1、(共共 10 套套)高中化学竞赛测试真题汇总附答案高中化学竞赛测试真题汇总附答案 高中化学竞赛试题（一）（一） 第第 1 题（题（12 分）分）最近出版的“重大发现记实”中，Cute 教授发表了关于外星文明遗迹的研 究结果。他认为外星人与人类非常相似，他们可能在亿万年前来过地球，留下了非常奇异的 碑记。一些碑文已经破译被证明是外星人当地大学的大学生所用的普通化学教科书的几章。 这些内容的最初几行就相当今人， 看上去象是那个奇妙的世界里的物质定律， 与我们的星球 所遵循的规律不同。特别是原子结构也用四个量子数来描述，只有一个重大的区别： n1，2，3 L0，1，2，3，(n1) M2L，(2L1
2、)，1，0，1，(2L1)，2L MS1/2，1/2 Cute 教授允诺要继续发表相关研究，一旦他找到了财政支持，将继续他的破译工作并 描述出 X 星球上的周期表和一些基础化学内容。然而以揭示的碑文内容就足以预见一些重 要事实。 1-1试创造出 X 周期表的前两个周期，为简便起见，用我们的化学符号来表示与我们 原子有相同电子的 X 原子； 1-2猜测在那里可用作洗涤和饮用的 X水可能是什么？写出全部可能， 并说明理由。 依据你所构造的 X 周期表，写出他的化学式。 1-3写出“甲烷（X 的氢化物）在氧气中燃烧”的反应，这是给人类提供能量和热源 的主要过程；解释你选择 X 元素的原因？ 第第 2
3、 题（题（13 分）分）光气学名“碳酰氯” ，化学式 COCl2，是窒息性毒剂之一。 2-1光气化学性质活泼，具有酰卤的典型反应，易发生水解、氨解和醇解。 （1）光气与足量乙醇反应所得产物的化学名称是； （2） 光气与足量氨气反应的化学方程式； （3）足量苯在 AlCl3催化剂作用下与光气反应所得产物的结构简式； （4）光气与苯胺分两步反应可得异氰酸苯酯，中间产物的结构简式是， 异氰酸苯酯的结构简式是。 2-2实验室可用四氯化碳和发烟硫酸（H2SO4SO3）反应制备光气，写出化学方程式。 2-3BTC 是一种稳定的白色结晶体， 熔点为 7882， 沸点为 203206。 1mol BTC 可在
4、一定条件下分解产生 3mol 光气，所以又被称为“三光气” 。工业上可以利用碳酸二甲 酯的氯代反应制备 BTC。BTC 的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、 酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的 BTC 在化学反应 中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。 （1）BTC 分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式 （2）除毒性外，BTC 比光气还有什么优点？ （2） 2-42004 年 6 月 15 日福建省物质结构研究所（简称物构所）一下属企业，因实验操 作不当造成有毒光气泄漏。造成人死亡，260 多人送医院救治。光气遇热按照下式分解： COCl2(g)CO(g)C
5、l2(g)，Kp4.4410 2（668K，K 为标准平衡常数） ，在密闭容器中， 当混合气体总压力为 300kPa 时，计算该混合气体的平均分子量。 第第 3 题（题（9 分）分）在真空下，在 230时分解，CsB3H8可产生下列化学反应： CsB3H8Cs2B9H9Cs2B10H10Cs2B12H12CsBH4H2 3-1配平上述反应。单线桥标明电子的转移方向和数目。 3-2不用硼氢化物的钠盐进行实验的原因是 （1） 3-3B9H92 离子可通过 B10H102离子的热分解得到。已知 B9H92为三角棱柱的三个面 上带三个“帽子” ，而 B10H102 的结构为上下两个四边形在上下各带一个
6、“帽子” 。两种离子 围成的封闭多面体均只有三角形面。则 B9H92 离子较 B10H102离子 （填“稳 定”或“不稳定” ） 。 3-4B12H122 是一个完整的封闭二十面体，可用 NaBH4与 B2H6反应制备其钠盐。已知 产物中化合物只有一种。试写出制备 Na2B12H12的化学反应方程式。 第第 4 题（题（9 分）分）化合物（A）是我国蟾蜍皮中的一种物质，由 （B）合成该化合物的路线如下： BaCD 4 LiAlH E 吡啶/ClCH2 3 FbA 4-1写出 CF 各物质的结构简式； 4-2写出 a、b 的反应条件或使用的无机试剂； 4-3EF 中吡啶（）的作用是什么？ 第第
