全國高中化學競賽初賽模擬試題

1、2008年全國高中化學競賽模擬試題十五第一題、1-1 元素周期表是20世紀科學技術發(fā)展的重要理論依據(jù)之一。假設NH4+是“元素”NH4的陽離子，則“元素” NH4在周期表中的位置應該是 ；“元素” NH4的單質(zhì)常溫常壓下應為（填“高”或“低”）熔點 （填“固”、“液”或“氣”）體， （填“能”或“不能”）導電；NH4的碳酸鹽應 （填“易”或“不易”）溶于水。1-2 放射性元素的發(fā)現(xiàn)19世紀末20世紀初物理學發(fā)生巨大變革的基礎。最早發(fā)現(xiàn)的具有放射性的元素是鈾，鈾也是核電廠的燃料。是自然界存在的易于發(fā)生裂變的唯一核素。吸收一個中子發(fā)生核裂變可得到和，或和等。請寫出上述核反應方程式： 1-3 Al（

2、27.0g/mol）、Cu（63.5g/mol）的密度分別為2.70g/cm3、8.93g/cm3，Al和Cu都是面心立方結構，請求Al和Cu晶胞體積之比。第二題、鋁是一種重要的金屬材料，廣泛用于制作導線、結構材料和日用器皿，鋁合金大量用于飛機和其它構件的制造。十九世紀曾以電解熔融氧化鋁的方法制備金屬鋁，當時鋁由于價格昂貴而只被貴族用作裝飾品?，F(xiàn)代工業(yè)上是通過在1000左右的高溫下電解氧化鋁和冰晶石(Na3AlF6)的熔融液制備鋁的。請回答下列問題：2-1 現(xiàn)代工業(yè)電解制備鋁過程中正極和負極實際發(fā)生的反應分別為： 在正極放電產(chǎn)生 ； 在負極放電產(chǎn)生 。2-2 電解反應方程式為 。2-3 以現(xiàn)代

3、工業(yè)方法制備的鋁價格下降的可能原因是： 。2-4 若電流效率為75，則制備1kg金屬鋁需以10A電流電解 小時。2-5 電解NaClAlCl3熔融液制備鋁比電解Al2O3Na3AlF6的熔融液制備鋁節(jié)省電能約30，為什么現(xiàn)在仍用后一種方法制備鋁_第三題、已知：A,B,C,D,E為同一元素的氧化物。F為一種常見的鹽。1、 液態(tài)A中存在兩種離子2、 金屬鈉與液態(tài)A反應可生成F和B，殘留在A中的B和A可結合生成C，使溶液成藍綠色3、 A和E在一定條件下可以互相轉化4、 E和臭氧反應可以得到D回答下列問題3-1寫出A, B, C, D，E的化學式3-2由A到E轉化，需要怎樣的條件？3-3 寫出E和臭氧

4、反應生成D的方程式3-4 試提出金屬鈉與A反應的原理第四題、利用核能把水分解，制出氫氣，是目前許多國家正在研究的課題。下圖是國外正在研究中的一種流程（碘硫法），其中用了過量的碘。請寫出反應的化學方程式并注明條件：上述流程中循環(huán)使用的物質(zhì)是 第五題、壓電材料是受到壓力作用時會在兩端面間出現(xiàn)電壓的晶體材料，磷酸鎵晶體是性能優(yōu)良的新型壓電材料，過去常用水熱法合成，山東大學晶體材料國家重點實驗室采用了高溫溶液法合成了性能更加優(yōu)良的磷酸鎵晶體。實驗原料為反應計量比的Ga2O3,NH4H2PO4 (二者物質(zhì)的量比為1:2)以及助溶劑Li2CO3,MoO3(物質(zhì)的量比為1:3)，反應溫度為1000。5-1、

