2011年全国高中化学竞赛模拟试题（六）
第1题（7分）
钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO3相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研究日益受到重视。我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形，粒径分布较均匀，平均22nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a＝390.5pm。
1．写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式；
2．SrTiO3晶体的结构可看作由Sr2＋和O2－在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由O2－2＋2－4＋2－
构成，另一种由Sr和O一起构成，Ti只填充在O构成的八面体空隙中。
4＋2－2＋
（1）画出该SrTiO3的一个晶胞（Ti用小球，O用大○球，Sr用大球）
4＋
（2）容纳Ti的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？
（3）解释为什么Ti4＋倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？
2－2＋4＋2－
（4）通过计算说明和O进行立方密堆积的是Sr而不是Ti的理由（已知O半径为140pm） 第2题（8分）
Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时，火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中，结果腐蚀物中含
N2O4，有Fe(NO3)3·该物质实际上是NO[Fe(NO3)4]，经X射线晶体结构表示实际为[N4O6][Fe(NO3)4]2。
请回答：
1．写出合成NO[Fe(NO3)4]的反应方程式；
2．如果[N4O6]2＋是平面型的离子，存在3重对称轴（旋转120°重合），但不存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。
3．如果[N4O6]2＋是非平面型的离子，不存在3重和2重对称轴，但存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。 第3题（10分）
BTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为78～82℃，沸点为203～206℃。1mol BTC可在一定条件下分解产生3mol光气，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备BTC。BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。 1．BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式 2．除毒性外，BTC比光气还有什么优点？
3．某研究者设计了以光气和苯甲酰氯、盐酸叔丁基肼等为主要原料合成了N1－叔丁基苯甲酰肼（D）：
2/Pd?CBTC?苯甲醇????D（产物）＋E（酯） ???A?盐酸叔丁基肼?????B?苯甲酰氯????C?H写出A～E各物质的结构简式。 第 1 页 共 5 页
第4题（8分）
SiC具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，已成为一种重要的工程材料。其晶体具有六方ZnS型结构，晶胞参数为a＝308pm，c＝505pm，已知C原子的分数坐标为（0，0，0）和（2/3，1/3，1/2）；Si原子的分数坐标为（0，0，1/8）和（2/3，1/3，1/8）。 1．按比例画出SiC六方晶胞。 2．每个晶胞中含有SiC 个。
3．晶体中Si的堆积型式是 。C填充的空隙类型是 ，占有率 。 4．列式计算C－Si健长。 第5题（12分）
