【化學(xué)競賽試題】模擬卷8

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2008年全國高中化學(xué)競賽模擬試題八 第一題、1-1、試解釋：為什么CH4和CCl4不發(fā)生水解？而SiH4和SiC14會強(qiáng)烈地水解？ 1-2、試解釋：HCN在水溶液中是弱酸，而液態(tài)的HCN卻是強(qiáng)酸。 第二題、據(jù)報道：某石油化工廠用三乙醇胺的水溶液代替氫氧化鈉水溶液洗滌石油裂解氣除去其中的二氧化碳和硫化氫，年增產(chǎn)值100萬元。 2-1．三乙醇胺可以看作是氨的衍生物：用乙醇基（—CH2CH2OH）代替氨分子里的氫。三乙醇胺的堿性比氨弱，但沸點(diǎn)卻高得多：200℃。 試用你學(xué)過的分子結(jié)構(gòu)原理來解釋：為什么三乙醇胺的堿性和沸點(diǎn)相對于氨有這樣的特性？ 堿性問題：______________________________________________________________ 沸點(diǎn)問題：______________________________________________________________ 2-2．怎樣理解上述報道；為什么三乙醇胺能夠代替氫氧化鈉以及為什么這種改革可以增加年產(chǎn)值？ 能代替的原因：______________________________________________________ 可以增加年產(chǎn)值的原因：_____________________________________________________ 第三題、 S2O在堿性條件下發(fā)生的歧化反應(yīng)如下： S2O+OH-→S2-+S2O42-+ SO32-+H2O 　3-1、若該反應(yīng)包含兩個獨(dú)立的歧化反應(yīng)，請寫出它們的離子方程式分別為 3-2、如果這兩個獨(dú)立的歧化反應(yīng)是等物質(zhì)的量發(fā)生的，則請寫出按上述S2O的總歧化反應(yīng)的配平的離子方程式。 第四題、目前，我們研究的周期系是在三維空間世界里建立的，如果我們搬到一個想像的“平面世界”去，那是一個二維世界。不過，我們在普通三維世界中的基本原理和方法對二維“平面世界”是適用的，下面幾個問題都與這個“平面世界”有關(guān)。 4-1．“平面世界”中s、p、d、f亞層各有幾個軌道？ 4-2．寫出11、18號元素的價電子構(gòu)型：　　　　　　　　　　　　　　　　　　 4-3．59號元素在第幾周期？　　　　　　　 4-4．寫出電負(fù)性最強(qiáng)的元素的原子序數(shù)：　　　　　 4-5．畫出第二周期中可能的雜化軌道?！　　　　　　　　　　　　　　　　　? 4-6．在“平面世界”中的有機(jī)化學(xué)是以哪一種元素為基礎(chǔ)的（用原子序數(shù)作元素符號）？在“平面世界”中是否存在芳香化合物，為什么？ 4-7．畫圖說明第二周期的幾個“平面世界”元素的第一電離能變化趨勢。 第一電離能 第五題、配合物A是1936年由Jensen合成的，它的化學(xué)式為Ni[P(C2H5)3]2Br3?；衔锍薯槾判裕袠O性，但難溶于水，易溶于苯，其苯溶液不導(dǎo)電，試畫出配合物A所有可能的幾何異構(gòu)體。若存在對映體，請標(biāo)明對映關(guān)系。 第六題、H2O2是一種強(qiáng)氧化劑，在去年戰(zhàn)勝非典的過程中它是生產(chǎn)消毒劑過氧乙酸的重要原料,.工業(yè)上大多采用電解方法生產(chǎn)H2O2，首先電解(NH4)2SO4－H2SO4溶液，在電解產(chǎn)物中加入KHSO4，再將沉淀產(chǎn)物在酸性溶液中水解，便得到H2O2的溶液，經(jīng)蒸餾得到35％的H2O2溶液。 近年國際上生產(chǎn)H2O2普遍用蒽醌法， Pd催化下用氫氣將2-乙基蒽醌（O＝R＝O）氫化為2-乙基氫蒽醌（HO－R－OH）， 再與空氣中的O2反應(yīng)，此時游離態(tài)的O2被還原為O22－，同時2-乙基氫蒽醌又被氧化成2-乙基蒽醌，重新用于生產(chǎn)，過程可表示如下： (注：過二硫酸銨難溶于水) 回答下列問題 6-1．出電解時兩極的電極反應(yīng)及總的電池反應(yīng) 6-2．寫出加入KHSO4的作用及加入KHSO4前的電解產(chǎn)物的分子式 6-3．寫出加入KHSO4后兩步的化學(xué)反應(yīng)方程式。 6-4．蒽醌法的原子利用率 6-5．