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高中化学竞赛初赛模拟试卷（13）
高中化学竞赛初赛模拟试卷（13）
（时间：3小时 满分：100分）
题 号
满 分 1 4 2 6 3 8 4 7 5 15 6 7 7 8 9 10 11 12 16 14
H He 相对原子质量 1.008 4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La－Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Ac－Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds [223] [226] La La系 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Tb Lu 138.9 140.1 140.9 144.2 144.9 150.4 152.0 157.3 158.9 162.5 164.9 167.3 168.9 173.0 175.0 第一题（4分）
有人受中国传统“水烟筒”的启发，利用其工作原理，设计出了一个特殊的烟斗。内盛Cu(NH3)2Ac溶液（专业商店有售），当吸烟时，烟气通过烟斗发生如下反应：
Cu(NH3)2Ac＋CO＋NH3Cu(NH3)3Ac·CO ΔH＜0
1．物质Cu(NH3)2Ac为配合物，其名称为 。
2．用这种特殊烟斗除去CO的实验原理为 。
3．用久后的Cu(NH3)2Ac又可送专业商店回收再生。适宜再生的条件是什么？
第二题（6分）
当邻苯二甲酸氯在苯中用三氯化铝处理时，得到内酯A，而不是邻二苯甲酸苯。
已知邻苯二甲酸氯以另一种形式存在，其中两个氯原子连在一个碳原子上，试向这种酰氯的结构和内酯A的最可能结构。
第三题（8分）
关于核的稳定性有以下两条经验规则： ①对于原子序数为20以前的元素而言，最稳定的核是核中的质子数（p）等于中子数（N）的核，即比值N/p＝1；对于原子序数为20～83的元素而言，随着质子数增多，稳定核的N/p值随着原子序数的增加而增大，直到约为1.6，超过此值时，核就变得太大，而发生裂变。这种变化趋势可用稳定
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核的N/p比值与p的关系图（右图）表示。该图的意义是：对某一元素X，其稳定核的N/p将落在曲线上或曲线上下附近，若N/p过高或过低，核将不稳定。
②马涛契规则（Mattauch’s rule）指出，两原子序数相衔接的元素，如有相同质量的同位素，那么这两个同位素都不会是稳定的。
现已知42Mo的稳定同位素的质量数有：92、94、95、96、97、98、100；44Ru的稳定同位素的质量数有：96、98、99、100、101、102、104。
回答下列问题：
1．为什么随着质子数增多，稳定核的N/p值随着原子序数的增加而增大？ 2．如果43Tc只可能存在两种同位素，那么分别是什么？ 3．可能存在43Tc的两种核是最稳定的吗？为什么？ 4．从本题你能得出关于43Tc什么样的结论？
第四题（7分）
苎烯是存在于橘子、柠檬等水果中的一种化合物，可被KMnO4氧化成等物质的量的
和CO2。
1．试根据氧化产物推断苎烯可能的结构；
2．苎烯属于环萜类天然有机化合物，此类物质可看做是由两个或两个以上的异戊二烯分子按照一定方式连接形成的。试推断苎烯可能的结构。
3．酸性条件下苎烯分子加一分子水就形成一元醇。这一反应能够形成多种一元醇，写出其中具有光学活性的一元醇的结构。
第五题（15分）
金属锂是银白色的固体，熔点180.5℃，密度0.53g/cm3，是自然界中最轻的金属。
1．1kg锂燃烧可释放出42998kJ的热量，如将1kg锂通过热核反应放出的能量相当于两万吨优质煤的燃烧。写出金属锂燃烧的热化学方程式；根据锂的这些性质，你设想出锂可有哪方面的主要用途？
2．锂的一种同位素6Li捕捉低速中子能力很强，因此，可用于控制 的速度；已知1mol 6Li在原子核反应堆中用中子照射后可以得到等物质的量的氚，写出该热核反应方程式。
3．卤化锂在非极性溶剂中的溶解度顺序为：LiI＞LiBr＞LiCl＞LiF，解释之。 4．虽然Eφ(Li＋/Li)＜Eφ(Na＋/Na)，但金属锂与水反应不如金属钠与水反应剧烈。 5．20世纪70年代研制出的锂电池是一种高能电池，能量密度已达到430W·h/kg，理论值可达到2500W·h/kg。
（1）分析该电池具有很大能量密度的原因； （2）该电池的电解液应具备什么特点；
（3）Li－I2电池常作为心脏起搏器电源，为什么？
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第六题（7分）
土壤中有机物质含量的高低是判断土壤肥力的重要指标，通常通过测定土壤中碳的含量来换算。方法如下：
准确称取一定量的风干上样W＝2.00g，加入10mL某浓度的K2Cr2O7，使土壤中的碳氧化，反应的化
－1
学方程式为：，用FeSO4溶液（浓度c＝0.200mol·L），滴定溶液中剩余K2Cr2O7，用去FeSO4溶液体积为V1＝19.5mL，其反应的化学方程式为：；另取一份等量相同浓度的K2Cr2O7溶液，用相同的FeSO4溶液
