高中化學(xué)奧林匹克競賽模擬訓(xùn)練8

1、我愛奧賽網(wǎng)2008年第五屆“我愛奧賽杯”高中化學(xué)競賽試題（2008年6月27日 9：00 - 12：00共計(jì)3小時(shí)）題號(hào)1234567891011總分滿分6108119891171110100得分評(píng)卷人l 競賽時(shí)間3小時(shí)。遲到超過30分鐘者不能進(jìn)考場(chǎng)。開始考試后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 姓名、考號(hào)和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)指定位置，寫在其他地方者按廢卷論。l 請(qǐng)將答案寫在指定的位置。l 允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。 第1題（6分）、硼的化學(xué)豐富多彩，也是材料化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。1-1、最近美國Rice University的教授Bor

2、is Yakobson與其同事預(yù)測(cè)了一種硼巴基球(Bn，如圖所示)的存在，這種分子組成與C60相似，但在它每個(gè)六邊形的中心有一個(gè)額外的原子，顯著提高了其穩(wěn)定性。則n=_ 1-2、硼是制造超硬材料的元素之一。提高材料的硬度有兩種方法，一是制造具有類似金剛石結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，如立方BM，若M為第三周期的元素，則 M為_(填元素符號(hào))，二是尋找 “不可壓縮性的”的金屬，這類金屬具有高密度，低硬度的特點(diǎn)，它們和硼的化合物有異乎尋常的硬度，最近Science雜志報(bào)道合成了一種可與金剛石相媲美的超硬材料XB2，X是第VIIB族元素，則X為_（填元素名稱）1-3、氮化硼納米管是一種具有優(yōu)異性能的材料，于1995年

3、美國加州大學(xué)的教授首次合成。該材料可由高溫?zé)峤夥ㄖ频?，用N2將由（NH4）2SO4與NaBH4反應(yīng)生成的物質(zhì)A帶入含Co、Ni催化劑的硅晶基片上，加熱到1000-1100反應(yīng)生成，已知A為苯的等電子體，寫出兩步反應(yīng)的方程式第2題（10分）、酸是化學(xué)中重要的一類物質(zhì)，人們對(duì)酸的認(rèn)識(shí)是逐步加深的。2-1、1887年，阿侖尼烏斯提出了電離理論，在水溶液中能電離出H+的為酸，電離出OH離子的為堿。比較水溶液中，下列陰離子的共扼酸的酸性大小_（填序號(hào)）2-2、1905年，弗蘭克提出了溶劑酸堿理論。該理論認(rèn)為凡是在溶劑中產(chǎn)生該溶劑的特征陽離子的溶質(zhì)叫酸，產(chǎn)生該溶劑的特征陰離子的溶質(zhì)叫堿。試判斷液NH3中加

4、入Li3N后酸堿性變化情況，并結(jié)合方程式解釋2-3、1923年布朗斯特提出了質(zhì)子理論。認(rèn)為凡是能夠給出質(zhì)子的物質(zhì)都為酸，接受質(zhì)子的物質(zhì)為堿。有電子總數(shù)相同的三種微粒，它們既是質(zhì)子酸又是質(zhì)子堿，且分別為陰離子、中性分子和陽離子，它們是_2-4、質(zhì)子理論提出的同年，路易斯提出了電子理論，凡是接受電子對(duì)的為酸，給出電子對(duì)的為堿。NH3和NF3的均為路易斯堿, 堿性更強(qiáng)的是_ _ ，理由是_ _2-5、1966年第一個(gè)超強(qiáng)酸被偶然發(fā)現(xiàn)，通常由質(zhì)子酸和路易斯酸混合。用SbF5與氟磺酸反應(yīng)后，可得到一種超強(qiáng)酸HSbF5(OSO2F)。寫出該超強(qiáng)酸在氟磺酸中的電離方程式。第3題（8分）、NO2-是一種常見配

5、體，在八面體配離子MR2(NO2)4-中，中心離子M含量為21.27%，氮元素的含量為30.33%，只檢測(cè)到一種N-O鍵長，請(qǐng)回答下列問題3-1、給出自由狀態(tài)下的NO2-的結(jié)構(gòu)，NO2-在該配合物中配位方式3-2、通過計(jì)算，給出配離子的化學(xué)式和名稱3-3、畫出該配離子的結(jié)構(gòu)第4題（11分）、銀制器皿久置會(huì)失去光澤，這并不是僅僅由于氧氣的作用，是被“流動(dòng)的水和游蕩的風(fēng)”所侵蝕，經(jīng)分析，銀器失去光澤是由于其表面形成了X ，X可由以下三種方法除去，從而使銀器恢復(fù)光澤。(1)將銀器置于盛有蘇打水的鋁制器皿中煮沸(2)將銀器在KSCN或NH4SCN溶液中放置幾分鐘(3)將銀器用A的乙醇-水溶液處理數(shù)分鐘