7、5 题（题（10 分）分）疏水作用是决定生物分子的结构和性质的重要因素，特别是在蛋白质 的折叠，药物分子与受体（蛋白质、DNA 等）的相互作用中扮演着重要的角色。非极性化 合物例如苯、环己烷在水中的溶解度非常小，与水混合时会形成互不相溶的两相，即非极性 分子有离开水相进入非极性相的趋势，即所谓的疏水性（Hydrophobicity） ，非极性溶质与水 溶剂的相互作用则称为疏水效应。 5-1有关相似相溶原则可以用热力学自由能的降低来理解。 （G0；GHT S，式中是焓变，代表降低体系的能量因素；是体系熵增的因素。在常温下（25 C） ，非极性溶质溶于水焓的变化（H）通常较小，有时甚至是负的，似乎
8、是有利于溶解的； 但实际上溶解度不大！请分析原因。 5-2疏水基团之间的相互作用通常被认为是没有方向性的，但是最近对剑桥晶体结构 数据库（CSD）和蛋白质晶体结构数据库（PDB）的研究发现，疏水作用是有方向倾向性的。 请分析富电子的吲哚芳环与苯环、缺电子的恶唑环与苯环的可能接触方式，画出示意图。 5-3下面的研究有助于进一步揭示疏水效应和疏水作用的本质。芳香化合物在水中的 溶解度其实也不是很小，这取决于相互间的氢键作用，该氢键是因为什么而产生？ _；Na ，K 等阳离子能与有些芳香化合物很好的互溶取决于。 第第 6 题（题（10 分）分）今有一金属卤化物 A，在水溶液中完全电离，生成一种阴离子
9、和一种 阳离子，个数比为 41。取 4.004gA 溶于水，加入过量 AgNO3溶液，生成 2.294g 白色沉 淀。经测定，阳离子由 X 和 Y 两种元素构成，结构呈正方体状，十分对称。任意两个相离 最远的 X 原子的连线为此离子的三重轴，任意两个相离最远的 Y 原子的连线为此离子的四 重轴（n 重轴表示某物质绕此轴旋转 360/n 的角度，不能察觉其是否旋转过） 。 6-1写出 A 的化学式（阴阳离子分开写） 6-2写出 X 和 Y 的元素符号、 6-3在右框中画出 A 溶液中阳离子的结构： 6-4小明把一种常见含 X 的二元化合物的晶胞去掉所 有的 X 原子，发现剩余部分与 A 溶液中阳
10、离子的结 构竟十分相似。这种常见二元化合物是。 6-5你认为 A 溶液中阳离子中，同种原子间存在着什 么样的作用力，并简略说明你的依据： 第第 7 题（题（6 分）分）科学家预言，燃料电池将成为 20 世纪获得电力的重要途径。因为燃料 电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。按燃料电池 化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型；按电解液的性质不同，可分为碱 性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。 以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用 35%50%KOH 为电解液，天然气和空 气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。请写出： 阳极反应
11、：；阴极反应：； 电池总反应式：。 用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如 Li2CO352%、Na2CO348%，采用 吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有 CO2 的空气为阴极燃气，在 650电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关 的反应式。 阳极反应：；阴极反应：； 电池总反应式：。 第第 8 题题（9 分分）有强烈气味的无色液体 A 在 100蒸馏时，其组成不变。此液体的蒸气 密度（相对于空气）随温度而改变，100时为 1.335，20时为 1.50。若将液体加到新制的 氢氧化铜（取化学计量的碱）中，沉淀溶解，形成淡蓝色溶
12、液。将 1g 液体 A 与过量浓硫酸 在一起加热时，放出密度（相对于空气）为 0.966 的气体 360mL，若将 1g 液体 A 加到含过 量 MnO2的硫酸溶液中，则放出同样体积的、比前一种气体重 1.57 倍的另一种气体（体积 均以标准状态计） 。 8-1确定液体 A 的组成，并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。 8-2为什么蒸馏时此液体的组成不变？为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变 化？ 第第 9 题（题（14 分）分）日本的白川英树等于 1977 年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜， 发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了 2000 年诺贝
