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              2014年揚子石化杯高中化學奧林匹克競賽江蘇賽區暑期夏令營暨選拔賽試題及答案(word)  共用

              • 文件大小:2.80 MB
              • 資料類型:試題 資料編號:984760
              • 感謝網友:shuxuea上傳  審核人:競賽站長
              • 上傳時間:2014年08月23日 22時03分00秒
              • 更新時間:2014年08月23日 22時03分00秒
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              文件簡介::
              2014年“揚子石化杯”第28屆中學化學奧林匹克競賽(江蘇賽區)夏令營
              暨選拔賽試題

              第1題硅元素在地殼中的含量僅次于氧而居于第二位。硅是古老而又年輕的元素,它既是金磚漢瓦的組成元素,又在現代信息工業中有廣泛的應用,請回答以下問題:
              1-1硅原子的最外層電子排布為;SiF4的幾何構型為,其中Si原子的雜化軌道為;SiO2是硅最重要的化合物,它熔點高、硬度大,是典型的晶體。
              1-2實驗表明,若略去氫原子,N(SiH3)3分子為三角錐形結構,而N(CH3)3分子卻為平面結構,其主要原因是N(SiH3)3中存在著N(CH3)3中沒有的鍵,N(SiH3)3和N(CH3)3均為路易斯堿,其中堿性較強。

              第2題(14分)鉻元素個增加鋼鐵的抗腐蝕性,適量錳元素可增加鋼鐵的硬度,這兩種元素的含量是不銹鋼品種的重要指標。可用以下方法來分析鋼材中Cr和Mn的含量。
              稱取2.500g鋼材樣品,將其溶解并將其中的Cr和Mn氧化為Cr2O72-和MnO4-,再通過適當的操作配制成100.00mL溶液A。移取A溶液50.00mL,調節pH,加入過量的BaCl2溶液,期中的鉻完全沉淀為2.910gBaCrO4。再取A溶液25.00mL,在酸性條件下,用含0.4000mol/LFe2+的溶液滴定,達到滴定終點時,共用去43.50mL
              2-1寫出Fe2+溶液滴定Cr2O72-和MnO4-的離子方程式


              2-2該鋼材樣品中Cr%為%,Mn%為%。
              2-3含氟牙膏是目前最常見的藥物牙膏,歐美國家有80%的牙膏加有氟化物。其主要作用是利用剛牙膏中的活性氟促進牙釉質的再礦化,增強牙齒餓抗齲力。制造含氟牙膏時,摩擦劑不能用碳酸鈣或者磷酸鈣,因為期中的鈣離子容易與活性氟結合,形成非溶性氟化鈣,大大降低牙膏的防齲作用。
              已知CaF2的Ksp=3.4×10-11,HF的Ka=3.4×10-4。25℃時將0.31mol/LHF溶液與0.002mol/LCaCl2溶液等體積混合,(填能或者不能)產生沉淀,氟化鈣在純水中(忽略水解)的溶解度為mol/L,而在0.01mol/LCaCl2溶液中的溶解度為mol/L。

              第3題(10分)某元素A有不同的氧化鈦,A在配位化學發展中起過重要的作用。1798年,法國分析化學家塔索爾特發現將A的藍色無水鹽B放在NH4Cl和NH3·H2O的溶液中,并與空氣接觸可制得橘黃色的鹽C。1893年,瑞士化合價AlfredWerner發現往1molC溶液中加入足量的AgNO3能沉淀出3mol氯離子,再根據此類化合物的結構分析、電導研究等,Werner創建了配位理論,奠定了現代配位化學的基礎。
              B在潮濕的空氣中會吸濕,顏色逐步變成紫色、紫紅色、粉紅色,加熱后又恢復到藍色,根據這一性質,B常用作干燥劑的干濕指示劑。B溶于水后加入硝酸銀溶液生成白色沉淀D和粉紅色溶液E。D不溶于稀硝酸,E中加堿性H2O2溶液生成棕黑色沉淀F。F溶液HCl溶液生成B,并放出黃綠色氣體G。B與飽和KNO3溶液在乙酸酸化的條件下可制得難溶鉀鹽H。
              3-1請寫出以下各物質的化學式
              BDEFH
              3-2寫出B制得C的化學反應方程式

              3-3寫出由F制得B和G的反應方程式

              3-4由B制得H時,乙酸酸化的作用是


              第4題(12分)
              4-1聯胺(NH2-NH2)是一種很好的燃料,其燃燒產物為氮氣和水,清潔無污染,符合綠色化學的要求,已知N-N,N-H,O-H,O=O,N三N的鍵焓分別為163.0,,88.0,463.0,497.0,946.0(kJ/mol),請寫出聯胺燃燒的化學方程式,并計算這一反應的熱效應(焓變)




              4-2德國應用化學報道了KcichiroA等研究者開發了一款高效能的以聯氨為燃料的燃料電池,有望應用于車輛交通運輸。該燃料電池使用堿性介質和OH-離子交換膜。請寫出其負極的電極反應方程式。

