1、 智浪教育 -普惠英才文库 2008 年福建省高中学生化学竞赛预赛试题 （ 2008 年 5 月 18 日 8:30 11:30 共计 3 小时） 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 得分 一（ 10分）填空 1 教科书中将铝酸盐表面描述 为强 Br nsted 酸，而硅胶则是非常弱的酸。 SiO2 晶格中有了 Al3+后酸性加强的原因 。 2已知有两种形式的氮化硼，常见的一种是滑的灰色的物质，第二种是在高压下合成的，是已 知最硬的物质之一。在 300以下，两者皆保持固体状态，这两种构型的氮化硼分别类似于 和 。 3 已知某黄色固体是一种主族元素的简单化合物，它不溶于热水而溶于
2、热的稀盐酸，生成一种橙红色溶液。当这一溶液冷却时，有一种白色晶态沉淀物析出。加热溶液时，白色沉淀物又溶解，这个化合物是 。 4 酸化某溶液得 S 和 H2SO3，则原溶液中可能含哪些含硫化合物 。 二（ 10分） 绿色化学法制备 天青石有效地克服了传统生产方法中转化率较低、三废污染严重、能耗高、生产复杂等种种弊端。制备的碳酸锶产品化学纯度平均达到 99. 5%， 并且可制备质量较高的工业副产品硫酸铵 ,从而大大降低了生产成本。我国鄂东某地的天青石 ,其中 有效成分 的平均质量分数为 80% ,同时含有少量的 Ba, Ca, Mg, SiO2 , Fe2O3 , FeO 等杂质。天青石可以同 N
3、H4HCO3 溶液在一定的条件下发生化学反应 ,而生成含有某些杂质的SrCO3 粗级产品。在上述反应过程中 ,添加适量的 NH4Cl作为催化剂 ,可以使反应速度明显加快。将分离出 (NH4)2SO4溶液后的沉淀物用 HCl溶解 ,以制取含有可溶性 SrCl2及某些杂质的锶盐溶经净化除去其中的 Ba2 + , Ca2 +等杂质后 ,即可制成纯度较高的 SrCl2溶液。此时向其中加入经过净化的碳酸氢铵溶液 ,经反应生成纯净的碳酸锶沉淀 ， 沉淀物碳酸锶经脱水、洗涤、干燥、粉碎 ,得到高纯碳酸锶产品。 （已知 Ksp（ SrSO4） = 3. 2 10- 7 , Ksp（ SrCO3） = 1. 1
4、 10- 10 。） 1.试简要说明该绿色反应的原理并写出主要反应的方程式。 2.添加适量的 NH4Cl 作为催化剂的原因何在？ 智浪教育 -普惠英才文库 三（ 10 分）碳的化合物十分常见，回答下列几个问题： 1 在温热气候条件下的浅海地区往往发现有厚层的石灰岩沉积，而在深海地区却很少见到， 说明为什么？ 2 CO2 中形成 大 键 情况 ， 并 画出 CO2 的结构式 。 3已知从手册中查出的 H2CO3的 Ka1= 4.45 10-7,该数据是 H2CO3的表观解离常数，在溶液中实际仅 有 0.166%的 CO2转化为 H2CO3，求算 H2CO3 真实的第一步解离常数。 四（ 10 分
5、） 1某中学生取纯净的 Na2SO3 7H2O 50.00 g，经 600以上的强热至恒重，分析及计算表明，恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值，而且各元素的组成也符合计算值，但将它溶于水，却发现溶液的碱性大大高于期望值。你认为是什么原因？（请用化学方程式表达）； 2如何用简单的实验验证你的想法。（请用化学方程式表达）； 3亚硫酸盐和硫酸盐都常用于造纸业制浆，亚硫酸盐浆较 白，返黄现象较轻，为什么？ 4纸浆多要经过漂白粉液漂白，其温度要控制在 35-38，不能超过 40，为什么？ 5若纸浆白度已达到，残氯尚高，必须终止漂白作用，一般加什么化合物？并写出化学反应。 智浪教育 -普惠英才文库
