2010年高中化学奥林匹克竞赛全真模拟试题(8)

高中化学奥林匹克竞赛全真模拟试题（八）

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	总分
满分	11	10	13	10	12	8	9	10	7	10	100
得分
评卷人

●         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。 

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第1题（11分）把铜粉放入装有浓氨水的试管中，塞紧试管塞，振荡后发现试管塞越来越紧，且溶液逐渐变为浅黄色（近乎无色）溶液A，打开试管塞后，溶液迅速变为蓝色溶液B。试回答下列问题：

1-1       写出上述变化的化学方程式。

1-2       试从结构上解释：A为何为无色，B为何为蓝色？

1-3       上述反应有何用途？

1-4       若将铜粉换成氧化亚铜，重复上述实验，现象是否一样？

第2题（10分）1962年英国青年化学家巴特列第一次制得了XePtF6化合物，突破了“惰性元素”的禁区。此后人们相继合成了氙的系列化合物，以及原子序数较大的稀有气体氪、氡的化合物。对于原子序数较小的氦、氖尚未制得化合物。有人从理论上预言了它们的化合物是可以制得的。不久澳洲国立大学的拉多姆宣布了化学上一奇闻，氦能够与碳结合形成分子。像CHexx＋不仅存在，而且能够用实验手段观察到，并借助计算机算出了CHe33＋、CHe44＋的键长分别为：0.1209 nm，0.1212 nm。 、He的化合物难以合成的主要原因是什么？

2-2  如果CHe33＋、CHe44＋果真存在的话，请写出它们的立体结构式；

2-3  为什么CHe33＋的键长比CHe44＋短？

2-4  写出与CHe33＋、CHe44＋互为等电子体的物质（或原子团）的名称；

2-5  并完成下列化学方程式：

CHe44＋＋H2O→ 44＋＋HCl→

第3题（13分）除少数卤化物外，大部分非金属卤化物都易水解，且反应不可逆。卤化物的水解机理分亲核水解和亲电水解。发生亲核水解的结构条件：中心原子具有δ＋ 和有空的价轨道；发生亲电水解的结构条件：中心原子有孤对电子，可作Lewis碱，接受H2O的H＋进攻。

其中SiCl4的亲核水解机理如下：

3-1  为什么CCl4不能水解而SiCl4可以水解？

3-2  NCl3也可以发生水解，但产物是NH3和HClO，请确定水解类型，并写出水解机理；

3-3  NF3不能发生水解，为什么？写出3条理由；

3-4  PCl3也能水解，产物是H3PO3，但H3PO3是二元酸而不是三元酸。确定H3PO3的结构，并写出水解机理；

3-5  由短周期的元素组成的化合物A、B、C，均含有一种卤素。A分子呈现正八面体结构，不水解，可用作灭火剂；B、C分子都易水解，B是固体，易升华，C是液体，由3种元素组成。B水解得到两性固体D和酸性气体E，C水解得到得到两种酸性气体E、F。加热B的水合物时为得到无水物，可加入C脱水。

（1）写出A、B、C的化学式 （2）写出B的水合物与C反应的化学方程式

第4题（10分）紫草宁（shikonin，见下图）是从生长在亚洲学名叫Lithospermum erythrorhizon的一种植物的根部提取出来的红色化合物。几个世纪以来用做民间药物，如今用于配制治疗跌打损伤的膏药。

下面是紫草宁合成路线的一部分：

＋AB

4-1  紫草宁有     种可能的立体异构体；

4-2  写出A和B的结构简式；

4-3  IUPAC系统命名A；

4-4  为了获得更高药效的化合物，人们已合成出许多种紫草宁的类似物，其中一种的合成路线如下：

紫草宁CD（C16H14O4）

请画出化合物C、D的结构简式

4-5  合成紫草宁有用类似物的另一路线如下：

EF（C22H30O7）

画出化合物E、F的结构简式。

第5题（12分）纳米材料可以是晶态材料，也可以是非晶态材料。纳米材料具有小尺寸效应，表面效应等多种性能。这些效应，对纳米材料的性质有很大影响。先有一金属晶体，其大小为边长1mm的立方体。经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。已知该金属为面心立方晶胞，晶胞参数a = 1nm。 该金属的原子半径约是        nm；

5-2  1mm3的金属晶体，加工成上述纳米材料后，纳米晶体的数量为_______。解答过程：

5-3  1mm3的1粒晶体所含晶胞数为________，它的表面积为_________mm2 ；1粒上述纳米材料含有的晶胞为________，1粒纳米材料表面积为________mm2。上述金属加工成纳米材料后，表面积增加为________倍。

第6题（8分）安定药安宁可由2-甲基戊醛出发按下列方法合成：

6-1  写出安宁及上述合成步骤中化合物A～C的结构式。

6-2  安宁还可以通过丙二酸酯合成法合成，请设计一条以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的无机试剂为原料合成安宁的路线。

