全国高中化学竞赛初赛模拟试卷十八

全国化学竞赛初赛模拟试卷（18）

（时间：3小时 满分：100分）

题 号 满 分 1 8 2 4 3 3 4 7 5 9 6 4 7 9 8 10 9 10 10 5 11 8 12 10 13 13 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] Lr 第一题（8分）

超酸是由两种或两种以上的含氟化合物组成的溶液。比如氢氟酸和五氟化锑按1︰1混合时，它的酸性是浓硫酸的10亿倍，能溶解不溶于王水的高级烷烃蜡烛。魔酸（HSO3F－SbF5）是已知最强的超酸，许多物质（如H2SO4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。

1．SbF5属于 类化合物，其理由是 ，它与HF形成超酸的化学式是 。

2．写出该超酸溶解高级烷烃（R3CH表示）的化学方程式； 3．超酸体系能否在水溶液中形成？试说明你的结论； 4．写出硫酸在魔酸中质子化的反应方程式； 5．你认为存放魔酸的最佳容器的成分是什么？

第二题（4分）

有人认为乙酸与乙醇在催化剂作用下发生酯化反应有下列2种途径：

252??CH3C＋＝O????? 途径（Ⅰ）：CH3COOH???CH3COOH2＋??H??HOCHOHCH3COOHC2H5????CH3COOC2H5

＋

?H?根据课本所学的知识设计一个实验，并根据实验结论说明在什么情况下，按途径（Ⅰ）进

行，什么情况下按途径（Ⅱ）进行。

H2O途径（Ⅱ）：CH3COOH＋C2H5OH???CH3C(OH)2OC2H5????? CH3COOC2H5

第三题（3分）

分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应，所得到的溶液前者呈绿色，

后者呈蓝色。请解释原因；设计一个实验证明你的看法（简述实验方案和实验现象）。

第四题（7分）

I2是中学常见的化学物质，但它又表现出非常复杂的化学性质。若将I2与适量的S2O6F2

反应，最终分别只生成一种固体A，A中碘元素的质量分数分别为79.38%；若将适量的I2置于B液体中，发现能生成化合物C；经分析，A与C的阳离子完全相同，C的阴离子为正八面体结构，C中碘元素的质量分数分别为66.84%。

1．写出A、B、C的化学式；

2．写出合成A、C的化学反应方程式； 3．指出C中阴阳离子的杂化类型。

第五题（9分）

通化合物A在通常状况下为深红色液体，可看作铬酸分子中的两个OH被C1所取代。A的制备可由固体红矾K2Cr2O7与KCl混合物和浓硫酸小心加热下制得。

1．写出A的化学式，并命名；

2．各列举一种由主族元素组成的物质：①具有相似的色态；②相似的结构和物质类别。 3．写出制备A的反应方程式。 4．钢铁分析中为消除铬对测定锰含量的干扰，溶解试样时加入NaCl并加入HClO4蒸发至冒烟，使其以CrO2Cl2形式挥发。将气体通入亚硫酸钠溶液吸收。写出上述反应的离子方程式。

第六题（4分）

将mg HAc溶解在100g水中所形成的溶液，其凝固点为－0.558℃。将相同质量的mg HAc溶解在100g苯中所形成的溶液，其凝固点较纯苯降低了0.990℃。已知：水和苯的凝固点降低

－

常数分别为1.86和5.12K·kg·mol1。

1．计算HAc在水中和苯中的摩尔质量比；

2．解释在水和苯中醋酸的摩尔质量为什么不相同。

第七题（9分）

化合物A的结构简式如右图，下面是用苯和四个碳以下的简单有机原料的合成路线：

AlCl3E/AlCl3/Hg；HCl4＋B????C?Zn?????D??????F?NaBH???G

NaBH4乙醚323CH2OH/H?PBr???H?Mg?/????CO????HCl???I?CH?A ??????????OH1．系统命名法命名A；

2．写出B～I各物质的结构简式；

第八题（10分）

钛虽被列为稀有元素，但在地壳中的丰度中高居第10位；钛的化合物是第一过渡系中最难被还原为金属的化合物，在电化学法建立之前，还原钛化合物只能采用价格昂贵的强还原剂。以金红石为原料制备金属钛时，首先通过氯化法制得四氯化钛，然后在右图所示装置中还原制得海绵钛，海绵钛再经真空电弧熔炼得钛锭。

1．指出钛在自然界中的存在形式；

2．钛有多种优异性质，除密度比钢轻外，还有2大显著优点是什么？

3．溶解金属钛的最好试剂是氢氟酸，写出反应方程式。 4．TiO2的水化物不溶于水，但在一定条件下既能溶于强酸，又能溶于强碱。请用电离方程式解释TiO2的水化物既能溶于强酸又能溶于强碱的原因。

5．写出由金红石（TiO2）制取单质Ti的反应方程式，并计算该反应的ΔH。（已知：①C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；△H＝－393.5kJ/mol；②2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)；△H＝－566kJ/mol；③TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g)；△H＝＋141kJ/mol）