寫出蒽醌法的三個優(yōu)點(diǎn) 第七題、分子式為C10H10的某烴(A)與氯化亞銅的氨溶液不起反應(yīng)，在HgSO4存在條件下(A)與稀硫酸(H2SO4+ H2O)反應(yīng)，生成化合物(B)和(C)，它們的分子式均為C10H12O。 　化合物(B)能和羥氨(NH2OH)發(fā)生反應(yīng)生成D，并能起鹵仿(NaOH+X2)反應(yīng)生成E，化合物(C)也能與羥氨反應(yīng)生產(chǎn)產(chǎn)物F，但不起鹵仿反應(yīng)?；衔?A)與高錳酸鉀酸性溶液共熱，得到間苯二甲酸。請推測A,B,C，D，E，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式 第八題、 已知反應(yīng)： HCl + HAcH2Ac+ + Cl- (在冰醋酸溶液中進(jìn)行）的平衡常數(shù)為2.8 10－9,又知HAc的自偶電離后的離子積常數(shù)為3.6 10－15，試計算1.0 10－4 moldm－3的HCl的HAc溶液中、H2Ac+、Cl-、Ac-的濃度。 第九題、根據(jù)下面的合成路線回答 A（烴）BC（格氏試劑） D（氟代乙酸乙酯）＋CEFG G＋CHIJ（K） 9-1 請命名產(chǎn)物K；并用*標(biāo)出手性碳原子 9-2 寫出A→B；B→C的反應(yīng)條件 9-3 寫出A～J各物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式 9-4 寫出D和C加成反應(yīng)的歷程。 第十題、經(jīng) X射線分析鑒定，某一離子晶體屬于立方晶系，其晶胞參數(shù) a=403.lpm。晶胞頂點(diǎn)位置為Ti4+所占，體心位置為Ba2+所占，所有棱心位置為O2-所占。請據(jù)此回答或計算： 10-1用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表達(dá)各離子在晶胞中的位置。 10-2寫出此晶體的化學(xué)式。 10-3指出晶體的點(diǎn)陣型式和結(jié)構(gòu)基元。 10-4指出Ti4+的氧配位數(shù)和Ba2+的氧配位數(shù)。 10-5計算兩種正離子的半徑值（O2-半徑為 140 pm）。 10-6 Ba2+和O2-聯(lián)合組成哪種型式的堆積？ 10-7 O2-的配位情況怎樣？ 第十一題、綠色植物的光合作用的總反應(yīng)式為 6CO2(g)+6H2O(l)　　　　　　　　C6H12O6(s)+ 6O2(g) 　每放出1分子O2需吸收波長為6.8810-7m的8個光量子，1mol O2只能植物貯存469kJmol-1的能量。 　在人體中，糖是體內(nèi)能量主要的來源，人體所需的熱量有70%是由糖類轉(zhuǎn)化提供的，1mol葡萄糖完全氧化時在理論上可釋放2872 kJmol-1熱量。在人體內(nèi)葡萄糖完全氧化分解時的能量變化方程式為C6H12O6+ 6O2+38H3PO4+38ADP→6CO2+44H2O+38ATP 　　　 ATP+H2O→ADP+H3PO4　　　ΔH=-36.0 kJmol-1 　請回答下列問題： 11-1 計算光合作用中綠色植物的能量轉(zhuǎn)換效率。 11-2 計算人體內(nèi)葡萄糖完全氧化分解時能量的利用率。 11-3若將光合作用反應(yīng)的逆反應(yīng)設(shè)計成一個原電池，即葡萄糖的燃料電池，則請寫出其正極的電極反應(yīng)式和負(fù)極的電極反應(yīng)式 　（光子的能量公式為，式中h為普朗克常數(shù)6.62610-34Js，c為光速，3.000108ms-1，λ為光的波長。） 2008年全國高中化學(xué)競賽模擬試題八參考答案 第一題 1-1、CH4和CCl4不發(fā)生水解，而SiH4和SiC14會強(qiáng)烈水解的原因有兩條：第一、SiH4和SiC14有能量較低的3d軌道，能接受H2O中羥基上的孤電子對，而CH4和CCl4無空的d軌道； 第二、 C—H C—Cl Si—H Si—Cl 鍵能(kJmol－1) 413.38 328.44 320.08 358.57 而OH的鍵能E(O—H)＝462.75 kJmol－1，E(Si—Cl)的能量比E(C—Cl)的能量更接近于E(O—H)，∴SiC14發(fā)生水解而CCl4不發(fā)生水解。 1-2、HCN在水溶液中是弱酸，說明HCN難電離成H+ + CN－，也說明H－C≡N中的H－C共價鍵強(qiáng)。