高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座全真模拟试题5.docx
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高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座全真模拟试题5
高中化学奥林匹克竞赛辅导讲座
全真模拟试题（五）
题号
1
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9
10
总分
满分
6
13
11
9
11
4
11
12
17
6
100
得分
评卷人
● 竞赛时间3小时。
迟到超过半小时者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。
● 试卷装订成册，不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
● 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。
● 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
第1题（6分）完成下列化学方程式
1-1某校曾发生误将高锰酸钾与红磷相混，造成一死一残的严重事故。
试写出这一变化的化学方程式。
1-2在一支试管中，盛少量As2S3和K2S粉末（物质的量之比为1︰2），往其中加入足量硝酸并微热。
写出化学反应方程式（用一个化学方程式表示，HNO3还原为NO）
1-3在SnCl2的硫酸溶液中滴入KMnO4至刚好反应完全。
写出离子反应方程式。
第2题（13分）金属X被喻为“含在口中就熔化的金属”，是1871年俄国化学家门捷列夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝”、1875年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中离析出的金属。
近年来，X成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体材料的新粮食”。
2-1X的元素符号是，电子构型是。
呈现的化合价可能是和。
2-2X的化学性质不活泼，在常温下几乎不与氧和水发生反应，但溶于强酸和强碱。
写出离子反应方程式。
2-3X的熔点为（请估计），沸点却高达2403℃，更奇妙的是X有过冷现象（即熔化后不易凝固），它可过冷到－120℃，是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属，是金属制造材料中的千古绝唱。
并分析X做该材料时还可能具有哪些性质。
2-4X不能像普通金属那样任意堆放，也不能盛装在玻璃容器内，试分析可能原因，并提出保存方案。
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第3题（11分）化合物A含硫（每个分子只含1个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；少量A与水反应可完全水解而不被氧化或还原，所有反应产物均可溶于水；将A配成水溶液稀释后分成几份，分别加入一系列0.1mol/L的试剂，现象如下：
①加入硝酸和硝酸银，产生微黄色沉淀。
②加入硝酸钡，无沉淀产生。
③用氨水将溶液调至pH＝7，然后加入硝酸钙，无现象发生。
④溶液经酸化后加入高锰酸钾，紫色褪去，再加入硝酸钡，产生白色沉淀。
⑤加入硝酸铜，无沉淀。
3-1 ①、②、③的目的是为了检出什么离子？
试分别写出欲检出离子的化学式。
3-2 写出④发生的反应的离子方程式。
3-3 ⑤的欲测物质是什么？
写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。
3-4 以上测试结果表明A可能是什么物质？
写出A的化学式。
3-5 称取7.190gA溶于水稀释至250.0cm3。
取25.00cm3溶液加入HNO3和足量的AgNO3，使沉淀完全，沉淀经洗涤、干燥后称重，为1.452g。
写出A的化学式。
3-6 写出A与水的反应的方程式。
若你未在回答以上问题时得到A的化学式，请用SO2ClF代替A。
第4题（9分）Ar、Xe、CH4、Cl2等分子能和水形成气体水合物晶体。
在这种晶体中，水分子形成三维氢键骨架体系。
