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清北学堂全国高中生化学竞赛模拟试题及答案 (尹冬冬教授)
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ZM MgCl2 m ZM MgCl2 = = 2 V VN A a c sin 120 N A
Z=
a 2 c sin 120 N A
M MgCl2
=2.35× 103× (363.63× 10-12)2 × (× 10-12) × 0.866× 6.022× 1023/(95.21× 10-3) =3.01 2分 1分
第八题 日常生活中,我们常会用到 PE(高压聚乙烯)保鲜膜,如果你仔细观察,会发现 在包装盒上有“用于微波炉时,请勿让保鲜膜与高油性食物直接接触”的提示,请用化学原 理解释之(用化学语言写出关键的书面表达式)。 (共 6 分)
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第九题
推测化合物 A.- F.的结构简式,指出何者有光学活性,给出该化合物 R
第二题 过氧乙酸的含量分析方法如下:在碘量瓶中加入 40mL 水,再加入 5mL 3mol/L 稀 硫酸和 2~3 滴 1mol/L MnSO4 溶液,冷却至 5℃;准确称量 0.5027g 过氧乙酸试样加入到之 前的碘量瓶中后摇匀,用 0.01183mol/L KMnO4 标准溶液滴定至溶液呈浅粉色(半分钟不褪 色) , 共消耗 24.98mL; 随即加入 10mL20%的 KI 溶液和 2~3 滴(NH4)2MoO4 溶液, 轻轻摇匀, 加塞, 避光静置 10min, 而后用 0.1018mol/L Na2S2O3 标准溶液滴定, 接近终点时加入 3mL 0.5% 淀粉指示剂,继续滴定至蓝色消失(半分钟不恢复) ,消耗 23.61mL。 (1) 写出与测定有关的化学方程式。
Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]
第一题 选用下列物质的化学式按要求填空(单选) 。 (共 6 分) 可选物质:NO、N2O3、N2O4、NO2+、NH3、N2H4、NH2OH、H2N2O2。 (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) 的衍生物用作高能燃料,且不是平面分子; 存在两种异构体,其中不含非极性键的异构体的结构为 具有线形结构,Lewis 结构中每个键的键级为 2.0; 是无色平面分子,它的一种等电子体是 可作制冷剂,且具有两性; 具有两性, 且既可以做氧化剂, 也可以做还原剂, 但主要做 的水溶液会分解产生 N2O, 上述分解过程的反应式为 具有顺磁性。 ; ; ; ;
E ( C8H15O4K )
F ( C4H6O3 ) + 2 C2H5OH
CH3COCH3 + CO2
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参考答案
解答: (1)N2H4; (2)N2O3,O-N-O-N-O; (3)NO2+; (4)N2O4,C2O42-; (5)
第一题
NH3; (6)NH2OH,还原剂; (7)H2N2O2;H2N2O2=N2O+H2O; (8)NO。 每空 0.5 分,共 6 分。 第二题 解答: (1)2KMnO4+3H2SO4+5H2O2=2MnSO4+K2SO4+5O2+8H2O 2KI+2H2SO4+CH3COOOH=2KHSO4+CH3COOH+H2O+I2 I2+2Na2S2O3= 2NaI+2Na2S4O6 每个方程式 2 分,共 6 分 (2)起催化作用和减轻溶液的颜色 1分 2分
Li Be 6.941 9.012 Na Mg 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 Zr Nb Rb Sr Y 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 Hf Ta Cs Ba 132.9 137.3 La-Lu 178.5 180.9 Fr Ra [223] [226] Ac-Lr
第六题 解答: (1) 每个 2 分,共 10 分 I I 2I NH2CH3 A: I Pt I 2- B: Pt I NH2CH3 A: I Pt I B: I Pt NH2CH3 I I NH2CH3 I 2· Ö 1· Ö 2O · Ö 1· Ö
I CH3H2N I C: CH H N Pt I Pt I 3 2 I Pt I Pt NH2CH3 C: I NH2CH3 I 3 · Ö 3 · Ö
(3)23.61· 10-3· 0.1018· 76.05/(2· 0.5027)=0.182 (4)2CH3COOOH=2CH3COOH+O2 第三题 解答: (1)„AcB□CbA□BaC□A„
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1分 5分
注意:大写字母要体现出 Cl 层作立方最密堆积的次序,Mg2+与空层的交替排列必须正 确,Mg2+层与Cl 层之间的相对位置关系(大写字母与小写字母的相对关系)不要求。必须 表示出层型结构的完整周期,即至少写出包含6个大写字母、3个小写字母、3个空层的排列。 若只写对含4个大写字母的排列,如“· · · AcBCbA · · · ”,得 2.5 分。 (2)ρ=
每个晶胞含有 3 个“MgCl2”单元。 (3)NaCl 型或岩盐型。 1分
第四题 解答: (1)8②+9③-①得 8C(石墨)+9H2(g)→C8H18(g) rHm= 82Hm+93Hm-1Hm = –207.8 kJ·mol–1 rSm= BSm = –757.252J·K-1·mol–1 1分 1分 1分
(5) 若在 298K 及 101.325kPa 下进行,平衡混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到 0.1?
