【化學(xué)競賽試題】模擬卷14

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2008年全國高中化學(xué)競賽模擬試題十四 第一題、聯(lián)胺和草酸是許多貴金屬的提純常用的還原劑。以下是工業(yè)中的兩個(gè)例子 1-1聯(lián)胺可以從含AgCl的漿料中還原沉積銀，寫出反應(yīng)的方程式 1-2 用NaClO3-H2SO4-NaCl溶浸金礦得到的浸出液中含一陰離子，含金元素百分比為58.1%，草酸可以從該浸出液中提取金。寫出該反應(yīng)的方程式 第二題、試解釋下列現(xiàn)象： 2-1硅沒有類似于石墨的同素異性體。 2-2 氮沒有五鹵化氮，卻有+5氧化態(tài)的N2O5，HNO3及其鹽，這兩者是否有矛盾？ 2-3酸性大?。篐IO4﹥H5IO6 第三題、3-1、畫出分子式為C4H4的包含等價(jià)氫原子的所有三種可能構(gòu)型異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)圖。指明并論證哪兩個(gè)預(yù)期是不穩(wěn)定的。用價(jià)鍵理論討論穩(wěn)定的C4H4異構(gòu)體及其較低同系物C3H4結(jié)構(gòu)和鍵合情況。 3-2、用價(jià)鍵理論討論 (1) C3O2（線型）　(2) C4O42-（環(huán)狀）的結(jié)構(gòu)和鍵合情況。 第四題、在無氧的條件下以干燥的鈉汞齊（以Na—Hg表示）和干燥的二氧化硫一起振蕩，只制得固態(tài)化合物A。已知A中鈉元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為26.41%，氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.76%，其余為S元素。 4-1．試確定A的化學(xué)式并命名A。寫出生成A的化學(xué)反應(yīng)方程式。 4-2．若在有氧的條件下，進(jìn)行上述反應(yīng)，會有什么樣的結(jié)果？說明A具有什么樣的化學(xué)性質(zhì)？ 4-3．若將A加熱到402K時(shí)，質(zhì)量減輕了18.39%。分析得到的固體殘?jiān)?，發(fā)現(xiàn)是兩種物質(zhì)（記為B和C）組成的混合物。試寫出A分解的化學(xué)反應(yīng)方程式。 第五題、鉻的化學(xué)豐富多采，實(shí)驗(yàn)結(jié)果常出人意料。將過量30%H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液, 熱至50℃后冷至0℃，析出暗棕紅色晶體A。元素分析報(bào)告：A含Cr 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。在極性溶劑中A不導(dǎo)電。紅外圖譜證實(shí)A 有N－H鍵，且與游離氨分子鍵能相差不太大，還證實(shí)A 中的鉻原子周圍有7個(gè)配位原子提供孤對電子與鉻原子形成配位鍵，呈五角雙錐構(gòu)型。 5-1．以上信息表明A的化學(xué)式為： ；可能的結(jié)構(gòu)式為： 5-2．A中鉻的氧化數(shù)為： 。 5-3．預(yù)期A 最特征的化學(xué)性質(zhì)為： 。 5-4．生成晶體A的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，方程式是： 。 第六題、安定藥安寧可由2-甲基戊醛出發(fā)按下列方法合成： 6-1 寫出安寧及上述合成步驟中化合物A～C的結(jié)構(gòu)式。 6-2 安寧還可以通過丙二酸酯合成法合成，請?jiān)O(shè)計(jì)一條以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的無機(jī)試劑為原料合成安寧的路線。 第七題、氧化還原液流電池是近年來研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在液流電池體系中，多硫化鈉溴液流電池與全釩液流電池處于主導(dǎo)地位。全釩氧化還原液流電池(Vanadium Redox Battery,VRB)作為一種新型的綠色環(huán)保儲能電池，具有充放電性能優(yōu)良、使用壽命長及成本低等特點(diǎn)而備受關(guān)注，經(jīng)過20年的發(fā)展，正逐步走向?qū)嵱没聢D為全釩液流電池工作原理示意圖 在反應(yīng)體系中電解液為3mol/L H2SO4， 以及分布在離子選擇隔膜兩側(cè)的VO2+, VO2+, V3+, V2+ 四種活性離子，隔膜只允許H+通過 1、 給出充，放電時(shí)兩極反應(yīng)的方程式 2、 VRB可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，克服風(fēng)力發(fā)電的缺陷,試分析他們是如何完美結(jié)合的。 