13、 尔化学奖。 9-1写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。再另举一例常见高分子化合物，它也有 顺反两种构型（但不具有导电性） 。 9-2若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。 9-3简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。 9-4假设有一种聚乙炔由 9 个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳碳平均键长为 140pm。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该分子的 结构。 9-5如果 3 个乙炔分子聚合，可得到什么物质。并比较与由 9 个乙炔分子聚合而成的 大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。 第第 10 题（题（8 分）分）称取含铅试样 0.500g，用 HNO3溶解，
14、然后用 1mol/LNaOH 溶液将试 液调至中性。加入足量 K2CrO4溶液，铅完全生成铬酸铅沉淀；将沉淀过滤洗净，用酸 溶解，调节溶液为酸性；再加入足量的 KI 溶液，释放出 I2；用 0.100mol/LNa2S2O3溶液 滴定至终点时，消耗 30.0mL。 10-1写出上述、步主要离子反应方程式； 10-2写出该含铅试样中 Pb 的质量分数计算式和结果。 高中化学竞赛试题（二二） 第第 1 题（题（3 分）分）下表是摘自当前高中化学教材附录中的相对原子质量（部分） HHeLiBeBCNO 1.007944.0026026.9419.01218210.81112.010714.00671
15、5.9994 FNeNaMgAlSiPS 18.998403220.179722.98977024.305626.98153828.085530.97376132.062 上表元素（及更多元素）中，有的元素的相对原子质量（原子量）的有效数字的位数多 达 79 位，而有的元素的相对原子质量的有效数字位数少至 34 位，为什么？ 第第 2 题题 （12 分分） 将 H2O2慢慢加入到 SbF5的 HF 溶液中得一白色固体 A， A 是一种盐类， 其阴离子呈八面体结构。 2-1A 的结构简式， 生成 A 的化学方程式。 2-2A 不稳定，能定量分解，B 是产物之一，其中亦含有八面体结构，B 的结构简
16、式 为。 2-3若将 H2S 气体通入 SbF5的 HF 溶液中，则得晶体 C，C 中仍含有八面体结构，写 出 C 的 结 构 简 式。 生 成 C 的 化 学 反 应 方 程 式 是。 2-4将 H2O2滴入液氨中得白色固体 D，D 是一种盐，含有正四面体结构，写出 D 的结 构式和生成反应方程式。 比较 H2O2和 H2S 的性质异同。 第第 3 题题（8 分分）有机物 X 具有旋光活性，其分子由 C、H、O、N 4 种元素组成，其中 C、 H、O 的原子个数比是 352；工业上可以用 A 和 B 以物质的量 14 通过取代反应制备 X；X 能与 4 倍其物质的量的 NaOH 反应，并能与
17、 Ca2 等与大部分金属离子 11 络合，所 得螯合物结构中存在 5 个五原子环。 3-1写出 X 的化学式和 B 的结构简式。 3-2写出满足条件的全部 X 的结构简式，分别命名和计算光学异构体的个数。 第第 4 题（题（12 分）分）据中国制药报道，化合物 F 是用于制备抗“非典”药品（盐酸祛 炎痛）的中间产物，其合成路线为： CH3 hv D Cl2 BC COOH NH2 ( E ) 浓硫酸+浓硝酸 水浴/加热 ( A ) F 4-1请写出有机物字母代码的结构简式。 4-2第、步反应的顺序能否填倒，说明理由。 4-3写出 DEF 的化学方程式，并用系统命名法命名 F。 4-4第步反应的
18、反应类型是。 4-5E 在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子，写出合成此高聚物的化学方 程式。 第第 5 题（题（6 分）分）现在，我们来研究 AgNO3溶液和(NH4)2S 溶液之间的反应。 将 AgNO3溶液和(NH4)2S 溶液混合，会发生反应。 若在 31时，将 5mL 2mol/LAgNO3溶液和 5mL 接近饱和的(NH4)2S 溶液分别放在 2 个青霉素瓶中， 用一段 60cm 长充满饱和 KNO3溶液的一次性医用输液管作盐桥， 如图所示： 经观察，电解一段时间后，二个青霉素瓶中都有新物质生成。 5-1插入 AgNO3(aq)的碳棒上有，是因为有生成；插入 (NH4)2S