6、 五（ 10 分） 试写出 COCl2 的路易斯（ Lewis）结构；用（ VSEPR）价电子对互斥理论预测 COCl2 的几何构型；用（ VB）价键法说明分子成键的过程，并讨论分子中键的性质，预测并说明 ClCO 及 ClCCl 大小。 六 （ 10 分） 为解决能源危机，有人提出用 CaCO3 制取 C2H2 作燃料。具体反应为： （ 1） 32C a C O ( s ) C a O ( s ) + C O ( g ) （ 2） 2C a O ( s ) + 3 C ( s ) C a C ( s ) + C O ( g ) （ 3） 2 9 8 K2 2 2 2C a C ( s ) +
7、 H O ( l ) C a O ( s ) + C H ( g ) 1. 制备 1 mol C2H2（ g）需多少 C(s)，这些炭燃烧可放热多少？ 2. 若 1 mol C2H2 完全燃烧可放出热量 1298 kJ，则将 C2H2（ g）作为燃料是否合算？ 3. 上述三个反应的熵变是大于零还是小于零？为什么反应（ 1）和（ 2）需要高温，而反应（ 3）只需常温？ 已知有关物质的 fHm$ (298 K)/kJmol-1 为 : CaC2（ s）： -60， CO2（ g）： -393， H2O（ l）： -285， C2H2（ g）： 227， CaO（ s）： -635， CaCO3（
8、s）： -1207， CO（ g）： -111 智浪教育 -普惠英才文库 七 （ 10 分） 某一元有机弱酸 HA 1.000g，溶于适量水后，用仪器法确定终点，以 0.1100 mol/L NaOH滴定至化学计量点时，消耗 24.60ml.当加入 NaOH溶液 11.00ml时，该溶液的 pH=4.80.计算该弱酸 HA 的 pKa 值。 八（ 5 分）有机分子中不饱和键（双键或叁键）与单键相互交替排列的体系称为 -共轭体系，这种共轭体系吸收光的波长在紫外光区，可用于定性或定量分析。化合物 A 是一种作用于中枢神经系统的药物， A 在硫酸存在下加热得到互为异构且都在紫外光区有吸收的两个化合物
9、 B 和 C，分子式都是 C7H7Cl。 C CCH O CC lHHC H 2 C H 3C HA 1 请画出 B 和 C 的结构式并指出 B 和 C 属于哪种异构体； 2 用系统命名法命名化合物 A； 3 化合物 A 是否存在旋光异构体（对映异构体）？ 智浪教育 -普惠英才文库 九（ 12 分）苯是重要的有机化工原料，由苯可以制得多种有机化合物。下面所列的是由苯制备一部分有机化合物的反应： ( C H 3 ) 2 C H C H 2 C C lOA l C l 3AH N O 3H 2 S O 4BZ n - H gH C lCB r 2h vDEEC H 3 O N aF( C H 3
10、) 3 C O KN H 3( 过 量 )GHH B rJK M n O 4 , B r 2 , F eI1 写出上述反应中的主要有机产物化合物 A J 的结构式； 2 上述反应中， CD， CE， CF， EG， EH， HI 分别属于什么反应类型（取代反应、加成反应、消去反应、氧化反应）？ 3 实验室采用上述方法在制备化合物 A 的反应过程中，不断有氯化氢气体产生逸出，为避免污染空气，应如何处理？请写出处理氯化氢所需的实验装置和试剂名称。 智浪教育 -普惠英才文库 十（ 13 分） 抗高血压药物维普罗斯托（ Viprostol）中间体化合物 5 的合成方法如下： C H OO H OH O
11、 C H 2 C C S i ( C H 3 ) 3A BC1 2 34H O C H 2 C C H5K 2 C O 3C H 3 O H1 请写出上述合成路线中空格 A C 所需的试剂； 2 化合物 1 可由乙烯、丙烯经下列步骤合成，请写出化合物 6 8 的结构式和空格 D G所需的试剂。 C H OO HC H 2 C H 2D化 合 物 6C H 2 C H C H 3E化 合 物 7F化 合 物 8( 1 ) 化 合 物 6( 2 ) H 3 O +G1 3 化合物 1 还可由 1-戊炔经下列两种方法转化而得：（ 1） 1-戊炔先与试剂 J 反应后再用试剂 K 处理，得到化合 物 1