第八題、命名下列化合物 8-1、 8- 2、 _____________________________________, ____________________________________ 8-3、 8- 4、 __________________________________, ____________________________________ 第九題、不穩(wěn)定的化合物A分子式C3H4，經(jīng)三分子聚合得到B。B與丁炔二酸二甲酯共熱得化合物C，后者經(jīng)酸性高錳酸鉀處理生成D并放出二氧化碳1mol。請給出A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式并為A、B、D命名。 第十題、化合物A（C7H12），在酸性高錳酸鉀溶液中加熱回流，反應(yīng)液中只有環(huán)己酮一種有機(jī)物，A與氯化氫反應(yīng)得化合物B，B與乙醇鈉－乙醇溶液共熱生成化合物C，C能使溴的四氯化碳溶液褪色并生成化合物D，再將D與乙醇鈉－乙醇溶液共熱則得到化合物E，E與高錳酸鉀溶液加熱回流得丁二酸和丙酮酸?；衔顲若經(jīng)臭氧解（O3氧化，然后用H2O/Zn處理）則生成6–氧代庚醛。 10-1 寫出化合物A–E的結(jié)構(gòu)式（不考慮化合物的立體異構(gòu)）。 10-2用系統(tǒng)命名法命名化合物B，C，D，E 10-3上述化合物中哪個(gè)可以由乙烯和2–甲基–1,3–丁二烯經(jīng)一步反應(yīng)而制得？請用反應(yīng)式表示。 10-4如何將6–氧代庚醛轉(zhuǎn)化為1,6–庚二醇？請用反應(yīng)式表示。 第十一題、固體電解質(zhì)是具有與強(qiáng)電解質(zhì)水溶液的導(dǎo)電性相當(dāng)?shù)囊活悷o機(jī)固體。這類固體通過其中的離子遷移進(jìn)行電荷傳遞，因此又稱為固體離子導(dǎo)體。固體電解質(zhì)取代液體電解質(zhì)，可以做成全固態(tài)電池及其它傳感器、探測器等，在電化學(xué)、分析化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。 碘化銀具有α、β和γ等多種晶型。在水溶液中Ag+與I－沉淀形成的是γ-AgI和β-AgI的混合物，升溫至136℃全變?yōu)棣?AgI，至146℃變?yōu)棣?AgI。α-AgI是一種固體電解質(zhì)，導(dǎo)電率為1.31Ω–1?cm–1（注：強(qiáng)電解質(zhì)水溶液導(dǎo)電率為10–3～1Ω–1?cm–1）。 y = 0 y = a y = a y = a γ-AgI和β-AgI晶體的導(dǎo)電性極差。其中γ-AgI晶體屬立方晶體，其晶胞截面圖如上所示。圖中實(shí)心圓和空心圓分別表示Ag+和I－，a為晶胞邊長。 11-1試指出和γ-AgI晶體的點(diǎn)陣型式和Ag+、I－各自的配位數(shù)（已知通常I－，Ag+的半徑為100～150pm）。 11-2 α-AgI晶體中，I－離子取體心立方堆積，Ag+填充在其空隙中。試指出α-AgI晶體的晶胞中，八面體空隙、四面體空隙各有多少？ 11-3 通常Ag+離子半徑有一個(gè)變化范圍，為什么？ 11-4實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，α-AgI晶體中能夠遷移的全是Ag+，試分析Ag+能夠發(fā)生遷移的可能原因。 2008年全國高中化學(xué)競賽模擬試題十四參考答案 第一題、1-1 4AgCl + N2H4 + 4OH- → 4Ag ↓+ 4 Cl- + 4H2O + N2 ↑ (有銨離子生成，配平也對) 1-2 陰離子應(yīng)為 AuCl4— ，2HAuCl4 + 3 H2C2O4 → 2 Au ↓ + 8 HCl + 6 CO2 ↑ 第二題 2-1 Si是第三周期元素，原子半徑比C的大，Si-Si鍵長大于C-C鍵長，垂直于鍵平面的p軌道不易側(cè)向重疊形成∏鍵，所以Si不能形成含有離域∏鍵的類似石墨結(jié)構(gòu)的同素異性體。 2-2 氮的假電子層有4個(gè)價(jià)軌道，最大共價(jià)鍵數(shù)只能是4，故不能形成含有5個(gè)共價(jià)鍵的NX5，在N2O，HNO3及其鹽中，N的共價(jià)鍵數(shù)并未超過4，只是代表電荷偏移的氧化態(tài)為+5而已。 