19、溶液的碳棒附近的液体显色，是因为有生成；上述电解的 离子反应方程式 为。 5-2在盛 AgNO3溶液和(NH4)2S 溶液液面上分别用 1cm 厚的石蜡油封闭液面的原因是 第第 6 题（题（20 分）分）A 物质是实验室一种无色有毒的挥发性液体，由 X、Y 两种短周期元 素组成。A 在空气中极易着火生成 B 气体和 C 气体；A 不溶于水，但加热到 423K 可以和水 反应，生成 B 气体和 D 气体，D 只含两种元素，其中一种是 Y。在交流放电的情况下，分 解生成 E 气体、F 固体两种物质，E 物质和 B 化学式量几乎相等，含 Y 元素约 72.7%；F 是 环状单质分子，具有冠状结构，易
20、溶于 A，F 的式量约是 C 的 4 倍。E 可在液氮条件下与 HBr 于 77K 生成含双键结构的物质 G，冷却至室温可得 G 的环状三聚体 H。 6-1写出 A、B、C、D、E、F、G、H 的结构简式。 6-2用 X 射线衍射法测得 F 的晶体为正交晶系，晶胞参数 a1048pm，b1292pm，c 2455pm。已知该物质的密度为 2.07gcm 3。计算每个晶胞中 F 分子的数目。 6-3自发现富勒烯以来，其神奇的结构和性能引起了人们对碳原子团簇广泛和深入的 研究。 除了碳原子团簇之外， 其它元素的原子团簇是否也具有类似碳原子团簇的奇异的特性， 这是个十分有趣的研究课题。 F 物质有很
21、多同分异构体， 在实验手段受到各种条件的限制时， 理论研究是一种重要的补充。厦门大学化学系对 F 物质的原子团簇进行了理论计算，发现 除了冠状结构外还有多种结构。其中一种 X 具有 2 次对称轴，以及两个包含对称轴的对称 面，一配位和三配位原子数目相等；另外一种 Y 是一种椅式结构原子团簇增加 2 个原子形 成，也具有二次对称轴，对称面和对称轴垂直。请画出这两种结构的原子团簇。 6-4五氟化砷 AsF5（2.93g）和上述物质 F（0.37g）用四氮化四硫 S4N4（0.53g）在液 态 SO2溶剂中发生完全的反应， 溶剂和挥发性产物被泵抽出后得黄色固体残留物 L （3.08g） ， 分析 J
22、 知其含有：As 28.04%，F 42.70%，N 5.25%，经分析 L 是离子化合物，阴离子为正八 面体结构，阳离子为两种元素组成，结构是直线形。固体 L（0.48g）溶于液态二氧化硫， 和叠氮化铯 Cs N3（0.31g）完全反应，收集应释放出得氮气于 66.5kPa、298K 为 67.1cm3。 反应混合物过滤得难溶蓝黑色纤维状固体 J（0.16g） 。分析 J 知其含有 2 种元素，其中含 N 30.3%。红外光谱、X 射线粉末衍射结果表明抽出 SO2后残留物是六氟砷（V）酸铯。 （1）L 的实验式是什么？ （2）提出 L 的结构式； （3）写出配平的生成 L 的方程式； （4）
23、1mol L 发生转化时生成氮气的物质的量； （5）J 的化学式； （6）写出 n mol L 生成 J 的普遍离子方程式。 第第 7 题题（12 分分）已知 298.2K 时， mCH （C2H5OH，液）= 1366.8 kJmol-1，水和 乙醇的摩尔蒸发焓 mvapH /( kJmol-1) 分别为 44.01 和 42.6，C2H4(g), H2O(g)和 CO2(g)的 mfH /( kJmol-1) 分别为 52.26、241.8 及393.5，求 7-1同温度下，分子式为 CnH2n的物质的 mfH 与 mCH 之间的关系式； 7-2求 298.2K 时 C2H4(g) mCH
24、 7-3298.2K 时 C2H5OH（气）的 mfH 和 mCH 7-4298.2K 时 C2H4(g) + H2O(g) C2H5OH(g)的 mrH 第第 8 题（题（7 分）分）苯巴比妥是 1903 年就开始使用的安眠药，其合成路线表示如下。请在 相应的方格中写出 AF 和苯巴比妥的结构： Phenobarbital (C12H12N2O3) CH3CH2ONa CO(NH2)2 F (C15H20O4) CH3CH2Br KOC(CH3)3 E (C13H16O4) CH3CH2ONa CO(OCH2CH3)2 D (C10H12O2) CH3CH2OH C (C8H7ClO) SO
