图钉英文2020年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题

2021年1月26日发(作者：booby)
“
南化
·
福达杯
”

xx
年全国高中学生 化学竞赛
(
江苏省赛区
)
选拔赛试题


(xx
年
7
月
15
日


8
：
30
—
11
：
30

共计
3
小时
)
题


号

满


分

得


分

评卷人

1
5


2
8


3
12


4
6


5
12


6
4


7
8


8
7


9
8


10
12


11
7


12
11


总分

100


●
竞赛时间
3
小时。迟到超过30
分钟者不能进考场。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。

●
所有解答必须写在指定位置，不得用铅笔填写。

●
姓名、
准考证 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。

●
允许使用非编程计算器以及直尺等文具。



第
1
题


(
共
5
分
)
环境中的二氧化碳气体可与水形成酸，或同岩石中的碱性物质发生反应，水体中
的二氧化碳也可 通过沉淀反应变为沉积物从水体中失去，
在水与生物体之间的生物化
学交换中，
二氧化 碳占有独特地位，
在调节天然水体的
pH
及其组成方面起着非常重要
的作用。 在碳酸
—
天然水平衡体系中，部分生物学家认为碱度可以近似地表征水体的
肥力，总碱 度通常定义为：
c(
总碱度
)=c(HCO
3
)+2c(CO
3
2
)+c(OH
)
－
c(H
+
)
。现 有一水体
与
CaCO
3
(s)
相接触并达到平衡，请判断添加少量下 列物质对溶液中钙离子浓度与总碱度的
影响
(
忽略离子强度的影响
)[
填
“
增加
”
、
“
减少
”
或
“< br>不变
”]
。

－
-
－
添加物质

c(Ca
2+
)
c(
总碱度
)
第
2
题


(
共
8
分
)
KOH


KCl


Ca(NO
3
)
2



Na
2
CO
3



CO
2



铝是一种重要的金属材料，广泛用于制作导线 、结构材料和日用器皿，铝合金大量用
于飞机和其它构件的制造。十九世纪曾以电解熔融氧化铝的方法制 备金属铝，当时铝由于
价格昂贵而只被贵族用作装饰品。
现代工业上是通过在
1000
℃左右的高温下电解氧化铝和
冰晶石
(Na
3
AlF
6)
的熔融液制备铝的。请回答下列问题：

(1)
现代工业电解制备铝过程中正极和负极实际发生的反应分别为：








在正极
放电产生












；











在负极放电产生











。

(2)
电解反应方程式为




















































。

(3)
以现代工业方法制备的铝价格下降的可能原因是：








































































。

(4)
若电流效率为
75
％，则制备
1kg
金属铝需以< br>10A
电流电解










小时。

(5)
电解
NaCl< br>－
AlCl
3
熔融液制备铝比电解
Al
2
O
3
－
Na
3
AlF
6
的熔融液制备铝节省电能约
3 0
％，为什么现在仍用后一种方法制备铝
?












































































。

第
3
题


(
共
12
分
)
(1)
cis
－
Pt(NH
3
)
2
Cl
2
、
cis
－< br>Pt(NH
3
)
2
Cl
4
和
cis
－
PtCl
2
(en)
等是目前临床上广泛使用的抗癌
药物，尤其对 早期的睾丸癌具有很高的治愈率。实验测得它们都是反磁性物质。（
en
为乙
二胺）< br>
①

Pt
2+
和
Pt
4+
的价电子构型分别为






和






，上述配合物都是






型
(
填
“
内
轨
”
或
“
外轨
”)
配合物，
cis
－
Pt(NH
3
)
2
Cl
2
的中心离子杂化轨道类型为









。

②

以上
3
种抗癌药均为顺式
(
cis
－
)
结 构，
而所有的反式
(
trans
－
)
异构体均无抗癌效果。
试画出上述
3
种物质顺式异构体的结构图：



















































































(2)
已知反应
CO(g)+2H
2
(g)
CH
3
OH(g)
在
773K
时的
=4.78×
10
- 6
。若向某容器中
加入
1molCO
和
2
mol
H
2
，在
773K
达到平衡时，生成
0.1mol
CH
3
OH
，此时反应体系的压强
为





。

(3)
称取含硼砂及硼酸的试样
0.7 513g
，
用
0.1000mol/L HCl
标准溶液滴定，
以甲 基红
为指示剂，
消耗盐酸
25.00mL
，
再加甘露醇强化后，以酚酞为指示剂，
用
/L NaOH
标
准
溶
液
滴
定
消
耗
37.50mL
。
则
可
知
试
样
中
Na
2
B
4
O
7
·10H
2
O
的
质
量
分
数
为














