2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（21）附答案

《2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（21）附答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（21）（时间：3小时满分：100分）题号1234567891011满分49391010912101311HHe相对原子质量1.0084.003LiBeBCNOFNe6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18NaMgAlSiPSClAr22.9924.3126.9828.0930.9732.0735.4539.95KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe85.4787.6288.9191.2292.9195.94[98]101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3CsBaLa－HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn132.9137.3Lu178.5180.9183.8186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0[210][210][222]FrRaAc－RfDbSgBhHsMtDs[223][226]Lr第题（4分）2441998年，科学家用48Ca轰击钚环94Pu，得到半衰期长达30s的质量数为289的114号元素，接后该元素发生α衰变变成112号元素。1．写出114号元素的衰变与合成的反应（未知元素同位素以AZ表示）；2．写出114号与112号元素的电子构型。第题（9分）将O2、F2、BF3在低温下混合后用紫外光照射，生成了一种白色晶体A，A不稳定，在室温下缓慢分解。X衍射表明A是离子型化合物，研究与分析说明其中阳离子的键级为2.5。1．写出A的化学式并给出A的化学名称；2．在A晶体中存在什么微观化学物种；3．写出A与水的反应方程式；4．A的合成实际上分两步进行，第一步为O2与F2反应生成中间产物；第二步由中间产物与BF3发生氧化还原反应，该反应每生成1molA则产生0.5mol的气体。写出两步反应。第1页共12页 第题（3分）已知某些化合物如氢醌结晶时能与SO2、H2S、HCl、HBr及稀有气体结合，得[C6H4(OH)2]9X，X是上述分子中的一种。1．氢醌是如何与这些分子结合的；2．给出此类分子名称3．说出除氢醌外何种物质能形成上述类型的络合物。第题（9分）CaCN2是一种普通而有效的化肥，通过CaCO3为基本原料制得，反应如下：①CaCO3XA＋XB②XA＋3C→XC＋XD③XA＋N2→CaCN2＋C1．写出XA～XD的化学式2．氰胺化钙水解产生何种气体？写出反应方程3．氰胺化钙水解产生的气体在pH＝8～9，温度为80℃条件下，可以双聚成无色结晶固体，该固体在氨存在下加热至熔点以上可聚合得到三聚体而无质量损失，写出该反应式（用结构式表示化学分子式）第题（10分）已知TlCl的结构与CsCl相同，其晶胞参数a＝376.5pm。1．画出TlCl的晶胞结构并确定其点阵类型；2．已知Cl－的半径为180pm，计算Tl＋的配位多面体连接方式；3．求算晶胞的密度；4．若去掉一半的Tl使Cl周围形成正四面体而得到化学式为MA2的化合物，则MA2属于何种类型晶胞；5．Cr2Al的结构可看作在TlCl结构的基础上在TlCl单第2页共12页 元的上部与下部再堆上二个类似的结构形式。画出Cr2Al的晶胞图。第题（10分）氢键虽是一种较弱的键，但在维持物质的构象及化学性质有密切联系CH2OHNCNCCHHHH221．在肽链中，氢键的存在起到很重要的作用，在直链中，的形式存在，而在多肽中为形成稳定结构，其由分子内形成非常规氢键而成六元环，画出该成环构象；2．2－丁炔·HCl和2－丁炔·2HCl的形成也是靠氢键维持的，画出这两化合物的结构；3．H3C－CH3、H3C－F、H3N－BH3均为等电子系列，但其熔点分别为：－181℃、－141℃、＋104℃，这说明在H3N－BH3中有不同寻常的强烈相互作用，经研究确定，该化合物中存在一种二氢键，画出此二氢键的结构；4．H＋的离子势很大，极不稳定，可以与H2结合形成H3＋、H5＋、H7＋、H9＋，已知H3＋是存在三中心二电子的离子，试画出H3＋、H5＋、H7＋、H9＋的结构。