25、Cl2 B (C8H8O2) ii.CO2, iii.H+ i.Mg, Et2O A (C7H7Br) CCl4 NBS CH3 苯 巴 比 妥 FE DCBA 苯 巴 比 妥 第第 9 题（题（14 分）分）锂电池由于其安全可靠的性能，体积小、质量轻、高效能及可逆等卓 越品质被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。 下图为锂电 池工作原理图，阴极材料由 LiMO2（M=Co, Ni, V, Mn）构成，阳极材料由石墨构成，阴、 阳两极之间用半透膜隔开， 充电时锂离子由阴极向阳极迁移， 放电时则相反， 电池可表示为： () Cn/ LiClO4/ LiMO2(+) 9-1
26、写出锂电池充放电时的可逆电极反应。 9-2根据上图所示的 LiMO2的尖晶石结构，写出氧的堆积方式，并指出 Li 和 M 占据 何种空隙，画出以氧为顶点的一个晶胞。 9-3锂离子在阳极与石墨形成固体混合物， 试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。 9-4早期的阳极材料用的是锂金属, 试指出锂金属作阳极材料的不足, 并说明还可以 用什么物质替代石墨作阳极材料? 第第 10 题题（6 分分）称取含有 KBrO3、KBr 及惰性物质试样 1.000g，溶解定容于 100mL 容 量瓶中。移取 25.00mL 试液，在 H2SO4介质中以 Na2SO3还原 BrO3 至 Br，调至中性，用 0.101
27、0mol/LAgNO3滴定至终点，用去 10.51mL，另取 25.00mL 试液，用硫酸酸化后，加热 赶去 Br2，再调至中性，滴定剩余的 Br ，用去上述的 AgNO3标准溶液 3.25mL。计算试样 中 KBrO3、 KBr 的质量分数。 （已知 KBrO3、 KBr 的摩尔质量分别为 167.0g/mol， 119.0g/mol） 高中化学竞赛试题（三）（三） 第第 1 题题（9 分分）某一简易保健用品，由一个产气瓶、A 剂、B 剂组成，使用时，将 A 剂 放入产气瓶中，加入水，无明显现象发生，再加入 B 剂，则产生大量的气体供保健之用。 经分析，A 剂为略带淡黄色的白色颗粒，可溶于水
28、，取少量 A 溶液，加入 H2SO4、戊醇、 K2Cr2O7溶液，戊醇层中呈现蓝色，水层中则不断有气体放出，呈现蓝绿色。B 剂为棕黑色 粉末，不溶于水，可与 KOH 和 KClO3共溶，得深绿色近黑色晶体，该晶体溶在水中又得到 固体 B 与紫红色溶液。回答下列问题： 1-1填表： 主要成分在保健用品中的作用 A 剂 B 剂 1-2写出各过程的方程式。 1-3在 A 剂、B 剂的量足够时，要想在常温下使产气速率较均匀，你认为关键是控制 什么？ 第第 2 题题（8 分分）离子晶体 X 是由三种短周期元素组成，三种短周期元素的简单离子的核 外电子排布相同， 晶胞参数 a780pm， 晶胞中阴离子组成
29、立方最密堆积， 阳离子 （r102pm） 占据全部八面体和四面体空隙。 2-1写出 X 的化学式和化学名称； 2-2指出阴离子的空间构型； 2-3计算晶体 X 的密度； 2-4X 在化工生产中有什么用途； 2-5另有一种晶体 Y，其阴离子也组成立方最密堆积，且与 X 的 阴离子互为等电子体，而阳离子与 X 的阳离子相同，但只占据全部四面 体空隙，请写出 Y 的化学式。 第第 3 题（题（8 分分） “摇头丸”中含有氯胺酮成分。氯胺酮是国家监管的药品，它具有致幻 作用。氯胺酮在一定条件下发生下列一系列转化： Cl NH CH3 O H2 / Ni A HCl Cl NH CH3 Cl HCl C
30、 (C13H21N) NaOH水溶液 B 3-1写 出 氯 胺 酮 的 分 子 式； 系 统 命 名 为。氯胺酮（填“溶”或“不溶” ，下同）于水， 于乙醚。 3-2上 述 转 化 过 程 中 发 生 取 代 反 应 的 是； 反 应 的 条 件 是。 3-3C 的结构简式可能为 C1：、C2：。 其中最有可能的是_。 第第 4 题题（7 分分）测定硫磺的纯净度，可采用如下的方法：准确称取一定量的硫磺，与已 知浓度和质量的氢氧化钠溶液（过量） （反应） ，直到硫磺完全溶解。冷却至室温，缓缓加 入 15%的过氧化氢溶液至过量，并不断摇动（反应，硫元素全部转化为 S()） 。反应完 成后，加热至沸
31、腾，冷却至室温，加 23 滴酚酞，用已知浓度的盐酸滴入，至溶液刚好褪 色。记录盐酸的消耗量。 4-1写出反应、的各步化学方程式。 4-2简述这一方法如何能知道硫磺的纯度？（不必列式计算，只需把原理说明） 4-3“反应完成后，加热至沸腾”这一操作是否必要，为什么？ 第第 5 题（题（12 分）分）无机化合物 A 由同主族的短周期元素 X、Y 及 Cl 组成，其中 Cl 元素 的质量百分含量为 61.18%，可由氯化物 B（含氯 85.13%）和 C（含氯 66.27%）以物质的量 11 反应得到。用冰点测定仪确定其摩尔质量为（34015）g/mol。A 只有两种键长：X Y 160pm，YCl