5、寫出合成磷酸鎵的化學反應方程式以及助溶劑反應的方程式5-2、高溫溶液法制得的晶體與水熱法相比有何優(yōu)點？5-3、最早的壓電材料M由1880年，法國物理學家P. 居里和J.居里兄弟發(fā)現(xiàn)，M由兩種短周期非金屬元素形成，推測M的化學式5-4、壓電材料廣泛用于制作傳感器，可以測量下列哪一些物理量？A.長度 B.時間 C.加速度 D.地震波第六題、硬水鋁石、一水軟鋁石和三水鋁石是構成鋁土礦的主要礦物成分。三水鋁石中氧化鋁的含量為65.4%,晶體結構屬典型的層狀結構單斜晶系，a=0.864nm，b=0.507nm，c=0.972nm，=94.34, Z=8。加熱灼燒三水鋁石依次可以得到硬水鋁石和一水軟鋁石，

6、硬水鋁石和一水軟鋁石具有相同的化學式，鋁元素含量為45%，但結構有所不同。一水軟鋁石加熱可失去全部的氫和四分之一的氧，而剩余氧仍保持六方最緊密堆積，鋁居八面體空隙，從而形成化合物A。6-1 給出三水鋁石和硬水鋁石的化學式6-2 計算三水鋁石的密度6-3 推測A的化學式，并指出A中鋁占八面體空隙的百分比6-4 一水軟鋁石又稱勃姆石，可由硝酸鋁和尿素為原料水熱合成，寫出合成反應的化學方程式第七題、太陽能發(fā)電和陽光分解水制氫，是清潔能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n型半導體光電化學電池方面。下圖是n型半導體光電化學電池光解水制氫的基本原理示意圖，圖中的半導體導帶（未充填電子的分子軌道構成的能級

7、最低的能帶）與價帶（已充填價電子的分子軌道構成的能級最高的能帶）之間的能量差E（EcEv）稱為帶隙，圖中的e為電子、h為空穴。瑞士科學家最近發(fā)明了一種基于上圖所示原理的廉價光電化學電池裝置，其半導體電極由2個光系統(tǒng)串聯(lián)而成。系統(tǒng)一由吸收藍色光的WO3納米晶薄膜構成；系統(tǒng)二吸收綠色和紅色光，由染料敏化的TiO2納米晶薄膜構成。在光照下，系統(tǒng)一的電子（e）由價帶躍遷到導帶后，轉移到系統(tǒng)二的價帶，再躍遷到系統(tǒng)二的導帶，然后流向?qū)﹄姌O。所采用的光敏染料為配合物RuL2(SCN)2，其中中性配體L為4，4二羧基2，2聯(lián)吡啶。7-1指出配合物RuL2(SCN)2中配體L的配位原子和中心金屬原子的配位數(shù)。7

8、-2畫出配合物RuL2(SCN)2的全部可能結構（鍵合異構體），用ZZ代表L（其中Z為配位原子），有旋光活性的請說明。7-3分別寫出半導體電極表面和對電極表面發(fā)生的電極反應式，以及總反應式。7-4該光電化學電池裝置所得產(chǎn)物可用于環(huán)保型汽車發(fā)動機嗎？說明理由。第八題、電解含D2O（重水）的H2O，恒定電流為1.00A（安培），經(jīng)100h，兩極共生成34.5g氣體，請計算產(chǎn)物中D和H原子數(shù)之比。（一個摩爾電子的總電量為9.65 104C，即法拉第常數(shù)F， H、D相對原子質(zhì)量為1.0、2.0）第九題、9-1 分子式為 C7H14O 的手性醇，經(jīng)催化氫化吸收一分子氫后得到一個新的非手性醇。寫出醇的可能

9、結構。9-2 烴A的含氫量為7.7%,分子量在300以下，且能使Br2-CCl4和稀冷KMnO4溶液褪色，在溫和條件下，1molA催化加氫可以加1mol氫分子，若用KMnO4酸性溶液氧化，則僅得到一種二元酸B,B的一溴取代物只有一種。試推出該化合物A的可能結構，并命名。第十題、香料M可由下列方法合成，試回答問題10-1命名香料M _ 10-2 寫出A,B,C,D,E的結構簡式，以及條件F的內(nèi)容第十一題、以下是某一類重要的鉑配合物的生產(chǎn)方法，用NaOH調(diào)節(jié)氯鉑酸溶液至pH=12, 煮沸2小時，冷卻到室溫，緩慢滴加硝酸溶液，調(diào)節(jié)pH至5，得到黃色沉淀（A），洗滌，干燥后備用。原子吸收光譜測量配合物