6．写出右图中的反应方程式；指出在Ar气氛中进行的理由。

7．具有钙钛矿型晶体结构的BaTiO3是最重要的电陶瓷材料，以TiO2为主要原料，通过高温固相反应制得。写出反应方程式。

第九题（10分）

固定立方体的下底，把立方体上底旋转45°，成为立方反棱柱如右图。

1．哪一常见分子是立方反棱柱的结构；

2．立方反棱柱中，上下八个大球（半径为R）构成立方反棱柱空隙，在此空隙中放入一个小球（半径为r），计算小球与大球正好相切时r/R的值。

3．八配体的化合物可能有好几种理想的几何结构，其中最简单和对称性最高的是立方体。实际上观测到的过渡金属八配位的配合物打部分是四方反棱柱。

（1）为什么四方反棱柱的配合物比立方体的同种配合物稳定？

（2）试画出MX6Y2（X、Y为单齿配体，M为中心体）立方反棱柱所有的几何异构体？ （3）一般来说，若某种分子的几何构型不存在对称面或对称中心，那么这种几何构型一定存在族光异构体。试判断上面的立体异构体中，哪些存在旋光异构体？

第十题（5分）

Mg2＋＋2OH－，在有Mg(OH)2(s)存在的饱和溶液中，存在着如下平衡：Mg(OH)2(s)

向该饱和溶液中分别加入固体CH3COONa、NH4Cl时，固体Mg(OH)2的质量有什么变化？通

－－

过计算说明原因。（参考数据：Ksp（Mg(OH)2）＝1.8×1011，Ka（HAc）＝Kb（NH3·H2O）＝1.8×105）

第十一题（8分）

由A、B两种简单钠盐组成的混合物，溶于水后水溶液呈中性，将其配成100mL溶液。取20.00mL，加入足量AgNO3溶液，得到5.26g沉淀；另取25.00mL，加入足量BaCl2溶液，得到0.61g沉淀；再取20.00mL，加入醋酸酸化，所得溶液可被0.500mol/L的Na2S2O3溶液滴定，消耗24.00mL。通过计算确定A、B的化学式及组成。

第十二题（10分）

晶体X易溶于水，由位于前四周期A、B、C、D四种元素组成。在晶体结构中B元素存

A的离子位于由在一种高自旋的离子B高和一种低自旋的离子B低，它们分别作立方最密堆积；

B高离子或B低离子组成的四面体空隙中；C、D组成双原子原子团，全部位于B高离子和B低离子之间，其中C与B低离子相邻，D与B高离子相邻。已知X的化学式由15个粒子组成，其中A、B的质量分数分别是12.7%、36.4%。

1．写出X的化学式（用A、B、C、D表示）； 2．X晶体中A离子占据四面体空隙的百分率； 3．通过计算确定X的真实化学式； 4．画出X的晶胞

5．该晶胞中A、B粒子的空间堆积形式与哪一常见离子晶体的晶胞相似

第十三题（13分）

化合物A是平面型非极性分子，具有弱酸性，能与NaOH以物质的量1︰3反应生成盐；A在一定条件下水解得到B，中和0.6156g B需消耗21.6mL 0.500mol/L NaOH溶液；将B加热脱水，生成另一平面型非极性分子C，C燃烧仅得到1种产物；A与C的相对分子质量非常接近。

1．写出A、B、C的结构简式；

2．写出C的物质类别和燃烧反应方程式；C与何物质反应能得到A； 3．写出A与KOH反应的化学方程式，并解释A为什么具有弱酸性？

参考答案（0514）

第一题（8分）

1．最强的路易斯酸 SbF5中的中心原子有4d空轨道，能接受其它物质的孤电子对

H[SbF6]（各1分） 2．R3CH＋H[SbF6]

＋

R3C＋＋H2＋[SbF6]－（1.5分）

＋

3．超酸体系不能在水溶液中形成，因为在任何水溶液体系中，其酸度都被存在于水溶液中的H3O所限定，即使最强的酸在水溶液中也只能是H3O，达不到超酸的酸性。（1.5分）

