全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试卷.pdf

第 27 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区） 模拟试卷 （ 2013 年 9 月 X 日 9:00~12:00） 出题人：福建 黄志超 请仔细阅读注意事项： 1. 考试时间 3 小时迟到超过半小时者不能进入考场开考后 1 小时内不得离场 2. 试卷装订成册，不得拆散所有 解答必须写在指定位置 ， 用铅笔解答无效（包括作图） 草稿纸另发 不得将任何纸张及有存储、编程或通信功能的电子设备带入考场 3. 姓名、班级必须写在首页左侧 的框中 ，写在其他地方者按废卷论处 4. 凡要求计算者，须给出 计算过程 ，没有计算过程无效 5. 有涂改液、胶带纸等痕迹的试卷一律记零分 6. 允许使用非编程计算器以及直尺等文具 Avogadro 常数 L=6.022·1023mol-1 一、 A元素是一种轻金属，其用途广泛，在有机合成中其配合物盐广泛用作高效还原剂，已知在这种还原剂 B中 A元素含量为 18.28% （ 22 分） 1、 请写出 A、 B， 并写出两例 B在有机合成中的应用实例（方程式） （ 3 分） 2、请说明 B应在何种条件下使用 （ 1 分） 3、写出 B的制备方程式（制备中产生一种 A的氯盐） （ 2 分） B在受热下会发生分解，分解在 154-161℃、 197-227℃、 400℃有三个 吸 热峰，第一 阶段分解产生另一种配合物 C，单质 D 与单质 E， E 是一种双分子气体， D 是一种金属固体，分解失重 5.321%，第二 阶段产生化合物 F、 D 与 E，分解过程失重（相对于原始成分） 7.982%，第三阶段分解产生单质 A与单质 E，残留固体中不含 E，失重（相对于原始成分） 10.64% 4、写出 C、 D、 E、 F 及分解过程方程式 （ 10 分） 5、画出 C 的结构式并说明中心原子的杂化 （ 3 分） He 4.003 H 1.008 Li 6.941 Be 9.012 元素周期表 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 Ar 39.95 K 39.10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58.69 Cu 63.55 Zn 65.39 Ga 69.72 Ge 72.61 As 74.92 Se 78.96 Br 79.90 Kr 83.80 Rb 85.47 Sr 87.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc 98.91 Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 Xe 131.3 Cs 132.9 Ba 137.3 La-Lu Hf 178.5 Ta 180.9 W 183.9 Re 186.2 Os 190.2 Ir 192.2 Pt 195.1 Au 197.0 Hg 200.6 Tl 204.4 Pb 207.2 Bi 209.0 Po [210] At [210] Rn [222] Fr [223] Ra [226] Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg 6、 A元素广泛用作电池生产，请写出 A与 SOCl2组成的电极反应式与电池总反应式（ 3分） 二、 KMnO4 在分析 化学 中具有广泛应用 ，下面是有关于 KMnO4 在分析中应用的题目 （ 10分） 1、请写出 KMnO4溶液在滴定前 的处理步骤（ 2 分） 2、常见的标定 KMnO4的物质有 Na2C2O4，但是其 滴定开始时速度要慢，其反应温度不能过高也不能过低，请说明原因。

3 分） 3、 KMnO4可以用于进行 Ca2+的测定请设计出一种测定方案，并写出最后的计算式（用符号表示，符号自定，只要求粗略步骤，不要求具体操作）提示：使用到（ NH4） 2C2O4（ 5分） 三、水，一种我们熟悉的物质，但它本身带来的化学却是无穷无尽（ 17 分） 1、 右图为水的相图， 请写出 （ 2 分） （ 1） a,b,c 区域所代表的的水的状态 （ 2） OD 线存在的原因 （ 3） O 点的意义 2、 OC 线的斜率为负值，由此可以联想到 c 变为 a 的体积反常 变化，请写出其原因 （ 2 分） 3、冰存在很多种的晶型，右图为一种 冰的晶体，请画出其晶胞 （ 2 分） 4、已知右图所示的冰晶晶胞参数为 a=452.27pm， c=736.71pm，请求出 O— H… O 氢键长度其晶体密度 （ 2 分） 5、 水的离子迁移速率很高，请解释其原因（ 2 分） 水作为一中常用的溶剂在化学中受到了广泛的应用，但仍有许多场合需要用到很多不同的溶剂，例如 HF， NH3，乙醚等等 6、 请写出两点水做溶剂的局限性（ 2 分） 7、请写出无水 HF 中 HF 的电离方程 式（ 1 分） 8、请写出 HNO3以及 H2SO4在 HF 中的溶剂化作用（ 4 分） 四、 以下是关于 某对称有机物 C 的合成线路， 其具有 Td的对称性，请根据合成路线回答问题 1、请写出 A、 B、 C 的结构式 （ 4 分） 2、请写出 a 的反应类型 （ 1 分） 3、请写出 b 步骤的反应机理 （ 3 分） 4、请以三个碳以下原料在 5 步以内合成原料 1（ 3 分） 五、 硼是硬而脆及相对不活泼的元素，只能溶于热浓硝酸和热浓硫酸，在空气中燃烧生成B2O3和 BN，但却无 B3+离子。

