全国化学竞赛初赛模拟试卷和答案

2006年全国化学竞赛初赛模拟试卷

（时间：3小时 满分：100分）

题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9

满 分 10 10 9 11 10 8 8 12 12

H

1.008 相对原子质量 He

4.003

Li

6.941 Be

9.012 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] 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

183.8 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

第i题（10分）

在THF中以碱金属处理(CH3)2SiCl2，主要产物A为一晶体，摩尔质量为0.290kg/mol，分析其成分为：C 41.4％、H 10.3％、Si 48.3％。在苯中，其质子的NMR谱具有单谱带。化合物A与溴反应生成含溴35.5％的产物B，当B在甲苯中以(CH3)3SiCl和Na处理时，产物之一是液体C。C的质子NMR谱含有四个谱带，面积比为3︰2︰2︰1。

1．写出A、B、C的结构式。

2．写出(CH3)2SiCl2水解并且脱水后的产物结构式。

3．写出(CH3)2SiCl2和少量CH3SiCl3水解并且脱水的产物结构式。

第ii题（10分）

约三分之二金属晶体采取密堆积结构。每一个原子尽可能地被邻近的金属原子包围。结构中的所有原子在结构上是等同的。

1．用圆球画出密堆积的二维模型，此时每个原子的配位数多大？

2．将二维模型改变成三维模型，将出现多少种垛积方式，此时每个原子的配位数多大？

设原子是不可压缩的球，密堆积原子将占据尽可能小的体积，达到尽可能大的空间利用率（用原子的体积占空间体积的百分数表示）。

右图的排列称为面心立方

3．在此图上画出密堆积层。

4．计算堆积效率，并与简单立方堆积对比。

5．画出面心立方密堆积结构中的四面体空隙和八面体空隙。

第iii题（8分）

称取一种含铁的试样0.4328g，使之溶解，加入适当过量的SnCl2，再加入适量HgCl2。所得溶液用0.01720mol/L的K2Cr2O7溶液滴定，操作时不小心超过了终点，为23.24mL，只能用已知浓度的FeSO4溶液回滴，消耗1.03mL。已知1.00mL FeSO4溶液恰和0.92mL K2Cr2O7溶液完全反应。

1．加入SnCl2、HgCl2溶液的作用是什么？并写出反应方程式。

2．写出滴定反应方程式，并计算样品中铁的质量分数。

第iv题（12分）

A与SO2属于等电子体，常温下是一种无色的气体，当冷却到77K时，变成橙红色液体。A的一种制备方法是：在真空中，将CuO和硫一起混合加热，可生成A，同时生成一种黑色固体B。

1．试确定A和B，画出A的结构式。写出上述制备A的化学反应方程式。

2．若将S2Cl2与CuO在100～400℃加热时也能生成A。试写出该化学反应方程式。

3．A在碱性条件下能发生歧化反应：A＋OH－→S2－＋S2O42－＋SO32－＋H2O （1）上述反应实际上包含了两个独立的歧化反应。试写出这两个歧化反应方程式。

（2）若上述两个独立的歧化反应是等物质的量发生的。试写出A在碱性介质中发生歧化反应的离子方程式。

（3）用待定系数配平该总歧化反应方程式；（设系数a、b为互质的自然数）

4．A也能在水中发生歧化反应，生成两种常见的酸（但酸性都不强）。试写出化学反应方程式。

5．A可以被酸性KMnO4溶液氧化，写出配平的反应方程式。

第v题（9分）

过量（理论量为150％）H2C2O4和Fe（Ⅱ）盐溶液反应得黄色沉淀，经过滤、洗涤、干燥后称取0.2644g黄色固体溶于稀硫酸，加热到约70℃，用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定到终点，消耗44.10rnL。使滴定后溶液流经盛有锌汞齐的管，把溶液中的Fe3＋离子完全还原为Fe2＋离子，再用上述KMnO4滴定达终点，消耗14.68mL。

1．通过计算写出该黄色物的化学式。

2．若往第一次滴定后溶液中加锌粉和H2SO4把Fe3＋离子还原为Fe2＋离子。为检验Fe3＋离子是否已完全被还原，可用NH4SCN溶液。现有两种操作：

①往溶液中滴加NH4SCN溶液；

②用玻璃棒酿取1滴溶液和点滴板穴中的NH4SCN溶液反应。你认为应该按第①项还是第②项进行操作？简述理由。

3．用锌汞齐或锌粉还原Fe3＋离子为Fe2＋离子时，是否会发生Zn置换Fe2＋离子的反应？如若能够发生，将影响实验结果，你认为在实验时应注意什么条件可避免Zn置换Fe2＋离子反应的发生？

