2020年全国化学竞赛初赛模拟试卷
（时间：3小时 满分：100分）
H He 相对原子质量 1.008 4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La－Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Ac－Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds [223] [226] Lr 第一题（2分） α－Al2O3既难溶于酸、也难溶于碱，但高温下与某盐反应可转化为可溶物；所得产物溶于适量水可结晶得到明矾。写出熔解α－Al2O3的反应方程式。
第二题（4分）
将一小块具有规则形状的胆矾晶体投入某温度下的饱和硫酸铜溶液中，甲、乙同学都观察到晶体未发生变化。甲同学认为：根据现象说明未发生晶体的溶解和结晶。乙同学认为：虽然未观察到晶体的变化，但存在溶解和结晶的动态平衡。你同意哪一位同学的分析？请设计2个实验实验证明。
第三题（7分）
氯代有机物通过各种途径进入到环境后会对生态环境和人体健康产生极大的危害。利用电化学方
＋
法去除氯代芳烃污染物是极具应用前景的方法之一。某研究小组以Ag为媒质作用进行间接电化学氧
＋
化，对大多数氯代芳烃的去除率都可达到99%以上。具体过程为Ag在阳极转化为A，A与水反应生成具有高度活性的自由基B，B攻击氯代芳烃分子，并最终将其氧化
1．写出电极反应方程式； 2．写出A→B的反应方程式；
3．以五氯苯酚为例，写出B将其氧化的方程式；
4．Ag＋用于氯代芳烃处置的缺点除费用高外，还有1个不足之处是什么？
第四题（6分）
氮化碳结构如右图，其中β－氮化碳硬度超过金刚石晶体，成为首屈一指的超硬新材料。 1．写出氮化碳的化学式； 2．指出氮化碳的晶体类型；
3．请在右图中用粗线画出两种二维晶胞。
第五题（8分）
二亚胺X（结构如右图）广泛地用于聚氨酯、聚酯及聚氨酯塑料的生产，也用于医药、农药、生物化工等领域。其合成方法如下：
COCl2HClA?????B?????C?缩合???X
1．X中两个苯环是否共平面，为什么？两个苯环对位4个碳原子是否共直线，为什么？
题 号 满 分 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2．写出A、B、C的结构简式； 3．写出A的名称和C的物质类别； 4．C→X的反应中有什么副产物产生？
第六题（6分）
研究发现，钒与呋喃－2－甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用，它是电中性分子，实验测得其氧的质量分数约为38.8%。
1．写出该化合物可能的化学式；
2．如果该化合物的立体结构为四角锥体，画出合理的结构简式。
第七题（13分）
均由短周期元素组成的二元化合物A与配位化合物B能在乙醚（溶剂）中反应，生成化合物C、D、E；C是一种易分解、易自燃的气体化合物，与A具有相同的空间结构；D、E在乙醚中都能溶解，但它们都是金属化合物，其中D是共价化合物，而E是离子化合物；E也能溶于水，但水溶液显酸性，电解熔融的E可用于制备其金属。
1．写出A、B、C、D、E的化学式； 2．写出A＋B→C＋D＋E的化学方程式；
3．写出由氧化物制备A、B与水反应、C自燃的反应方程式； 4．写出D在乙醚中的存在形式；
5．用反应式表示E在水溶液中显酸性的原因。 6．请写出用另一种方法制备C的反应方程式。
第八题（9分）
离子化合物X可由有机物A与CH3Br在一定条件下反应，X中溴的质量分数是50.9%，分子中所有氢原子都等价，X是一种卡宾试剂（反应中提供·CH2·）。
1．写出X的化学式；
2．写出合成X的反应方程式； 3．写出X阳离子的空间构型；
4．用X与β－紫罗兰酮（结构简式如右图）反应，得到中间产物B，B再在格氏试剂催化下发生官能团异构化反应转化为C，C在碱的作用下发生双键转移得到产物。
（1）写出B、C的结构简式； （2）评价该合成反应的优点。
第九题（9分）
由于原子簇化合物所具有的催化活性、生物活性、超导性质，以及结构和成键的特殊方式而引起了合成化学、材料科学、生物化学和理论化学界的极大兴趣，近十年来金属簇合物的研究已成为化学界的前沿研究领域。以(NH4)2MoS4、(C2H5)4NBr、HSCH2CH2SH为原料，经非氧化还原反应合成了新的簇合物A，A是离子化合物其结构经X射线四圆衍射仪，IR，UV及元素分析确证：其晶体属单斜晶系，晶胞参数为a＝1.030nm，b＝1.416nm，c＝1.142nm，β＝100.48°，Z＝4，ρ＝3.10g/cm3。
1．计算簇合物A的摩尔质量；
2．写出A的化学式组成； 3．写出合成A的化学方程式；
4．如果A的阴离子中存在1个Mo键，且每个Mo的成键原子数是6，画出其结构。
第十题（9分）
邻氨基苄胺是一种重要的有机染料中间体，为了进一步研究其与某些金属离子在水溶液中的络合作用，某研究小组利用磺化反应合成了未见文献报道的有机物X合成路线如下：
