2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（20）
2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（20）
（时间：3小时 满分：100分）
第题（3分）
最新研究的纳米型电池是世界上最小的Volta电池，该电池是用扫描隧道显微镜将彼此进挨着的很小的金属点沉积在一个表面上，制备出的有四个电极的电池，其中两个铜电极两个银
－
电极。将电池浸在稀的硫酸铜溶液中，既有电子流产生20mV，1×1018A的微小电流。写出该电池的电极反应。
第题（7分）
根据条件写出下列反应式
1．在SO2的液态介质中，氧化剂AsF5能将S8氧化成S82＋，还原产物为三角锥形结构； 2．在HSO3F的介质中，用强氧化剂FO2S－O－O－SO2F（S2O6F2）与Se作用，Se被氧化
6成的阳离子为平面正方形，且存在π4的离域π键；
3．将一小块金属钠放入四苯乙烯液体中，经过一段时间后发现钠块溶解消失，试用化学方程式来解释该现象
第题（17分）
NO是已知最简单的热稳定的单电子分子，具有高度的化学活性。
1．奇电子化合物具有强烈的聚合倾向，试写出NO的聚合反应并画出聚合体的结构； 2．NO与O2在一定的化学计量关系下进行反应时生成一种氧化物，该化合物在低温下是淡蓝色固体，该化合物也由NO与NO2在低温下作用形成，写出生成该氧化物的反应方程式； 3．NO有一定的还原性，在Cl2的作用下生成化合物A，A研究表明与王水的强腐蚀性有一定的联系。A与NaN3在无水的条件下生成一种极不常见的氧化物B。写出A、B化学式及各步反应方程，并画出B的所有共振式，假定各共振式贡献相同，求N－O的键级（注：相邻原子带相同电荷的共振式极不稳定，可不予考虑）
4．NO也具有一定的氧化性，且一般还原产物为N2，已知NO与P4在无氧条件下反应生成的氧化物中仅存在σ键，写出该反应方程式并画出该氧化物的结构；
5．NO比CO多一个电子，在一些配位反应中，NO可看作是3e的给体，而在另一些反应中，NO又可以看作是1e的给体，试从前面的信息中解释NO形成此配位现象的原因；
6．已知在NO的作用下，O2可以部分转变为O3，假定NO在反应中充当催化剂，试写出
NO催化O2生成O3的反应机理。
第题（4分）
有机物的显色一般是由于大的共轭体系所造成，酸碱指示剂亦是如此，已知酚酞的结构式如右图，在碱性作用下，酚酞由无色转变为红色，在浓碱的作用下红色又消失，写出上述变化的方程式。
第题（14分）
在20世纪50年代，kealy等想以环戊二稀基溴化镁为原料，以FeCl3作催化剂制备化合物A却意外地得到一种稳定的橙色化合物B，已知A的化学式为C10H8。核磁共振谱研究表明A中含有两类不同的氧与三类不同的碳。
1．写出A、B的结构式并给出B的俗名； 2．画出满足上述核磁共振谱条件的A的异构体；
3．B中的部分结构具有芳香性，可发生类似苯环的酰化反应
）H2O； 2）PCl3； 3）AlCl32COClB?EtOOCCH??????C?1????????D
4．B也可以发生金属化反应，如同苯生成苯基锂，B的锂化物可作为B合成其他产物的中
间体。已知：＋BuLi→－Li＋BuH
Cl2?E2B?BuLiG???H ???E?HgCl???F???上述反应中，F中Hg的质量分数为47.66%，G与E作用生成H，画出E－H的结构式。
第题（8分）
对于1，6－二氮双杂环[4，4，4]十四烷有如下有趣现象：
①分子中N…N原子间距为280.6pm，比正常的范德华半径和（300pm）短约20pm； ②当分子一个N原子质子化后，形成对称氢键，键长为252.6pm，是这种氢键中最短的；
③将分子氧化，使其形成一价正离子，N－N间原子间距明显缩短，为229.5pm，相当于二中心三电子次级键；
④将③中所得产物进一步氧化，N－N间距进一步缩短 1．已知1，6－二氮双杂环[4，4，4]十四烷结构如右： 若对其进行二氯取代，则能形成多少种取代分子； 2．画出②、③、④中进行处理后的分子结构式
NN3．在①中两个N原子相互以孤对电子相向，斥力较大，为何其键距反而比正常范德华半径和小
第题（6分）
ZrO2的晶体结构稳定在立方晶系萤石型，其一中晶胞是以O2－按简单立方堆积，形成与O2
－＋
同数目的立方体空隙，Zr2则填充在不相邻的立方体空隙中。该ZrO2晶胞实际与CaF2相似，
＋
只是CaF2中以Ca2作简单堆积
1．画出以O2－按简单立方排列的ZrO2的晶胞示意图 2．说明Zr的配位多面体的连接方式
3．在ZrO2的晶体中掺杂Y2O3或CaO等低价氧化物可使ZrO2成为氧离子导体，试说明掺杂后成为离子导体的原因
第题（9分）
CO2作超流体的广泛应用引起了人们的极大关注，CO2的临界温度TC＝304.3K，临界压强PC＝72.8×105Pa。
1．实际气体可以被范德华方程描述：[P＋a(n/V)2](V－nb)＝nRT
－－
对于CO2的气体常数：a＝3.59×105Pa·dm6·mol2，b＝0.0427dm3·mol1
计算在305K时，达到220g·dm3、330g·dm3所需的压力。
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2．在超临界CO2中醇被氧分子氧化，若氧化苯甲醇为苯甲醛是一个超临界过程。 ①写出主反应过程的化学方程式；
②在进一步的氧化中，还可以发生哪些反应。
3．CO2不仅作为溶剂，而且还可作为代替光气的反应物，催化生成碳酸酯与甲酰胺。 ①写出甲醇和二氧化碳生成碳酸二甲酯的化学反应式，当光气为反应物时，写出生成碳酸二甲酯的反应式；
②甲酰吗啉可在适当的催化下，由CO2与吗啉合成，还需要什么其它反应物？写出反应方
程式。若用CO代替CO2又如何？注：吗啉分子为C4H9NO，结构为
第题（10分）
席夫碱双核大环配合物形成的稳定金属配合物具有高的生物活性，在酪氨酸酶中处于活化
位置的两个铜离子能将氧插入有机物中，先模拟酪氨酸酶进行设计。
2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷20-27(附答案)