6、，X與A反應(yīng)的物質(zhì)的量比為1:8，A是 NH4SCN的同分異構(gòu)體，所有原子均只有一種化學(xué)環(huán)境。試回答如下問題：4-1、給出X 和 A的化學(xué)式，并寫出生成X的化學(xué)方程式4-2、寫出除去X的三種方法的化學(xué)反應(yīng)方程式4-3、計(jì)算X 在水中的溶解度，已知Ksp,X = 6.3×10-50, X的陰離子對(duì)應(yīng)的酸Ka1=9.5×10-8, Ka2=1.0×10-144-4、試判斷X在濃度相同的HNO3與HCl中的溶解性大小，說明你的理由第5題（9分）、將硼酸、發(fā)煙硫酸、螢石粉共熱得到無色氣體A，A為平面構(gòu)型分子，密度約為空氣的2.3倍，A用乙醚吸收后得到液態(tài)物質(zhì)B。液態(tài)乙酸中

7、存在微弱的自偶電離，離子電導(dǎo)率為139S/cm，將B加入乙酸中形成均一透明的無色溶液，發(fā)現(xiàn)乙酸的離子電導(dǎo)率顯著增強(qiáng)，達(dá)到1300-5800S/cm，B與乙酸的混合溶液是具有良好應(yīng)用前景的非水型電解質(zhì)，與傳統(tǒng)的水溶液電解質(zhì)體系相比有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，擴(kuò)大了電化學(xué)反應(yīng)研究的物質(zhì)范圍和電位研究區(qū)間。試回答下列問題：5-1寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡式 A _，B_5-2寫出生成A的化學(xué)反應(yīng)方程式_5-3用方程式表示乙酸的自偶電離過程，并分析乙酸中加入B后，電導(dǎo)率顯著提高的原因5-4紅外光譜顯示，純乙酸中存在兩種羧羥基吸收峰，分析這兩種峰產(chǎn)生的原因5-5為什么說非水型電解質(zhì)可以擴(kuò)大電化學(xué)反應(yīng)研究的物質(zhì)范圍和電位區(qū)間？

8、第6題（8分）、溶氧分析儀能連續(xù)、自動(dòng)測(cè)量水中微量的溶解氧含量，可用于工業(yè)鍋爐用水，實(shí)驗(yàn)室制備除氧水等方面。溶氧分析儀的核心部件是氧傳感器，傳感器中銀做陽極，金做陰極，二電極之間連接一穩(wěn)定的直流電源，以氯化鉀溶液為電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)溶液與取樣水之間有一層氧氣可以透過的薄膜，測(cè)量金電極上產(chǎn)生的還原電流的大小得出氧氣的含量。6-1、試寫出溶氧分析儀的有關(guān)電極反應(yīng)式陰極_，陽極_6-2、請(qǐng)從你寫的電極反應(yīng)式推測(cè)影響氧傳感器的性能的因素可能有哪些？在高溫下高爐中氧含量的測(cè)定可用氧化鋯(ZrO2)氧傳感器來測(cè)定，在氧化鋯中加入MgO,Y2O3等立方晶系的氧化物后，在600以上高溫時(shí)成為氧的快離子導(dǎo)體。其

9、導(dǎo)電性能主要源于摻雜晶體中的氧離子空位。下圖為氧化鋯固體電解質(zhì)的導(dǎo)電原理。6-3、寫出高氧側(cè)和低氧側(cè)的電極反應(yīng)式高氧側(cè)_，低氧側(cè)_6-4、若某摻雜電極Y2O3的ZrO2晶體中氧離子空位數(shù)為3.01X1020個(gè)，則理論上摻雜的Y2O3質(zhì)量為多少克？第7題（9分）、生源胺（biogenic amine）是指人體中擔(dān)負(fù)神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)作用的胺類化合物，包括腎上腺素（adrenaline）、多巴胺（dopamine）、乙酰膽堿（acetylcholine）及5-羥基色胺（serotonine）等。腎上腺素的結(jié)構(gòu)為下列合成實(shí)驗(yàn)所證實(shí)兒茶酚 + ClCH2COCl A(C8H7O3Cl)A + CH3NH2