4．H[SO3FSbF5]＋H2SO4＝H3SO4＋＋[SO3FSbF5]－（1分） 5．聚四氟乙烯（1分）

第二题（4分）

示踪原子法（1分），用有18O标记的CH3CO18OH与乙醇的反应，检验生成的酯，若无18O则是按途径Ⅰ进行的；若含有18O，则是按途径Ⅱ进行的。（各1.5分）

第三题（3分）

溶液呈“绿色”是Cu2与NO2混合的结果。（1.5分）

＋

因为铜片质量相同，溶液体积相同，生成的Cu2浓度相同；加热绿色溶液，有红棕色气体

＋

产生，溶液变成蓝色。（1.5分）

第四题（7分）

1．A：I3SO3F B：AsF5 C：I3AsF6（各1分）

2．3I2＋S2O6F2→2I3SO3F；3I2＋3AsF5→2I3AsF6＋AsF3（各1.5分） 3．I3＋：sp3 AsF6－：sp3d2（各0.5分）

第五题（9分）

1．CrO2Cl2 （二）氯化铬酰（各1分） 2．①Br2 ②SO2Cl2（各1分）

3．K2Cr2O7＋4KCl＋9H2SO4＝6KHSO4＋2CrO2Cl2＋3H2SO4·H2O（2分，写K2SO4或H2O给1分）

4．Cr2O72＋4Cl＋6H＝2CrO2Cl2↑＋3H2O（1.5分）

－

－

＋

2CrO2Cl2＋3SO32＋H2O＝2Cr(OH)2＋4Cl＋3SO42（1.5分，其它合理物质也可以）

－

＋

－

－

第六题（4分）

1．HAc在水中和苯中的摩尔质量比为1︰2（2分）

2．计算结果表明，HAc在苯中通过氢键发生了双分子缔合；HAc在水中与H2O形成氢键而不是HAc分子间。（2分）

第七题（9分）

1．2－对异丁苯基－1－丁醇（1分） 2．B：(CH3)2CHCOCl C：(CH3)2CHCO－

E：CH3CH2COCl F：(CH3)2CHCH2－G：(CH3)2CHCH2－I：(CH3)2CHCH2－

D：(CH3)2CHCH2－－COCH2CH3

－CHBrCH2CH3

－CH(OH)CH2CH3 H：(CH3)2CHCH2－－CH(COOH)CH2CH3（各1分）

第八题（10分）

1．氧化物和含氧酸盐（1分）

2．强度大：合金抗拉强度达180kg/mm2，适应温度宽；耐腐蚀（不怕酸、碱、海水、体液）（各1分）

3．Ti＋6HF＝H2TiF6＋2H2↑（1分） 4．H＋＋HTiO3－＋H2O5．TiO2＋2Cl2＋2C

H4TiO4

Ti4+＋4OH－H4TiO4写成Ti(OH)4或H2TiO3） （1分，

TiCl4＋2CO（1分） △H＝－80kJ/mol（1分）

6．TiCl4＋2Mg＝2MgCl2＋Ti（1分）

防止高温下Mg（Ti）与空气中的O2（或CO2、N2）作用（1分） 7．BaCO3＋TiO2

BaTiO3＋CO2（1分）

第九题（10分）

1．S（1分）

2．

以A、B为球心的两大球相切，所以AB＝2R，同理EH＝2R。小球的球心必在立方反棱柱的中心从设上、下底中心分别为O’、O”。连接O’A，作O”P⊥EH交EH于P，则O’O”PA为直角梯形，O’A＝2R，O”P＝R，AP是边长为2R的等边△AEH的高，AP＝3R，由勾

(O’O”)2＝22R2。BO’＝AO’＝2R，R＋r＝BO＝2?2/2＝R，r/R＝2?2/2股定律得，

－1（4分）

3．（1）显然立方反棱柱由立方体畸变的几何构型中，配体之间的排斥力要小于立方体几何 构型中配体之间的排斥力，所以过渡元素的八配位配合物常常显示立方反棱柱几何构型。（1.5分）

（2）对于立方反棱柱的MX4Y2有四种几何异构体；

2个Y的位置：1－2，1－3，2－2’，2－3（2分）

（3）其中2－2’和2－3’几何构型有旋光异构体（对映体）。（1.5分）

第十题（5分）

Mg(OH)2饱和溶液中c(Mg2＋)＝1.65×10－4mol/L，c(OH－)＝3.10×10－4mol/L（1分） CH3COONa（1mol/L）溶液中c(OH－)＝2.36×10－5mol/L（1分），

向Mg(OH)2饱和溶液中加入固体CH3COONa，固体Mg(OH)2的质量几乎不影响，由于发

－

生CH3COO＋H2O

CH3COOH＋OH－，产生的OH－浓度不够大，难以使Mg(OH)2的电离

Mg2＋＋2NH3·H2O，K＝Ksp/Kb2＝0.056（1分）

＋

平衡向逆方向移动。

Mg(OH)2(s)＋2NH4＋

－

向Mg(OH)2饱和溶液中加入固体NH4Cl，固体Mg(OH)2的质量减少，由于NH4与Mg(OH)2

的电离出的OH结合生成NH3·H2O，使Mg(OH)2的电离平衡向正方向移动。（1分）

第十一题（8分）

NaI：0.10mol NaIO3：0.01mol（各2分） （本题隐含了AgIO3、Ba(IO3)3是沉淀的信息）

第十二题（10分）

1．AB2(CD)6（2分） 2．50%（1分） 3．KFeFe(CN)6（2分）

4．（4分）

＋＋

：Fe2 ：Fe3

≡

－

：CN ：K

＋

5．CaF2（1分）

第十三题（13分）

OONHOCOOHOOCCOCCOOHOOCCOOH1．A：HNOOONH B：

HOOCCOOHCOOH C：OCOOCO（各

2.5分）

2．氧化物（1分） 2C12O9＋15O2＝24CO2（0.5分） NH3或氨水（1分）

HNO

O

OONKONH＋3KOH→

O3．

O

NHONK＋3H2O（1

O分）

ONKOO邻苯二甲酸亚胺仲盐的负离子有很大的共振稳定性，因而使其共轭酸酸性大大增强。如：

（2分，仅表示1/3，其它合理答案也可）

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