高中化学竞赛模拟试题(附答案)

综合训练

                                   命题人：

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。 

第一题 (17分)

Cr及其化合物在现今工业上十分常用，Cr占地壳蹭的丰度为0.0083%，主要来源是铬铁矿、铬铅矿。最初Cr的提炼是用铬铁矿与焦炭共热生产的。

1. 写出铬铁矿、铬铅矿的化学式，写出铬铁矿与焦炭共热的反应方程式。

2. Cr常见的价态为+3和+6，常见的Cr（Ⅲ）化合物为CrCl3。其水溶液可有三种不同的颜色，分别为紫色、蓝绿色和绿色，请分别画出这三种不同颜色的Cr（Ⅲ）化合物阳离子的立体结构。指出Cr的杂化方式

3. 常见的Cr（Ⅵ）化合物是重铬酸钾，是由铬铁矿与碳酸钠混合在空气中煅烧后用水浸取过滤，然后加适量硫酸后加入氯化钾即可制得，写出涉及的反应方程式。

4. 在钢铁分析中为排除Cr的干扰可加入NaCl和HClO4加热至冒烟来实现，写出反应方程式

(CN)2被称为拟卤素，其性质与卤素单质既有相似点，也有一些不同。它可以由含有同一种元素的两种化合物一同制取得到。

1. 写出制取(CN)2的反应方程式。

2. (CN)2不稳定，它在水溶液中有2种水解方式，其中一种是生成HCN与HOCN。       请分别写出(CN)2的两种水解反应的方程式。

3. HCN在加热时与O2反应，反应比为8:3，写出该反应方程式。

4.液态的HCN不稳定，易聚合。其中，三聚体中包含有2种不同环境的C, 2种不同环境的H与2种不同环境的N；而四聚体中H只有1种环境，C，N则各有2种不同环境。试画出两种聚合体的结构，并分别标明它们中所具有的对称元素。

SmCo5是一种典型的AB5型金属化合物，可作为磁性材料，其结构如下

其中大球为Sm，小球为Co。而另一种永磁体材料X跟SmCo5的结构密切相关，他是将如图（a）层的1/3Sm原子用一对Co原子代替，并且这对Co原子不在（a）平面上而是出于该平面的上方和下方，其连线被（a）平面垂直平分。且相邻两（ABAB……型排列，三方晶胞则为ABCABC……型排列。

（1）画出经划线部分处理后的（a)平面和该二维晶胞的结构基元

（2）画出其三方晶胞

（3）通过三方晶胞数出其化学式

（4）若六方晶胞a=836.0pm，c=851.5pm，三方晶胞的a=837.9pm，求X的晶体密度和三方晶胞的c。

某固体样品中只含有Fe2O3, Fe3O4,CuO, Cu2O,欲测定各组分的含量百分比，进行如下分析实验：

（1）取1.158g样品，加入50mL足量稀硫酸，持续加热10min。产生0.673g不溶物。除去沉淀，将滤液稀释至500.0mL,用移液管移取25.00 mL溶液，向其中加入足量KI溶液，用0.3000mol/L的Na2S203滴定，终点时消耗15.84mL。

（2）另取1.158g样品，加入50mL足量稀硫酸与足量H2O2，持续加热至无固体不溶物，继续加热10min至无气泡产生。将滤液稀释至500.0mL,用移液管移取10.00 mL溶液，向其中加入足量KI溶液，用0.3000mol/L的Na2S203滴定，终点时消耗20.51mL。

据此，试计算该固体样品中各组分的含量。

安息香缩合反应是一种重要且实用的有机反应类型。它的通式是：

R1- CHO+R2- CHO==R1-CH(OH)COR2(催化剂为CN-等)

1.下列化合物中不能用安息香缩合反应直接一步制备的是(    )

A. CH3O-ph-CO-CH(OH)-ph-NO2

B. O2N-ph-CO-CH(OH)-ph-OCH3

C. C2H5CH(CH3)CH(OH)COCH(CH3)C2H5

D. ClC(CH3)2CH(OH)COC(CH3)2Cl

2. 有人将2-羰基苯乙醛加入反应器中，并加入CN-催化，结果得到了一种化合物，分子式为C16H12O4，分子中所有原子共平面。试画出它的结构。

现有一未知盐A的溶液，已知A中只包含4种短周期元素。它的阴阳离子均成正四面体型，且阴阳离子的摩尔质量比为5:8（均取整数）。向该溶液中加入Ba(OH)2微热，只生成无色气体B与不溶于HNO3的白色沉淀；而在极低温下，向A的液氨溶剂中加入CsOH ,则反应生成另一种气体C。C在加热时生成B。直接加热A的溶液，同样也可以生成B，同时还得到酸性溶液D。

1.写出A，B，C，D的化学式。

2.画出A中阴阳离子的结构。

3.写出A的液氨溶液与CsOH反应的化学反应方程式。

4.预测C可能具有的化学性质，并说明理由。

HF是一种弱酸，它在低温下可以发生如下反应：

HF+F-=HF2- （1）                            K=5.3*10-4

已知某温度下HF的电离常数为5.3*10-4，试计算：

1.不考虑反应（1）时，1mol/L的HF溶液中氢离子浓度。

2.考虑反应（1），1mol/L的HF溶液中氢离子浓度。

冠醚是一种环状的多醚，它的特点是可以与特定大小的金属离子进行配位从而达到萃取的效果。而近期研究人员发现了反冠醚配体离子A，它由Na、Mg、N、Si、C、H组成，其中Na、Mg、H的比例为1：1：36，且Si占23.11%，N占8.01%，Na占6.57%，A有C2轴，A可与过氧根反应得到配合物B，B的对称性与A相同，AB所有相同原子化学环境相同，C只与H和Si相连，Si只与C和N相连。