1
（c＝0.2000mol·L－滴定，用去V2＝49.5mL。试回答下列问题：
1．写出上述两个配平的化学反应方程式； 2．求K2Cr2O7溶液的物质的量浓度； 3．求土壤中碳的质量分数。 第七题（11分）
有不同族金属组成的四种二元离子化合物A、B、C、D：
①A、B、C极易与水反应，分别得到气体A’、B’、C’以及A’’、B’’、C’’；
②A’、B’、C’在一定条件下两两之间都能反应；A’’易溶于水，B’’微溶于水，C’’难溶于水，但C’’可溶于A’’中；
③D难溶于水，但可溶于酸，得到气体D’，但溶液始终浑浊；D可与气体A反应； ④A、B、D中存在非极性共价键，而D中只有离子键；
⑤A的阴阳离子个数比、金属与非金属原子个数比与B、C、D均不相同；而B、C、D的金属与非金属原子个数比相同；B、D的阴阳离子个数比相同。
1．写出A、B、C、D、A’、B’、C’、D’的化学式； 2．C’’溶于A’’、D溶于酸的离子反应方程式； 3．A与水反应能产生气体的主要原因是什么？ 4．写出制备B的反应方程式 5．列举D的各一种用途。 第八题（12分）
X主要用于制造醇酸树脂和油漆，某醇X是白色结晶或粉末，略有甜味，基本无毒，在空气中很稳定。
制造塑料稳定剂和增塑剂。X分子具有很好的对称性。
取3.40g X，置于5.00L氧气中，经点燃，完全燃烧。反应后气体体积减少0.56L。气体经CaO吸收，体积又减少2.80L（已折算为标准状况）。
1．通过计算，确定X的化学式。 2．写出X的结构简式。
3．判断X在水中和苯中的溶解性。
4．以C1、C2有机物为原料，无机物任选，合成X。
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第九题（16分）
某地有软锰矿和闪锌矿两座矿山，它们的主要成份为：软锰矿：MnO2含量≥65%、Al2O3含量为4%；闪锌矿：ZnS含量≥80%、FeS、CuS、CdS含量各为2%。
MnO2和锌是制造干电池的主要原料。
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为：软锰矿加煤还原焙烧；用硫酸浸出焙烧料；浸出液经净化后再进行电解，MnO2在电解池的阳极析出。
电解锌的传统生产工艺为：闪锌矿高温氧化脱硫再还原得粗锌：
2ZnS＋O22ZnO＋2SO2 2C＋O22CO ZnO＋COZn(g)＋CO2
将用热还原法制得的粗锌溶于硫酸，再电解ZnSO4溶液可生产纯度为99.95%的锌。
90年代生产MnO2和锌的新工艺主要是通过电解获得MnO2和锌，副产品是硫、金属铜和镉。简化流程框图如下（中间产物的固体部分已经略去）：
?? 软锰矿、闪锌矿????滤液A????Zn2、Mn2、Fe2、Al3?＋＋＋＋硫酸金属BCZnSO4、MnSO4溶液????Zn＋MnO2＋产品D 试回答下列问题：
1．软锰矿、闪锌矿粉未与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化－还原反应，例如：MnO2＋ZnS＋2H2SO4
＝MnSO4＋ZnSO4＋S↓＋2H2O，据此写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS、FeS和CdS发生氧化－还原反应的化学方程式。
2．加入适量金属B，可以回收金属Cu和Cd，考虑到整个生产，B应选用哪种金属？写出滤液A和金属B的离子反应方程式。
＋＋
3．加入C物质（可以是多个物质的混合物），可除去滤液B中的Fe2、Al3，得到纯净的ZnSO4、MnSO4溶液。确定C，并写出反应方程式。
4．电解副产品D是什么？对整个生产有何意义？写出电解中的电极反应和总反应方程式。 5．试从环境保护和能量消耗的角度评价90年代新工艺相比较有哪些优点。 第十题（14分）
A－B体系是一种新型的催化剂。化学家对A－B体系进行了深入的研究：A＝Te（晶体），B是TeCl4
与AlCl3按物质的量之比1︰4化合得到的。已知B是一种共价型离子化合物，其阴离子为四面体结构，B中铝元素、氯元素的化学环境相同。
A和B反应生成两种新化合物Ⅰ和Ⅱ，其中A的物质的量分数（mol％）分别为77.8和87.5和91.7。生成化合物Ⅱ时没有其他副产物生成，但是生成化合物Ⅰ时伴随着挥发性的TeCl4生成，每生成2mol化合物Ⅰ就生成1mol TeCl4。在熔融的NaAlCl4里的导电性研究表明，化合物Ⅰ和Ⅱ在一起时总共会解离成三种离子。
进一步对化合物Ⅰ和Ⅱ研究表明：用凝固点下降法测定Ⅰ和Ⅱ的摩尔质量分别为1126g/mol和867g/mol。化合物Ⅰ和Ⅱ的红外光谱测定只有一种振动，分子中不存在Te＝Te，而且结构中都只有一种四面体配位的铝，但是铝原子在这两种化合物中的化学环境是不同的。
1．确定B的化学式；
2．写出化合物Ⅰ和Ⅱ的分子式。
3．写出化合物Ⅰ和Ⅱ中阴离子和阳离子的化学式。
4．指出Te、Al原子的杂化形态，画出其阴离子、阳离子的结构式，说明其阳离子具有什么特点。 5．化合物Ⅰ在加热时很容易转化成化合物D。请说明这是为什么？写出该化学反应方程式。
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电解