12、；（ 2） 1-戊炔先与试剂 L 反应得化合物 9，再用稀酸水溶液处理得化合物 1。请写出 J， K， L 所代表的试剂并用系统命名法命名化合物 9。 C C O C H 2 C H 3C H3 C H 2 C H 2 HH化 合 物 9 智浪教育 -普惠英才文库 2008 年福建省高中学生化学竞赛预赛试题答案及评分标准 一 填空（ 10 分） 1 (1) Al3+代替 Si4+后多了用以平衡电荷的一个额外质子（ 2 分） 2石墨和金刚石。（ 2 分） 3铬酸铅。（ 2 分） 4（ 4 分） 有几种可能： （ 2 分 ） (1) 含 SO2 32 SO2 32 + 2H+ = H2SO3 +
13、S （ 1 分 ） (2) 含 S2-和 SO32 SO32 + 2S2- + 6H+ = 3S + 3H2O n (SO32 ) / n (S2-) 1/2 （ 1 分 ） (3) 含 S2-和 SO2 32 n (SO2 32 ) / n (S2-) 1/2 二（ 10 分） 1根据溶度积原理（ 2分），该反应可以发生， 反应方程式为 SrSO4 + 2NH4HCO3 = SrCO3 + (NH4 ) 2 SO4 +CO2 +H2O，（ 2分 ） SrCO3 + 2HCl SrCl2 +H2O + CO2 （ 2 分 ） SrCl2 + 2NH4HCO3 SrCO3 + 2NH4Cl +H
14、2O +CO2 （ 2 分） 2 在催化剂的作用下反应方程式为 : （ 2分） SrCO3 + 2NH4Cl SrCl2 + (NH4 ) 2CO3 SrCl2 + 2NH4HCO3 SrCO3 + 2NH4Cl + CO2 +H2O 三 （ 10 分 ） 1 石灰岩的形成是 CaCO3 的沉积结果 ， 海水中溶解一定量的 CO2， 因此 CaCO3 与 CO2，H2O 之间存在着下列平衡 ： CaCO3(s) + CO2(g) + H2O Ca(HCO3)3(aq) （ 1 分 ） 海水中 CO2 的溶解度随温度的升高而减小，随压力的增大而增大，在浅海地区，海水底层压力较小，同时水温比较高，
15、因 而 CO2 的浓度较小，根据平衡移动的原理，上述平衡向生成 CaCO3 方向移动，因而在浅海地区有较多的 CaCO3 沉淀。（ 2 分） 深海地区情况恰相反，故深海底层沉积的 CaCO3 很少。（ 1 分） 2 两个 34（ 1 分） （ 1 分） 3 设：碳酸真实的第一步解离常数为 Ka1 智浪教育 -普惠英才文库 Ka1= H+HCO3- / H2CO3+ CO2 = 4.45 10-7（ 2 分） 据题意： CO2 / H2CO3 = 601 真实的 Ka1 = H+HCO3- / H2CO3 = 602 4.45 10-7 = 2.6810-4 （ 2 分） 四（ 10 分） 1
16、4Na2SO3 3Na2SO4 Na2S，由于 Na2S 的碱性较强。（ 2 分） 2将加热过的产物溶于水，检验溶液中是否含有 SO4 2 、 S2 SO42 离子的检出： SO42 Ba2+ BaSO4 不溶于盐酸。（ 1 分） S2 离子的检出：（ 1 分） 方法 1： 加沉淀剂： S2 Pb2+ PbS (黑 ) 其他 特征 沉淀剂也可得分。 方法 2: 醋 酸铅试纸变黑 方法 3：加盐酸 S2 2H+ H2S（可闻到硫化氢特殊气味） 3. 因为亚硫酸盐浆液以 亚硫酸和酸性亚硫酸盐的混合液为蒸煮剂，在蒸煮过程中会产生SO2，与有机色素结合为无色化合物。 （ 2 分） 4. 3Ca(OCl
