中國(guó)化學(xué)會(huì)第全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽省級(jí)賽區(qū)試題

1、翻印無(wú)效中國(guó)化學(xué)會(huì)第21屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（省級(jí)賽區(qū)）試題（2007年9月16日 9：00 - 12：00共3小時(shí)）題號(hào)1234567891011總分滿分12610710128410129100得分評(píng)卷人l 競(jìng)賽時(shí)間3小時(shí)。遲到超過(guò)半小時(shí)者不能進(jìn)考場(chǎng)。開(kāi)始考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤離考場(chǎng)。l 試卷裝訂成冊(cè)，不得拆散。所有解答必須寫(xiě)在指定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫(xiě)。草稿紙?jiān)谧詈笠豁?yè)。不得持有任何其他紙張。l 姓名、報(bào)名號(hào)和所屬學(xué)校必須寫(xiě)在首頁(yè)左側(cè)指定位置，寫(xiě)在其他地方者按廢卷論處。l 允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。 第1題（12分）通常，硅不

2、與水反應(yīng)，然而，弱堿性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。1-1 已知反應(yīng)分兩步進(jìn)行，試用化學(xué)方程式表示上述溶解過(guò)程。 早在上世紀(jì)50年代就發(fā)現(xiàn)了CH5+的存在，人們?cè)岢鲈撾x子結(jié)構(gòu)的多種假設(shè)，然而，直至1999年，才在低溫下獲得該離子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，并由此提出該離子的如下結(jié)構(gòu)模型：氫原子圍繞著碳原子快速轉(zhuǎn)動(dòng)；所有C-H鍵的鍵長(zhǎng)相等。1-2 該離子的結(jié)構(gòu)能否用經(jīng)典的共價(jià)鍵理論說(shuō)明？簡(jiǎn)述理由。1-3 該離子是（ ）。A.質(zhì)子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.親核試劑2003年5月報(bào)道，在石油中發(fā)現(xiàn)了一種新的烷烴分子，因其結(jié)構(gòu)類似于金剛石，被稱為“分子鉆石”，若能合成，有可能用做合成納

3、米材料的理想模板。該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：1-4 該分子的分子式為 ；1-5 該分子有無(wú)對(duì)稱中心？ 1-6 該分子有幾種不同級(jí)的碳原子？ 1-7 該分子有無(wú)手性碳原子？ 1-8 該分子有無(wú)手性？ 第2題（5分）羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（N）的亞硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下： NH2OH+HNO2 A+H2O NH2OH+HNO2 B+H2OA、B脫水都能形成N2O，由A得到NNO和NNO，而由B只得到NNO。 請(qǐng)分別寫(xiě)出A和B的路易斯結(jié)構(gòu)式。第3題（8分） X-射線衍射實(shí)驗(yàn)表明，某無(wú)水MgCl2晶體屬三方晶系，呈層形結(jié)構(gòu)，氯離子采取立方最密堆積（ccp），鎂離子填滿同層的八面體空隙；晶體

4、沿垂直于氯離子密置層的投影圖如下。該晶體的六方晶胞的參數(shù)：a=363.63pm,c=1766.63pm;p=2.53g·cm-3。 3-1 以“”表示空層，A、B、C表示Cl-離子層，a、b、c表示Mg2+離子層，給出三方層型結(jié)構(gòu)的堆積方式。3-2 計(jì)算一個(gè)六方晶胞中“MgCl2”的單元數(shù)。3-3 假定將該晶體中所有八面體空隙皆填滿Mg2+離子，將是哪種晶體結(jié)構(gòu)類型？第4題（7分） 化合物A是一種熱穩(wěn)定性較差的無(wú)水的弱酸鈉鹽。用如下方法對(duì)其進(jìn)行分析：將A與惰性填料混合均勻制成樣品，加熱至400，記錄含A量不同的樣品的質(zhì)量損失（%），結(jié)果列于下表：樣品中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%20507090

5、樣品的質(zhì)量損失/%7.418.525.833.3利用上述信息，通過(guò)作圖，推斷化合物A的化學(xué)式，并給出計(jì)算過(guò)程。第5題（10分）甲苯與干燥氯氣在光照下反應(yīng)生成氯化芐，用下列方法分析粗產(chǎn)品的純度：稱取0.255g樣品，與25 mL 4mol·L-1氫氧化鈉水溶液在100 mL圓底燒瓶中混合，加熱回流1小時(shí)；冷至室溫，加入50 mL20%硝酸后，用25.00mL 0.1000mol·L-1硝酸銀水溶液處理，再用0.1000mol·L-1NH4SCN水溶液滴定剩余的硝酸銀，以硫酸鐵銨為指示劑，消耗了6.75 mL。5-1 寫(xiě)出分析過(guò)程的反應(yīng)方程式。5-2 計(jì)算樣品中氯化芐