我们知道，氧在一定条件下可以与金属元素反应生成氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物。类似于臭氧化物的其他元素的化合物，如Ba(N3)2、AgN3，还有很多。现有短周期元素A、B，都是构成蛋白质不可缺少的元素，A与B在一定条件下可以形成A2B2、A4B4、(AB)n等系列化合物。A、B在自然界中既有游离态，又有化合态，A在自然界中游离态少于化合态，A与As在自然界中的矿床有多种，有一种矿物纯化后，在古代作用相当于今天的修正液，用于涂抹写错的文字，并形成一个成语，“信口雌黄”，即掩盖事实真相，乱说一气。请回答下列问题： 1．写出A、B的元素符号；
2．解释(AB)n为什么可以作为一维分子导线？ 3．(AB)n导线能由A、B两种元素直接化合吗？
4．完成B2FAsF6＋HB3→[X]＋HF的反应方程式。写出化合物X中含B元素的阳离子的共振结构式。
5．B3－还能与金属、非金属元素形成配合物，如[Pb2(N3)6]2－、[As(N3)6]－。请画出配合物[Pb2(N3)6]2－
的2个可能立体结构，并比较稳定性。 第6题（10分）
已知五羰基铁可与乙酸镉在一定条件下发生反应生成主要产物CdFe(CO)4(NH3)2。该产物在真空中、60℃条件下生成A。元素分析表明：A中含四种元素且含Cd 40%。物质A单体不稳定，易形成多种聚合物。例如在2，2’－联吡啶中，A以A3形式存在，A3又与溶剂形成配合物B，x射线衍射表明B中存在平面六元环，且存在金属－金属－羰基键，同时还知道，B中Fe以高度变形的八面体几何构型存在，而Cd则以四面体构型存在。回答下列问题： 1．写出生成CdFe(CO)4(NH3)2的反应方程式； 2．写出A的分子式。
3．写出配合物B的结构式。
4．A还可聚合为A4，A4中有平面八元环，且只有一种金属－碳键。画出A4的结构。 第7题（10分）
化合物X的结构简式如右图所示，请以苯甲醛、丙酮、乙酸、乙醇等为料，设计路线合成X。 1．给化合物X命名；
2．用最佳方法合成X（限用具有高产率的各反应，标明合成的各个步骤） 主要原
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第8题（10分）
用α粒子轰击金属铋所产生的极微量的砹，可加热使之从铋内挥发出来而溶于硝酸溶液。用不同试剂处理该溶液，然后根据砹的放射性加以检验，从而测定了它的若干反应。以下是几个典型的实验结果。
1．加硝酸溶液，无砹挥发出来。写出反应方程式。
2．若先以Fe2＋处理上述硝酸溶液，然后再加热，砹即挥发出来。写出反应方程式。
3．若Fe2＋处理硝酸溶液后，用CCl4提取，砹进入CCl4层；若Fe2＋处理硝酸溶液后，再用NaOH溶液处理，砹不再进入CCl4。写出反应方程式并解释。
4．若用金属锌处理上述硝酸溶液，过滤，加KI和AgNO3于滤液内，砹被AgI沉淀带出。写出反应方程式并解释。
5．在砹的硝酸溶液中，先加AgNO3，然后加过量的KIO3，所得的AgIO3沉淀几乎不带砹的放射性；若先加KIO3，后加过量的AgNO3，AgIO3沉淀即带有不少砹。试解释实验结果。 第9题（8分）
钒的化合物具有类胰岛素样活性，是新一代潜在的抗糖尿病药物。取5mmol乙二胺、11mmol CH3COONa·3H2O和10mmol水杨醛的热乙醇溶液，4H2O，滴加5mmol VOSO4·得到绿色配合物X，
3
X中含V：15.3%。X是单斜晶体，晶胞体积1.42nm，Z＝4。 1．写出X的化学式； 2．画出X的结构式； 3．计算X晶体的密度。 第10题（7分）
1992年，人们用甲醇作溶剂，用对苯二甲酸盐、2，2’一联吡啶和Co(ClO4)2·6H2O在60℃下反应两小时，得到双核钴的配合物。该配合物中含C：51.3%；H：3.38%；N：9.98%；Co：10.5%（计
－
算值）。用X－衍射法测定其单晶，表明羧基氧均已配位，ClO4处于配合物的外界。 1．试推断出该双核配合物的分子式（要有推断过程）。 2．画出该配合物离子可能的结构式。 第 3 页 共 5 页
第11题（10分）
花椒毒素是一个具有多种药理作用的呋喃香豆素类天然化合物，又名8－甲氧基补骨脂素，最早从大阿美果实中分离获得，现发现主要存在于伞形科和芸香科等植物中。花椒毒素具有很强的光敏性，国外临床上主要用于PUVA疗法治疗白癜风、牛皮癣等皮肤顽疾。近些年来发现花椒毒素对血液中多种DNA病毒和RNA病毒等有很好的灭活作用，另外，还可以诱导肿瘤细胞凋亡。我国学者设计了如下的合成路线：
A
B
C（C11H12O4Cl2）
D（C13H14O6）
EF（C11H10O4）
GH
1．写出A～H各物质的结构简式； 2．系统命名法命名C、F。
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2011年全国高中化学竞赛模拟试题（七）考试
