化学竞赛模拟试题整合第一题（14分）磷酸是生产肥料的重要原料。

此外，磷酸及其盐还大量用于金属处理、食品、洗涤剂及牙膏工业。

少量磷酸被用来作为软饮料如可乐和啤酒的调味剂。

可乐的密度为1.00g·mL －1含磷酸0.05%（质量）。

1．在25℃下磷酸的三级电离常数如下：p K1a＝2.12；p K2a＝7.21；p K3a＝12.322．和可乐一同风靡中国饮料市场的还有雪碧、芬达等碳酸饮料，与可乐配料表有个明显不同是雪碧、芬达等碳酸饮料均加有苯甲酸钠，而可乐没有。

苯甲酸钠在这里的作用是什么？为什么可乐里不用添加（由上题数据）？3．人体血液中含有一定浓度的钙，且血钙浓度和骨钙之间存在着动态平衡，请用勒第二题（8分）阅读如下信息后回答问题：元素M是仅次于铁而在生物细胞中大量存在的金属元素，是必需元素之一；M用于制合金、白铁、干电池、烟火等；其粉末为强还原剂，可用于有机合成、染料制备以及金、银的冶炼；其氧化物一种白色颜料。

1．M的元素符号是，核外电子排布是。

2．M的最重要的两种矿物的化学式是和。

3．M的最重要的一种“矾”的名称是，化学式是。

第三题（6分）下面是一种有机物A的合成路线，请回答有关问题：写出a～f的结构简式：第四题（6分）低标号普通水泥，由于烧结温度不够，致使其中掺杂了一些原料成分。

某化工厂用这种水泥修筑了一个贮酸池贮存盐酸，池的内部涂以耐酸涂料，再加上施工质量不理想，贮酸一定时间后，出现了涂料膜与水泥壁之间充满气体，该气体的主要成分是，该气体的来源是。

一段时间后测定池内盐酸的浓度降低了但溶液的密度却升高了，取出部分贮存液用氢氧化钠溶液中和至碱性后通入CO2出现大量白色沉淀，试分析贮后酸液密度升高的原因。

第五题（11分）近年来，西方各国由于几起重大火灾、焚烧塑料造成的二次污染、二恶英问题的出现，而且塑料燃烧过程中产生的酸性及腐蚀性气体（SO2、NO2、CO2等）的危害较大，以及对环境保护的日趋严格，迫使塑料工业转向使用无毒、无公害、抑烟的无机阻燃剂，而占市场份额较大的溴系阻燃剂逐渐受到限制；1997年在美国召开了第八届世界阻燃剂会议，会议指出今后阻燃剂的发展方向集中为高效、低毒、低烟的阻燃剂。

1．会议报告中有相当一部分内容涉及到Mg(OH)2和Al(OH)3阻燃剂，这都表明无机类阻燃剂（特别是Mg(OH)2和Al(OH)3）具有广阔的发展空间。

请说出此种无机阻燃剂的特点。

2．溴系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂。

其主要品种之一“八溴醚”广泛用于聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类高聚物的阻燃。

八溴醚的合成路线如下：−−−→−乙醇/2Br A −−−−→−=Cl CHCH CH22B −→−2Br C （八溴醚）第六题（10分）无机固体化学是一门新兴学科，其教学内容包括固体材料合成、组成和结构、固体热力学和相平衡以及结构与物性表征等。