在骨架中有空穴，它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。
4-1甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。
已知每1m3这种晶体能释放出164m3的甲烷气体。
试估算晶体中水与甲烷的分子比。
（不足的数据由自己假定，只要假设合理均按正确论）
4-2X－射线衍射分析表明，该晶体属于立方晶系a＝1200pm。
晶胞中46个水分子围成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体（2个六角形面，12个五角形面），八个CH4分子可以进入这些多面体笼中。
计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。
4-3已知Cl2的气体水合物晶体中，Cl2和H2O的分子数之体为1︰8，在其晶体中水分子所围成的笼型结构与可燃冰相同。
推测它的结构。
第5题（11分）不久前，美国威斯康星洲Emory大学的研究者们发现了一种可以在温和条件下将硫醚（普通醚的氧原子被硫代替）选择性地氧化为硫氧化物的水溶性催化剂。
新催化剂是金（III）配合物（如图），催化速度比已知以氧气为氧化剂的高温水溶性催化剂高几个数量级。
该发现的潜在应用价值是可以在空气中分解掉化妆品、涂料、织物的污染物。
回答下列问题：
5-1下列物质中属于硫醚的有（）。
A．CH3－SHB．CH3－S－CH3C．CH3－
－CH3D．CH3CH2－
－OH
5-2配位键是一种特殊的共价键，共享电子对完全由一个原子提供。
该催化剂分子中的配位键是_____________。
5-3“金（Ⅲ）配合物”中‘Ⅲ’表示_____________。
5-4氧化硫醚的氧化剂一般选择过氧化氢，由于副产物是水，对环境十分友好，所以，过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。
①过氧化氢与水比较：
沸点较高的是________；密度较大的是________；常见分子中，与过氧化氢式量相同的分子是__________（填化学式）。
②过氧化氢可以看作二元弱酸，在低温、稀溶液状态下能较稳定地存在，其水溶液俗称双氧水。
请设计一条实验室制备少量纯净的双氧水的合成路线（只写出原理即可）。
③HOF是较新发现的一种特殊物质，该物质容易水解能得到有氧化性的酸性溶液。
请写出该水解方程式________________________。
第6题（4分）“瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。
用作饲料后，猪吃了它能减肥，人吃了它会中毒甚至死亡。
自20世纪80年代开始，欧美等世界各国均将其定为禁用药品。
6-1盐酸克仑特罗的化学名为α－［（叔丁氨基）甲基］一对氨基—3，5一二氯苯甲醇盐酸盐，化学式为C12H18Cl2N2O·HCl。
画出它的结构简式。
6-2在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子，并比较它们的强弱。
第7题（11分）据最近的文献报道，以（Ph3P）2Cu（OOCCH2COOH）（式中Ph－为苯基）与正丁酸铜（Ⅱ）在某惰性溶剂中及氦气氛下反应1h，然后真空除去溶剂，得到淡紫色的沉淀物。
该沉淀被重新溶解，真空干燥，如此反复4次，最后在CH2Cl2中重结晶，得到配合物A的纯品，产率为72%。
元素分析：
A含C（64.88%）、H（3.78%）、P（8.58%），不含氯。
红外谱图显示，A中－COO－基团vCOO-（CH2C12中）有两个吸收峰：
1633cm－1和1344cm－1，表明它只有单氧参与配位；核磁共振谱还表明A含有Ph－、－CH2－，不含－CH3基团，Ph的结合状态与反应前相同。
单晶X射线衍射数据表明有两种化学环境的Cu（且配位数都是4），且A分子有很好的对称性。
7-1写出配合物A的化学式。
7-2写出配合物A生成的化学方程式。
7-3淡紫色沉淀物被重新溶解，真空干燥，如此反复操作多次的目的是除去何种物质？
7-4画出配合物A的结构式。
第8题（12分）高支化聚合物是一种新型高分子材料，是21世纪高分子科学发展的重要方向之一。
高支化聚合物包括树枝状聚合物和超支化聚合物两类，它们均具有良好的溶解性、低粘度和易于端基改性等特性。
树枝状聚合物结构规整，但合成困难；超支化聚合物结构虽不完整，但合成相对简便，易于工业化。
