【化學競賽試題】6

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化競吧吧題 編者 廣東 陳槺 一 5 分 固體 A與稀硫酸反應得 B和 C 可用于 制取 B 純 B介電常數(shù)很高 理論上能 很好地溶解許多離子化合物 卻幾乎從不被用作溶劑 C 在石油工業(yè)中有重要用途 B與有 毒的二元化合物 D 反應可得 C E 是一種主族元素組成的二元化合物 其中一種元素與 A 中的一種元素處于同族 熔點 1521K 常用于光學鏡片的鍍膜 E 難溶于水 但溶于硝酸 將該溶液蒸干得組成不定的固體 得到的氣體除了氮氧化物外還有一種氣體 F 液態(tài) F 存在 分子間氫鍵 可是其氣化熱并沒有所預想的大 1 1 A D E 分別是什么化合物 1 2 如何理解 氣化熱并沒有所預想的大 二 9 分 考慮羰基插入反應 該反應每一步都是可逆的 現(xiàn)有三種可能機理 a 外來的 CO 直接插入甲基與中心原子之間 b 與甲基相鄰的 CO 遷移 插入甲基與中心原子之 間 外來的 CO 進入空位 c 甲基遷移到相鄰的 CO 上 外來的 CO 進入空位 2 1 用同位素標記的 CO 與五羰基一甲基合鎳反應 發(fā)現(xiàn)得到的乙?；袥]有標記原子 哪一種可能機理可以被排除 乙酰基相鄰的其中一個羰基被標記 在相同條件下反應 得到三種產(chǎn)物 假設標記的與未標 記的 CO 反應性相同 2 2 可以得出是哪一 種機理 得到的三種產(chǎn)物是什么 比例可能是多少 2 3 若按照剩下的一種機理反應 得到哪幾種產(chǎn)物 比例是多少 三 10 分 一種銅絡合物的制備步驟如下 硝酸銅與氨基乙酸在三乙胺存在的情況下在甲 醇中反應生成 A 然后加入硝基乙烷與甲醇 甲醛溶液 回流 90min 得 B B 與鋅粉和鹽酸 在 65 反應 30min 過濾 濾液 用 6 mol L NaOH溶液調(diào)至 pH 12 過濾 濾液 用濃鹽酸調(diào) 至 pH 9 加入硝酸銅 用濃鹽酸調(diào)至 pH 3 靜置 析出藍色晶體 C 已知 B 中銅的質(zhì)量 分數(shù)為 20 45 B分子中含有硝基 A與 B中與銅原 子配位的原子的種類與排列順序均未 改變 3 1 寫出 A B C 的結(jié)構(gòu) 3 2 用 6 mol L NaOH 溶液調(diào)至 pH 12 與 用濃鹽酸調(diào)至 pH 3 的目的分別是什么 3 3 寫出 B與鋅粉 鹽酸反應這一步的反應方程式 3 4 本反應中銅離子起到的作用叫什么 四 7 分 以雙指示劑甲醛滴定法測定味精中谷氨酸鈉含量的步驟如下 稱取味精 m 0 9800g 溶解 定容至 50 00ml 分別吸取兩份溶液各 10 00ml 其中一份加中性紅指示劑 用 0 0500mol L NaOH 標準溶液滴 定至終點 消耗 V1 2 10ml 另一份加百里酚酞和中性甲醛 充分反應 用 0 0500mol L NaOH 標準溶液滴定至終點 消耗 V2 18 50ml 4 1 為什么要加入甲醛 4 2 計算樣品中 一水合 谷氨酸鈉含量 一水合谷氨酸鈉分子量為 Mr 187 1g mol 4 3 樣品中摻有氯化銨會使結(jié)果偏低 偏高還是無影響 五 6 分 5 1 一種晶體由鈣 鈹 氮三種元素組成 結(jié)構(gòu)中含有鈹與氮 組成的平面網(wǎng)格 每層網(wǎng) 格中的每個原子同屬于二個八元環(huán)與一個四元環(huán) 每個環(huán)中鈹原子與氮 原子交替排列 這些層按 ABABAB 排列 其中 鈹原子與氮 原子在垂直于層 方向交替排列 所有層間的八棱柱空隙由鈣填充 寫出這種晶體的化學式 并寫出每個結(jié)構(gòu)基元的內(nèi) 容 5 2 右圖是尿素的晶體結(jié)構(gòu) 每個尿素分子中的氧 與多少個 N H鍵形成氫鍵 圖中的一個晶胞中含有多少個尿素分子 六 10 分 6 1 X與 Y兩種元素組成的化合物 