32、198pm。A 显示出非常有趣的物理性质：速热可在 114时熔化，256时 沸腾；而缓慢加热，约在 250时才观察到熔化。缓慢加热所得到的熔化物冷却固化时得到 橡皮状树脂（D，线形高分子化合物） 。256蒸馏该熔化物，得一液体，它可在 114固化。 5-1写出元素 X、Y 的符号； 5-2写出化合物 A、B、C、D 的化学式； 5-3画出 A、D 的结构简式； 5-4估算相邻氯原子间的距离； 5-5预测聚合物 D 是否有导电性，说明理由。 第第 6 题（题（16 分）分）根据下面的合成路线回答 A（烃） hBr ; 2 B 无水乙醚Mg C（格氏试剂） D（氟代乙酸乙酯）C OHH 2 /)2
33、()1(无水乙醚 E O F HOHHC/ 52 G GC OHH 2 /)2()1(无水乙醚 H OHZnO 23 /)2()1( I 4 NaBH J H （K） 6-1请命名产物 K；并用*标出手性碳原子 6-2写出 AB；BC 的反应条件 6-3写出 AJ 各物质的结构简式 6-4写出 D 和 C 加成反应的历程。 第第 7 题（题（16 分）分）将 NaHCO3固体放入真空容器中发生下列反应 2NaHCO3(s)= Na2CO3(s)+ H2O(g)+ CO2(g) 已知 298K 时有下列数据： 物质NaHCO3(s)Na2CO3(s)H2O(g)CO2(g) 1 . molkJH
34、m f -947.7- 1130.9-241.8-393.5 11. ./ molKJSm102.1136.6188.7213.6 7-1求 298K 时平衡体系的总压力； 7-2体系的温度为多高时，平衡压力为 101.3kPa； 7-3298K 的大气中，H2O(g) 与 CO2(g)的分压分别为 3167Pa 与 30.4Pa，将纯 NaHCO3 固体放入大气中让其发生上述分解反应。 （1）问此时该分解反应的 m S比 0 m S大还是小？为什么？ （2）用 QP与 P K比较说明 NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？ （3）用吉布斯自由能判据说明 NaHCO3固体迅速分解还是稳定存在？
35、 视 H2O(g) 与 CO2(g)为理想气体 第第 8 题（题（10 分）分）无机橡胶是一类橡胶状的弹性体，磷腈聚合物为典型的代表，它由五 氯化磷和氯化铵在四氯乙烯溶剂中反应制得，经减压蒸馏可将聚合度为 34 得分子分离出 来， 将三聚产物在真空管加热至 300左右， 则开环聚合成具有链状结构的氯代磷腈高聚物， 其分子量大于 2000，它是无色透明不溶于任何有机溶剂的橡胶状弹性体。无机橡胶在潮湿 空气中弹性会降低，改性无机橡胶具有优良的耐水性、耐热性、抗燃烧性及低温弹性好等优 良的特性。 试写出： 8-1生成聚磷腈的化学反应方程式。 8-2写出聚磷腈的基本结构单元及三聚磷腈的结构式。 8-3
36、三聚磷腈加热聚合的化学方程式。 8-4无机橡胶在潮湿的空气中弹性降低的原因是什么。 8-5采用什么样的方法才能有效的防止其遇潮弹性降低。 8-6试说出改性无机橡胶的两个用途。 第第 9 题（题（8 分）分）本题涉及 4 种组成不同的配合物，它们都是平面正方形结构。 9-1PtCl22KCl 的水溶液与二乙硫醚（Et2S）反应（摩尔比 1：2）得到两种结构不同 的黄色配合物，该反应的化学方程式和配合物的立体结构是： 9-2PtCl22KCl 的水溶液与足量 Et2S 反应获得的配合物为淡红色晶体，它与 AgNO3 反应（摩尔比 1：2）得到两种组成不同的配合物，写出上述两个反应的化学方程式 第第
37、 10 题题（10 分分）维生素 C 又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生 素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为 C6H8O6，相对分子量为 176.1，由 于分子中的烯二醇基具有还原性，能被 I2定量地氧化成二酮基，半反应为： C6H8O6= C6H6O6+ 2H+ 2e = 0.18 V 因此，可以采用碘量法测定维生素 C 药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如 下： （1）准确移取 0.01667 mol/L 的 K2Cr2O7标准溶液 10.00 mL 于碘量瓶中，加 3 mol/L H2SO4溶液 10 mL，10% KI 溶液 10 mL，塞上瓶塞