6、的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（%）。5-3 通常，上述測(cè)定結(jié)果高于樣品中氯化芐的實(shí)際含量，指出原因。5-4 上述分析方法是否適用于氯苯的純度分析？請(qǐng)說(shuō)明理由。第6題（12分）在給定實(shí)驗(yàn)條件下，一元弱酸HA在苯（B）和水（W）的分配系數(shù)KD=HAB/HAW=1.00。已知水相和苯相中HA的分析濃度分別為3.05×10-3 和3.96×10-3 mol·L-1。在水中，HA按HAH+A-解離，Ka=1.00×10-4；在苯中，HA發(fā)生二聚：2HA（HA）2。6-1 計(jì)算水相中各物種的濃度及pH。 6-2 計(jì)算化合物HA在苯相中的二聚平衡常數(shù)。6-3 已知HA中有苯環(huán)，1.00

7、gHA含3.85×1021個(gè)分子，給出HA的化學(xué)名稱。6-4 解釋HA在苯中發(fā)生二聚的原因，畫(huà)出二聚體的結(jié)構(gòu)。第7題（8分）KClO3熱分解是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的一種方法。KClO3在不同的條件下熱分解結(jié)果如下： 實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系第一放熱溫度/第二放熱溫度/AKClO3400480BKClO3+Fe2O3360390CKClO3+MnO2350已知K(s)+1/2Cl2(g)=KCl(s) H(1)=-437 kJ·mol-1K(s)+1/2Cl2+3/2O2(g)= KClO3(s) H(2)=-398 kJ·mol-1K(s)+1/2Cl2+2O2(g)= KClO4

8、(s) H(3)=-433 kJ·mol-17-1 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫(xiě)出上述三個(gè)體系對(duì)應(yīng)的分解過(guò)程的熱化學(xué)方程式。7-2 用寫(xiě)MnO2催化KClO3分解制得的氧氣有輕微的刺激性氣味，推測(cè)這種氣體是什么，并提出確認(rèn)這種氣體的實(shí)驗(yàn)方法。 第8題（4分）用下列路線合成化合物C：反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物中仍含有未反應(yīng)的A和B。8-1 請(qǐng)給出從混合物中分離出C的操作步驟；簡(jiǎn)述操作步驟的理論依據(jù)。8-2 生成C的反應(yīng)屬于哪類基本有機(jī)反應(yīng)類型。第9題（10分） 根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，醛基可和雙氧水發(fā)生如下反應(yīng)：為了合成一類新藥，選擇了下列合成路線：9-1 請(qǐng)寫(xiě)出A的化學(xué)式，畫(huà)出B、C、D和縮醛G的結(jié)構(gòu)式。9-2 由

9、E生成F和F生成G的反應(yīng)分別屬于哪類基本有機(jī)反應(yīng)類型。9-3 請(qǐng)畫(huà)出化合物G的所有光活異構(gòu)體。第10題（12分） 尿素受熱生成的主要產(chǎn)物與NaOH反應(yīng)，得到化合物A（三鈉鹽）。A與氯氣反應(yīng)，得到化合物B，分子式C3N3O3Cl3。B是一種大規(guī)模生產(chǎn)的化工產(chǎn)品，全球年產(chǎn)達(dá)40萬(wàn)噸以上，我國(guó)年生產(chǎn)能力達(dá)5萬(wàn)噸以上。B在水中能持續(xù)不斷地產(chǎn)生次氯酸和化合物C，因此廣泛用于游泳池消毒等。10-1 畫(huà)出化合物A的陰離子的結(jié)構(gòu)式。10-2 畫(huà)出化合物B的結(jié)構(gòu)式并寫(xiě)出它與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。10-3 化合物C有一個(gè)互變異構(gòu)體，給出C及其互變異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式。10-4 寫(xiě)出上述尿素受熱發(fā)生反應(yīng)的配平方程式。第11題（12分） 石竹烯（Caryophyllene,C15H24）是一種含雙鍵的天然產(chǎn)物，其中一個(gè)雙鍵的構(gòu)型是反式的，丁香花氣味主要是由它引起的，可從下面的反應(yīng)推斷石竹烯及其相關(guān)化合物的結(jié)構(gòu)。反應(yīng)1：反應(yīng)2：反應(yīng)3：反應(yīng)4：石竹烯異