化学竞赛初赛模拟一.docx
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化学竞赛初赛模拟一
初赛模拟一
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第一题（6分）：
科学家在1937年通过核反应制得一种半衰期为60天的元素。
1-1请补全核反应方程式（原子量为94的Mo原子和氘原子反应，放出一个中子）。
1-2这种人造元素同族的金属M的含氧酸有强氧化性，请写出其与该元素二价离子在H2SO4环境下生成一种不稳定酒红色离子的反应方程式。
1-3请计算水合M2+的理论磁矩，要有推理过程和计算过程。
1-4小明用M及在元素周期表中与M相邻元素的化合物制备出橙、黄、绿、蓝、紫溶液，请写出各颜色溶液中所含溶质的化学式。
第二题：
（11分）
尽管锌也是较早被人类认识到金属，但金属锌的出现却比铜铁等人类更早认识到金属要晚很多。
黄铜比金属锌的应用早了数千年。
2-1据此猜测锌单质长期以来未被古代劳动人民发现利用的原因。
以下事实用来检验你的猜测。
最早用于炼锌的原料是焦炭和含碳酸锌的矿石（炉甘石、水锌矿），主要反应为
ZnO（s）+C（s）==Zn+CO（g）
已知
Zn（s）
Zn（l）
Zn（g）
ZnO（s）
C（s）
CO（g）
CO2（g）
△fHmφ
0
7.4
122.7
-348.3
0
-110.5
-393.5
Smφ
41.6
51.2
148.5
43.6
5.73
197.6
213.7
△fHmφ单位KJ/molSmφ单位J/（mol·k）
并已知Zn的熔点为419.5℃，沸点908℃
2-2在将达到Zn的熔点和沸点的温度下，计算该反应的△fGmφ
2-3要使该反应自发则温度至少需达到多少？
据此，你认为你的猜测对吗？
若不对，请提出新的猜测。
据国内外学者的考证，我国是世界上最早制得和使用锌的国家，明代便掌握了生产金属锌的方法。
我国古代史籍称锌为倭铅、白铅。
明末宋应星所著《天工开物》中，详细描述了炼锌的原料产地，配比、熔炼方法及金属收率，其示意图如右图
2-4猜测此种方法能炼出锌的原因，并说明收集到锌的位置
实际上，氧化锌的还原过程受两个相继发生的、并且能迅速进行可逆平衡的反应所控制
ZnO（s）+CO（g）
Zn（g）+CO（g）（
）
C（s）+CO2（g）
2CO（g）（
）
Coughlin给出了这两个反应的自由能△Gφ（J/mol）
反应（
）△Gφ=178410-109.2T
反应（
）△Gφ=170456-175.3T
2-5通常的炼锌反应发生在1600K，反应后气体中PZn=PCO=0.5atm
计算与两个反应分别平衡的CO2的分压
2-6若温度降低到1200K，气相中仍有PZn=PCO=0.5atm，试判断ZnO的还原反应还能否继续发生？
2-7欲提高Zn的产率，你能想到的方法有？
第三题：
（6分）
叠氮化物常常是危险和爆炸的代名词。
然而越是如此，小明对其的好奇心就越浓厚。
直到某天，小明按捺不住，自己制取了一瓶3%的HN3溶液。
3-1我们知道，HN3具有特强的爆炸性。
试用学过的结构理论说明在爆炸时最先断裂的是哪一根键。
3-2小明测定了溶液的pH，发现其酸度与乙酸相当。
于是他将Zn加入溶液中，却没有产生H2，而生成了另两种气态产物，每1.00gZn能产生0.6849L的气体（标准状况，假设气体全部逸出），试写出其反应方程式。
叠氮酸被亚硝酸氧化的反应曾详细地被研究过，小明做了这个实验发现也生成两种气态产物，其中之一与3-2题中的一种产物相同，两种气态产物的比例也与3-2中相同。
3-3试写出此反应的反应方程式。
3-4已知此反应经过一个中间产物，再断键分解成为这两种气态产物，试写出此中间产物的共振结构式。
第四题：
（5分）
我国钨矿储量占世界第一位，常见的重要钨矿中有白钨矿（CaWO4）其晶胞如图所示。
4-1问图中·°○分别代表什么元素？
4-2该晶胞为体心晶胞还是素晶胞？
为什么？
4-3给出○·的坐标（若只涉及1/2，1/4，3/4）
第五题：
（8分）
有两种石墨，为六方石墨和三方石墨，六方石墨为ABAB…三方石墨为ABCABC…
5-1请分别画出其晶胞
5-2六方石墨a=b=245.6pm，c=669.6pm，三方石墨a=b=245.6pm，c=1004.4pm
分别求出其密度
5-3分别给出六方石墨、三方石墨的点阵形式，并给出每个点阵点所代表的结构基元中有几个C？
第六题：
（14分）
著名的马氏试砷法操作如下：
在酸性条件下用Zn还原As（Ⅲ）（用As2O3表示），生成一种气体，通入硬质石英管并加热，生成明亮砷镜，即说明此人死于砷中毒，之后用NaClO洗去砷镜。
6-1试写出以上涉及的三个反应方程式。
小明想做上述实验，但他惊讶地发现实验室中无纯的As2O3，自己又不认识“上面”的人买不到试剂，经一番努力找到了一份含As2O3和As2O5及惰性杂质的样品。