第题（9分）在合成某药物时用下述反应合成了三个中间产物。1．画出产物的结构式，并写出IUPAC名称；NH2NOHNO2H2SO4KCNCuCN2？2．画出（2s）－2－氯丁烷与甲醇钠发生SN2反应得到产物的尽可能清晰的立体结构与IUPAC名称；第3页共12页 3．画出如下3步反应的产物及终产物的立体异构体数目OO1）过量CHMgI/EtO；2）HO乙二醇/H322H3OO？？？第题（12分）Pt(NH3)2Cl2治癌作用的广泛应用，学术界对此产生愈来愈大的兴趣。Pt(NH3)2Cl2是其中最著名的化合物，已大量用于临床，在配合物中铂以dsp2杂化形成平行四面形。1．画出Pt(NH3)2Cl2的异构体，并指出何者用于治癌；2．画出PtClBr(NH3)2的所有异构体；3．画出PtClBr(en)的所有异构体；4．已知配体en可通过取代反应改变结构，如甲基化得到配体：HCH23HN2CHNNCH23CCHCNH2HHHCdmen：22pn（外消旋）：3分别画出PtClBr(dmen)与PtClBr(pn)所有异构体的立体结构（包括立体异构体）；5．水中PtCl2(NH3)2缓慢水解形成[Pt(NH3)2(OH2)2]2＋和Cl－，将未水解的化合物注射到病人的血浆中，化合物会在肿瘤细胞中发生水解，并与DNA以特定方式结合，在细胞中[Cl－]很低，而在血液中相当高，用化学平衡方程式说明在血液中几乎不水解而在细胞中易水解；第4页共12页 6．铂络离子有两活性部位，易与碱基结构结合。已知Pt－NH3键距为210pm，假设配离子为平面正方形DNA中碱基距离为320pm，计算说明1问中的结论。第题（10分）200mL的烧杯中放4.0g的(NH2)2CS于25mL的热水中，溶液冷至30℃后早搅拌下加入预先溶于水的4.0g的CuSO4·5H2O，不断搅拌，冰水浴析出黄色油状物。用冰水冷却，在剧烈搅拌下加入预于水的2g硫脲，重结晶得到晶体A。经分析发现晶体A为一稳定的络合物，取0.340g的配合物定量溶解在250mL的锥形瓶中，加尽可能少的水，加入HNO3使其完全分解，加缓冲液，以紫脲酸铵作指示剂，以0.0400mol/L的EDTA滴定至指示剂恰好变色为止，用去25.00mL的EDTA，晶体中S、O的质量分数分别为32.9%与9.4%。1．通过计算写出A的化学式；2．画出A阳离子的结构；3．写出合成A的反应方程式。第题（13分）在现实生活中，绝大多数的有机酸既可溶于水，又可以溶于甲苯等有机溶剂。1．取一元有机弱酸，经电解0.740g后，产生的CO2气体通入过量的Ca（OH）2溶液中恰好产生1.00g的CaCO3沉淀，我们假定0.740g有机酸完全电解而无副反应，写出HA的结构式并写出电极反应及总反应方程式。2．设一有机酸HA在水中存在如下平衡HA＋H2OH3O＋＋A－，但在有机溶剂中比发生解离，人们通过振荡这种酸的水溶液与苯溶液使两相达到平衡。已知只有未溶解的酸可以通过相界面而离子仅存在于水溶液中，用不同的浓度溶液做两次实验，第一次振荡后水溶液中的总浓度为0.02mol·L－1，苯中的浓度为0.07mol·L－1。第二次实验则水中总浓度为第5页共12页 0.01mol·L－1，苯中为0.03mol·L－1。（1）计算酸在两相中的分配比β（苯中总浓度与水中总浓度之比）；（2）计算酸在两相中的分配系数α（两相中未解离浓度之比）及酸的电离常数K。第题（11分）在一种叫斑螯的昆虫内，含有一种抑制肝癌发展的化合物叫斑螯素。经研究发现去掉斑螯素中的两个甲基制得的化合物——去甲基斑螯素仍具有疗效，经分析该化合物中C、H、O三种元素的质量分数分别为：0.5714、0.0476、0.3810，其合成路线如下：CHO浓NaOHHCl丁烯二酸酐[42]H2Ni2OABCDE（目标产物）1．写出A～E的结构式；2．IUPAC命名化合物E，说明第一步反应类型；3．由E制得的衍生物N－烃基去甲基螯酰亚胺具有多种生物活性。假定其中的烃基，写出由E合成N－苄基去甲基螯酰亚胺的路线。第6页共12页 第7页共12页 参考答案（0721）第题（4分）4824411．20Ca＋94Pu→289114＋301n（1分）40289114→285112＋2He（1分）2．114号元素：[Rn]5f146d107s27p2112号元素：[Rn]5f146d107s2（各1分）第题（9分）1．O2＋[BF4]四合硼二氧基（各1分）2．O2＋与BF4－（1分）3．4O2＋[BF4]＋2H2O＝5O2＋4HBF4（2分）4．O2＋F2＝O2F2（2分）O2F2＋BF3＝O2[BF4]＋1/2F2（2分）第题（3分）1．X分子被捕集在氢醌分子的缺陷与空隙中（1分）2．包合物（1分）3．尿素、苯酚也可以（1分）第题（9分）1．