通常利用XYn（n≥2）型单体的自缩聚反应合成超支化聚合物，通过改变超支化聚合物的结构及对其端基进行修饰可以制备多种具有特殊用途的新材料，在高分子加工助剂、特种涂料与粘合剂、高性能复合材料、功能膜材料和药物控制释放等领域具有广泛的应用前景。
以XYn型单体A（
）为原料合成了一种超支化聚芳酰胺B，合成路线如下：
C（C7H3N2O5Cl）＋D
E
A
B
8-1写出C、D、E的结构简式
8-2命名A和C
8-3画出B（超支化聚芳酰胺）的有代表性的结构片段
8-4B在水溶液和醇溶液中的溶解性如何？
说明理由
8-5通过原位端基改变，可制备多种封端的超支化聚合物。
写出下面两个反应产物的结构简式
（1）A＋乙酸酐→
（2）A＋苯甲酰氯→
第9题（17分）石墨晶体由层状石墨“分子”按ABAB方式堆积而成，如右图所示，图中用虚线标出了石墨的一个六方晶胞。
9-1该晶胞的碳原子个数。
9-2写出晶胞内各碳的原子坐标。
9-3已知石墨的层间距为334.8pm，C－C键长为142pm，计算石墨晶体的密度为。
石墨可用作锂离子电池的负极材料，充电时发生下述反应：
Li1－xC6＋xLi＋＋xe－→LiC6其结果是，Li＋嵌入石墨的A、B层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LiC6的嵌入化合物。
9-4右图给出了一个Li＋沿C轴投影在A层上的位置，试在右图上标出与该离子临近的其他6个Li＋的投影位置。
9-5在LiC6中，Li＋与相邻石墨六元环的作用力属何种键型？
9-6某石墨嵌入化合物每个六元环都对应一个Li＋，写出它的化学式。
锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。
已知LiNiO2中Li＋和Ni3＋均处于氧离子组成的正八面体体心位置，但处于不同层中。
9-7将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到770℃可得LiNiO2，试写出反应方程式。
9-8写出LiNiO2正极的充电反应方程式。
9-9锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构会变得不稳定，用铝取代部分镍形成LiNi1－yAlyO2。
可防止理离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，为什么？
第10题（6分）用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下：
准确称取磷肥0.385g，用硫酸和高氯酸在高温下使之分解，磷转化为磷酸。
过滤、洗涤、弃去残渣。
以硫酸－硝酸为介质，加入过量钼酸铵溶液生成钼磷酸铵沉淀（NH4）3H4PMo12O42·H2O。
过滤、洗涤、沉淀溶于40.00cm31.026mol/LNaOH标准溶液中，以酚酞为指示剂，用0.1022moL/L盐酸标准溶液滴定至终点（MoO42－、HPO42－），耗去15.20cm3。
计算磷肥中磷的百分含量（以P2O5计）。
（P2O5的摩尔质量：
142g·mol－1）
参考答案：
1-130KMnO4＋18P＝10K3PO4＋30MnO2＋4P2O5（2分）
1-23As2S3＋6K2S＋56HNO3＝6H3AsO4＋15H2SO4＋44NO↑＋4H2O＋12KNO3（2分）
1-35Sn2＋＋10Cl－＋4MnO4－＋32H＋＝5Sn4＋＋5Cl2↑＋4Mn2＋＋16H2O（2分）
2-1Ga（1分）[Ar]3d104s24p1（1分）＋1＋3（1分）
2-22Ga＋6H＋＝2Ga3＋＋3H2↑2Ga＋2OH－＋2H2O＝2GaO2－＋3H2↑（各1分）
2-330℃（只要高于一般室温，低于体温即可，实际熔点29.78℃）（1分）
高温温度计（2分，写温度计只给1分）
X的液体受热时能膨胀，且随温度呈线性膨胀。
（2分）
2-4当气温高于29.78℃时，固体像就熔化为液体“逃之夭夭”，故要用容器盛装镓，防止固体爆镓化为液体“潜逃”。
（1分）
另外，嫁具有反常膨胀的性质，当镓由液态凝固成固态时，体积要膨胀3％，这样盛装镓的容器的材料就不能装在玻璃容器里注意。
（1分，答出大意即可）
要装在具有弹性的塑料袋或橡胶袋中（1分）
3-1 A：
SOmXn，X＝F、Cl、Br、I之一或几种，∴A为卤氧化硫，∴A与水的反应可能是：
SOX2＋H2O→HSO3－＋X－或SO2X2＋H2O→SO42－＋X－（不可能是氧化还原反应），由①、②、③、④、⑤知：
A可能是SOCl2、SOClBr或SOBr2。
