，在As As鍵之間插入不同個數(shù)的S原子形成，請畫出雄黃As4S4的立體結構式。參考答案：第1題 選擇題：1.B（鑭系收縮） 2.D Kr + Pb = n + X; X=He + Y3.A 4.D 5.D 第2題：A：NaN3；B：Fe2O3；C：KNO3；D：SiO2；E:Na F:N2 G:Na2O2 H:Mg3N2 I:Mg(OH)2 J:NH3:NNN:. . . . . 2 NaN3=2 Na+ 3N2 A

18、：B：Fe2O3；C：KNO3；Mg3N2 + 6H2O = 3Mg(OH)2 + 2NH32Na2O2 + 2CO2 = SiO2+ 4HF = SiF4 +2 H2O SiO2 +6HF(aq)=H2SiF6 +2 H2O不穩(wěn)定,易爆炸HCCC=CH2H防止氣囊粘在一起第3題CH3=CH2H2C=C=C=CH22+第4題HHBHHBHH12個價電子BHHO：H甲硼烷為酸H2O2/OH-醚B（ O ）3( )3B+ BH3OH3+ B(OH)3H2O-OH+ H2OH+4BCl3 + 3LiAlH4 = 2B2H6 + 3LiCl +3AlCl3SHBBSSSBSHHS4BF3 + 3NaB

19、H4 = 2 B2H6 + 3NaBF4BBr3 + 3H2O = B(OH)3 + 3HBr3BBr3 + 6H2S=9HBr+HBBNNNBHHHHHHBBNNNBHHHHH+- 或第5題CH2C=CHCH2CH2C=CHCH2CH2C=CHCH2CH3CH3CH3(也可以寫成順式結構)OOHOOOCH2CH2C=CH2CH3PPOHOHHC=CHCH2CH2nnCH2=CHCH=CH2 CH=CH2nnCH2=CHCH=CH2 + CHCH2CH2CH= CHCH2n第6題H2丙烷、丙烯、丁烷、正丁烯 夏季丁烷、正丁烯比例加大；冬季丙烷、丙烯比例加大丁烷、正丁烷甲烷CH4+2O2 CO2 + 2 H2O=32.6mol-4n×415-2n×498+2n×708+2×2n×465=2.02×104kJ第7題AHCHO H2NCH2CH2CH= CH2CH2CH2B：H2NCH2CH3B的制法為霍夫曼酰胺降級反應CH2CH2NH2CH2CCH3OBr2NaOHCH2CH2H2NCH2CH3CH2CH2I -C：H3CN+CH2CH2CH3CH3(CH3)3N+I +