2-3 HIO4和H5IO6分子中的非羥基數(shù)目不同，前者有三個(gè)，后者有一個(gè)，故前者是強(qiáng)酸，后者是弱酸。 第三題、 3-1 （I）不穩(wěn)定，因?yàn)槠洇须娮訑?shù)＝4，不符合4n + 2規(guī)則；（II）不穩(wěn)定，其中每個(gè)C原子sp3雜化，理應(yīng)CCC＝109o28′，但三元環(huán)中的CCC遠(yuǎn)小于109o28′，環(huán)中存在張力，不穩(wěn)定。（III）中兩端的兩個(gè)碳原子是sp2雜化，中間兩個(gè)碳原子是sp雜化，成鍵為： 同系物C3H4中兩端的兩個(gè)碳原子是sp2雜化，中間碳原子是sp雜化，成鍵為： 3-2、(1) C3O2（線型）：O＝C＝C＝C＝O，每個(gè)碳原子采取sp雜化，每個(gè)O原子sp2雜化。 或可看作C、O原子都采取sp雜化，形成兩個(gè) (2) C4O42-（環(huán)狀）： 每個(gè)C原子采取sp2雜化，其中兩個(gè)碳原子未參與雜化的2p軌道分別與兩個(gè)O原子的2p軌道“肩并肩”形成π鍵，另外兩個(gè)碳原子未參與雜化的2p軌道相互“肩并肩”重疊成π鍵。 第四題 4-1．A：Na2S2O4；連二亞硫酸鈉； 2SO2＋2Na－Hg = Na2S2O4＋2Hg 4-2．有O2存在時(shí)，A會被氧化（得到Na2S2O6或NaHSO3）；說明Na2S2O4具有強(qiáng)還原性。 4-3．2Na2S2O4 = Na2S2O3＋Na2SO3＋SO2↑ 第五題 5-1．A 的化學(xué)式Cr(NH3)3O4 或CrN3H9O4（寫成其他形式也可以） A 的可能結(jié)構(gòu)式如下圖： 1式和/或2式均得滿分，但無2個(gè)過氧鍵O—O者得零分。（編者注：還可畫出其他結(jié)構(gòu)式，但本題強(qiáng)調(diào)的是結(jié)構(gòu)中有2個(gè)過氧鍵，并不要求判斷它們在結(jié)構(gòu)中的正確位置。） 5-2．A中鉻的氧化數(shù)為＋4 5-3．氧化還原性（或易分解或不穩(wěn)定等類似表述均得滿分） 5-4．化學(xué)方程式：CrO42－＋3NH3＋3H2O2＝Cr(NH3)3(O2)2＋O2＋2H2O＋2OH－ 第六題 6-1 6-2 第七題 7-1、正極反應(yīng) : VO2+ + H2O VO2+ + 2H+ + e 負(fù)極反應(yīng)： V3+ + e V2+ 7-2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)受到氣候變化，風(fēng)力大小等自然條件的影響，電能輸出具有不穩(wěn)定性和間斷性的特點(diǎn)，與VRB結(jié)合可以將電能儲存于電池中，可調(diào)節(jié)電壓大小，保證穩(wěn)定的電功率輸出（意思對即可） 第八題 8-1、 (E)–4–甲基–5–苯基–4–己烯–3–酮 8-2、4–乙?；郊姿? 8-3、 2,4–二氯–3′–硝基二苯醚 8- 4、(2R,3S)–2–甲基–3–氯–1–醇 第九題 第十題 10-1 10-2 B：1–甲基–1–氯環(huán)己烷 寫成 1–氯–1–甲基環(huán)己烷 不給分 C：1–甲基環(huán)己烯 或 1–甲基–1–環(huán)己烯 D：1–甲基–1,2–二溴環(huán)己烷 寫成 1,2–二溴–1–甲基環(huán)己烷 不給分 E：2–甲基–1,3–環(huán)己二烯 10-3 化合物C可由乙烯和2–甲基–1,3–丁二烯經(jīng)一步反應(yīng)而制得： 10-4 第十一題、 11-1 y=0，指xy平面，I—分布為 （頂點(diǎn)、面心有I—）； y=a，指xy平面之間的，I—分布為 （I—都在面心）； ∴點(diǎn)陣型式為立方面心，由于Ag+離子占有I－離子圍成的八個(gè)正四面體空隙中四個(gè)互不相鄰的正四面體空隙，∴正、負(fù)離子配位數(shù)都為4。 11-2 八面體空隙= 個(gè)、四面體空隙= 個(gè) 金屬原子 ? 八面體空隙 四面體空隙 11-3 在不同晶體中，Ag+離子占據(jù)不同空隙，按正、負(fù)離子相互接觸計(jì)算的Ag+離子半徑自然有一個(gè)變化范圍。 11-4 對于立方體（體心）堆積而言： 球數(shù)﹕四面體空隙﹕八面體空隙＝2﹕12﹕6＝1﹕6﹕3， ∴Ag+離子只占空隙的九分之一，這說明α-AgI晶體中有大量空隙存在，有利 于Ag+離子遷移，另外在體心立方中，四面體空隙與八面體空隙相連，四面體空隙與四面體空隙通過三角形中心相連，構(gòu)成三維骨架結(jié)構(gòu)的開放性“隧道”，可以供Ag+離子遷移。