A是一種高選擇性氧化劑 它能使醛基轉(zhuǎn)化為二氟甲 基 A中元素 X 的質(zhì)量分數(shù)在 29 6 到 29 7 之間 寫出 A的分子結(jié)構(gòu)示意圖 需畫 出孤對電子 6 2 元素 X與 Y還能形成一種有高度對稱性的分子 B 寫出其化學式 B的分子量與正 癸烷相近 可是后者的沸點卻比前者高得多 這是為什么 6 3 化合物 C 不穩(wěn)定 易于通過自由基機理歧化得到 A與 B 寫出 C 的化學式 并說 明它為什么易于通過自由基機理進行反應 6 4 C 與氨反應得到三種產(chǎn)物 其中一種具有三次旋轉(zhuǎn)軸 寫出該反應的化學方程式 七 8 分 Mn2 CO 10與金屬鈉反應得到 A A與 B在 THF 溶液中回流 18h 得到在空氣中 穩(wěn)定的黑色晶體 C C 含 Mn 6 03 含氧 7 03 7 1 寫出 A B C 的化學式 7 2 常溫下 B的分子結(jié)構(gòu)難以測得 為什么 7 3 提出一種方法 使得無需在低溫下 即可測得 B的分子結(jié)構(gòu) 八 10 分 霍夫曼降級反應是酰胺 RCONH2在強堿性條件下與次氯酸鈉或次溴酸鈉反應 若在水溶液中進行則先得到 RNHCOOH 再分解得 RNH2 若在乙醇中進行 則先得到 RNHCOOC2 H5 再分解得到 RNH2 8 1 寫出可以解釋在不同溶劑中首先得到不同產(chǎn)物這一現(xiàn)象的中間體 8 2 次鹵酸成本較高 故工業(yè)上采用的是一種替代方法 請寫出 8 3 鄰苯二甲酸酐與 A反應得到 B C8 H5NO2 B進行霍夫曼降級得到 C C 與二碘 甲烷在堿存在下反應得到 D 寫出 A的化學式與 B C D 的結(jié)構(gòu) 簡式 九 12 分 本題有關(guān) Bucherer Bergs 反應 的 機理 這是一個多組分反應 含有羰基的化合 物與 KCN 和 NH4 2CO3進行 一鍋煮 以丙酮為例 得到右圖所示化合物 首先丙酮發(fā)生親核加成 脫水 生成 A A 又發(fā)生親核加成得到 B B 對 CO2 進行親核加成得到 C C 發(fā)生分子內(nèi)親核加成得到 D D 發(fā)生消去反應得到異 氰酸酯中間體 E E 轉(zhuǎn)化為 最終產(chǎn)物 9 1 寫出 A B C D E 的結(jié)構(gòu) 簡 式 9 2 碳酸銨 的作用是什么 這樣使用有什么好處 十 10 分 10 1 化合物 A屬于烴類 每 10g A催化氫 化可消耗 6 59L 氫氣 標準狀況 1mol A 經(jīng)過臭氧化 然后 鋅粉 水解 可以得到 2mol 乙醛 寫出 A的結(jié)構(gòu)簡式 不考慮立體化 學 A一共有多少種立體異構(gòu)體 10 2 化合物 B 如下左圖 在堿性環(huán)境下與 C 反應生成中間體 D 如下右圖 D 失去一分子草酸得到產(chǎn)物 E C4H6O4 寫出 C 的化學式與 E 的結(jié)構(gòu)簡式 如有立體 化學問題需表示清楚 10 3 F 是一種奇特的化合物 它易于爆炸 1mol F 催化氫化可吸收 2mol 氫氣 得到的 化合物 難以被氧化 可是 用酸處理時 非常易于消去而得到 G G 進行臭氧化 鋅粉水解 得到乙二醛和 6 甲基 2 5 庚二酮 寫出 F 的結(jié)構(gòu)簡式 并說明為何 F 催化氫化的產(chǎn)物 在酸中易于發(fā)生消去 十一 13 分 溶液中某物種的平衡濃度與其總濃度的比值稱為分布系數(shù) 記作 例如 醋酸水溶液中醋酸分子的分布系數(shù) HAc AcHAcHAc 11 1 Cu2 NH3水溶液體系中 銅氨配合物的分布系數(shù) 濃度圖像如圖 n 為平均配位 數(shù) 請問在水溶液中能否用氨水來滴定銅離子 為什么 11 2 如圖是草酸水溶液的 pH圖 請將其補全 標明 各交點的 相應數(shù)值 草酸的 Ka1 5 9 10 2 Ka2 6 4 10 5 11 3 利用分布系數(shù)計算 