2024年全国化学竞赛初赛模拟试卷

发布 2020-05-17 10:19:28 阅读 1186

第题(4分)

用惰性电极电解nacl与nahco3混合溶液,测得溶液ph变化如右图所示。

1.写出在0→t1时间内,两个电极上的电极反应式;

2.请对图中曲线变化作出解释。

第题(9分)

如果没有冰箱,在室温下将水变成冰,你能行吗?已经有科学家做到了。

1.研究人员最近发现,在一定的实验条件下,给水施加一个弱电场,在20℃、一个大气压下,水可以结成冰,称为“热冰”。下图是水和“热冰”的计算机模拟图,图中球代表水分子中的原子。

1)图中指出图中大球与小球之间的作用力;

2)上图中模拟“热冰”的示意图是哪个(左图、右图)?说明理由。

2.在纳米级的空间中,水的结冰温度是怎样的呢?为此,科学家对不同直径碳纳米管中水的结冰温度进行分析。下图是四种不同直径碳纳米管中的冰柱结构及结冰温度,冰柱的大小取决于碳纳米管的直径。

结冰温度: 27753℃ -83℃

1)指出水在碳纳米管中结冰的规律;

2)指出碳纳米管中的冰的分子间作用力特点;

3.随着人类对水的研究不断深入,水的应用越来越广泛。

1)“热冰”有许多实用价值,如开发新药、用于纳米打印机等,请再举一例在我们现实生活中的潜在应用;

2)电解水可以制氢,但由于这种方法耗电量大,人们正在从生物学角度研究,以期低成本、高效率地获得氢气。请问科学家的研究方向和重点分别是什么?

第题(7分)

绿矾是硫酸法生产钛白粉的主要副产物,为达到综合利用工业废弃物和防治环境污染的双重目的。某研究者提出如下的工艺流程:绿矾与碳铵反应,得到一种碱式盐(设组成上碱、盐为n︰m)沉淀;该沉淀用来制备一种红色颜料。

1.分步写出制取红色颜料的反应方程式;

2.完善流程,使进一步提高效益。

第题(12分)

甲硅烷是一种无色气体,遇到空气能发生**性自燃,易分解,可用于制备高纯度硅。

1.写出甲硅烷自燃反应方程式;

2.甲硅烷可与agno3反应,有沉淀生成,但无气体释放,写出反应方程式;

3.甲硅烷可以在溶液中使(酸性)高锰酸钾褪色(无气体释放),写出反应方程式;

4.以sio2为硅源,在非水溶剂(液氨、乙醚)中制取sih4,其它反应物有li[alh4]、nh4br及其它常见无机物。现用两种方法进行制备,写出分步反应方程式。

5.提出由粗硅制得纯硅的一种物理方法和一种化学方法。

6.sih4为原料也可以用来制备si3n4纳米材料,该制备方法中最可能存在的杂质是什么?请解释该结论。

第题(10分)

某钠盐x的阴离子为正八面体构型,由7个原子70个电子组成。x晶体的结构有如下特点:阴离子的空间排列方式与nacl晶体中的na+(或cl-)的排列方式完全一样,而na+占据其全部四面体空隙中。

1.确定阳离子、阴离子个数比;

2.确定x的化学式;

3.如果x晶体的晶胞参数为a(cm),x的摩尔质量为mx(g/mol),写出x密度的表达式;

4.x晶体中na+的空间排列方式与cscl晶体中的cs+(或cl-)的排列方式是否完全一样?如果将阴离子看作由na+形成的空隙中,那么占有率为多大?

5.如果晶胞的坐标原点为na+,请画出该晶胞全部阴离子的空间构型(阴离子用●表示)

6.某钾盐y的阴离子组成和在晶胞中的排列方式与x相似,而k+填充在全部八面体空隙中,写出y的化学式。

第题(6分)

过氧化氢是一种绿色氧化剂,在生产生活中有重要应用。某研究小组以o2/co混合气体与h2o在四三苯膦钯配合物的存在下反应制备h2o2,机理如下:

pd(ii)配合物被co还原成pd(0)配合物;②pd(0)配合物被o2氧化生成过氧化pd(ii)配合物;③过氧化pd(ii)配合物与酸hx反应,产生h2o2和原始的pd(ii)配合物。

1.请写出总反应方程式;

2.分步写出反应机理的反应式;

3.氯代有机物(rcl)在过氧化氢的合成上有很好的促进效果,但却导致催化剂很快失活。原因是可能存在副反应,写出rcl与原料气反应的化学方程式。

第题(6分)

下图是u的各氧化态在酸性溶液中的标准电极电势图。

附:e(h+/h2)=0v;e(cl2/cl-)=1.36v;e(o2/h2o)=1.23v。

1.**哪些氧化态最稳定?哪些氧化态不稳定?并说明理由(有反应的写出方程式)。

2.判断u4+能否与cl2或cl-反应,说明理由(有反应的写出方程式)。

第题(10分)

红色晶体a的式量为237.9,溶于水得到红色溶液b;b中加入na2co3溶液得到紫红色沉淀c,c的式量为211.9;c中加入naoh则转化为另一种蓝色沉淀d,d是一种碱;d中加入h2o2则转化为棕褐色沉淀e,e也是碱;e用盐酸溶解则重新得到b溶液;b中加入浓氨水得到黄红色溶液f,f的式量为232.

0;f在空气中放置一段时间后转化为黄色溶液g,g的式量为268.5。

1.写出a~g各物质的化学式;

2.写出b→c、e→b、f→g的离子方程式。

第题(6分)

取某种铁的氧化物样品,用过量的ki-h+溶液处理后,然后把溶液稀释到50.00ml,从50.00ml此溶液中取出10.

00ml溶液,用5.000ml 1.000mol/l的na2s2o3溶液滴定。

另取25.00ml上述溶液,先除去碘,然后,溶液中的fe2+可以被3.250ml 1.

000mol/l的kmno4溶液在酸性介质中滴定。试确定该铁的氧化物的化学式。

第题(10分)

天然有机产物a是芳香族化合物,其中碳的质量分数是氧质量分数的2倍,完全燃烧后仅得到物质的量之比为2︰1的co2和h2o。a具有极弱的酸性,且能与hi作用得到b,结构分子显示a分子内无相同官能团而b分子内对位有相同官能团,a分子内无氢键而b分子内有氢键。

1.写出a的化学式;

2.写出a、b的结构简式(b中标出氢键);

3.系统命名法命名a;

4.分别与a、b具有相同官能团的位置异构体各有多少种(含自身)。

5.a另有一种异构体c,无酸性,但能与naoh以1︰3反应。

1)写出c的结构简式;

2)写出c与naoh反应的化学方程式。

第题(10分)

以4-甲基邻苯二甲醚为起始原料,用最佳方法合成罂粟碱(结构简式如右图,限用具有高产率的各反应,标明合成的各个步骤)。

已知:-ch2conhch3

第题(10分)

甲烷、水蒸气以1︰5的混合气体,在atm下,通过催化剂发生如下两个反应。如果反应后仍保持原来的温度和压强,则甲烷的转化率为91.2%。

ch4(g)+h2o(g)co(g)+3h2(g) kp1

co(g)+h2o(g)co2(g)+h2(g) kp2=pco2·ph2/pco2·ph2o=2.21

1.试求反应达到平衡时各组分气体的分压。

2.计算kp1。

3.如何改变压强(温度不变),使甲烷的转化率提高到95.0%?

参***(0702)

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