02全國(guó)高中生化學(xué)競(jìng)賽決賽試題及答案

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全國(guó)高中生化學(xué)競(jìng)賽冬令營(yíng)）理試題競(jìng)賽時(shí)間小時(shí)。遲到超過(guò)30鐘者不能進(jìn)考場(chǎng)。開(kāi)始考試后時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷(背面朝上)在桌面上，立即起立撤離考場(chǎng)。試卷裝訂成冊(cè)，不得拆散。所有解答必須寫(xiě)在答卷紙的指定地方（方框內(nèi)用筆填寫(xiě)，寫(xiě)在其他地方的應(yīng)答一律無(wú)效。使用指定的草稿紙。不得持有任何其他紙張。把營(yíng)號(hào)寫(xiě)在所有試卷（包括草稿紙）右上角處，不寫(xiě)姓名和所屬學(xué)校，否則按廢卷論。允許使用非編程計(jì)算器、直尺、橡皮等文具，但不得帶文具盒進(jìn)入考場(chǎng)。H1.008LiBe6.941NaMg

He4.003BN10.8112.0114.0116.0020.18AlSClAr22.9926.9828.0930.9732.0735.4539.95KTiVCrMnFeCoNiZnGaGeSeBrKr39.1044.9647.8852.0054.9458.6963.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80RbYZrNbMoTcRhAgCdInTeIXe85.4788.9191.2295.94[98]101.1102.9106.4107.9114.8118.7127.6131.3CsHfWOsIrAuHgTlPbBiPoAtRnLa-Lu132.9178.5180.9186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0[210]FrRa[226]第1題

Ac-La綠礬（化學(xué)式）硫酸法生產(chǎn)鈦白粉的主要副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸白粉，副產(chǎn)噸礬，目前全國(guó)每年約產(chǎn)75萬(wàn)，除極少量被用于制備新產(chǎn)品外，絕大部分作為廢料棄去對(duì)境造成污染此開(kāi)發(fā)綜合利用綠礬的工藝是一項(xiàng)很有意義的工作某研究者提出如下圖所示的綠色工藝流程。綠礬

A

放空洗

反應(yīng)(

氣體

回收

產(chǎn)品滌水B

分離反應(yīng)(

DFA

反應(yīng)(空氣HOHO

分離煅燒

HOHO產(chǎn)品E分離干燥產(chǎn)品

蒸發(fā)分離產(chǎn)品D其中是氯化物，C是含氯的優(yōu)質(zhì)鉀肥D一種氮肥，E是色顏料AB、均是鹽類(lèi)，E和F是見(jiàn)的化合物。該工藝實(shí)現(xiàn)了原料中各主要成分的利用率均達(dá)94%上，可望達(dá)到綜合利用工業(yè)廢棄物和防治環(huán)境污染的雙重目的。

3222kk2K223223222kk2K2232222－22223寫(xiě)A、、、D、、F的學(xué)式；寫(xiě)反應(yīng)(1)、(2)、的化學(xué)方程式；指反應(yīng)(3)需要加入DFA（一種有機(jī)熔）的理由；判DFA是溶于水。第2題NO是大氣的污染物之一。它催化分破壞大氣臭氧層；在空氣易被氧化為NO，氮的氧化物參與產(chǎn)生光化學(xué)煙霧空中NO最允許含量不超過(guò)5mg/L。此，人們一直在努力尋找高效催化劑，將分為N和。用力學(xué)理論判斷在溫常壓下能否自發(fā)分已NON和O的離焓分別為941.7和493.7kJ/mol有究者用載負(fù)的—5分篩催劑的化分解獲得了良好效果。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，高溫下，當(dāng)氧分壓很小時(shí)Cu/ZSM5催劑對(duì)NO的化分解為一級(jí)反應(yīng)?？疾齑呋瘎┗钚猿Ｓ萌缦聢D所示的固定床反應(yīng)裝置氣體由惰性載(He)入催化劑床層，發(fā)生催化反應(yīng)。某試驗(yàn)混合氣NO的積分?jǐn)?shù)為4.0%混合氣流速為