10、B(C9H11O3N)PtB + H2 外消旋腎上腺素（C9H13O3N）A + NaOI 3,4-二羥基苯甲酸7-1、寫出兒茶酚、A、B的結(jié)構(gòu)簡式7-2、拆分外消旋腎上腺素后，()腎上腺素具有R構(gòu)型，給出()腎上腺素的立體結(jié)構(gòu)7-3、腎上腺素在空氣中會(huì)變成紅色，分析其原因_第8題（11分）、有機(jī)化合物F是環(huán)已烯酮類除草劑（如烯草酮，烯禾定等）的重要合成中間體，F(xiàn)的合成路線如下： （F）除草劑烯禾定的合成方法為：（烯禾定）8-1、給出A、B、C、D、E的結(jié)構(gòu)簡式8-2、給出C和F的系統(tǒng)命名C_，F(xiàn)_ _8-3、巴豆醛（CH3CH=CHCHO）是重要的有機(jī)化工原料，酒精廠利用原料優(yōu)勢(shì)生產(chǎn)巴豆醛可

11、大大提高經(jīng)濟(jì)效益，請(qǐng)給出酒精廠合成巴豆醛的方案。8-4、給出G、H可能的結(jié)構(gòu)簡式第9題（7分）、人造金剛石酸洗廢液中含有大量的Ni2+、Mn2+、Co2+離子，不經(jīng)處理排放危害極大。某工廠技術(shù)人員設(shè)計(jì)了創(chuàng)新方案，使有害離子的濃度降低到排放標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)得到了純度較高的鎳粉。廢液經(jīng)分析組成如下：在強(qiáng)酸性的廢液中加入NaOH調(diào)節(jié)pH到2，在攪拌下加入飽和Na2CO3溶液和NaClO除去Mn2+、Co2+，并控制pH不超過3.5（Na2CO3需緩慢加入，防止產(chǎn)生大量CO2而冒槽），過濾后電解含Ni2+的過濾液，以鎳鉻鈦不銹鋼片為陰極，以鉛片為陽極，電解后在陰極得到鎳粉。回答下列問題9-1、調(diào)節(jié)強(qiáng)酸性廢液

12、至pH=2，可否直接用飽和Na2CO3溶液？分析你的原因9-2、寫出除去廢液中Mn2+、Co2+的反應(yīng)方程式9-3、攪拌過程中Ni不被沉淀下來，實(shí)際操作中是如何實(shí)現(xiàn)？9-4、電解過程中電流效率與pH的關(guān)系如下圖，試分析如下圖所示變化的原因.并選擇電解的最佳pH值第10題（11分）、化學(xué)世界里有許多“另類”的物質(zhì)。如亞鐵鹽在空氣中通常不穩(wěn)定，易被氧化，如FeSO4·7H2O。而(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶體比FeSO4·7H2O晶體等其它亞鐵鹽穩(wěn)定許多，可在分析化學(xué)中做基準(zhǔn)試劑。常溫下FeSO4·7H2O在空氣中容易失去結(jié)晶水成為FeSO4，

13、而(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O失去結(jié)晶水困難許多。FeSO4·7H2O的晶胞參數(shù)為a=1.407nm，b=0.6503nm，c=1.104nm， =90.00°， =105.57°密度為1.898g/cm3，無水FeSO4晶體中最近的FeO距離為0.212nm，SO距離為0.151nm，F(xiàn)eS距離為0.475nm，F(xiàn)eFe距離為0.769nm(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O的晶胞參數(shù)為a=0.932nm，b=1.265nm，c=0.624nm，=90.00°，=106.80°，密度為1.864g/cm3

14、，最近的FeO距離0.209nm，SO距離為0.149nm，F(xiàn)eFe距離為0.486nm，NH4+Fe距離為0.483nm，NS距離為0.361nm10-1、計(jì)算一個(gè)FeSO4·7H2O晶胞和一個(gè)(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O晶胞分別所含原子個(gè)數(shù)10-2、晶體自身的結(jié)構(gòu)如空隙大小直接影響化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的趨勢(shì)，試通過計(jì)算說明FeSO4·7H2O比(NH4) 2Fe(SO4)2.·6H2O更易被氧化已知：O的共價(jià)半徑為0.66nm，在晶體中+2價(jià)的Fe半徑為0.061nm，2價(jià)的O半徑為0.121nm，+6價(jià)的S半徑為0.029nm，3價(jià)的N半徑為0