NH3/NaOH2SO4/SO32NNH2?H2O2/光A（C7H7NO2）?H????B?Cl????D?H?????E（C7H9N2SO3Na） ???C??1．写出A～E各物质的结构简式； 2．系统命名法命名E
3．写出D→X反应方程式（可用化学式表示）； 4．写出B→C的取代反应类型；
5．该研究小组在邻氨基苄胺结构中引入磺酸基的目的是什么？
第十一题（13分）
电石气中一般含少量的杂质气体（三种氢化物）而具有难闻气味。当电石气通过盛有饱和CuSO4
溶液的洗气瓶时，在溶液中立即产生了黑色沉淀；稍后，洗气瓶内壁附有黄色“铜镜”（溶于热的稀硝酸，溶液及焰色反应均显绿色）；同时，洗气瓶导气管浸在溶液中部分的外壁附有“亮黑色的沉淀”或称“金属光泽的黑色沉淀”；在瓶底沉积了较多的泥状黑色沉淀（三种化合物的混合物）。对洗气瓶中导气管壁上“亮黑色的沉淀”进行了如下分析：首先用蒸馏水反复多次洗涤沉淀，并在102℃下真空干燥器中干燥数小时；然后加入适量1mol/L H2SO4酸化后，再与过量2% H2O2溶液反应，反应过程中有大量气泡产生；反应完毕后，沉淀消失，其溶液无色，再对溶液进行加热、蒸发、浓缩，以赶尽其中的H2O2和提高溶液浓度，在冷却后的溶液中①滴加2%的AgNO3溶液，发现有深棕色沉淀产生，滴加过量氨水该沉淀溶解；②酸性条件下滴加KI－淀粉溶液，溶液变蓝色。
1．写出3种气态氢化物的化学式
2．分别写出3种氢化物与CuSO4反应生成5种沉淀的反应方程式； 3．请分析检验“亮黑色的沉淀”的实验过程：
（1）写出“亮黑色的沉淀”与H2O2的反应方程式，为什么反应中会产生大量气泡？ （2）写出检验所得溶液的反应方程式。
4．已知电石气与导气管之间的摩擦使导气管壁带正电，静电感应使洗气瓶壁上带负电。据此解释有2种沉淀的分布泾渭分明，且与另3种沉淀不在一起的原因。
第十二题（14分）
把一份质量为0.1978g 的XeF2、XeF4、XeF6混合样品用水处理，得到混合气体A和混合溶液B。气体A在290K和100kPa下的体积为60.2mL，将A通入焦性没食子酸溶液和浓硫酸后，气体体积缩小到原来的60.0％。将B溶液用0.100mol/L FeSO4水溶液滴定以测定水中XeO3含量，共用36.0mL FeSO4溶液。再取一份相同量的XeF2、XeF4、XeF6混合样品，用KI溶液处理，生成的I2被0.400mol/L Na2S2O3滴定，用去Na2S2O3 19.0mL。
1．根据价电子层电子互斥理论（VSEPR），XeF2和XeF4分子的几何构型各是什么？ 2．计算0.1978g的混合样品中XeF2、XeF4、XeF6各物质的量。 3．写出XeF2、XeF4、XeF6分别与水反应的化学方程式
参考答案（0624）
第1题（2分）
Al2O3＋3K2S2O7＝3K2SO4＋Al2(SO4)3
第2题（4分）
同意乙同学的分析。方法一：将一块事先称量过的不规则的胆矾晶体投入饱和硫酸铜溶液中，过一段时间后，观察到晶体变规则但质量不变，说明存在溶解和结晶的动态平衡。方法二：将有规则形状的CuSO4·5H218O 晶体投入某温度下的饱和硫酸铜溶液中，若在饱和溶液中检测到有18O存在，则证明存在溶解和结晶的动态平衡。
第3题（7分）
1．阴极：2H＋＋2e－＝H2↑ 阳极：Ag＋－e－＝Ag2＋（各1分）
2＋＋＋
2．Ag＋H2O＝Ag＋H＋·OH（2分）
3．C6HCl5＋20·OH＝6CO2＋8H2O＋5HCl（2分）
－
4．目标物释放的Cl会导致AgCl沉淀，因而消耗了阳极液中的媒质。（1分）
第4题（6分）
1．C3N4（1分）
2．原子晶体（1分）
3．
（各2分）
第5题（8分）
22
1．不共平面，中间碳原子是sp杂化；不共直线，2个N原子是sp杂化（各1分）
2．A：
B：
C：
（各1分）
3．2，6－二异丙基苯胺 异氰酸酯（各1分） 4．CO2（1分） 第6题（6分）
1．V(C5H3O)4 VO(C5H3O3)2（各2分）
2．（2分）
第7题（13分）
1．A：SiCl4 B：Li[AlH4] C：SiH4 D：AlCl3 E：LiCl（各1分） 2．SiCl4＋Li[AlH4]＝LiCl＋SiH4＋AlCl3（在乙醚中）（1分） 3．SiO2＋2C＋2Cl2＝SiCl4＋2CO
Li[AlH4]＋4H2O＝LiOH＋Al(OH)3＋4H2↑ SiH4＋3O2＝SiO2＋2H2O（各1分） 4．(C2H5)2O→AlCl3（1分） 5．Li＋＋H2OLiOH＋H＋（1分）
6．SiO2＋4Mg＝Mg2Si＋2MgO Mg2Si＋4H2O＝2Mg(OH)2＋SiH4↑（各1分） 第8题（9分）
＋－
1．S(CH3)3Br（2分）
2．CH3SCH3＋CH3Br→S(CH3)3Br（1.5分） 3．三角锥（1分）
4．（1）B：
C：
（各1.5分）
（2）污染小，符合绿色环保要求，部分原料（CH3SCH3）或副产品、催化剂可循环使用（1.5
分）
第9题（9分）
1．M＝ρVNA/Z＝3.10×1.030×1.416×1.142×sin100.48°×602.2/4≈764（765）（2.5分） 2．[(C2H5)4N]2[Mo2S4(SCH2CH2S)2]（2.5分）
2020年全国化学竞赛初赛模拟试卷