38、，暗处放置反应 5 min，加入 100 mL 水 稀释，用 Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时，加入 2 mL 淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色 变为亮绿色。平行三次实验，消耗 Na2S2O3标准溶液平均体积为 19.76 mL。 （2） 准确移取上述 Na2S2O3标准溶液 10.00 mL 于锥瓶中， 加水 50 mL， 淀粉溶液 2 mL， 用I2标准溶液滴定至蓝色且30 s不褪。 平行三次实验， 消耗I2标准溶液平均体积为 10.15 mL。 （3）准确称取 0.2205 g 的维生素 C 粉末（维生素 C 药片研细所得）于锥瓶中，加新煮 沸过并冷却的蒸馏水 100 mL，2 mol
39、/L HAc 溶液 10 mL，淀粉溶液 2 mL，立即用 I2标准溶 液滴定至蓝色且 30 s 不褪，消耗 12.50 mL。 （4）重复操作步骤（3） ，称取维生素 C 粉末 0.2176 g，消耗 I2标准溶液为 12.36 mL； 称取维生素 C 粉末 0.2332 g，消耗 I2标准溶液为 13.21 mL。 根据以上实验结果计算出该维生素 C 药片中所含抗坏血酸的质量分数。 高中化学竞赛试题（四）（四） 第第 1 题（题（8 分）分）根据提供的信息写出相应的化学方程式： 1-1据认为“红巨星”星体内部发生着合成重元素的中子俘获反应，例如 68 30Zn 可以俘 获 1 个中子形成
40、A，过剩的能量以光子形式带走；A 发生衰变转化为 B。 试写出平衡的核反应方程式。 1-2铍与某些普通配体形成的配合物相当稳定，比如铍的化合物 A 为无色可升华的分 子型化合物，易溶于氯仿并可从氯仿溶液中重结晶。 A 物质中心氧原子周围按四面体方式排 布 4 个 Be 原子， Be 原子两两间又被醋酸根所桥联。 该物质可以通过碳酸铍与醋酸反应制备， 请写出该制备反应的化学方程式； 1-3ClF3是比 F2更有效的氟化剂，遇有机物往往爆炸，能燃烧石棉，能驱除许多金属 氧化物中的氧。比如气态 ClF3与 Co3O4反应，作为还原剂的元素有两种，物质的量之比为 1 4，请写出反应方程式。 第第 2
41、题题（11 分分）上世纪末，中国科大的化学家把 CCl4(l)和 Na 混合放入真空容器中，再 置于高压容器中逐渐加热，可得一些固体颗粒。经 X射线研究发现：该固体颗粒实际由 A 和 B 两种物质组成，其中 A 含量较少，B 含量较多。试回答下列问题： 2-1CCl4和 Na 为何要放在真空容器中？随后为何要置于高压容器中？ 2-2指出 CCl4分子的结构特点和碳原子的杂化态。 2-3上述实验的理论依据是什么？请从化学反应的角度加以说明。 2-4试确定 A、B 各为何物？A、B 之间有何关系？ 2-5写出上述反应方程式， 并从热力学的角度说明 A 为何含量较少， B 为何含量较多？ 2-6请你
42、从纯理论的角度说明：采取什么措施后，A 的含量将大幅度增多？ 2-7请评述一下上述实验有何应用前景？ 第第 3 题（题（12 分）分）罂粟碱可以按下列路线（不得增加反应步骤）合成： A（） a B b C c D（） C d E 2 SOCl F D G 52O P H HCPd o 2/200， I （） 3-1命名反应物 A； 3-2写出合成的中间产物 B、C、E、F、G、H 的结构简式 3-3确定无机试剂 a、b、c、d 第第 4 题题（12 分分）钢铁表面发蓝（或发黑，在钢铁表面形成一层致密的氧化物 Fe3O4）可 提高其耐磨、耐蚀性能。其原理是： 在 NaOH 溶液中，将铁粉溶解在
43、NaNO2溶液中，除水之外，还可产生 A 和 C。其中 C 为气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。 A 能在过量的 NaNO2溶液中继续反应，生成 B 和 C。 A 和 B 的溶液能继续反应，生成 Fe3O4。 经研究发现：A 和 B 的焰色反应均为黄色，其导电性实验均为 K2SO4型。生成物中 A 与 C、B 与 C 的物质的量之比均为 31。回答下列问题： 4-1写出并配平化学反应方程式。 4-2实践中发现适当提高温度或增大 NaNO2溶液的浓度有利于氧化膜增厚，但加大 NaOH 溶液浓度对膜层厚度影响不大。试说明原因。 4-3发蓝层遇光气（COCl2） ，若不及时清洗，则发蓝层的完整性将被