15、.148nm10-3、FeSO4·7H2O在潮濕的空氣中被氧化的產(chǎn)物為Fe(OH)SO4·3H2O，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式_10-4、在水溶液中(NH4) 2Fe(SO4)2·6H2O與FeSO4·7H2O穩(wěn)定性相當(dāng)，請(qǐng)分析其原因第11題（10分）、氯乙烯是重要的化工原料，其聚合物PVC廣泛用于工業(yè)，農(nóng)業(yè)，建筑業(yè)，是世界上消耗量最大的塑料產(chǎn)品之一。從氯乙烯的發(fā)現(xiàn)到PVC的大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)經(jīng)歷了一百多年的時(shí)間。1835年化學(xué)家用KOH的乙醇溶液處理A首次制得氯乙烯1912年乙炔與HCl加成制得氯乙烯二十世紀(jì)六十年代乙烯氧氯化法實(shí)現(xiàn)工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)A，為氯乙烯的

16、大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)提供了原料現(xiàn)代工業(yè)聯(lián)合平衡法，生產(chǎn)了90%的氯乙烯乙烯氧氯化法生產(chǎn)A的工藝為乙烯與干燥的氯化氫和空氣(或純氧)在300左右，150-500kPa下反應(yīng)器中反應(yīng)，催化劑為多孔載體附載金屬氯化物，如Al2O3附載CuCl2，其催化機(jī)理分三步進(jìn)行，第一步為吸附的乙烯與CuCl2反應(yīng)11-1、A的化學(xué)式為_ _，用KOH的乙醇溶液處理A制得氯乙烯的方程式為_ _11-2、為什么現(xiàn)代工業(yè)不用乙炔氯化氫加成法生產(chǎn)氯乙烯？11-3、請(qǐng)?zhí)岢鲆蚁┭趼然ù呋^程中涉及的三步反應(yīng)的化學(xué)方程式和總反應(yīng)的方程式11-4、聯(lián)合平衡法以乙烯、氯氣、氧氣為原料，此法生產(chǎn)的氯乙烯占現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)量的90%以上，涉及

17、到以下三個(gè)反應(yīng)：反應(yīng)一：CH2=CH2+Cl2 CH2ClCH2C1 反應(yīng)二： CH2ClCH2C1CH2=CHCl+HCl反應(yīng)三：2CH2=CH2+4HCl+O22 CH2ClCH2C1+2H2O如反應(yīng)一CH2ClCH2C1產(chǎn)率為95%，反應(yīng)二CH2=CHCl和HCl的產(chǎn)率均為60%，反應(yīng)三CH2ClCH2C1的產(chǎn)率為93.5%，假設(shè)反應(yīng)中CH2=CH2，CH2ClCH2C1均被完全消耗，且副反應(yīng)中既無HCl的消耗，也無HCl的生成，為使生產(chǎn)中不購進(jìn)HCl原料，也無HCl廢氣排出，計(jì)算反應(yīng)一和反應(yīng)三中CH2=CH2的投料比。我愛奧賽網(wǎng)2008年第五屆“我愛奧賽杯”高中化學(xué)競賽試題參考答案及評(píng)

18、分標(biāo)準(zhǔn)第1題（6分）1-1、80 （2分）1-2、P , 錸 （2分， 各1分）1-3、3（NH4）2SO4+ 6 NaBH4 = 2B3N3H6 + 3Na2SO4 + 18 H2 B3N3H6 = 3BN + 3H2 （2分， 各1分）第2題（10分）2-1、(2)>(3)>(1) （2分）2-2、堿性增加，2NH3 NH4+ + NH2 NH3 + N3- = HN2- + NH2- 或2NH3 + N3- = 3NH2- （2分）2-3、HS-,H2O2,N2H5+ （全對(duì)給2分，其他合理結(jié)論也給分）2-4、NH3 F的吸電子能力強(qiáng)，使N上電子云密度降低（2分，各1分）2-

19、5、HSbF5(OSO2F)HSO3F H2SO3F+ SbF5(OSO2F) （2分）第3題（8分）3-1、NO2-為角型，（1分） 由于只一種N-O鍵長，應(yīng)為氮原子配位 （1分）3-2、若R中不含N,則氧元素含量為(0.3033/14) x32=0.6933,M,N,O之和將超過1，是不可能的。所以R必為含氮配體。設(shè)R中含x個(gè)N，則有nM : nN = 0.2127/MM : 0.3033/14.01 = 1 ：（2x+ 4） MM=19.65(x+2)x=1時(shí)，有合理解，MM=58.95 為Co元素，（元素 ，1分）配離子摩爾質(zhì)量=277g/mol,扣除掉1個(gè)Co,6個(gè)N,8個(gè)O后還剩下

