第31届全国高中化学竞赛清北学堂模拟试卷3

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1、清北学堂第31届全国高中化学竞赛清北学堂模拟试卷3（2017年8月27日9:00~12:00）题号123456789总分满分1281014101414810100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。第1题（12分）写出下列化学反应方程式：1-1光照下，[

2、Cr(bipy)3]3+在碱性水溶液中得到一种六配位的带两个正电荷的配合物；1-2吡咯、4–醛基吡啶和醋酸锌以合适比例混合反应得到一种平面型分子，其中有机物分子画出结构；1-3草酸除铁锈；1-4TiCl3与羟胺在酸性溶液中反应；1-5FeCl3与羟胺在酸性溶液中反应；1-6硝基苯与SnCl2的盐酸溶液反应；第2题（8分）为研究光合作用产生的氧气的来源，Ruben和Kamen等利用同位素标记法进行了实验，其中一组实验的过程和数据如下：用18O含量为0.85%的水溶解正常的碳酸钾和碳酸氢钾，配成K2CO3和KHCO3的混合水溶液，在光照条件下用此溶液供给小球藻。经过一段时间后，测得

3、碳酸盐中、H2O中、放出的O2中18O的含量分别为0.61%，0.85%，0.86%。已知氧在自然界中以16O，17O，18O的形式存在，氧的原子量为15.9994，而16O，17O，18O的原子量分别为15.9949，16.9991和17.9992，16O的同位素丰度为99.762%。2-1计算实验开始时，碳酸盐中18O的含量。2-2小球藻光合作用产生的氧气来源于水还是碳酸（氢）盐？简述判断理由。2-3实验证实，即使溶液中无小球藻存在，碳酸盐中18O的含量也会发生变化。简述无小球藻存在的条件下碳酸盐中18O的含量变化的原因，并说明为何H2O中18O的含量几乎不变？2-4若向碳

4、酸盐溶液中加入少量18O含量为0.85%的NaOH，则碳酸盐中18O的含量的变化4清北学堂速率是变快还是变慢？简述判断理由。第3题（10分）1932年Landa等人从石油分馏物中发现了金刚烷A并证实了其结构。后来人们又合成出了一系列由2、3、4个A为基本单元“模块”像搭积木一样“搭”成的较复杂笼状烷烃。3-1请根据这些化合物的结构，给出这一系列烃类的通式。3-2化合物B有无对称中心？有无镜面和旋转轴？若有，指出个数。3-3-1在C上继续增加一“块”A“模块”，得到D。D有几种可能的结构？3-3-2在图1中画出其中具有2重轴和镜面的D的一种异构体的结构。3-3-3若在C上继续增加

5、两“块”A“模块”，得到E，在图2中画出对称性最高的E的结构。第4题（14分）好奇心是科学发展的内在动力之一。P2O5是一种经典的化合物，其分子结构已经确定，自然会有如下问题：是否存在某种粒子是P2O5的等电子体？由此出发，化学家合成并证实了这种物质的存在。X和Y是同主族短周期元素。将X的氯化物和含Y64.64%的化合物在190°C反应，或X的氯化物和Y的氢化物在高温下反应，均可制得化合物A。A中X原子的配位数均为4，而Y原子的配位数为2和3。在高温和氮气气氛下，A和盐B反应，或Y的锂盐和LiXY2发生反应，均制得了化合物P。P的阴离子是P2O5的等电子体，而B的阴离子是高氯酸

6、根的等电子体。4-1给出化合物P的化学式，画出其阴离子的结构。4-2写出X的氯化物和含Y64.64%的化合物在190°C反应，制备A的化学反应方程式。4-3分别写出两种方法制备P的化学反应方程式。4-4写出A在水溶液中完全水解的化学反应方程式。4-5在800°C以上，A分两步分解成两种单质，分步写出化学反应方程式。4-6在A中，二配位和三配位的Y原子的个数比是多少？4-7简述如何通过X射线衍射实验测得的键角大小判断A中三配位的Y原子的杂化方式。4-8已知LiXY2与偏铝酸钠结构类似，预测LiXY2中X原子的杂化方式。第5题（10分）X、Y、Z是原子序数依次增大的三种元素，其中X

7、和Y是第三周期元素，仅Y为非金属元素，X和Z属同一主族，Z基态原子的M能层和N能层电子数相同。X和Z的单质均能与水剧烈反应放出气体A，向反应所得的溶液中投入Y单质发生反应，仍能得到气体A。某立方晶系的晶体仅含X、Y、Z三种元素，其中Y原子按一定的方式进行堆积，仅形成五角十二面体笼和十六面体笼，其比例为2:1，这些笼之间仅通过共面的方式紧密连接，X原子占据所有十二面体笼，Z原子占据所有十六面体笼，每个Y原子与4个Y原子相连。若只看一个十六面体笼，则其具有4个六边形面和12个五边形面，具有4根三