當 海水的平均 pH值為 8 平均溫度 298K時 在體積為 V 2 57 1017m3的海水中 溶解的海洋碳的最大質(zhì)量 M 忽略其它形式的碳 298K時 CO2 在海水中亨利常數(shù)為 KH 1 667 108Pa 大氣中 CO2分壓 pCO2 33 437Pa 反應 CO2 aq H2O aq H2CO3 aq 的平衡常數(shù) K1 0 3193 H2CO3的 Ka1 4 31 10 7 Ka2 4 62 10 11 參考答案 1 1 A BaO2 D BaS E MgF2 各 1 分 1 2 液態(tài) HF 存在很強的分子間氫鍵 所以預想其沸點較高 1 分 氣態(tài)的 HF 也存在分子 間氫鍵 氣化時只破壞了部分分子間氫鍵 因此沸點沒有預想的高 1 分 2 1 a 1 分 2 2 c 1 分 五羰基一甲基合鈷 標記的羰基與甲基處于反式 標記的 羰基與甲基處于順 式 沒有標記的羰基 各 1 分 1 2 1 1 分 2 3 五羰基一甲基合鈷 沒有標記的羰基 標記的羰基與甲基處于順式 各 1 分 1 3 1 分 3 1 A 1 分 B 2 分 C 2 分 3 2 使鋅完全沉淀 1 分 使氨基成鹽而沉淀 1 分 3 3 2 分 3 4 模 板作用 1 分 4 1 谷氨酸鈉形成內(nèi)鹽 1 分 酸性很弱 無法直接用氫氧化鈉滴定 1 分 加入甲醛 與 NH3 縮合 釋放出 H 相當于使 NH3 完全解離 可以用氫氧化鈉滴定 1 分 4 2 含量 V2 V1 cNaOH Mr m 78 28 式子 2 分 結(jié)果 1 分 4 3 偏高 1 分 5 1 CaBe2N2 2 分 8 個鈣原子 16 個鈹原子 16 個氮 原子 2 分 5 2 4 個氫鍵 1 分 2 個分子 1 分 2 分 6 1 4Zn 11H 4Zn2 Cu 2H 2O 6 2 SF6 1 分 兩者均為非極性分子 分子間的相互作用基本上是色散力 1 分 SF6具 有高度對稱性 分子不易產(chǎn)生瞬間極化 導致色散力較弱 1 分 6 3 S2F10 1 分 分子中含有較弱的 S S 鍵 該鍵易于均裂產(chǎn)生自由基 2 分 6 4 S2F10 NH3 SF4 NSF3 3HF 2 分 7 1 A Na Mn CO 5 B C60 C Na Mn CO 4 2 C60 A B各 1 分 C 2 分 7 2 富勒烯的分子結(jié)構(gòu)高度對稱 常溫下總是高速旋轉(zhuǎn) 取向無序 2 分 7 3 將富勒烯與一較重金屬原子配位 限制其自由旋轉(zhuǎn) 2 分 8 1 R NCO 2 分 8 2 將鹵素直接通至堿中 合理即可 2 分 8 3 A NH3 B C D A B各 1 分 C D 各 2 分 9 1 A B C D E 每個 2 分 9 2 碳酸 銨分解 為反應提供氨 與二氧化碳 1 分 省去了向反 應體系通入氣體的裝置 1 分 10 1 A 2 分 2 種 1 分 10 2 C H2O2 1 分 E 2 分 10 3 F 2 分 羥基質(zhì)子化后離去 形成的中間體是三級碳正離子 很穩(wěn)定 1 分 而且消去后的產(chǎn)物含 有共軛雙鍵 熱力學上較穩(wěn)定 1 分 11 1 不能 1 分 因為 3NH 在相當大范 圍內(nèi)變化時 沒有一種絡合物的存在形式的分 布系數(shù)接近 1 2 分 11 2 曲線 1 分 兩個 pH數(shù)值各一分 0 5 處的水平線 1 分 11 3 當 pH 8 時 H 10 8mol L 2 33322 2aq aq 2 COH C OCOHCO COCO 2 分 2 2a1a11a111 1 H KKK H KKK 0 0660 1 分 由亨利定律 海水中二氧化碳摩爾分數(shù) 7 10006 22 2 2 2 H CO OH COCO Kpnnx 2 分 H2O 5 556 104mol m3 M 碳 r222 AVOHx COCO 5 21 1011t 1 分 共 6 分