20、6，應(yīng)為6個(gè)H，故配體R為NH3,配離子化學(xué)式為Co(NH3)2(NO2)4-， （化學(xué)式，2分）名稱為四亞硝酸根·二氨合鈷(|)離子 （1分）3-3、由于只一種N-O鍵長，所有氧原子等價(jià)，則配離子結(jié)構(gòu)應(yīng)為： （2分）第4題4-1、X ：Ag2S, A：SC(NH2)2 4Ag + 2H2S + O2 = 2Ag2S + 2H2O. （各1分 共3分）4-2、（1）2Al +3Ag2S+6H2O+3 Na2CO3=2Al(OH)3 +6Ag+ 3NaHS +3NaHCO3或 負(fù)極： Al -3e- = Al3+正極： 3Ag2S + 6e-= 6Ag+3S2-（2）Ag2S + 4S

21、CN- = 2Ag(SCN)2- + S2-, （3）Ag2S + 8SC(NH2)2 = 2AgSC(NH2)24+ + S2-. （各1分 共3分）4-3、 Ag2S 2Ag+ + S2-, S2- + H2O HS- + OH- ，HS- + H2O H2S + OH-.Cs = H2S + HS- + S2-, Ag+ = 2Cs， S2- = a Cs, Ag2S ksp極小，H+可視為107mol/L （1分） Ag+ = 2Cs, KSp(Ag2S) = Ag+2 ´ S2- = 4aCS3,CS mol/L 或1.7´ 1012g/L；1.7´ 1

22、013g/100g水(2分)4-4. HNO3中的溶解性更好 (1分) 3Ag2S + 8HNO3 = 6AgNO3 + 2NO + 3S + 4H2O (1分)（生成物寫成H2SO4也對(duì)）第5題(9分)5-1 A：BF3, B：(CH3CH2)2O·BF3 （2分 ，各1分）5-2 3H2SO4 + 2H3BO3 + 3CaF2 = 2BF3 + 3CaSO4 + 6H2O 2分5-3 2CH3COOH CH3COOH2+ + CH3COO-，加入(CH3CH2)2O·BF3后，(CH3CH2)2O·BF3是強(qiáng)路易斯酸，形成了CH3COOBF3-離子，促進(jìn)了乙酸

23、的自偶電離2CH3COOH + BF3 = CH3COOBF3- + CH3COOH2+ （2分）5-4 乙酸中存在單分子和締合分子兩種狀態(tài) （1分）5-5 水溶液中難溶或不溶的物質(zhì)在非水電解質(zhì)中可以研究，故擴(kuò)大了研究的物質(zhì)范圍；在水溶液中，電解電位受到析氫電位和析氧電位的區(qū)間限制，而非水電解質(zhì)中擴(kuò)大了研究的電位區(qū)間限制。（意思對(duì)即可）（2分）第6題（8分）6-1、陰極反應(yīng) O2 + 2H2O + 4e = 4OH- 陽極反應(yīng) Ag e- + Cl- = AgCl （2分 ，各1分）6-2、pH值，H2S的濃度，重金屬離子 （寫出二個(gè)即可） （2分）6-3、O2+ 4e - = 2O2- ,

24、2O2- 4e- = O2 （2分 ，各1分）6-4、每摻雜1molY2O3得到的氧離子空位為1mol, 計(jì)算得Y2O3質(zhì)量為：(3.01X1020/NA) ´M Y2O3 =113´10-1g (三位有效數(shù)字)（2分）第7題7-1、兒茶酚：， A： B： （6分，各2分）7-2、 （2分）7-3、具有酚類結(jié)構(gòu)，易被空氣中的氧氣氧化 （1分）第8題（11分）8-1、 （5分，各1分）8-2、C：6-乙硫基-3-庚烯-2-酮 或 6-乙硫基-3-烯-2-庚酮F： （2分 ，各1分）8-3、乙醇氧化制乙醛，乙醛縮合脫水得到巴豆醛 （以方程式表示也給分） 2分8-4、G：CH3CH2CH2COCl(Br,I)，（CH3CH2CH2CO）2O等?；噭?，丁酸+POCl3/SOCl2 ，CH3CH2CH2COOR+RONa, 只單獨(dú)寫丁酸，丁酸酯不給分 （1分）F：NH2OCH2CH3 （1分）第9題（7分）9-1、不可以，將產(chǎn)生大量CO2而冒槽 （1分）9-2、 （2分）9-3、根據(jù)廢液離子濃度分析結(jié)果，控制NaClO用量，可使Mn2+，Co2+沉淀完而Ni2+不被沉淀。（1分）9-4、pH較低時(shí)，將產(chǎn)生大量氫氣，電流效率低；pH>4.5時(shí)，將產(chǎn)生Ni(OH)3沉淀，Ni2+濃度下降，不利于Ni的析出。（2分）選擇在4.0-4.5左右 （1