，
H
3
BO
3
的质量分数为



















。

第
4
题


(
共
6
分
)
20
世纪
80
年代末，南京大学的一个研究小组率先提出了低热固相反应的概 念，从而打
破了固体之间的反应只有在高温下才能进行的局限性。
他们发现一些在液相中不能进 行的
反应在低热固相反应中得以实现，
一些在固相和液相反应中都能进行的反应，
产物 却不同。

将
CuCl
2
·
2H
2
O晶体和
NaOH
固体混合研磨，可生成黑色固体化合物
A
。
A< br>不溶于水，但
可溶于硫酸生成蓝色溶液
B
；在
B
中加入适量氨 水生成浅蓝色沉淀
C
；
C
溶于盐酸后，加入
BaCl
2溶液，生成白色沉淀；
C
溶于过量氨水得到深蓝色溶液
D
，向
D
中通入
SO
2
至微酸性，
有白色沉淀
E
生成。元素 分析表明
E
中部分元素的质量分数为：
Cu 39.31
％、
S 19.84
％、
N
8.67
％；
激光拉曼光谱和红外光谱显示E
的晶体里有一种三角锥型的负离子和一种正四面体
型的正离子；磁性实验指出
E
呈抗磁性。

(1) A
的化学式为














；
A
不同于
CuCl
2
和
NaOH在溶液中反应所得产物的可
能
原
因
是









































































。

(2) C
的化学式为















，
D
的化学式为






















。

(3)
写出由
D
生成
E
的化学反应方程式。














































































第
5
题


(
共
12
分
)
光合作用是绿色植物和其他自养型生物利用 光能由简单化合物合成高能复杂分子的
过程。
光合作用中叶绿素分子与特殊的酶分子受体
(MS)
相结合，
发生一系列氧化还原反应。
科学家们发现光合作用还存在许多变化 形式，如有些细菌可用
H
2
S
代替
H
2
O
进行光合作用
生成结构与性质完全相似的产物。





我国科学家早在
1946
年就发现铀吸收中子后可发生核裂变分裂成较小的碎片。如以 一
个慢中子轰击
235
92
U
发生核裂变时，能产生两种核素
72
X
、
160
62
Sm
和若干快中子。快中子再
69
与核素
72
X
反应可生成
28
Ni
，继而生 成以上
MS
中金属
M
的一种核素。
M
是应用最广泛的金属之一，在高温高压下与
CO
作用生成淡黄色液体
A(A
在高温下可分解 为
M
和
CO)
。含有
M
的一种深红色化合物晶体
B
具有顺磁性，在碱性溶液中
B
能把
Cr(
Ⅲ
)
氧化 为
CrO
4
2-
，而本身
被还原成
C
。溶液中C
可被氯气氧化成
B
。固体
C
在高温下可分解，其产物为碳化物
D
，剧
毒的钾盐
E
和化学惰性气体
F
。
A
继续与
CO
作用可形成满足
18
电子规则的金属有机化合物
M
2
(CO)
9
。
(18
电子规则指过渡金属有机化合物中 ，金属的价电子和配体提供或共享的电子
总数等于
18)
。

(1) M
的元素符号为











；
B
的化学式为



























。

(2)
写出上述所有核化学反应方程式。





































































































































































































































(3)
写出
B
将
Cr(
Ⅲ
)
氧化为
CrO
4
2-
的离子方程式。













































































(4) H
2
S< br>代替
H
2
O
进行光合作用的主要产物是


























，该反应能
够
发
生
的
主< br>要
原
因
是：






























































。

(5) 指出
M
2
(CO)
9
中共有几种不同的成键方式，画出
M
2
(CO)
9
的结构式。















































































第
6
题


(
共
4
分
)
铌酸锂
(LiNbO
3)
是性能优异的非线性光学晶体材料，有多种性能，用途广泛，在滤波
器、光波导、表面声 波、传感器、
Q
－开关以及激光倍频等领域都有重要的应用价值，因
而是一种重要的国 防、工业、科研和民用晶体材料。铌酸锂的优异性能与它的晶体结构是
密不可分的，单晶
X－射线衍射测试表明，铌酸锂属三方晶系，晶胞参数
a=b=5.148?
，
c= 13.863?
；密度为
4.64g/cm
3
沿着
c
轴方向 的投影见下图，其中
Li
和
Nb
原子投影重合，它们
处于氧原子投影 的六边形中心。

(1)
请在下图表示的二维晶体结构上画出一个结构基元。

(2)
假设下图是某 新型晶体材料
LiNbA
2
沿
c
轴的投影图
(A
原 子取代氧的位置
)
，在这种
晶体中，
沿
a
方向两层
Nb
原子之间夹着两层
A
原子和一层
Li
原子。
请写出这种 新型晶体材料
的晶胞类型，并画出它的一个三维晶胞的透视图。











