在幸运地安全完成实验后，他对样品的精确组成产生了兴趣。
精确称量了0.1500g样品后，将之溶解在NaHCO3溶液中，用0.05150mol/LI2标准溶液滴定，用去15.80mL，酸化后加过量KI，析出的I2用0.1300mol/LNa2S2O3溶液滴定，用去20.70mL。
6-2已知H3AsO4为三元酸，pKa1=2.26，pKa2=6.76，pKa3=11.29，试计算pH=8时1mol/LH3AsO4溶液各型体浓度。
6-3写出滴定过程中涉及的所有反应方程式。
6-4为何用I2进行滴定时体系要处在弱碱性环境下？
6-5计算As2O3和As2O5质量分数。
第七题：
（8分）
7-1烯烃以PdCl2为催化剂，被氧化生成醛的Wacker过程在工业上已得到应用，且钯的乙烯配合物在水溶液中很快分解，生成乙醛和Pd，之后加入CuCl2再通入O2,请写出涉及的三个反应及总的反应。
7-2请指出加CuCl2溶液后再通氧气的目的。
Wacker过程可用如下循环表示：
7-3写出A、B、C结构。
第八题：
（5分）
锂电池是现在十分流行的一种手机电池，其负极材料为Li-C6，正极材料为Li0.55CoO2。
8-1试写出电极反应方程式。
8-2现在市售的锂电池都为3.7V，小明买了这样的2节电池串联在一起自制一个移动电源，并用5V的三极稳压管稳定电压，电流输出为1000mA。
现用该自制电池对电池容量为2000mA的手机进行充电，试估算分别在1h和3h后，锂电池中负极消耗的锂质量。
第九题：
（6分）
小明在实验里做合成
已知
9-1请写出ABCD结构式。
9-2写出步骤
（1）中不含自由基、不带形式电荷较稳定的中间体。
第十题（8分）
A的分子式为C8H11Br。
A在金属钠的作用下生成B。
A用Na/NH3（l）还原生成C。
B与C共热生成D，D选择性地加等摩尔H2生成分子E，E中共有3种化学环境不同的H，且比例为3:
2:
1。
B在热的酸性KMnO4溶液中反应只生成一种产物F。
10-1请写出A~F的结构简式。
10-2请给出化合物A、F命名。
第十一题：
（15分）
爱好摄影的小明开始对如何制作照片感兴趣，他查阅资料时发现用到了一种叫做定影液的试剂，用于溶解AgBr，其中溶质为A。
有一种与A中阴离子元素组成相同的阴离子B，有强氧化性，可氧化Mn2+为MnO4-（AgNO3催化下），并不含氢。
又有一种与A元素组成相同的C，是染料工业上常用的还原剂。
C受热易分解生成A，一种盐和一种刺激性气体（1:
1:
1生成）
11-1给出A、C的化学式和B的结构式。
11-2给出B氧化Mn2+的方程式
11-3定影液遇酸失效，有两个反应是它的原因，主反应为歧化，副反应为失水（A与H+的物质的量之比为5:
6进行反应），给出离子方程式。
11-4给出C受热分解的方程式。
爱思考的小明又考虑了一种与A中阴离子中元素同族的元素D，DO2固体常略带红或紫色，以氧化性为主，能氧化H2S，I-甚至有机尘埃，D与HNO3作用生成H2MO3
11-5给出D的元素符号及其在周期表中的位置
11-6解释为什么DO2固体常略带红或紫色（纯DO2为白色）
11-7小明一开始曾猜测底片上含有Hg，但是这是不正确的，他又去查阅了与Hg有关的资料，发现有一种Hg的盐E，其溶液与Hg混合振荡后沉淀Hg消失，生成F的溶液，加入HCl后生成白色沉淀G，加入过量浓HCl又形成H和Hg，G与一种刺激性气体I反应后先生成黑色物质J，随后变为白色难溶的K，给出E、F、G、H、I、J、K的化学式，并写出G到H，G和I反应生成J，J到K的方程式。
第十二题：
（8分）
新铃兰醛（Lurat）是对铃兰醛进一步优化的人工合成香料，因其具有清新的铃兰花香香气，稳定性好，刺激性小而广泛应用于化妆品及肥皂，洗涤剂等日用品。
中间体月桂烯的合成方法之一如下：
但是工业上一般用β-蒎烯热解得到月桂烯。
β-蒎烯可以从松节油中提取，它的结构为：
由月桂烯合成新铃兰醛的路线如下：
12-1已知月桂烯、F、β-蒎烯的化学式相同，请写出B、D、F、月桂烯的结构简式。
B
D
F
月桂烯
12-2写出D
E中间体的结构简式。
12-3请在β-蒎烯的结构式中用“
”表示出热解需断开的C-C键。
如：
12-4写出月桂烯
G步骤中，冰醋酸的作用。
附加题（10分）：
有机物A与无机物B在NaOH溶液中因投料比不同可生成两种配合物C、D。
C、D具有相同的对称性和相同的电荷数。
A可由E和F合成，原子利用率为100%。
E、F都只含三种元素，含C量都为54.55%。
E的相对分子量为F的两倍，分子中只含一级、二级碳，与过氧化氢反应能生成肟。
C、D中金属元素含量分别为32.63%、38.72%，且同一环上最多有两个碳原子。
13-1通过计算给出C、D的结构和E、F的结构简式。
13-2给出你认为的最合适的原料B，并给出原因。
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