1. A带   电荷（填 “正”或者“负”），带几个？

2. 画出A B的结构

3. 写出B的点群和所有对称元素

4. A也可以跟醇反应生成C，画出其结构，它的对称性与A一样吗？

有机合成中特殊的极性转化的利用往往会为合成工作开辟一条全新的途径，如两个世纪以前所发明的格氏试剂，成功地完成了由卤代烷正性碳向负性碳的极性转化： 。

不久以前，人们又利用二巯醇完成对羰基正性碳的极性转换：

＋CH3R

人们预计这个极性转换将有比格氏试剂更为广阔的应用前景；

（1）试完成下列基本合成反应：

①？    ②？

③    ④

（2）试利用C1、C2的有机物为唯一碳源，利用上述极性转换，合成

近年来有机硅化合物在有机合成中获得广泛应用，下列反应是烯丙基硅烷的重要反应模式。

E－X为亲电试剂，例如由代烃（RX），酷卤（RCOX）等

为了扩展上述反应在合成中的应用，设计参加反应的烯丙基硅分子本身就连有亲电试剂，即可将上述分子间的反应模式转变为分子内的反应模式。回答下列问题：

请举例设计两种在适当位置连有亲电试剂的环状烯丙基硅烷进行分子内反应，即可分别提供骈环化合物和螺环化合物的简便合成法。（注：骈环化是在成环时形成桥环化合物，螺环则是在成环时形成螺环化合物）

5. 铬铁矿 FeCr2O4   铬铅矿  PbCr2O4       FeCr2O4+4C=Fe+2Cr+4CO   （1+1+1.5）

6. 分别为Cr（H2O）62+  [Cr（H2O）5Cl]2+      [Cr（H2O）4Cl2]1+   (顺反异构都要画出) （1.5*4）  d2sp3  （1分）

7. 4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2 ==== 8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2 

     2Na2CrO4+H2SO4=Na2Cr2O7+Na2SO4+H2O

     Na2Cr2O7+2KCl === K2Cr2O7+2NaCl  （1.5*3）

 (4)  H2O+6ClO4—+2Cr=Cr2O72-+6ClO3－+2H+

     Cr2O72-+4Cl-+6H+=2CrO2Cl2+3H2O↑   （1*2）

第二题  10分

5.HgCl2+Hg(CN)2 = Hg2Cl2+(CN)2             1.5                    

    (CN)2+H2O=HCN+HOCN                      1.5             

  (CN)2+2H2O=H2NCOCONH2                     1.5                                            

6.8HCN+3O2 =2(CN)2+4HOCN+2H2O              1.5                  

7.HC(CN)2NH2                               1        只有1个镜面  1

NC-C(NH2)=C(NH2)CN                       1 有2个镜面和一个C2轴  1

第三题  14 分

●结构2分 结构基元2分

●晶胞4分

● Sm2Co17  2分 未通过晶胞数（无过程）不得分

●密度 8.397g/cm3         c=1271pm    各2分

详见高等无机结构P318

第四题     10分

设2.3163g样品中含Fe2O3,Fe3O4,CuO,Cu2O的物质的量分别为a,b,c,d mol。

由于加入硫酸后有固体残余物，只可能是Cu，那么此时溶液中存在的离子只有Cu2+，Fe2+（若有Fe3+则会与Cu1+反应）。那么与KI反应的就只有Cu2+了。  （2分）

由题意有：159.7a+231.55b+79.55c+143.1d=2.3163               (1)

          (d-a-b)*63.55=0.0673                              (2)

          (2a+2b+c)*50.00/100.0=0.3000*15.84*10-3            (3)

          (2a+3b+c+2d)*20.00/100.0=0.3000*20.51*10-3         (4)  

联立以上四式可以解得：a=0.001058,b=0.004259,c=0.003127,d=0.006376

故Fe2O3,Fe3O4,CuO,Cu2O含量分别为7.29%，42.58%，10.74%，39.39%。  （8分）

第五题      7分

1. BCD    3分

2.        3分  原因 氢键  1分

第六题  13分

1.  A：N4H4(SO4)2        B：N2        C：N4        D：H2SO4       1.5*4 

2.            1.5*2

3    2分

4. 极不稳定，易分解。   1 分   因为N-N单键的键能远小于叁键，故由C变为B的反应是焓减且熵增的，十分容易自发进行。      1分

第七题    5分

1.  HF  = H+    +  F-         K=5.3*10-4

   1-x    x     x

 K=x2/(1-x)=5.3*10-4          解得：x=0.0226 mol/L         2        

2.    HF  = H+    +  F-         K=5.3*10-4

    1-x-y   x     x-y

      HF  +  F-=   HF2-     K=3.28

1-x-y   x-y    y

x(x-y)/(1-x-y) =5.3*10-4

y/(1-x-y)(x-y)=3.28        联立解得：x=0.0443 mol/L      3      

第八题  10分

 1.正  2   （共1分）

 2.A  3分  B  2分

 3.C2h   3C2  σh   2σv  (2分)

 4. 1分   一样 1分     

结构详见高等无机化学P374

第九题      8分

 （1）①

      ②

      ③ 

      ④             （1分*4）

（2）逆向分析：

合成：HH

                      （4分）

第十题   6分

骈环化合物

设计：

例：

螺环化合物：

设计：

例；                           （3分*2）