其研究对象为实际固体，而从近代的晶体结构理论和实验的研究结果来看，具有化学整比和非整比的化合物都是普遍存在的，特别是非整比化合物更为普遍。

可以认为，非整比化合物是有缺陷的化合物，其缺陷的类型以及偏离整比的量均对晶体材料性质产生很大的影响。

对非整比研究得较多的化合物是Fe 1－y O ，该体系可以看成是FeO 和Fe 2O 3的固溶体，y 值为偏离整比值。

以此为例，从各个不同提示角度考虑当Fe 1－y O 体系中三价铁离子与二价铁离子摩尔分数比值为0.1时求解偏离整比值y 。

第七题（10分）制备NH 4PF 6简易方法研究：①称取28g PCl 5和26g 干燥的NH 4F 在研钵中混匀研细，置于坩埚中。

在反应混合物表面滴加一小滴水，反应会逐渐由慢到快发生。

反应过程中有大量白烟逸出。

②反应完毕，所得反应物在研钵内研细。

加入20mL 水，搅拌，使其中的NH 4PF 6尽量溶解，然后过滤，除去未溶解的NH 4Cl 。

固体再用约10mL 水冲洗，洗出液与前面滤液合并后旋转蒸发至约为原体积的五分之一，冷却后不要有固体析出。

浓缩液中加入20mL 丙酮，摇动，会有NH 4Cl 固体析出。

过滤，固体用丙酮洗涤。

洗出液与滤液合并后再次旋转蒸发浓缩，重复前一次操作，如此3至4次。

直至加入丙酮不再析出固体为止。

最后将所得滤液浓缩后直接加入CHCl3，则会有白色NH4PF6固体析出。

过滤，真空低温干燥。

称重，得产品6g。

3．微量水在此固相反应中起了一定的催化作用，其催化机理可能有如下两种：一种是PCl5和微量的H2O反应，二者反应生成POCl3。

该过程放出的热会引发其周围少量NH4F 和PCl5反应，引发的反应放出的热又起到加热反应混合物的作用。

反应会逐渐发生且越来越剧烈。

请写出相应的化学方程式，并思考POCl4．另一机理可为：2NH4F＋H2O→NH4F·HF＋NH4OH （1）PCl5＋3NH4F·HF→NH4PF6＋3HCl＋2NH4Cl （2）（3）第八题（8分）分别量取0.5mol CHCl3、(CH3)2CO、C2H5OH及H2O，并测量其温度。

然后分别混合CHCl3和(CH3)2CO，C2H5OH和H2O，搅拌并测量溶液温度所能达到的最高值。

其实验结果是：前者升温9～11℃，后者升温4～5℃。

常温下这几种溶剂的热容差值不大，且两种混合液又都是（共）1mol，而今在两种情况下升温幅度明显不同，这是混合释热不同所引起的，显然CHCl3和(CH3)2CO混合时释热更多。

已知C2H5OH和H2O能以任何比例互相混合的现象是和它们相互间形成氢键有关，而今形成氢键的释热量不如CHCl3和(CH3)2CO 混合时释热多。

为了说明后两者互相溶解时释热量大，当然不能用比氢键弱的分子间作用力来解释，而只能用氢键来讨论。

一般教科书上介绍氢键时强调了“和氟、氧、氮结合的氢，可能形成氢键”。

而在CHCl3、(CH3)2CO中的氢原子都是和碳原子相结合，氧原子、氯原子也都是和碳原子相结合的，似乎没有生成氢键的前提，但不用氢键又不能解释上述实验事实。

就是说还得从氢键上来考虑问题。

2．在以上2个反应中都有氢键形成，为什么CHCl3和(CH3)2CO间形成氢键释热量更大呢？第九题（15分）1．往AgNO3溶液中滴入KCN溶液及往含Al3＋溶液中滴入NaOH溶液的实验结果如图所示。

（1）配制0.010mol/L KCN液和0.010mol/L AgNO3液，量取10份5mL AgNO3溶液分盛于1～10号试管中，然后往1号试管中加1mL KCN，2号试管中加2mL KCN，3号试管加3mL KCN，4……由图你能得到什么信息？（2）如把CN和Ag（量固定）间的计量关系以V（CN）表示为0，1，2，3，……；而把OH－和Al3＋之间的计量关系以V（OH－）表示为0，3，＞4。

