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

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