/min已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況637K和732K時(shí)反應(yīng)秒，測(cè)得平均每個(gè)活性中心上NO分的分子數(shù)分別為和5.03試求在該催化劑上分解反應(yīng)的活化能。NO/催化劑在述條件下，設(shè)催化劑表面活性中心Cu+）量1.0×10-6mol，試計(jì)算NO732K時(shí)分解反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率。研者對(duì)NO在該催化劑的分解反應(yīng)提出如下反應(yīng)機(jī)理：NO+Ｍ

NOM[1]2NOM2OM[2]—M+2M快）[3]M示催化劑活性中心NO為吸NOM濃度忽略。試根據(jù)上述機(jī)理和M的料平衡推導(dǎo)反應(yīng)的速率方程解釋當(dāng)O分壓很低時(shí)總應(yīng)表現(xiàn)出一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)特征。第3題生物體內(nèi)重要氧化還原酶大都是金屬有機(jī)化合物中屬離子不止一種價(jià)態(tài)酶催化性中心究這些酶的目的在于闡述金屬酶參與的氧化過(guò)程及其電子傳遞機(jī)理而實(shí)現(xiàn)這些酶的化學(xué)模擬。據(jù)最近的文獻(xiàn)報(bào)道，(CyP)Cu(OH)式中Cy-環(huán)己基的縮寫(xiě)）與正丁酸銅（Ⅱ）在某惰性有機(jī)溶劑中氬氣氛下反應(yīng)1小，然后真空除去溶劑，得到淡紫色的沉淀物。該沉淀被重新溶解，真空干燥，如此反復(fù)，最后在CHCl中結(jié)，得到配合物A的純品，產(chǎn)率。元素分析A含（（9.25%含。紅外譜圖顯示A中基υ（Cl中有吸收峰，1413cm，表明羧基既有單氧參與配位，又有雙氧同時(shí)參與配位；核磁共振譜還表明A含有、-CH-不含-CH基團(tuán)，Cy的合狀態(tài)與反應(yīng)前相同。單晶射衍數(shù)據(jù)表明有種學(xué)環(huán)境的Cu且A分子呈中心對(duì)稱(chēng)知相對(duì)原質(zhì)量C12.0，H，：14.0Cu，：31.0O16.0寫(xiě)配合物A的學(xué)式；寫(xiě)生成配合物A的學(xué)程式；淡色沉淀物被重新溶解，真空干燥，如此反復(fù)操作多次的目的是除去何種物質(zhì)？

32232－2232232－22x1-x44222342畫(huà)配合物A的構(gòu)式；文報(bào)道，如用(P)Cu(OCCHCO為苯基代替CyCu(OCCHCOH)，可發(fā)生同樣反應(yīng)，得到與A相的配合物B但B的外譜圖Cl中只2個(gè)特征吸收峰：和cm，明它只有單氧參與配位。畫(huà)出配合物B的構(gòu)。第4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?lèi)無(wú)機(jī)固體體過(guò)其中的離子遷移進(jìn)行電荷傳遞因又為固體離子導(dǎo)體體電解質(zhì)取代液體電解質(zhì)以成全固態(tài)電池及其它傳感器、探測(cè)器等，在電化學(xué)、分析化學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。銀有和γ等多種晶型水液中Ag+I-沉淀形成的是和的合物，升溫至℃全變?yōu)棣?，℃全變?yōu)棣痢?AgI是種固體電解質(zhì)，導(dǎo)電率為1.31（注：強(qiáng)電解質(zhì)水溶的導(dǎo)電率為10-31Ω-1·cm-1