              4-3由電極電勢和電動勢可確定電對的氧化還原性能和電池反應的方向。同時,相關物質的濃度又會影響電極電勢和電動勢。請從電極電勢和電動勢的角度解答以下問題[已知標準電極電勢:φθ(Fe3+/Fe2+)=0.77V,φθ(I2/I-)=0.54V]
              在裝有CCl4的試管中,加入FeSO4溶液和Fe2(SO4)3溶液,再加入KI溶液。若溶液中Fe2+、Fe3+、I-的濃度均為1mol/L,則發生還原反應的電對是,CCl4層的顏色將變為色,若Fe3+的濃度變為10-3mol/L,其余條件不變,φθ(Fe3+/Fe2+)的值將變為V
              第5題(12分)價電子排布為5s25p2的金屬元素M的二元化合物A為白色固體,A與水作用生成沉淀B,B緩慢溶于濃鹽酸,可得到無色溶液C,若將固體A溶于稀硝酸后,再加入硝酸銀溶液,有白色沉淀D析出,D溶于氨水得到溶液E,酸化溶液E又析出沉淀D。將H2S通入溶液C,有棕色沉淀F析出,F溶于(NH4)2S的溶液G,酸化溶液G,有氣體產生和黃色沉淀H析出,少量溶液C加入到HgCl2溶液中有白色沉淀I析出,繼續滴加C則白色沉淀轉化為灰黑色沉淀J。
              5-1寫出下列物質的化學式
              DEFGHJ
              5-2寫出A與水作用生成B的化學方程式

              5-3寫出C與HgCl2反應生成I的化學方程式

              5-4M的硫代酸鹽(含MaSb2-的鹽)在微孔性材料、無氧分子篩、半導體、光電導體、化學傳感劑、催化、離子交換等方面具有嵌在的應用價值,其典型的陰離子結構為[M2S6]4-二聚離子,請畫出其結構(該結構有對稱中心,有兩種不同的硫原子)





              第6題2013年我國研究人員利用先進原子力顯微鏡技術在國際上首次實現了8-羥基喹啉分子間氫鍵的實空間成像(圖1),成果發表在國際著名期刊《Science》上,這是科學領域第一次直接看見氫鍵,被《Nature》評述為2013年科學領域三幅最震撼的圖片之一。氫鍵是一種重要的分子間作用力,廣泛存在并對物質的性質影響很大,因此,該研究成果意義重大。

              根據提議完成如下問題
              6-18-羥基喹啉晶體屬于正交晶系,晶胞參數:a=24.9?,b=28.5?,c=3.8?;兩相鄰分子中O和N的原子坐標分別為(O、N下標是原子編號):O1(0.067,0.032,0.097)、N1(0.033、-0.050,-0.207)
              和O2(-0.067,-0.032,0.097)、N2(-0.033、0.050,-0.207),據此可計算其氫鍵鍵長為;

              6-2異氰尿酸也是通過氫鍵結構的典型代表之一,在其晶體中異氰尿酸分子通過分子間氫鍵形成層狀結構(圖2),請在圖中畫出一個結構基元,該結構基元包含的內容是

              6-3氫鍵還是產品改良的重要途徑,氟硅酸脲就是典型的例子。氟硅酸H2SiF6具有很好的防治小麥銹病的藥效,但它易分解而失效,氟硅酸與尿素反應制得的氟硅酸脲晶體,易溶于水,和含量相同的氟硅酸具有相同的防銹藥效,并有許多優越性能而成為氟硅酸的替代產品。晶體由[(NH2)2CO]2H+和SiF62-兩種離子組成,其中[(NH2)2CO]2H+是由兩個尿素分子俘獲一個質子形成的脲合質子,請畫出脲合質子[(NH2)2CO]2H+的結構式:




              6-4與氟硅酸相比,氟硅酸脲保持了藥性并減小了腐蝕性,減小腐蝕性的主要原因是


              6-5晶體結構測試表明,氟硅酸脲屬于四方晶系,晶胞參數a=926.3pm,c=1789.8pm,晶體密度1.66g/cm3,計算說明一個氟硅酸脲晶胞中包含多少個這樣的脲合質子。



              第7題瑞替加濱,化學名為N-[2-氨基-4-(4-付芐氨基)苯基]氨基甲酸乙酯,它是一種神經元鉀通道開放劑和GABA增強劑類抗癲癇藥物,其合成路線如下:

              根據所列條件,寫出A、B、C、D的結構簡式


              ABCD

              第8題(12分)彎曲型液晶化合物被證實為雙軸向列相,具有獨特的性質和潛在的快速響應,據報道,我國研究人員近來合成了一系列熔點低、穩定性好的彎曲型液晶化合物,期中一個目標化合物的合成路線如下:

              根據上述反應完成下列題目:
              8-1寫出同時滿足下列條件的化合物4的所有同分異構體①為一取代芳烴衍生物;②苯側鏈不含有環狀物且只有一個官能團;③含有一個手性碳




              8-2寫出化合物A、B、C、D的結構簡式


              ABCD

              8-3化合物1的系統命名為
              8-4最后一步化合物D與化合物3反應所屬具體反應類型為

              第9題(10分)化合物H可由化合物A為起始原料經下圖所示合成路線制備。

              回答下列問題
              9-1請寫出CDEFG的結構簡式
              CDEFG

              9-2將C轉化為化合物D的反應目的是
              9-3作為反應中間體的陰離子B可以為B1或B2,且B1和B2可互變,請寫出B1和B2離子的結構簡式。







                  

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