第7题（9分）  7-1  比较下面的等电子系列的熔点，说明H3N－BH3熔点高的原因并图示之。 3C—CH3 3C3N－BH3

 －180℃ －141℃ ℃

7-2  图示出分子间及分子间的氢键

7-3  谷胱甘肽（GSH）其结构为：，画出其中所有氨基酸的结构，用*标示出手性中心。并指出GSH有几种同分异构体。（提示：肽是由一个氨基酸的羧基与另一个氨基酸的氨基缩合而成的）

第8题（10分）在强酸性的非水溶液，如SbF5的HF溶液中通入H2S气体，结果只得到一种晶体A。经分析，A的阴离子具有八面体结构，阳离子与PH3是等电子体。

8-1  确定A的结构简式，写出生成A的化学反应方程式。

8-2  在上述反应中，H2S起着什么作用？

8-3  A物质能对石英有腐蚀作用，问A的哪一种离子对石英具有腐蚀作用？

8-4  如何贮存A？

第9题（7分）cis－Pt(NH3)2Cl2、cis－Pt(NH3)2Cl4和cis－PtCl2(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）

9-1  Pt2+ 和Pt4+ 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(NH3)2Cl2的中心离子杂化轨道类型为         。

9-2  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：

第10题（10分）从茴香籽中按下列程序分离纯化，得到未知物X：

测定表明：X只含C、H、O三种元素，相对分子量为150，含碳量为72.00%，含H量为6.67%。X为无色油状液体，不溶于水、稀碱和稀酸，但微溶于浓硫酸，易溶于乙醇、乙醚、丙酮等有机溶剂。化学实验显示：X可被浓氢碘酸分解，分解产物Y可溶于稀碱；X和Y都可能羟胺反应生成白色沉淀，但不能发生银镜反应。

10-1  请把未知物X的可能的结构和系统名称填入下表：

10-2  选择X的一种可能的结构，写出其题目中“化学实验”涉及的所有反应式。

参8：

1-1       振荡后试管越来越紧，属于减压状态，说明试管中的O2参与了反应。化学反应为：4Cu＋8NH3＋O2＋2H2O→4[Cu(NH3)2]OH；[Cu(NH3)2]OH [Cu(NH3)4](OH)2（4分）

1-2        A中[Cu(NH3)2]＋中Cu＋为d10结构，d亚层已排满，不能进行d—d跃迁，所以A无色；而在B中，[Cu(NH3)4]＋中Cu2＋为d 9结构，d亚层未排满，可进行d—d跃迁，所以B为蓝色。（4分）        上述反应可以定量测定O2的含量。（1分）

1-4       若换成Cu2O上述反应更易进行，此时不需要空气中的O2参与。

Cu2O＋4NH3＋H2O→2[Cu(NH3)2]OH（2分）

2-1  原子半径小，原子核对外层电子引力大；（2分）

2-2  （正三角形）  （正四面体）（各1分）

2-3  CHe33＋中C原子sp2杂化，CHe44＋中C原子sp3杂化，后者p轨道成分多，相同条件下成键长。（2分） 2-4  甲基  甲烷（各1分）

2-5  CHe44＋＋2H2O＝CO2＋4He＋4H＋

CHe44＋＋4HCl＝CCl4＋4He＋4H＋（各1分）

3-1  第三周期的Si还有空轨道（3d轨道），第二周期的C的s、p轨道都参与成键了，因此CCl4不能发生亲核取代。（2分）  3-2  亲电取代（2分）

3-3  ①电负性FN，N为δ＋，不接受H2O的H＋进攻，不能发生亲电水解（1分）；②N只有4个价轨道，均被占据，不能发生亲核水解（1分）；③N－F键能大，难断开。（1分）

3-4  “亲电＋亲核”水解（2分）

3-5  （1）A：SF6  B：AlCl3  C：SOCl2（3分）

（2）AlCl3·nH2O＋nSOCl2→AlCl3＋nSO2↑＋2nHCl（1分）

4-1  2（2分）

4-2  A：（1分）  B：（2分）

4-3  4－甲基－3－戊烯酰氯（1分）

4-4  C：（1分）  D：（1分）

4-5  E：（1分）  F：（1分）

5-1  0.35（2分） ×1014（2分）

1mm3的金属晶体中有原子数约4×1018个，长为为10nm的纳米材料有原子数4631个（＝4×103＋8×7/8＋12×9×3/4＋(102＋92)×6×1/2）（2分）

5-3  1018  6  103  6×10－10（各1分）  8.×104（2分）

6-1  

    6-2                                                               （各1分）

（4分）

73NBH3…H3NBH3形成氢键

  （3分）

7-2 

7（2分）

  

GSH 共有6个同分异构体 （4分）

8-1  A：[SH3]＋[SbF6]－  ；（2分）SbF5＋HF＋H2S→[SH3]＋[SbF6]－；（2分）

8-2  H2S起着碱的作用（质子接受者）。（2分）

8-3  SH3＋ （2分）

8-4  聚四氟乙烯的塑料瓶中（2分）

9-1  5d 8 d 6 内轨 dsp2 （共4分，每个1分）

9-2 

10-1  （每空1分，共6分）

10-2  （共4分）