worthwhile的用法2007全国高中学生化学竞赛初赛试题及答案

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中国化学会第
21
届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题

2007
年
9
月
16
日





1
中国化学会第
21
届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题

（
2007
年
9
月
16
日


9
：
00 - 12
：
00
共
3
小时）

题号

满分

得分

评卷人

1
12


2
6


3
10


4
7


5
10


6
12


7
8


8
4


9
10


10
12


11
9


总分

100


姓
名
赛
场
学
校
?

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。


省市
自
治
区
报
名
号
第
1
题（< br>12
分）

通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生 成
Si(OH)
4
。

1-1

已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。







早在上世纪
50
年代就发现了
CH
5
+
的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然
而，直至
1999
年，才在低温下获得该离子的振动
-
转动光谱，并由此提出该离子的如下结
构模型： 氢原子围绕着碳原子快速转动；所有
C-H
键的键长相等。

1-2

该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。

赛
区

1-3

该离子是（

）
。

1

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年
9
月
16
日





2
A.
质子酸
B.
路易斯酸
C.
自由基
D.
亲核试剂

2003
年
5
月报道，在石油中发现了一种 新的烷烃分子，因其结构类似于金刚石，被称
为“分子钻石”
，若能合成，有可能用做合成纳米 材料的理想模板。该分子的结构简图如
下：


1-4


该分子的分子式为



















；

1-5


该分子有无对称中心？











1-6


该分子有几种不同级的碳原子？











1-7


该分子有无手性碳原子？












1-8


该分子有无手性？













第
2
题（
5
分）

﹡
羟胺和用同位素标记 氮原子（
N
）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：


﹡















NH
2
OH+HN
O
2
→

A
+H
2
O
﹡

NH
2
OH+HN
O
2
→

B
+H
2
O
﹡
﹡
﹡
A
、
B
脱水都能形成
N
2
O
，由
A
得到
N< br>NO
和
NN
O
，而由
B
只得到
NN
O
。


请分别写出
A
和
B
的路易斯结构式。



第
3
题（
8
分）

X-
射线衍射实验表 明，某无水
MgCl
2
晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方
最密堆 积（
ccp
）
，镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如
-3
下。该晶体的六方晶胞的参数：
a=363.63pm,c=1766.63pm ;p=2.53g
·
cm
。


















3-1
以“
-
2+








”表示空层，
A
、
B
、
C
表示
Cl
离子层，
a
、
b
、
c
表示
Mg
离子层，给出三方层
型结构的堆积方式。
2

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16
日





3

3-2

计算一个六方晶胞中“
MgCl
2
”的单元数。


3-3
假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满
Mg
离子，将是哪种晶体结构类型？

2+

第
4
题（
7
分）

化合物
A
是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。
用如下方法对其进行分析：将
A
与
惰性填料混合均匀制成样品，加热至
40
0
℃， 记录含
A
量不同的样品的质量损失（
%
）
，结
果列于下表：

样品中
A
的质量分数
/%
样品的质量损失
/%
20
7.4
50
18.5
70
25.8
90
33.3
利用上述信息，通过作图，推断化合物
A
的化学式，并给出计算过程。



第
5
题（
10
分）

甲苯与 干燥氯气在光照下反应生成氯化苄，
用下列方法分析粗产品的纯度：
称取
0.255g
样品，
与
25
mL 4mol·
L
-1
氢氧化钠水溶液在
100 mL
圆底烧瓶中混合，
加热回流
1
小时；
冷
至室温，加入
50
mL20%
硝酸后，用
25.00mL
0.1000mol·
L< br>-1
硝酸银水溶液处理，再用
0.1000mol·
L
-1
N H
4
SCN
水溶液滴定剩余的硝酸银，以硫酸铁铵为指示剂，消耗了
6.75 mL
。

3

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月
16
日





4
5-1
写出分析过程的反应方程式。

5-2
计算样品中氯化苄的质量分数（
%
）
。

5-3
通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因。

5-4
上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析？请说明理由。



第
6
题（
12
分）

在给定实验条件下 ，
一元弱酸
HA
在苯
（
B
）
和水
（
W
）
的分配系数
K
D
=[HA]
B
/[HA]< br>W
=1.00
。
已知水相和苯相中
HA
的分析浓度分别为3.05
×
10
-3

和
3.96
×
10
-3
mol·
L
-1
。
在水中，
HA
按
HA
?
H
+
+ A
-
解离，
K
a
=1.00
×
10
-4< br>；在苯中，
HA
发生二聚：
2HA
?
（
HA
）
2
。

6-1
计算水相中各物种的浓度及
pH
。





6-2
计算化合物
HA
在苯相中的二聚平衡常数。

6-3
已知
HA
中有苯环，
1.00
gHA
含< br>3.85
×
10
21
个分子，给出
HA
的化学名称。

6-4
解释
HA
在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。

4

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9
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16
日





5

第
7
题（
8
分）

KClO
3
热 分解是实验室制取氧气的一种方法。
KClO
3
在不同的条件下热分解结果如
下：


实验

A
B
C
反应体系

KClO
3

KClO
3
+Fe
2
O
3

KClO
3
+MnO
2

第一放热温度
/
℃

第二放热温度
/
℃

400
360
350

480
390
已知⑴
K(s)+1/2Cl
2
(g)=KCl(s)











△
H
(1)=-437 kJ·
mol
-1

⑵
K(s)+1/2Cl
2
+3/2O
2
(g)= KClO
3
(s)


△
H
(2)=-398 kJ·
mol
-1

⑶
K(s)+1/2Cl
2
+2O
2
(g)= KClO
4
(s)




△
H
(3)=-433 kJ·
mol
-1

7-1

根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。

7-2

用写
MnO
2
催化
KClO
3
分解制得 的氧气有轻微的刺激性气味，推测这种气体是什么，
并提出确认这种气体的实验方法。

5

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年
9
月
16
日





6



第
8
题（
4
分）

用下列路线合成化合物
C
：


反应结束后，产物中仍含有未反应的
A
和
B
。

8-1

请给出从混合物中分离出
C
的操作步骤；简述操作步骤的理论依据。


8-2

生成
C
的反应属于哪类基本有机反应类型。



第
9
题（
10
分）



根据文献报道，醛基可和双氧水发生如下反应：


为了合成一类新药，选择了下列合成路线：

6

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9
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16
日





7

9-1

请写出
A
的 化学式，画出
B
、
C
、
D
和缩醛
G
的结构 式。

9-2

由
E
生成
F
和
F
生成
G
的反应分别属于哪类基本有机反应类型。

9-3

请画出化合物
G
的所有光活异构体。


第
10
题（
12
分）






尿素受热生成的主要产物与
NaOH
反应，得到化合物
A
（三钠盐）
。
A
与氯气反应，
得到化合物
B
，分 子式
C
3
N
3
O
3
Cl
3
。B
是一种大规模生产的化工产品，全球年产达
40
万吨以
上，我国年生产 能力达
5
万吨以上。
B
在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物
C< br>，因此
广泛用于游泳池消毒等。

10-1
画出化合物
A
的阴离子的结构式。

10-2
画出化合物
B
的结构式并写出它与水反应的化学方程式。

10-3
化合物
C
有一个互变异构体，给出
C
及其互变异构体的结构式。
10-4
写出上述尿素受热发生反应的配平方程式。

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8


第
11
题（
12
分）






石竹烯
（
Caryophyllene,C
15
H
24
）
是一种含双键的天然产物，
其中一个双键的构型是反
式的 ，
丁香花气味主要是由它引起的，
可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。

反应
1
：


反应
2
：


反应
3
：


反应
4
：


8