后者为什么不是0，3，2．称取0.5g氨络铜（Ⅱ）盐溶于水，加20.0mL 0.50mol/L HCl（过量），用水稀释到200mL。

吸取10mL用水稀释到50mL，用0.050mol/L NaOH液滴定。

发现在加入2.25mL第十题（18分）有的材料在温度高于或低于某个特定温度区间会发生颜色变化，这种材料叫做“热致变色”材料。

这种材料已在工业和高新技术领域得到广泛应用，有些热致变色材料也用于儿童玩具和防伪技术中。

热色现象中，能够随温度升降反复古发生颜色变化的可称为可逆热致变色。

1．无机化学中，最简单的热致变色的例子是NO2分子的变色。

请画出NO2分子和其二聚体N2O4的共振结构。

2．知标准N－N单键长146pm（H2N－NH2的N－N键长）而N2O4 d(N－N)＝175pm，请从结构角度分析其可逆变色现象原理。

3．试观察NO2和N2O4各原子最外层电子数及其颜色，归纳出气态氧化物的颜色和最外层电子数的关系规律。

4．关于热色材料的化合物有过很多报道，应用胺和苯甲醛及其衍生物合成出亚胺或席夫碱后，然后与亚磷酸作用得到N－烃基－N－苄叉基膦酸。

发现这些膦酸化合物绝大多数具有热色性，尽管这种热色性不可逆，但在一定的温度范围内稳定，因而它们可以作为热敏记录材料。

（其中原料之一的亚磷酸是二元酸，和席夫碱发生加成反应）＋NH2R→＋H3PO3→5．利用电子得失机理制成的有机可逆热色性材料已经得到广泛的应用，这类材料的变色温度低且温度范围宽（－200～200℃），色彩变化丰富，可逆性好，灵敏度高，可以根据需要自由地选择变色温度和颜色。

这类材料主要由电子给予体、电子接受体、溶剂化合物三个部分组成。

电子给予体化合物用来提供热变色的色基，它决定是否产生颜色。

实验中采用甲酚红和钙黄绿素作为给电子体，甲酚红的结构式如右。

写出甲酚红的分子式；根据它的官能团，它可以属于（）A 芳香烃B 酯C 酚D 酸E 烯烃它能作为给电子体，分析其原因。

6．除了“热色性”可以应用在功能新材料的研究上，还有“光致变色”“电致变色”“压致变色”等性能。

你能否举出中学化学中一个典型的体系压力变化导致变色的例子，第十一题（8分）2,3,4－三氟硝基苯是医药工业的重要中间体，主要用于合成氧氟沙星和盐酸洛美沙星，它们是日本北陆制药株式会研制的第三代喹诺酮类抗菌药。

2,6－二氯氟苯是合成2,3,4－三氟硝基苯的重要中间体。

目前合成2,6－二氯氟苯的方法主要有两种：一是2,6－二氯苯胺经重氮化、氟硼酸化后生成较稳定的2,6－二氯苯氟硼酸重氮盐（），该重氮盐加热至155℃分解生成2,6－二氯氟苯；二是3－硝基－1,2－二氯苯与氟化钾反应，再进行氯代而得。

请写出方法一的合成路线第十二题（6分）钾是—种活泼的金属，工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取。

该反应为：Q压强（kPa）13.33 53.32 101.3K的沸点（℃）590 710 770Na的沸点（℃）700 830 890KCl的沸点（℃）1437NaCl的沸点（℃）1465该反应的平衡常数可表示为：K＝C（K），各物质的沸点与压强的关系见上表。

1．在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为，而反应的最高温度应低于。

2．在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是。

3．常压下，当反应温度升高900℃时，该反应的平衡常数可表示为：K＝第十三题（8分）Cu2O是不溶于水的碱性氧化物，能溶于酸发生自身氧化还原反应生成Cu和Cu2＋。

测定一种含Cu2O的矿石中Cu2O的含量的方法是：将矿石溶于足量的Fe2(SO4)3和H2SO4的混合溶液中，然后用酸性KMnO4溶液滴定。

1．写出配平的反应方程式：（1）Cu2O和Fe2(SO4)3、H2SO4反应为（2）滴加高锰酸钾溶液时发生的反应为2．若某次测定中称取5.0g矿样，用高锰酸钾溶液滴定时，消耗0.1mol/L高锰酸钾溶液的体积为100mL ，则矿样中Cu2O的质量分数为。