BN 的结构和石墨相似硼能生成原酸 H3 BO3及偏酸 HBO2，其盐存在于自然界硼最简单的氢化物在标况下密度为 1.235gL-1 1. 写出 BN 的结构式 2. 写出 B最简单氢化物的结构 3. 说明硼酸的晶体类型，分析其成键方式 4. 指出化合物 H3 B-NH3熔点比其等电子体 H3C-CH3等高得多的原因，并画出示意图 5. 硼酸根在不同溶液中的存在形式不同画出 [B5O6(OH)4]-及硼砂酸根的结构 6. 制取 NaBH4主要有两种方法： 1.硼酸三甲酯 -氢化钠法（ Schlesinger 法） 2.硼砂 -金属钠氢化还原法（ Bayer 法，在该方法中另需加入一种非金属氧化物）请写出 两种方法的主要方程式 7. 在 180℃时将乙硼烷和 NaBH4混合，可得到一种钠盐 A和另一种简单气体 B电导实验表明 A为 Na2SO4型 A的阴离子式量为 141.82，具有对称多面体结构写出反应方程式并画出 A阴离子结构 六、 铝的广泛使用是一个时代的标志之一廉价的冶炼与电力应用不可分割 1. 写出电解法以铝土矿为原料冶铝的化学方程式 2. 工业电解 NaCl-AlCl3体系铝工艺如下：用氧化铝或铝硅酸盐为原料，制得 AlCl3，再以无水 AlCl3为原料，制备 AlCl3 离子型液体（ AlCl3-MCl， M 为碱金属或有机阳离子），以此 AlCl3离子型液体进行电解。

(1) 实验证明，在阳极发生的电解反应是 AlCl4-失去电子生成离子 Q，该离子中 Al 有一种环境， Cl 有两种环境，经质谱检验，其质荷比 M/Z=302.5，试画出离子 Q 的结构式，并写出生成 Q 的电极方程式 (2) 生成的 Q 离子移动到阴极，并在阴极得电子生成 Al 单质试写出电极方程式 (3) 据有关资料显示，当 Cl-含 量较少时， AlCl3-MCl 中可能存在链状离子 [AlnCl3n+1]-，试画出其结构 (4) 电解 AlCl3-MCl 熔体制铝比电解 Al2O3-Na3AlF6制铝节省电能约 30%，为什么现在仍使用后一种方法制铝？ 3. Al3+能形成配合物，但六配位化合物不多试画出三种六配位 Al 配合物的结构 七、 硼和铝都能形成缺电子化合物，在酸碱电子理论中称为 Lewis 酸 1. 比较 BF 3、 BCl3、 BBr3、 BI 3的 Lewis 酸性，并说明原因 2. H3 BO3是极弱的酸，加入少许甘油后酸性增强写出 H3 BO3酸式电离和加入甘油的 方程式 3. 固体 AlCl3 不能由水溶液中制备，说明理由有一种制 AlCl3 的方法是用 Al2O3 与 CCl4在一定条件下反应，但由于产物中含有剧毒气体而不常用。

写出此方程式 4. 与 BX3不同， AlX3常以二聚体形式存在画出液态 AlCl3结构 5. 某短周期元素的氯化物 X，其蒸气折换成标准时密度约为 11.16g/L若将它投入到CH3OH中，可以从中结晶出 X· 4CH3OH （ 1）确定 X 的分子式 （ 2）已知 X 中同种类型的原子都等价，请画出 X 的分子结构 （ 3）试解释 X 投入甲醇后为何会发生这样的反应？ 。