(6) 若希望正辛烷在平衡混合物中的摩尔分数达到 0.5,则在 298K 时,需要多大的压 力才行?给出计算过程。 (共 12 分)
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X(g)的密度是相同条件下 第五题 A 的单质和 B 的单质在常温下剧烈反应, 得到化合物 X。 的空气密度的 5.9 倍。X 与水剧烈反应,反应完全后的混合物加热蒸干,得一难溶物,后者 在空气中经 1273K 以上高温灼烧,得到化合物 Y。Y 在高温高压下的一种晶体的晶胞可与 金刚石晶胞类比,A 原子的位置相当于碳原子在金刚石晶胞中的位置,但 Y 晶胞中 A 原子 并不直接相连,而是通过 E 原子相连。X 与过量氨反应完全后得到含 A 的化合物 Z。Z 经高 温灼烧得化合物 G。G 是一种新型固体材料。 (1)写出 X、Y、Z 和 G 的化学式。
构型的书面表达式。 (共 15 分)
A ( C6H10O3 )
NaBH4 / EtOH
H2O
B ( C6H12O3 )
2 C2H5OH / 干 HCl C ( C10H20O4 )
KOH / H2O H2O / H + CH3MgI
干 ( C2H5 ) 2O
H2O / H +
D ( C6H12O2 )
(2) 步骤①的目的是什么?
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(3) 合成路线的最后一步加入 Ag2CO3 起到什么作用?(共 13 分)
第七题
“Depudecin”是一种具有抗癌活性的化合物, 结构简式为:
OH
O
O
OH
关于该化合物的说法正确的是(
)并简要说明之。
(1)该化合物的分子式应为 C12H1804,不饱和度(或不饱和指数)为 4。 (2)该化合物的分子中处于同一平面的原子可能有 4 个。 (3)该化合物分子无顺反异构体。 (4)该化合物分子中有手性碳原子,且有两个手性碳原子。 (共 6 分)
(2)请预计 G 的用途并说明理由。 (共 10 分)
第六题
铂的配合物{Pt(CH3NH2)(NH3)[CH2(COO)2]}是一种抗癌新药,药效高而毒副作用
小,其合成路线如下: K2PtCl4 ① A(棕色溶液) ② B(黄色晶体) ③ C(红棕色固体) ④
D(金黄色晶体) ⑤
E(淡黄色晶体)
①加入过量 KI, 反应温度 70℃; ②加入 CH3NH2; A 与 CH3NH2 的反应物质的量之比为 1:2; ③加入 HClO4 和乙醇;红外光谱显示 C 中有两种不同振动频率的 Pt—I 键,而且 C 分子呈中心 对称,经测定,C 的相对分子质量为 B 的 1.88 倍;④加入适量的氨水得到极性化合物 D;⑤加 入 Ag2CO3 和丙二酸,滤液经减压蒸馏得到 E。 整个合成过程中 Pt 的配位数不变,杂化轨道类型为 dsp2。 (1) 画出 A、B、C、D、E 的结构简式。
Cr 52.00 Mo 95.94 W 183.9
Mn 54.94 Tc 98.91 Re 186.2
Fe 55.85 Ru 101.1
Co 58.93 Rh 102.9 Ir Os 190.2 192.2
Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1
Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0
K-1· mol-1。 正辛烷、氢气和石墨的标准熵分别为:463.7,130.6,5.694J· 设正辛烷和氢气为理想气体,问: (1)298K 下,由单质生成 1 摩尔正辛烷的反应的平衡常数 Kp;给出计算过程。
(3) 增加压力对提高正辛烷的产率是否有利?为什么?
(4) 升高温度对提高产率是否有利?为什么?
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rGm = rHm -TrSm = 17.861kJ·mol–1 Kp = e–rGm/RT= 7.3610–4 (2)Kx=Kp (p/p)–,= –8
1分 1分
当压力不高时,Kp为常数,Kx 随总压的增加而增大,故有利于正辛烷的生成。 2 分 (3)rHm<0,Kp随温度升高而减小,因此升高温度不利于正辛烷的生成。 (4)若 x(C8H18)=0.1,则 Qp=[p(C8H18)/p] / [p(H2)/p]9=0.258>>Kp=7.3610-4 故 x(C8H18)不能达到 0.1; (5)若使 x(C8H18)=0.5,Kp=Kx(p/p)-8=7.3610-4,求得 p=499 kPa。 第五题 解答: (1)X——SiCl4,Y——SiO2,Z——Si(NH2)4,G——Si3N4 8分 (2)可做耐磨材料和耐高温材料;因为 Si3N4 是原子晶体,其中 Si—N 键的键能高,键长 短,因此该晶体的熔点高,硬度大。 2分 2分 1分 每个 2 分, 共 2分