17、)2=Ca（ ClO3） 2 + 2CaCl2 （ 1 分） ClO-的歧化速率与温度有关，温度愈高，歧化越快， 温度高 漂白液分解，氯耗增加，所以温度不能高。 （ 1 分 ） 5. 加 Na2S2O3 （ 1 分 ） 2Ca(OCl)2 + Na2S2O3 + H2O = 2CaCl2 + Na2SO4 + H2SO4 （ 1 分 ） 五（ 10 分） 1、 成键电子对数： 4 （ 1 分） 未成键电子对数： 8 （ 1 分） 2、三角形（ 1 分） 3、 VB 法 中心原子 C 采用 SP2 杂化（ 1 分） 形成 键（ 1 分） 形成 键（ 1 分） C 2S22P2 (SP2)1 (S
18、P2)1 (SP2)1 (2Pz)1 智浪教育 -普惠英才文库 Cl 3S23Py23Pz23Px1 Cl 3S23Py23Pz2 3Px1 O 2S22Py2 2Px1 2Pz1 4、成键： 3 个 （ 1 分） 1 个 （ 1 分） 5、由于电子排斥作用， C=O C Cl （ 1 分） 6、预测 ClCO ClCCl,即 ClCO 120o，而 ClCCl 120o （ 1 分） 六（ 10 分） 本题印刷时漏印下列已知条件： 已知有关物质的 fHm$ (298 K)/kJmol-1 为 : CaC2（ s）： -60， CO2（ g）： -393， H2O（ l）： -285， C2H
19、2（ g）： 227， CaO（ s）： -635， CaCO3（ s）： -1207， CO（ g）： -111 考试中未能紧急通知各考室的地区本题不计分，试卷总分以 90 分计。此变动不影响各地市进入夏令营复赛的名额。 1. 制取 1 mol C2H2(g)需 3 mol C(s)（ 36 g ） (1 分 ) 反应 3C(g)+3O2(g) 3CO2(g) (1 分 ) rH$ (298 K,(4)=-1179 kJ (1 分 ) 2. 虽然燃烧 1 mol C2H2(g)放热多于燃烧 3 mol C(s)。但反应 （ 1） rH$ (298 K,(1)=179 kJ (1 分 ) （
20、2） rH$ (298 K,(2)=464 kJ (1 分 ) （ 3） rH$ (298 K,(3)=-63kJ (1 分 ) 即制取 1 mol 乙炔还需 消耗 错误 !未指定书签。 (179+464)kJ 热量，且有 63kJ 热量散失，不能 完 全 利 用 。 故 若 单 纯 作 为 燃 料 并 不 合 算 。 (1 分 ) 3. 三个反应 的熵变均大于零。 (1 分 ) 反应（ 1）和（ 2）是吸热反应，因此高温有利于反应。 (1 分 ) 反应（ 3）是放热反应，因此常温有利于反应。 (1 分 ) 七（ 10 分） 智浪教育 -普惠英才文库 HA 的总量为 : 0.110024.60
21、=2.706(m mol) 当滴入 NaOH 溶液 11.00ml 时已知 pH=4.80, 即溶液中 A- 的量为 : 0.110011.00=1.210(m mol) (2 分 ) 则 HA 的量为 : 0.110024.60-0.110011.00=1.496(m mol) (2 分 ) 4.80=pKa+ 496.1210.1lg (4 分 ) pKa=4.80+0.09=4.89 (2 分 ) 八 (5 分 ) 4 本小题 3 分 C CCCC lHHCC HH C H3C CCCC lHHCC HC H 3 HB , C（ 1 分 ) （ 1 分 )B 和 C 属于 Z， E 异构体（或答：属于 顺反异构体）（ 1 分） 5 本小题 1 分，凡与本答案有异者均不给分。 (E)-3-乙基 -1-氯 -1-戊烯 -4-炔 -3-醇 6 本小题 1 分。是 或答：存 在旋光异构体（对映异构体） 九（ 12 分） 1本小题 8 分，其中 A F 各 1 分（计 6 分）， G J 各 0.5 分（计 2 分）