10、（A）中鉑含量為65.22%，失重分析實驗得到兩個階段，120- 300之間失重為24.09%, 300-600第二次失重過程為10.70%。11-1 寫出該鉑配合物的化學式和合成該配合物的方程式。11-2 通過計算，寫出第一次失重和第二次失重后的含鉑產(chǎn)物的化學式。11-3 X射線電子能譜分析表明，該配合物中存在兩種Pt-O鍵，試畫出該配合物的結構 2008年全國高中化學競賽模擬試題十五參考答案第一題1-1 第三周期第IA族 低 固 能 易 1-2 1-3 63.5/8.93 ：27.0/2.70 =7.11：10.0 =0.71：1.0，銅晶胞體積為鋁晶胞體積的0.71倍。第二題2-1 O2

11、 O2 Al3+ Al 2-2 2-3 純氧化鋁熔點很高(2000)，加入Na3AlF6后由于形成共熔體使其熔點大大降低，從而使制備鋁成本降低2-4 397 2-5 由于AlCl3沒有天然礦藏，制備AlCl3所需氯氣仍需電解制得，電能沒有省下第三題3-1 A：N2O4 B：NO C：N2O3 D：N2O5 E ：NO2 3-2 由A到E，需要高溫低壓 (1分)3-3 2NO2+O3=N2O5+O2 (2分,無氧氣不得分)3-4 A自偶電離生成NO+和NO3-,鈉電子轉移給NO+,放出NO第四題 SO2+I2+2H2O2HI+H2SO4 (1分) 2H2SO4 2SO2+O2 +2H2O (1分

12、) 2HIH2I2 (1分)SO2、I2 (1分,錯任一個即0分)第五題5-1 Ga2O3 + 2 NH4H2PO4 = 2GaPO4 + 2NH3 + 3H2OLi2CO3 + 3MoO3 = Li2Mo3O10 + CO25-2 晶體中無結晶水或OH-，性能更加優(yōu)良5-3 SiO2（等電子體）5-4、C,D第六題6-1 Al(OH)3,AlOOH6-2、1mol晶胞的質(zhì)量為m=8 (27+173)=624g 1mol晶胞的體積為V= NAabcsin = 2.56102cm3 d=m/v= 244g/cm36-3、Al2O3 , 2/36-4、2Al(NO3)3+ 3 CO(NH2)2 +

13、 7H2O = 2AlOOH +6 NH4NO3 +3 CO2第七題、7-1配體L的配位原子是2個吡啶環(huán)上的N，中心金屬原子的配位數(shù)是67-2 （沒有旋光活性） （有旋光活性）7-3半導體電極表面發(fā)生的電極反應式為：4HH2OO24H對電極表面發(fā)生的電極反應式為：4H4e2H2總反應式為：2H2OO22H27-4可用于環(huán)保型汽車發(fā)動機。該光電化學電池裝置所得產(chǎn)物氫氣，屬于清潔能源（原材料），可通過氫氣燃燒產(chǎn)生的熱能用于汽車發(fā)動機，亦可經(jīng)由氫燃料電池產(chǎn)生的電能用于汽車發(fā)動機。第八題1.00 100 60 60 / 9.65 104C = 3.73F （2分） 生成O2： 3.73 32.0 /

14、4 = 29.8g （2分）氫量： 34.5g - 29.8g = 4.7g （1分）設：D的物質(zhì)的量為x，則H的物質(zhì)的量為（3.73-x） 2.0x + 1.0（3.73-x）= 4.7g x= 0.97 3.73 - 0.97 = 2.76 D/H（原子）：0.97/2.76 = 0.351 （3分）第九題9-1、CH3CH2CH(CH=CH2)CH2CH2OH CH3CH2CH2CH(CH2CH=CH2)OHCH3CH2CH2CH(CH=CHCH3)OH CH3CH(CH3)CH(C(CH3)=CH2)OHCH3CH2C(CH=CH2)(CH3)CH2OH 9-2、分析：經(jīng)計算C,H比為1;1,設為CxHx, 由題意知含一雙鍵和苯環(huán)（設為y個），故不