2019-2020年高中化学竞赛初赛模拟试卷5

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1、2019-2020年高中化学竞赛初赛模拟试卷5通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si(OH)4。（1）已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。早在上世纪50年代就发现了CH5+的存在，人们曾经提出该离子结构的多种假设，然而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动−转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有C−H键的键长相等。（2）该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。（3）该离子是（ ）A. 质子酸B. 路易斯酸C. 自由基D. 亲核试剂2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷

2、烃分子，因其结构类似于金刚石，被称为“分子钻石”，若能合成，有可能用作合成纳米材料的理想模板，该分子的结构简图如右：（4）该分子的分子式为__________。（5）该分子有无对称中心？__________。（6）该分子有几种不同级的碳原子？______。（7）该分子有无手性碳原子？__________。（8）该分子有无手性？__________。2. （6分）羟胺和同位素标记氮原子（N*）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：NH2OH+HN*O2→A+H2O，NH2OH+HN*O2→B+H2O。A、B脱水都能形成N2O，由A得到N*NO和NN*O，而由B只得到

3、NN*O。请分别写出A和B的路易斯结构式。3. （10分）X−射线衍射实验表明，某无水MgCl2晶体属三方晶系，呈层型结构，氯离子采取立方最密堆积（ccp），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如右。该晶体的六方晶胞的参数：a=363.63pm，c=1766.63pm，晶体密度ρ=2.35g/cm3。（1）以“□”表示空层，A、B、C表示Cl−离子层，a、b、c表示Mg2+离子层，给出该三方层型结构的堆积方式。（2）计算一个六方晶胞中“MgCl2”的单元数。（3）假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满Mg2+离子，将是哪种晶体结构类型？4. （7分

4、）化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将A与惰性填料混合均匀制成样品，加热至400℃，记录含A量不同的样品的质量损失（%），结果列于下表：样品中A的质量分数/%20507090样品的质量损失/%7.418.525.833.3利用上述信息，通过作图，推断化合物A的化学式，并给出主要计算过程。5. （10分）甲苯与干燥氯气在光照下反应生成氯化苄，用下列方法分析粗产品的纯度：称取0.255g样品，与25mL 4mol/L氢氧化钠水溶液在100mL圆底烧瓶中混合，加热回流1小时；冷至室温，加入50mL 20%硝酸后，用25.00mL 0.100

5、0mol/L硝酸银水溶液处理，再用0.1000mol/L NH4SCN水溶液滴定剩余的硝酸银，以硫酸铁铵为指示剂，消耗了6.75mL。（1）写出分析过程的反应方程式。（2）计算样品中氯化苄的质量分数（%）。（3）通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因。（4）上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析？请说明理由。6. （12分）在给定实验条件下，一元弱酸HA在苯（B）和水（W）中的分配系数KD=[HA]B/[HA]W=1.00。已知水相和苯相中HA的分析浓度分别为3.05×10−3mol/L和3.96×10−3mol/L。在水中，HA按HA↔H++A−解离，

6、Ka=1.00×10−4；在苯中，HA发生二聚：2HA↔(HA)2。（1）计算水相中各种物质的浓度及pH。（2）计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数。（3）已知HA中有苯环，1.00g HA含3.85×1021个分子，给出HA的化学名称。（4）解释HA在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。7. （8分）KClO3热分解是实验室制取氧气的一种方法。KClO3在不同条件下热分解结果如右表：实验反应体系第一放热峰温度/℃第二放热峰温度/℃AKClO3400480BKClO3+Fe2O3360390CKClO3+MnO2350−已知 (1) K(s) + 1/2 Cl2(g

7、) = KCl(s)ΔH[标态](1)=−437kJ/mol(2) K(s) + 1/2 Cl2(g) + 3/2 O2(g) = KClO3(s)ΔH[标态](2)=−398kJ/mol(3) K(s) + 1/2 Cl2(g) + 2O2(g) = KClO4(s) ΔH[标态](3)=−433kJ/mol（1）根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。（2）用MnO2催化KClO3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味。推测这种气体是什么，并提出确认这种气体的实验方法8. （4分）用下列路线合成化合物C：反应结束后，产物仍含有未反应