HCN中C原子采取sp雜化，其中一個sp雜化軌道與N原子的sp雜化軌道重疊成σ鍵，另一個sp雜化軌道與H原子的1s形成s－sp的σ鍵，由于 s－sp雜化的重疊程度大，∴H－C鍵強(qiáng)，在水中難電離，∴HCN為弱酸。而液態(tài)HCN是強(qiáng)酸，這與CN－離子可以聚合有關(guān)，根據(jù)電荷守恒，液態(tài)HCN 中，[H+]=[CN－]+[(CN)22－] + [(CN)33－]+ + [(CN)nn－]，[H+]大大增加， ∴液態(tài)HCN是強(qiáng)酸。 第二題 2-1．堿性問題：乙醇基置換氫離子降低了鍵的極性，從而降低了氮原子上的孤對電子的堿性。 沸點(diǎn)問題；三乙醇胺分子間有更強(qiáng)的氫鍵和范德華力。 2-2．能代替的原因： N(CH2CH2OH)3＋H2S＝[HN(CH2CH2OH)3]HS 2N(CH2CH2OH)3＋H2S＝[HN(CH2CH2OH)3]2S N(CH2CH2OH)3＋H2CO3＝[HN(CH2CH2OH)3]HCO3 2N(CH2CH2OH)3＋H2CO3＝[HN(CH2CH2OH)3]2CO3 可以增加年產(chǎn)值的原因：上列反應(yīng)生成的鹽在加熱時分解放出硫化氫和二氧化碳，三乙醇胺被回收循環(huán)使用 第三題 3-1、5S2O+14OH-＝4S2-+3S2O42-+7H2O S2O+4OH-＝S2-+ SO32-+2H2O 3-2、10S2O+34OH-＝9S2-+3S2O42-+ 5SO32-+17H2O 第四題 4-1．s、p、d、f亞層各有1、2、2、2個軌道 4-2．3s23p1、3d24s2 4-3．第七周期 sp1 sp2 4-4．7 4-5． 4-6．元素5；不可能有芳香族化合物，因?yàn)闆]有pz軌道組成具有共軛π鍵的苯 第五題 配合物A有順磁性，由于Ni3+的價電子構(gòu)型為3d7，有單電子，必然有順磁性，有極性，說明該分子中的化學(xué)鍵不能抵消，即不是對稱分子，但難溶于水，易溶于苯且苯溶液不導(dǎo)電，這說明A無外界簡單離子存在，都是內(nèi)界，即[Ni(PEt3)2Br3]。 上述每種幾何構(gòu)型都有對稱面，故不存在對映體。 第六題 3-1 陰 極：2H＋＋2e－＝H2↑ 陽 極：2SO42――2e＋2NH4＋＝2NH4＋＋S2O82－ 總反應(yīng)：2NH4＋＋2HSO4－＝2NH4＋＋S2O82－＋H2↑ 或 ：2SO42―＋2H＋＝S2O82－＋H2↑ 3-2 生成難溶的K2S2O8 ， (NH4)2S2O8 3-3 (NH4)2S2O8＋2KHSO4＝K2S2O8↓＋2NH4HSO4 K2S2O8＋2H2O 2KHSO4＋H2O2 3-4 100％ 3-5 原子利用率高，環(huán)境友好，工藝簡單可行等 第七題 　ABC DEF 第八題 [H2Ac+]=[Cl-]=5.2810?7 moldm?3 [Ac-]=6.8210?9 moldm?3 第九題 9-1 3－羥基－3－氟代甲基－5－羥基戊酸內(nèi)酯（或4－羥基－4－氟代甲基－2－吡喃酮。 9-2 Br2，光照 Mg，無水乙醚 9-3 A：CH3－CH＝CH2 B：CH2＝CH－CH2Br C：CH2＝CH－CH2MgBr D：FCH2－－O－C2H5 E：FCH2－－CH2－CH＝CH2 F：FCH2－－CH2－COOH G：FCH2－－CH2－－O－C2H5CH2 第十題 10-1 Ti4+:0,0,0; Ba2+:1/2,1/2,1/2; O2-:1/2,0,0 0,1/2,0 0,0,1/2。 10-2 BaTiO3 10-3 晶體的點(diǎn)陣型式為簡單立方，一個晶胞即一個結(jié)構(gòu)基元。 10-4 Ti4+的氧配位數(shù)為6，Ba2+的氧配位數(shù)12。 10-5 在晶胞的棱上，Ti4+和O2-互相接觸，故 Ba2+和O2-在高度為1/2a且平行于立方晶胞的面對角線方向上互相接觸，因而 10-6 聯(lián)合組成立方最密堆積 。 10-7 O2-的鈦配位數(shù)為2，O2-的鋇配位數(shù)為4。 第十一題 11-1 吸收光量子的總能量 植物貯存能量=4696=2814 kJmol-1 轉(zhuǎn)換效率=2814/8352=33.69% 11-2 人體內(nèi)葡萄糖釋放的能量=36.038=1368 kJmol-1 　∴人體內(nèi)葡萄糖完全氧化分解時，能量的利用率＝1368／2872=47.60% 11-3 正極反應(yīng)：O2+4H++4e→2H2O 負(fù)極反應(yīng)：C6H12O6+6H2O-24e→6CO2+24H+