4-γ-AgI和β-AgI體的導(dǎo)電性極差。其中-AgI晶屬立方晶系，其晶胞截面圖如下所示。圖中實(shí)心球和空心球分別表示Ag+和I-，為胞邊長(zhǎng)。試指出-AgI晶體的點(diǎn)陣型式和+I-各自的配位數(shù)（已知通常I-的半徑為220pm的徑zyx

y

y=y=a

y=4--AgI晶中，I-子取體心立方堆積，+填充在其空隙中。試指出-AgI晶的晶胞中，八面體空隙、四面體空隙各有多少？為通常離半徑有一個(gè)變化范圍？實(shí)發(fā)現(xiàn)，晶中能夠遷移的全是+試分析+夠發(fā)生遷移的可能原因。用價(jià)正離子(M)分取代晶體中的Ag+離子通式為I的合物I晶，室溫導(dǎo)電率達(dá)0.27。其中遷移的物種仍全是Ag+。利用RbAgI晶體可以制成電化學(xué)氣敏傳感器圖一種測(cè)定含量的氣體傳感器示意圖分的O可通過(guò)聚四氟乙烯薄膜，由電池電動(dòng)勢(shì)變化可以得知的含量。分析氣體O電位計(jì)EI（1寫(xiě)出傳感器中發(fā)生的化學(xué)反和電極反應(yīng)。（2為什么由電池電動(dòng)勢(shì)的化可以得知的量？第5題

聚四氟乙烯膜AlI多孔石墨電極銀電極由銀74%25%1%）等制成的合金是一優(yōu)良的電鍍新材料。對(duì)其中的銀的分析，可采用絡(luò)合滴定法，具體分析步驟概括如下：試樣

溶（B）液（）（D）

32224336432a33H1432224336432a33H14其中（I加入（1:1沸，再加入HCl（1:9沸過(guò)濾，依次用（）和水洗滌沉淀II）加入濃氨水，過(guò)濾，用5%氨洗滌沉淀）加入氨水-化銨緩沖溶液（加入一定量的鎳氰化鉀固體）加入紫脲酸銨示劑（簡(jiǎn)記為In乙二胺四乙酸二鈉（簡(jiǎn)寫(xiě)為NaHY）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至近終時(shí)，加入氨水（了其終點(diǎn)明顯續(xù)定至溶液顏色由色變?yōu)樽霞t色為終點(diǎn)。已知有關(guān)數(shù)據(jù)如下：配合物

[AgY]3-

[NiY]2-

[Ag(CN)]-

[Ni(CN)]2-

[Ag(NH)]

+

[Ni(NH)]

穩(wěn)

酸

HYHY

HY2-

HY3-

-2.0-6.16-10.26寫(xiě)A和D中Ag存形體的化學(xué)式。寫(xiě)第Ⅲ步驟的主反應(yīng)方程式和第IV步滴定終點(diǎn)時(shí)的反應(yīng)方程式。試加HNO溶后，為什么要煮沸？加入HCl（1:9）后為什么還要煮沸？假溶液C中（I的總濃度為，離NH濃度為，要求滴定差控制在以?xún)?nèi)，試計(jì)算溶液C中（II總濃度至少為若干？第6題癌癥又稱(chēng)惡性腫瘤療癥的傳統(tǒng)方法是采用放療和化療這些方法對(duì)病情緩解率很低。近年來(lái)，利生物導(dǎo)彈”治療癌癥已取得成功“生物導(dǎo)彈（又稱(chēng)靶向藥物，如圖）就是利用對(duì)某些組織細(xì)胞具有特殊親合力的分子作載體藥定向輸送到病變部位到攻克病魔，又達(dá)到減少副作用的目的。具有卟吩環(huán)的化合物對(duì)某些組織細(xì)胞具有特殊親合力作為導(dǎo)向載體使用研小組通過(guò)對(duì)卟吩環(huán)結(jié)構(gòu)的修飾，設(shè)計(jì)合成了可用作導(dǎo)向載體的前體A：R