第
7
题


(
共
8
分
)




(1)
三氟甲磺酸稀土化合物
[Ln( OTf)
3
]
是一类新型的强
Lewis
酸，与传统的
Le wis
酸如
AlCl
3
、
BF
3
、
TiC l
4
等相比，
它们的优点是对水稳定，
可回收再利用，
并且在大多数 情况下，
仅仅催化量的
Ln(OTf)
3
就可完成反应，它们是一类对环境友 好的催化剂。以
Ln(OTf)
3
为催
化剂
(10
％
mol)
可成功实现烯醇硅醚与醛的醇醛缩合反应：

OSi(CH
3)
3
C
6
H
5
CHO
+
Ln(OTf )
3
H
2
O
C
6
H
5
OH
O
A




①

请用
“x”
标注
A
化合物中的手性碳原子，
A
的对映异物体数目为
















。

②

醇醛缩合反应属于









加成反应
(
填
“
亲电
”
或< br>“
亲核
”)
。

③

请推测
Ln(OTf)
3
为什么能催化此反应
?












































































(2)
菠萝酮是菠萝香气的主要成分 ，主要用作酒类及烘烤食品的香料添加剂，当使用
O
量达
10ppm
时即获得 很好的效果。菠萝酮可由
C
2
H
5
OOC
O
COO C
2
H
5
在酸性条
O
件下加热得到。菠萝酮有无互变异构体
?
若有，请写出所有结构简式，并说明哪个结构最稳定，
为什么
?













































































第
8
题


(
共
7
分
)
复脂是指含磷或含糖的脂类，因而分为磷脂和糖脂，
化合物
(a)
是一种磷脂，
化合物
(b)
是一种糖脂，其结构分别如下图
(R
1
、
R
2
为长 链烃基
)
所示：

OH
OH
H
O
H
HO
O
H
2
NCH
2
CH
2
P
OH
O
CH
2
CHOCOR
2
H
2
C(a)
O
C
H
C
H
R
1
(b)
H
H
H
OH
HO
O
H
O
H
HO
H
O
H
OH
H
CH
2
CHOCOR
2
CH
2
OCOR
1

请回答下列问题：

(1)
化合物
(a)
在近中性时以两性离子存在，其两性离子的结构简式为：













































































。

(2)
化合物
(a)
经酸处理后可产生一个长链脂肪醛，此醛的结构简式为：













































































。

(3) 化
合
物
(b)
中
的
两
个
单
糖
之
间
的
糖
苷
键
为








型
，
另
一
个
糖
苷
键
为










型。

(4)
化
合
物
(b)
完
全
水
解
后
产
物
的
类
别
为










































。

(5)
这两个化合物均可作为表面活性剂，原因是



















































































































。


第
9
题


(
共
8
分
)
以硝基化合物合成酰胺通常需要
2
步：
(1)
把硝基化合物还原成相 应的胺类化合物；
(2)
选用合适的酰化试剂与相应的胺进行酰化反应而得到酰胺。
最 近文献报道了在二碘化钐
—
四氢呋喃体系中，硝基化合物和酯作用一锅法制备酰胺的新方法。< br>
NO
2
+
R
,
COR
O
SmI< br>2
/THF
室
温
NH
CR
O
,

该法反应条件温和，原料易得，操作步骤便捷，效率高，对环境友好。

C
O
NH
近来有人以苯和丙酮为主要原料，应用一锅法合成了
，请写出合成
过程。


第
10
题


(
共
12
分
)
除虫菊是肯尼亚盛产的一种经济作物，从其 花
(
除虫菊花
)
中可提取重要的杀虫活性成
分。天然的除虫菊花中含 有六种有效成分，其中之一的化学结构为：

O
3
1
2
R< br>O
α
R
(B)
O
,
(A)





此类化合物为酯
(
除虫菊酯
)
，由 菊酸
(A)
部分和醇
(B)
部分组成。由于每个化合物结构
中含有< br>3
个手性中心
(1
、
3
和
α
位
)< br>及环丙烷的顺反
2
种结构，所以每个化合物至少有
16
种可能的异构体 。但天然的除虫菊酯中仅以一种立体异构体存在：
(+)
－
1R
，
3 R
－
trans
－
α
S
－，此异构体的活性最高
(
如，
trans
－是
cis
－的
500
倍
)
。由于天然除虫菊酯化学稳定性
差、毒副作用强且资源有限，科学家对此结构进行了改造， 合成出一类新的高效、低毒、
稳定性好的拟除虫菊酯
(Pyrethroids)
，这 类化合物达
200
多种，如较早合成的苯醚菊酯
(Phenothrin)
的 结构为：

O
3
1
2
O
CH
2
O
(D)

(C)