高中化学竞赛初赛模拟试卷(28).pdf

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高中化学竞赛初赛模拟试卷（ 28）

第一题（3 分）
将金属钠投入足量的无水乙醇中，然后往反应后的溶液中通入 H2S 气体。将生成的无机物
C 在乙醇中与单质硫反应（此时单质硫的物质的量多出 C 一倍），可生成等物质的量的 D 和 H S。
2
请写出该化学反应方程式。


第二题（7 分）
氟化氢与水相似，具有介电常数大的特点，因此它是一种比较理想的溶剂。在氟化氢液体
中存在两种线形离子，其中阴离子 A（39），还可以进一步的溶剂化得到阴离子 B（59），B 的
式量约为 A 的 倍。
1．氟化氢请写出氟化氢自偶电离的电离方程式
2．SbF 易溶于无水氟化氢中，得到一种导电性高的溶液，拉曼光谱测定证明溶液中存在
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一种正八面体的阴离子 C。但在浓度为 20%时，19F－NMR 谱发现了另外一种阴离子 D 的波峰，
相对应的面积比为 1︰8︰2，分别代表了三种处于不同化学环境的 F 原子的个数比。已知 D 中
Sb 的质量分数约为 %，请写出 SbF 易溶于氟化氢溶剂形成溶液的溶质的化学式；画出 D
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的化学式和结构简式：

第三题（5 分）
一些硼酸盐晶体具有优良的非线性光学材料。各
国的学者们开始密集研究各种硼酸盐晶体的结晶学
结构，生长条件和对应的光学性能。Bi 的一种硼酸
盐称为 BIBO，其晶体是德国学者最近研究发现的又
一性能优良的硼酸盐类型非线性光学材料。
（右图：各亚结构单元在 ab 结晶学平面上的排
列顺序示意图）黑色小球代表 Bi3＋，三角形代表 BO
3
亚结构单元，四面体代表 BO 亚结构单元。三角形
4
和四面体的顶点分别代表与 B 原子键合的氧原子。
请写出 BIBO 的化学式 。
第四题（9 分）
PCl 是制备很多含磷无机物的中间体，也是制备有机磷的重要原料。PCl 具有较强毒性，
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空气中含大于 ·m－3 就能使人中毒，人在 PCl 含量为 600ppm 的环境中数分钟即可死亡，
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而且它还损伤皮肤。
1．三氯化磷对湿度很敏感，在潮湿的空气中有烟雾，迅速水解，请写出相应化学方程式；
已知产物中的含氧酸为二元酸，画出结构式；并写出该含氧酸与过量 NaOH 溶液反应生成正盐
的化学方程式。
2．PCl 还能与液氨进行氨解反应，分别写出相应化学方程式。
3
3．PCl 能与金属镍反应的原因是 ；
3
4．PCl 能与氯气加合生成五氯化磷，五氯化磷在气态，融熔态和非极性溶剂的溶液中具
3
有 结构，磷原子以 杂化轨道成键。五氯化磷在极性有机溶剂（如CH NO ）中，
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能被溶剂的极性离子化。当 PCl 与其它的 Cl－接受体反应时，可得到许多 PCl ＋盐。请写出 NbCl
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和 PCl 的反应方程式。
5

第五题（8 分）
金属离子先与一组配位体结合，然后通过配位体之间的缩合反应形成大环配位体。两个配
位体分子之间通过缩合形成化学键，与之同时消除一个小分子（往往是水分子）。这种称之为
模板效应的方法可以得到令人难以想象的大环配位体。通常最有效的缩合反应是胺与酮之间的
席夫碱缩合。
1．例如：(CH ) C＝O＋H NCH →
3 2 2 3
2．这种缩合反应的麻烦在于往往形成某种不希望得到的副产物，而金属离子的存在却能
引导反应生成要求的配位体产物并有利于产物的分离。利用模板效应进行合成的一个成功例子
是让有机物 A（化学式为 C H O ）与 B（2－氨基乙硫醇）分子发生席夫碱缩合，再与 Ni2＋发
4 6 2
生配位，产生不带电荷的配合物 C（Ni 元素质量分数为 %）；然后将 C 再与 1，2－二（溴
甲基）苯缩合成大环，此时形成 Ni（Ⅱ）的六配位化合物。请写出 C 的结构简式，并说明 Ni2
＋成键的杂化轨道类型和该配合物的磁性。

第六题（11 分）
纳米氧化镁具有不同于本体材料的热、光、电、力学和化学等特殊性能，有着广泛的应用
前景。纳米氧化镁合成的方法有气相法和金属醇盐水解法，前者设备及技术要求高，后者原料
成本高、工艺复杂。下面是采用均匀沉淀法：以一定量的 MgCl ·6H O 为基准，按 1︰4 的摩
2 2
尔比称取 CO(NH ) ，加入一定质量的蒸馏水将两者溶解并混合均匀。置于蒸气压力锅中，通
2 2
过调压器调节电压，控制在一定反应温度下进行沉淀反应。反应结束后，将 Mg(OH) 沉淀过滤，
2
洗涤（检验无 Cl－），真空干燥，煅烧后制得纳米 MgO。