RNH

NN

HN

CHOAc2OOAc

OR

R

OAc

HOAcA的成路線如下：

2

(CHCO)O32

HBr

CHO

Aβ-D-葡萄糖

BuNBr/NaOH

CHCl寫(xiě)（B和（D）的結(jié)構(gòu)式；6-β葡糖結(jié)構(gòu)中的5羥基哪個(gè)最活波？用RS法記該糖中C和C的構(gòu)型；半乳糖葡萄糖相比，只有的構(gòu)型不同。寫(xiě)出α-D-半乳糖的哈武斯結(jié)構(gòu)式；A在性條件下水解后才能作為導(dǎo)向載體，試分析其原因。

2F2F第7題立體結(jié)構(gòu)特殊擁擠的2,3,4,5,6-苯基苯甲醛是合成新型紅色熒光材料的重要中間體，該中間體的合成難度較大。文獻(xiàn)報(bào)道了類(lèi)似化合物的合成。Ph

+

(C)

(()-H22

H

化合物A）由下列反應(yīng)制?。?/p>

Ph

+(E)

OH-

(A)某研究者根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)資料，從易得的肉桂醛F出發(fā)，設(shè)計(jì)合成了2,3,4,5,6-五苯基苯甲醛，反應(yīng)路線如下：CH=CHPhOHOH2

p-TsOHH

(A)(G)

(1()-H22

以上各式中、DMSO和TCQ分表示對(duì)甲基苯磺酸、二甲亞砜和四氯醌。寫(xiě)A的子式；寫(xiě)上述反應(yīng)中A、CE、HIJ的結(jié)構(gòu)式；寫(xiě)化合物A和E名稱(chēng)；指合成C和成A的反應(yīng)類(lèi)型；由合的的是什么？p-TsOH起么作用？為什么不能用干燥氯化氫代替？（注：該題推導(dǎo)A的構(gòu)式的示裝在密封的信封里，如打開(kāi)信封，或不隨試卷一同上交未開(kāi)啟的信封，則要扣除，但問(wèn)分不夠4分時(shí)，不倒扣分

434232423442n4242243423m+n2n3m2434232423442n4242243423m+n2n3m2222322322n4242420r-5NONOM－M—MNOMM—M2001全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽冬令營(yíng)）理論試題答案第1題A：HCO[(NH)CO]BCK：NHClE：FeOF：反應(yīng)(1)：(m+n)FeSO+2(m+n)NH=Fe(OH)(CO)↓+)+(2n+m)CO↑+mH

2NH寫(xiě)成(NH)CO，F(xiàn)e(OH))寫(xiě)成①(OH)(CO)，F(xiàn)e(OH)CO③Fe(OH)和且平的也得分。反應(yīng)(2)：2Fe)

O+3(m+n)HO=2(m+n)Fe(OH)↓+2mCO↑對(duì)于Fe(OH)(CO)的它表達(dá)式，平分原則同上。反應(yīng)(3)：(NH)2KCl

DFA

KSOCl降低K的解度，使之結(jié)晶析出，促使平衡向右移動(dòng)。能溶于水。第2題

112

Hr

631.81(941.785.9kJ/molSr

0

（反應(yīng)前后氣體的總分子數(shù)沒(méi)變化）G85.9kJ/molrrmrmrmr(673K)/=/

<0，自發(fā)進(jìn)行

kk

()

1.91

(有效數(shù)字錯(cuò)，扣分)每分鐘通過(guò)催化劑的NO的質(zhì)的量=

4.0%22400cm/mol

=7.1×10mol每分鐘分解的的質(zhì)的量n=

60s

×5.03×1.0×10-6mol轉(zhuǎn)化率y=

1.5

100%

=21%（有效數(shù)字錯(cuò)，扣分）7.1mol/min由反應(yīng)機(jī)理[：r/dt=k(1)由M的料平衡c=+cc≈c+c(2)由反應(yīng)機(jī)理3]：

K

kk

cMc

c

cK

M

781363432232332232781363CH2+-32222++-23232432781363432232332232781363CH2+-32222++-232324323633232(3)代入(

M

cK

M

cM

1

/

(4)代入(

rcNO

/K

設(shè)k0

K

'有r

'

當(dāng)氧的分壓很小時(shí)，

'