44、破坏。写出有关 的化学反应方程式。 4-4有一种隐形材料 D 可由 B 与 Zn(NO3)2反应生成，也可用以硝酸铁、硝酸锌、氢 氧化钠等为原料的水热合成法。请确定 D 的化学式，并判断上述制备 D 的反应是否属于氧 化还原反应。此法所得产品 D 能够隐形的原因是什么？ 第第5题（题（11分）分）卡宾又称为碳烯，是某些有机反应的中 间物质，碳原子最外层有两个电子没有参与成键。由于其结 构的特殊性，所以有很高的活性。卡宾主要分单线态和三线 态两种状态，三线态稳定性最差。然而，2001 年Nature 杂 志报道了日本研究人员偶然获得了迄今为止最稳定的三线 态卡宾（如图，实心圆点表示电子），其在室
45、温溶液中半衰期高达19 分钟，比1999 年报道 的最长半衰期三线态卡宾的半衰期长10 分钟。三线态对于形成铁磁性有机材料具有潜在意 义，故该偶然发现有可能导致新的有机磁性材料。 回答下列问题： 5-1合成中重要的碳烯是二氯卡宾（CCl2），请分析其具有高反应活性的原因。 5-2右图中A 的化学式为_ 5-3分子B中所有苯环是否会共平面，为什么？ 5-4比较 A 和 B 的稳定性，并说明可能的原因。 第第 6 题题（6 分分）合成氨工业中，原料气（N2，H2及少量 CO，NH3的混合气）在进入合 成塔前常用Cu(NH3)2Ac 溶液来吸收原料气中的 CO，其反应为： Cu(NH3)2AcCON
46、H3Cu(NH3)3AcCOQ 6-1命名：Cu(NH3)2Ac 6-2必须除去原料气中的CO的原因是； 6-3Cu(NH3)2Ac吸收CO的生产适宜条件应 是； 6-4吸收 CO 的Cu(NH3)2Ac 溶液经适当处理后又可再生，恢复其 CO 的吸收能力以 供循环使用，Cu(NH3)2Ac再生的适宜条件 是。 第第 7 题题（12 分分）2001 年曾报道，硼镁化合物刷新了金属化合 物超导温度的最高记录。该化合晶体结构中的一种重复单位如右 图所示。镁原子间形成正六棱柱，六个硼原子位于棱柱内。 7-1则该化合物的化学式可表示为； 7-2画出该晶体的晶胞示意图（Mg 原子在晶胞的顶点） ； 7-
47、3Mg 原子的配位数是，B 原子的配位数是； 7-4B 原子的空间排列方式与（物质名称）的 排列方式类似；并判断 Mg、B 在平面片层的排列是否为最 密排列。 7-5如果将 B 原子画在晶胞的顶点，在右框中画 出此时晶胞的示意图； 7-6上述所画两个晶胞的体积比是。 第第 8 题题（8 分分）近年来，化学家将 F2通入 KCl 和 CuCl 的混合物中，制得了一种浅绿色 的晶体 A 和一种黄绿色气体 B。经分析，A 有磁性，其磁矩为2.8B.M，且能被氧化。 将 A 在高温高压下继续和 F2反应，可得 C，C 的阴离子和 A 的阴离子共价键数不变（阴离 子结构对称） 。已知 A、C 中铜元素的
48、质量分数分别为 21.55%和 24.85%。 8-1试写出 AC 的化学式，分别指出 A、C 中铜的化合价和价电子构型。 8-2写出上述化学反应方程式。 8-3简述 A、C 阴离子形成的原因。 第第 9 题（题（9 分）分）20 世纪 60 年代，化学家发现了一类酸性比 100%的硫酸还要强的酸， 称之为魔酸，其酸性强至可以将质子给予受体，CF3SO3H 就是其中常见的魔酸之一。 9-1试写出 CH3CH3与 CF3SO3H 可能的反应式。 9-2以上反应所得产物活性均很高，立即发生分解，试写出分解以后所得到的全部可能产 物。 第第 10 题（题（11 分）分）1866 年 H. Ritha
49、usen 从谷胶的硫酸分解产物中分离出谷氨酸 （） 。1890 年 L. Wollf 合成并确定了它的结构，1908 年池田菊苗从海 带的热水提取物中分离出谷氨酸的钠盐（） ，它才是具有鲜味的成 分，即味精。 10-1谷氨酸的电离常数 Ka1=6.4610 3，Ka2=5.62105，Ka3=2.141010；pKa= lgKa，所以 pKa1=2.19，pKa2= 4.25，pKa3= 9.67。 目前工业上生产味精的方法有水解法、糖蜜提取法、淀粉发酵法及合成法等。当前我国 生产的味精主要采用淀粉发酵法。 以发酵法生产的工艺流程如下：淀粉 水解 葡萄糖尿素发酵 等电点 谷氨酸铵 L谷氨酸 中
50、和、浓缩、结晶 谷氨酸钠盐。 若生成谷氨酸二钠盐，则不具有鲜味，所以工业生产中控制各阶段的 pH 是一项关键。 （1）Ka1、Ka2、Ka3相对应的基团各是哪个？ （2）计算谷氨酸等电点的 pH（所谓等电点，就是谷氨 酸呈电中性时所处环境的 pH） 。在下面正确的选项上画圈。 A2.19B3.22C4.25D6.96 （3）中和、脱色、结晶时的 pH 应保持在多少？在下 面正确的选项上画圈。 A3.22B4.25C6.96D9.67 （4）用什么物质脱色？ 10-2味精中有效成分是谷氨酸钠，可用沙伦逊甲醛滴定法测定其含量。准确称取味精 1.000g，加蒸馏水溶解后稀释到 10.0mL；从中取