图 1 温度对纳米 MgO 粒径（下面的曲线） 图 2 纳米 MgO 的 TG 曲线
和收率（上面的曲线）的影响
1．观察分析实验数据图表是化学工作者的一项必备能力，从图 1 我们能得到温度对纳米
氧化镁的形成有何影响，请分别从粒径、收率曲线的观察中归纳出要点：
①
②
2．CO(NH ) 作为本反应的沉淀剂，是由于其水解特性，请简要说明。加热有利于水解反
2 2
应，但是沉淀反应的温度应选择不超过 CO(NH ) 熔点的尽可能高的温度。请分析其中原因，
2 2
作出简要描述。
3．将固体 Mg(OH) 放在一个可以称出质量的容器里加热，固体质量随温度变化的关系如
2
图 2 的 TG 曲线所示，可以看到有两个失重台阶，分别处在 220℃～340℃和 350℃～480℃。
但是应该只有 Mg(OH) 热分解一个失重过程，那么另外一个失重台阶可能是由于什么造成的？
2
在 400℃、410℃、430℃、450℃温度下煅烧 、、，实验确定其最佳煅烧条件
为 450℃、4h。煅烧温度和时间是合成纳米 MgO 的关键，但是专家却说在保证 Mg(OH) 煅烧
2
完全基础上，煅烧温度越低、时间越短效果越好。这是为什么？
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第七题（7 分）
1．Cl 、CH 等中性分子能形成水合物，它们的基本结构单元是由
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20 个水分子组成的 12 面体。一定数量的多面体堆积在一起形成大的单
位，在结构中形成了相当大的孔穴，可以包容客体分子。请画出每一个
多面体与其它多面体以氢键连结时的两种不同化学环境。
2．六次甲基四胺能形成六水合的物质，同样被捕捉在水分子笼中，
但是与 Cl 、CH 等分子形成水合物的本质有很大的不同在于 。
2 4
第八题（10 分）
有机物 A 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，充分燃烧的产物为 B 和 C 的气态混合物，且 C
的体积是 B 的 8 倍（同为标准状况下计算）。如果事先用酸溶液处理 A 可得到化合物 D，D 燃
烧时只生成 C，没有B 生成。将质量为 的 A 物质溶解在 1L 己烷中，所得溶液置放于一
只圆筒中，圆筒底部是一个半透膜，不能使 A 分子透过。将圆筒置于己烷中，发现圆筒中液体
的水平面升高。为了组织这种变化，需要 2×105pa 的压力。（T＝298K，R＝8314J/mol·K）。由
A 可以制得下列化合物
KOH HCl(浓)
G D↓
KOH CH (CH ) I
A E 3 2 2 F
醇
H I
H O HCl(浓)
2
1．确定 A、D、E、F、G、H 各物质的结构简式；
2．I 是一种溶液，溶质是 ；
3．由 D 制备 A 可以通过怎样的反应流程。
第九题（9 分）
当两种金属原子的半径、结构型式、电负性相差较大时，容易形成
金属化合物。储氢合金属于金属化合物。目前，利用金属或合金储氢已
取得很大进展， 先后发现了 Ni、Mg、Fe 基三个系列的储氢材料，下
面是一种储氢密度超过液氢的镍基合金的晶胞结构图。
1．该晶体由两种结构不同的层交替堆积而成，请画出晶胞中这两种层的微粒排布；
2．晶胞中有 个（变形）八面体空隙，每个八面体空隙有 个 La 原子和 个 Ni
原子围成；
3．但氢原子通常不填充在八面体空隙，而只填充在较大的四面体空隙中，则储氢后的组
成可以用 （化学式）表示；
4．已知该晶体的晶胞参数 a＝511pm，c＝397pm。如何理解“储氢密度超过液氢”这句话？
（标准状况下氢的密度 ·dm－3，与液氢密度相差不大）第十题（5 分）
室温下淀粉遇碘会变蓝，这个现象常常用来鉴别碘或淀粉的存在，对此我们已经非常熟悉。
淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，直链淀粉是淀粉中使碘显蓝色的部分。直链淀粉并不是朝一个
方向伸展的直线状结构，而是由分子内的氢键使键卷曲成螺旋状的立体结构。螺旋中有一定的
空腔，碘分子可钻入空腔，蓝色就是淀粉的螺旋状空腔与碘分子相互作用产生的。向刚煮沸还
未冷却的淀粉溶液中滴加数滴稀的 I －KI
2
溶液，请猜测有什么现象？淀粉溶液冷却
后，又有什么现象？请分析原因。中学化学
课上曾经学习过一个类似现象，请举例。（右
图：直链淀粉形成螺旋状结构，中间黑色代
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表包裹在螺旋状空腔中的碘分子）
第十一题（12 分）
甲酸和二甲基胺缩合会形成 N，N－二甲基甲酰
胺(DMF) 。它的共振结构如下所示。
1．预测 N，N－二甲基甲酰胺（化合物 A），N
－甲基乙酰胺（CH CONHCH ，化合物 B），和丙
3 3
酰胺（CH3CH2C