≈1所以

r1第3題化學(xué)式：CuOP)Cu(OCCHCOH)+Cu(CH→2CHCHCOOH+(CyP)Cu(OCCHCCH)（HCuO）除去反應(yīng)的另一產(chǎn)物正丁酸和未反應(yīng)反應(yīng)物。O

CO

O

O

Cu

PCy3

O2OCC

Cy3Cy3

HCCu2CuOCOO

PCy3

PhP3PhP3

Cu

OOCuCuOO

CCOCH

O第4題點(diǎn)陣型式：面心立方=4八面體空隙：6個(gè)；四面體空隙：12個(gè)在同的晶體中+離子占據(jù)不同空，按正負(fù)離子相互接觸計(jì)算的+離半徑自然有一個(gè)變化范圍。要點(diǎn)：（1四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(guò)三角形中心相連，構(gòu)成三維骨架結(jié)構(gòu)的開(kāi)放性隧”供Ag+遷移；（2有大量空隙Ag與空隙之比為∶）可供Ag遷；（3用適當(dāng)?shù)睦碚摚ㄈ鐦O化理論）說(shuō)明Ag+易發(fā)生遷移：移的激活能為0.05eV4-5（）4AlI+6I[1]正極反應(yīng)：+2Ag=2AgI[2]負(fù)反應(yīng)：+[3]（2當(dāng)氧氣的濃度大時(shí)，反應(yīng)[1]成的游離I濃度大φ電勢(shì)增大，由φ-，以也增大同表達(dá)也得分）第5題A：AgClD：[Ag(CN)]，)]+2[Ag(NH]+[Ni(CN)]2-+2NH]+[Ni(NH)]2+

=NiY3-

+HIn加HNO后續(xù)煮沸是為了除去氮的氧化物入（∶后煮是為了使AgCl膠狀沉淀凝聚，便于過(guò)濾和洗滌。根滴定誤差要，未被置換的Ag(NH)[Ag(NH)+≤0.010×0.2%=2×10mol/L

+平濃度為：

32432362113222920324323621132229202[Ag(NH)]+

+[Ni(CN)]2-

+2NH2[Ag(CN)]

+[Ni(NH)]開(kāi)始濃度(0.0100反應(yīng)濃度(-0.010+0.0050平衡濃度(2×10-5

0.0050根據(jù)多重平衡原理：

K

(10

)

)

(0.0050)

c=-3mol·L-1

)

(2

)

(c

即：溶液中Ni(Ⅱ總濃度6×10mol·L（效數(shù)字錯(cuò)，扣分第6題O

O

CHOAcOOAc

O

CHOB：

C：

Br

AcOD：

OAc

H半醛羥基（苷基C上的羥基C：型型

O

堿條件水解后糖分子中出現(xiàn)了4個(gè)基，與HO易形成氫鍵，因而水解后的產(chǎn)物的水溶性大大增加。第7題CHO

O

A：

O

C：

COOH

E：2CCH2Ph

O

OPh-HC=HC

G

：

Ph

I

Ph

OA：四苯基環(huán)戊二烯酮（或2，345-四苯基環(huán)戊二烯酮）E：二芐基酮（或α,α-二芐基酮，13-二苯基丙酮）合C：D-A反（加成反應(yīng)，周環(huán)反應(yīng)，協(xié)同反應(yīng)）合A：合反應(yīng)保醛基催作用因氯化氫會(huì)與不飽和醛、酮發(fā)生加成反應(yīng)第7題封封提的充息在有機(jī)合成中，有時(shí)用到如下類(lèi)型的消除反應(yīng)：O

小學(xué)六級(jí)數(shù)