由⑤的反应现象无I3－色出现并不能判断无I－，因为有：
I2＋SO32－→I－＋SO42－。
（3分）
3-2 若A为SOX2，则水解产生SO2：
SOX2＋H2O→SO2＋2HX；
5SO2＋2MnO4－＋2H2O→5SO42－＋2Mn2＋＋4H＋
若为SO2X2，则水解：
SO2X2＋H2O→SO42－＋X－（2分）
3-3 初步判断有无I3－离子，其离子方程式为：
2Cu2＋＋4I－→2CuI↓＋I2。
需要指出的是：
由⑤的反应现象无I3－色出现并不能判断无I－，因为有：
I2＋SO32－→I－＋SO42－。
（2分）
3-4 A可能是SOCl2、SOClBr或SOBr2。
（1分）
3-5 最后经计算A为SOClBr。
若A为SOBr2，经计算可得沉淀1.29g；而A为SOClBr，可得沉淀1.45g。
（2分）
3-6 SOClBr＋H2O＝SO2＋HCl＋HBr（1分）
4-1假设甲烷气体体积果折合成标准状况下的数据，为7.32kmol。
设甲烷水合物晶体的密度与冰密度是相同的，为1g/cm3，则其中的水有：
55.56kmol，因此：
CH4︰H2O＝1︰7.6。
说明：
甲烷水合物的组成可能是6CH4·46H2O。
以上是最简单的参考答案，只要答案为CH·7～9H2O，均可按满分计。
（4分）
4-2n（CH4）︰n（H2O）＝8︰46＝4︰23（1分）；ρ＝0.92g/cm3。
（2分）
4-3由于n（Cl2）：
n（H2O）＝1︰8＝6︰48。
因此，十四面体笼填入6个Cl2，2H2O进入十二面体笼。
（3分）
5-1B（1分）（A为甲硫醇；C为常用有机溶剂二甲基亚砜DMSO；D为乙基磺酸）
5-2Au－S键（2分）（硫为负二价元素，但存在孤电子对，显然是提供电子对给正三价的金元素）
5-3正三价（1分）（根据金元素的配位——成键特征分析）
5-4①H2O2，H2O2，H2S；（各1分）②燃烧Ba＋O2＝BaO2；BaO2＋H2SO4（稀冷）＝BaSO4↓＋H2O2；（2分）③HOF＋H2O＝HF＋H2O2（2分）
（水解的实质是相互交换离子，非氧化还原反应；HOF中F为负价元素）
6-1
（2分）
①确定是盐酸盐，写出有机部分后加·HCl，②有机部分主干是苯甲醇，对位上有氨基，3,5位上有氯取代基；③醇的α位有甲基取代，而甲基的一个氢原子又被叔丁氨基（－NH（CH3）3）取代。
6-2略（与羟基相连的碳原子和中间的氮原子）（1分）C＞N（1分）
N的光学活性一般很弱，往往不太考虑。
7-1C78H64Cu3O8P4（4分）
7-22（Cy3P）2Cu（OOCCCH2COOH）＋Cu（CH3CH2CH2COO）2→（Cy3P）2Cu（OOCCH2COO）Cu（O2CCH2CO2）Cu（PCy3）2＋2CH3CH2CH2COOH（2分，用化学式表示也可以）
7-3除去反应的另一产物正丁酸和未反应的反应物。
（2分）
7-4
（3分）
8-1Cl：
D：
H2N－
－COOHE：
（3分）
8-2A：
4－（3，5－二氨基苯甲酰氨基）苯甲酸C：
3，5－二硝基苯甲酰氨氯（2分）
8-3
（2分）
8-4能溶解在水溶液和醇溶液中。
超支化聚芳酰胺B的表面存在大量的氨基，氨基与水分子或乙醇分子间易形成强的氢键，从而增加了超支化聚芳酸胺B在水或乙醇中的溶解性。
（3分）
8-5
（1）
或
（2）
或
（2分）
9-14个（2分）
9-2（0，0，0），（0，0，1/2），（1/3，2/3，0），（2/3，1/3，1/2）（2分）
9-32.27g·cm－3（3分）
9-4见右图（3分）
9-5离子键或静电作用（1分）
9-6LiC2（2分）
9-74NiO＋4LiOH＋O2＝4LiNiO2＋2H2O（2分）
9-8LiNiO2＝Li1－xNiO2＋xLi＋＋xe－（1分）
9-9Al无变价，因此与之对应的Li＋不能脱嵌。
（1分）。
10（NH4）3H4PMo12O42·H2O＋26NaOH＝12Na2MoO4＋Na2HPO4＋3NH3＋17H2O
NH3＋HCl＝NH4Cl
计量关系P2O5～（NH4）3H4PMo12O42·H2O～NaOH1～2～46
P2O5%：
（1.026mol·dm－3×0.04000dm3－0.1022mol·dm3×0.01520dm－3）
×142g·mol－1/（46×0.385g）＝0.317＝31.7％
（方程式正确得2分，计量关系正确得1分，计算合理得2，结果正确1分，有效数字错不得此1分）
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