XA：CaOXB：CO2XC：CaC2XD：CO（各1分）2．CaCN2＋H2O＝Ca(OH)2＋H2NC≡N（1.5分）3．2H2NC≡N→[]→（2分）3→2（1.5分）第题（10分）1．●表示Tl○表示Cl（1.5分）该晶胞的点阵类型为简单立方点阵（1分）2．rTl＋＝(3a－2rCl－)/2＝146pm（1分）配位多面体共面连接（0.5分）3．ρ＝Z·M/NA·V＝1×(204.4＋35.45)g/mol/6.02×1023mol－1×(376.5×10－10)3cm3＝7.47g/cm3（2分）4．形成的MA2型化合物为CaF2型（1分）5．（3分）第题（10分）第8页共12页 1．（2分）2．、（2.5分）3．（1.5分）4．H3＋：H5＋：、H7＋：、H9＋（4分）第题（9分）CNNO1．2（1.5分）2－硝基苯甲腈（0.5分）2．SN2为构象翻转，产物由Fisher图示：（2分）2－甲氧基丁烷（0.5分）3．（1）（1分）（2）＋（1.5分）（3）＋（1.5分）终产物有两个立体异构体（0.5分）第9页共12页 第题（12分）1．cis-：tran-：（各0.5分）顺铂具有致癌作用（0.5分）2．（1.5分）3．（1分）4．PtClBr(dmen)：、（1.5分）PtClBr(pn)：、、、（2.5分）5．PtCl2(NH3)2＋H2O[PtCl(NH3)2(OH2)]＋＋Cl－（1分）[PtCl(NH3)2(OH2)]＋＋H2O[Pt(NH3)2(OH2)2]2＋＋Cl－（1分）血液中的[Cl－]较高，促进平衡左移而不易水解6．在cis－Pt(NH3)2Cl2中，Cl－Cl的距离d＝210×2pm＝297pm（0.5分）在tran－Pt(NH3)2Cl2中，Cl－Cl的距离d＝210×2pm＝420pm（0.5分）在与DNA碱基作用时，Cl－Cl间的距离必须小于或等于碱基间的距离，即320pm，故cis－Pt(NH3)2Cl2有治癌作用（1分）第题（10分）1．Cu～EDTA（0.5分）故0.34g的A中含Cu：0.0400×25.00×10－3mol＝1.00×10－3mol·L－1（0.5分）则Mr(A)＝340X(g/mol)。X代表A中Cu的个数（0.5分）则S的个数为：340X×32.9%/32＝3.5X（0.5分）O的个数为：340X×9.4%/16＝2X（0.5分）∴Cu︰S︰O＝2︰7︰4（1分）故Mr＝340×2g/mol＝680g/mol∴[CuA]2(SO4)故A的化学式为{Cu[(H2N)2CS]3}2SO4（1.5分）经检查知A的分子确为{Cu[(H2N)2CS]3}2SO4（1分）第10页共12页 2．（2分）3．2Cu2＋＋4(NH2)2CS＋2H2O→2{Cu[(H2N)2CS]3}＋＋2NH4＋＋CO2↑＋S（2分）第题（13分）1．一元有机酸Mr＝0.740/(1.00/100)g/mol＝74.0g/mol故该一元酸为丙酸CH3CH2COOH（1分）阴极：CH3CH2COOH＋e－→CH3CH2COO－＋1/2H2（1分）阳极：CH3CH2COO――e－→CH3CH2COO·CH3CH2COO·→CH3CH2·＋CO2CH3CH2·→CH3CH2CH2CH3电（解2分）总反应：2CH3CH2COOHCH3CH2CH2CH3＋2CO2＋H2（1分）2．（1）第一次振荡后β1＝[HA]苯总1/[HA]水总1＝0.07/0.02＝3.5（1.5分）第二次振荡β2＝[HA]苯总2/[HA]苯总1＝0.03/0.01＝3（1.5分）（2）由α的定义知α＝[HA]苯/[HA]水，α不变，K不变，……（1分）[HA]1（苯）/[HA]1（水）＝[HA]2（苯）/[HA]2（水）；[A－]12/[HA]1＝[A－]22/[HA]2化简得0.07/[HA]1水＝0.03/[HA]2水(0.02－[HA]1)2/[HA]1＝(0.01－[HA]22)/[HA]2（1分）求解得[HB]1＝1.369×10－2mol/L[HB]2＝5.869×10－3mol/L（1分）∴α＝[HA]2苯/[HA]1苯＝0.03/5.869×10－3＝5.112（1分）K＝(0.01－5.869×10－3)2/5.869×10－3＝2.91×10－3（1分）第题（11分）COONaCOOH1．A：O（1.5分）B：O（0.5分）C：O（1分）OOOOOOD：O（1.5分）E：O（2分）2．7－氧杂双环－[2.2.1]－庚烷－2，3－二羧酸酐（1分）氧化还原反应（0.5分）OOOOONH3．O＋NH3O（1.5分）第11页共12页 OOONHONCHCHBr22KCO23O＋O（1.5分）第12页共12页