圓柱圓錐

圓柱與錐這一講學(xué)習(xí)與圓柱體和圓錐體有關(guān)的體積、表面積等問(wèn)題。例1如右圖所示，圓錐形容器中裝有5升水，水面高度正好是圓錐高度的一半，這個(gè)容器還能裝多少升水？分析與：題的關(guān)鍵是要找出容器上半部分的體積與下半部分的關(guān)系。這表明容器可以裝8份5升水，已經(jīng)裝了1份，還能裝水5×（8－1）=35（升）。例2用一塊長(zhǎng)60厘米、寬40厘米的鐵皮做圓柱形水桶的側(cè)面，另找一塊鐵皮做底。這樣做成的鐵桶的容積最大是多少？（精確到厘米）

分析與：鐵桶有以厘米的邊為高和以厘米的邊為高兩種做法。時(shí)桶的容積是桶的容積是例3有一種飲料瓶的瓶身呈圓柱形（不包括瓶頸），容積是30米?，F(xiàn)在瓶中裝有一些飲料，正放時(shí)飲料高度20厘米，倒放時(shí)空余部分的高度為5厘米（見(jiàn)右圖）。問(wèn)：瓶?jī)?nèi)現(xiàn)有飲料多少立方分米？分析與：子的形狀不規(guī)則，并且不知道底面的半徑，似乎無(wú)法計(jì)算。比較一下正放與倒放，因?yàn)槠孔拥娜莘e不變，裝的飲料的體積不變，所以空余部分的體積應(yīng)當(dāng)相同。將正放與倒放的空余部分變換一下位置，可以看出飲料瓶的容積應(yīng)當(dāng)?shù)扔诘酌娣e不變，高為20＋5=25（厘米）例4皮球掉進(jìn)一個(gè)盛有水的圓柱形水桶中皮球的直徑為厘米水桶中后，水桶中的水面升高了多少厘米？

解：皮球的體積是水面升高的高度是450π÷900π（厘米）。答：水面升高了厘米。例5有一個(gè)圓柱體的零件，10厘米，底面直徑6厘米，零件的一端有一個(gè)圓柱形的圓孔，圓孔的直徑是4厘米，孔深5厘米（見(jiàn)右圖）。如果將這個(gè)零件接觸空氣的部分涂上防銹漆，那么一共要涂多少平方厘米？分析與：要涂漆的面有圓柱體的下底面、外側(cè)面、上面的圓環(huán)、圓孔的側(cè)面、圓孔的底面，其中上面的圓環(huán)與圓孔的底面可以拼成一個(gè)與圓柱體的底面相同的圓。涂漆面積為

例6將一個(gè)底面半徑為20厘米、高27厘米的圓錐形鋁塊，和一個(gè)底面半徑為30厘米、高厘米的圓柱形鋁塊，熔鑄成一底面半徑為15厘米的圓柱形鋁塊，求這個(gè)圓柱形鋁塊的高。解：被熔的圓錐形鋁塊的體積：被熔的圓柱形鋁塊的體積：π（厘米3）。熔成的圓柱形鋁塊的高：π＋18000π）÷（π×15π÷225π=96（厘米）。答：熔鑄成的圓柱體高厘米。

2）=21600練習(xí)1.右圖是一頂帽子。帽頂部分是圓柱形，用黑布做；帽沿部分是一個(gè)圓環(huán)，用白布做。如果帽頂?shù)陌霃健⒏吲c帽沿的寬都是厘米，那么哪種顏色的布用得多？2.一個(gè)底面直徑為厘米的圓柱形木桶里裝有水，水中淹沒(méi)著一個(gè)底面直徑為18厘米、高為厘米的鐵質(zhì)圓錐體。當(dāng)圓錐體取出后，桶內(nèi)水面將降低多少？3.用直徑為厘米的圓鋼鍛造長(zhǎng)300厘米、寬100厘米、2厘米的長(zhǎng)方形鋼板，應(yīng)截取多長(zhǎng)的一段圓鋼？容器高度的幾分之幾？

5.右上圖是一個(gè)機(jī)器零件，其下部是棱20厘米的正方體，上部是圓柱形的一半。求它的表面積與體積。6.有兩個(gè)盛滿(mǎn)水的底面半徑為厘米、高為30厘米的圓錐形容器，