第vi题（10分）

已知草莓可以减轻轻微的头痛。常添加在泡泡糖里的物质A也具有这种药效；它是一种芳香族化合物，并无草莓味。A的摩尔质量不超过200g/mol。在303.7K，106.3kPa下，5.00g A 生成2.37g水和6.24L二氧化碳；1H-NMR检测分子中存在3个完全等价的氢原子，另有1个氢原子存在于分子内氢键中；1mol A最多可与2mol NaOH反应。所得产物之一酸化后与乙酸酐反应可得B，B也是广泛用于治疗头痛的药物。

1．计算确定A的化学式；

2．写出A、B的结构简式，并画出A中的氢键。

第vii题（11分）

1．可能迄今为止用得最多的止痛药是乙酰水杨酸（ASS，C9H8O4），在市场上它的商业名是Aspirin，是德国拜尔制药公司在1899年开始投放市场的。现每年售出该药数十亿片。乙酰水杨酸通过如下路线合成：

写出A、B和ASS的结构式。

2．非那西丁是最早投放市场的止痛药之一，始于1888年。它是一个缓和的止痛药。由于其毒副作用，从1986年起已从市场上消失。非那西丁（本题代号E）可按下式合成：

E的1H NMR表明其苯环上有2类氢。

写出A至E的结构式。

3．对比乙酰水杨酸和非那西丁，以下哪些表述是正确的。

A 在pH＝9时，非那西丁的极性比乙酰水杨酸大。 B 两种化合物都可用NaHCO3去质子。

C 非那西丁的芳香环上比乙酰水杨酸的芳香环上的电子更多。 D 它们都没有手性。

第viii题（9分）

据《中国制药》报道，化合物F是用于制备抗“非典”药品（盐酸祛炎痛）的中间产物，其合成路线为： CH3hvDCl2BCCOOHNH2( E )浓硫酸+浓硝酸

水浴/加热 ( A )F①

② ③ ④ ⑤

1．请写出有机物字母代码的结构简式。

2．第③、④步反应的顺序能否填倒，说明理由。

3．写出D＋E→F的化学方程式。系统命名F。

4．第④步反应的反应类型是【 】。

5．E在一定条件下可聚合成热固性很好的功能高分子，写出合成此高聚物的化学方程式。

第ix题（8分）

近年来，化学家将F2通入KCl和CuCl的混合物中，制得了一种浅绿色的晶体A和一种黄绿色气体B。经分析，A有磁性，其磁矩为μ＝2.8B.M，且很容易被氧化。将A在高温高压下继续和F2反应，可得C，C的阴离子和A的阴离子共价键数不变（阴离子结构对称）。已知A、C中铜元素的质量分数分别为21.55%和24.85%。

1．试写出A～C的化学式，分别指出A、C中铜的化合价和价电子构型。

2．写出上述化学反应方程式。

3．简述A、C阴离子形成的原因。

第x题（17分）

苯的发现导致发现许多化合物与苯的相似性。它们具有某些普遍的特征。按照休克尔规则，芳香系必须具有如下性质：环状的；完全共轭；平面的；有4n＋2 π电子。

1．判断下列化合物是否具有芳香性？

A

B C D

E

F

G

2．指出下面2种化合物的哪一种具有较大的偶极矩？写出相应的可能的共振结构来支持你的回答。

① ②

3．下面3种化合物更容易被质子化？比较A、B、C。已知它们的pKb值分别为8.8，13.5和3.1（未按序）

4．环戊二烯（C5H6）由于没有完整的共轭性而不是芳香性化合物。然而，与非环二烯相反，它很容易跟如乙醇钠等强碱反应形成盐的晶体。

ONaCHCH23A

（1）写出化合物A的结构。

（2）按休克尔规则，化合物A有无芳香性？

（3）预期化合物A在1H NMR图谱里有几个信号？

5．化合物A按下式反应，得到深红色的稳定化合物X：

－CHO＋－MgBrBZ试剂CAX（C18H14）

其中C的元素组成为C 85.69%，H 5.53%。

（1）写出化合物B、C和X的结构。

（2）指出试剂Z可能是什么。

6．环戊二烯因长期放置而双聚化，在用于上述合成反应前必须先蒸馏。给出它的双聚体的结构。

第xi题（12分）

白色固态有机酸A含碳、氢和氧元素。为了得到摩尔质量的估值，将10.0g该有机酸溶于水，加入碎冰，激烈摇荡，结果温度降至－2.5℃迅速除去冰，测得溶液的质量为86.1g，pH值为1.4。由手册中查到，水的摩尔冰点下降常数为1.86kg·K·mol－1。然后，对该酸的准确摩尔质量作了精确测定。0.120g该酸用0.100mol/L的氢氧化钠溶液滴定，以酚酞为指标剂，当指示剂变色时，用去氢氧化钠溶液23.4mL。

1．得出该酸（A）的摩尔质量和结构。

液体B溶于水可以达到10％，该溶液的pH值约为4。B不易氧化，但能发生碘仿反应，产物经酸化，氧化成A。0.10gB消耗1.5g碘单质。当B和钠反应，放出氢气，生成一种金属有机化合物X，X阴离子后者的摩尔质量约为100g/mol。