2014高中化学奥林匹克竞赛全真模拟试题二
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间到，把试卷(背面朝上) 放在桌面上，立即起立撤离考场。
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纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。
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He O Ne B C N F Li Be
Al Si P S Cl Ar Na Mg
Ge As Se K Ca Sc T i V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Br Kr
In Sn Sb T e I Xe Rb Sr Y
Zr Nb Mo Tc RuRh Pd Ag Cd
Hf T a W Re Os Ir Pt Au Hg T l Pb Bi Po At
Rn Cs Ba
La Fr Ra
Rf Db Sg Bh Hs Mt H
相对原子质量
第1题（6分）完成下列化学方程式
1-1 某校曾发生误将高锰酸钾与红磷相混，造成一死一残的严重事故。试写出这一变化的化学方程式。 1-2 在一支试管中，盛少量As 2S 3和K 2S 粉末（物质的量之比为1︰2），往其中加入足量硝酸并微热。写出化学反应方程式（用一个化学方程式表示，HNO 3还原为NO ） 1-3 在SnCl 2的硫酸溶液中滴入KMnO 4至刚好反应完全。写出离子反应方程式。 第2题（13分）金属X 被喻为“含在口中就熔化的金属”，是1871年俄国化学家门捷列夫在编制化学元素周期表时曾预言的“类铝”、1875年法国化学家布瓦博德朗从闪锌矿中离析出的金属。近年来，X 成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体材料的新粮食”。
2-1 X 的元素符号是，电子构型是呈现的化合价可能是
和 。
2-2 X 的化学性质不活泼，在常温下几乎不与氧和水发生反应，但溶于强酸和强碱。写出离子反应方程式。
2-3 X 的熔点为，沸点却高达2403℃，更奇妙的是X 有过冷现象（即熔化后不易凝固），它可过冷到－120℃，是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属，是金属制造 材料中的千古绝唱。
并分析X 做该材料时还可能具有哪些性质 。 2-4 X 不能像普通金属那样任意堆放，也不能盛装在玻璃容器内，试分析可能原因，并提出保存方案。
第3题（11分）化合物A 含硫（每个分子只含1个硫原子）、氧以及一种或几种卤素；少量A 与水反应可完全水解而不被氧化或还原，所有反应产物均可溶于水；将A 配成水溶液稀释后分成几份，分别加入一系列0.1 mol/L的试剂，现象如下：
①加入硝酸和硝酸银，产生微黄色沉淀。 ②加入硝酸钡，无沉淀产生。
③用氨水将溶液调至pH ＝7，然后加入硝酸钙，无现象发生。
④溶液经酸化后加入高锰酸钾，紫色褪去，再加入硝酸钡，产生白色沉淀。 ⑤加入硝酸铜，无沉淀。
3-1 ①、②、③的目的是为了检出什么离子？试分别写出欲检出离子的化学式。 3-2 写出④发生的反应的离子方程式。
3-3 ⑤的欲测物质是什么？写出欲测物质与加入试剂的离子方程式。 3-4 以上测试结果表明A 可能是什么物质？写出 A 的化学式。
3-5 称取7.190g A 溶于水稀释至250.0cm 3。取25.00cm 3溶液加入HNO 3和足量的AgNO 3，使沉淀完全，沉淀经洗涤、干燥后称重，为1.452g 。写出A 的化学式。
3-6 写出A 与水的反应的方程式。若你未在回答以上问题时得到A 的化学式，请用SO 2ClF 代替A 。
第4题（9分）Ar 、Xe 、CH 4、Cl 2等分子能和水形成气体水合物晶体。在这种晶体中， 水分子形成三维氢键骨架体系。在骨架中有空穴，它可以容纳这些气体小分子形成笼型结构。
4-1 甲烷的气体水合物晶体成为可燃冰。已知每1m 3这种晶体能释放出164m 3的甲烷
气体。试估算晶体中水与甲烷的分子比。（不足的数据由自己假定，只要假设合理均按正确论） 4-2 X －射线衍射分析表明，该晶体属于立方晶系a ＝1200pm 。晶胞中46个水分子围成两个五角十二面体和六个稍大的十四面体（2个六角形面，12个五角形面），八个
CH 4分子可以进入这些多面体笼中。计算甲烷和水的分子数之比和该晶体的密度。 4-3 已知Cl 2的气体水合物晶体中，Cl 2和H 2O 的分子数之体为1︰8
，在其晶体中水分子所围成的笼型结构与可燃冰相同。推测它的结构。
第 5 题（11分）不久前，美国威斯康星洲Emory 大学的研究者们发现了一种可以在温和条件下将硫醚（普通醚的氧原子被硫代替）选择性地氧化为硫氧化物的水溶性催化剂。新催化剂是金（III ）配合物
（如图），催化速度比已知以氧气为氧化剂的高温水溶性催化剂高几个数量级。该发现的潜在应用价值是可以在空气中分解掉化妆品、涂料、织物的污染物。回答下列问题：
5-1 下列物质中属于硫醚的有（ ）。
A ．CH 3－SH B ．CH 3－S －CH 3 C ．CH 3－－CH 3 D ．CH 3CH 2－－OH 5-2 配位键是一种特殊的共价键，共享电子对完全由一个原子提供。该催化剂分子中的配位键是_____________。
5-3 “金（Ⅲ）配合物”中‘Ⅲ’表示_____________。
5-4 氧化硫醚的氧化剂一般选择过氧化氢，由于副产物是水，对环境十分友好，所以，过氧化氢被称为“绿色氧化剂”。
①过氧化氢与水比较：沸点较高的是________；密度较大的是________；常见分子中，与过氧化氢式量相同的分子是__________（填化学式）。
②过氧化氢可以看作二元弱酸，在低温、稀溶液状态下能较稳定地存在，其水溶液俗称双氧水。请设计一条实验室制备少量纯净的双氧水的合成路线（只写出原理即可）。
③HOF 是较新发现的一种特殊物质，该物质容易水解能得到有氧化性的酸性溶液。请写出该水解方程式________________________。
第6题（4分） “瘦肉精”学名盐酸克仑特罗。用作饲料后，猪吃了它能减肥，人吃了它会中毒甚至死亡。自20世纪80年代开始，欧美等世界各国均将其定为禁用药品。
6-1 盐酸克仑特罗的化学名为α－［（叔丁氨基）甲基］一对氨基—3，5一二氯苯甲醇盐酸盐，化学式为C 12H 18Cl 2N 2O ·HCl 。画出它的结构简式。
6-2 在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子，并比较它们的强弱。
第7题（6分）科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。因为燃料电池有很多的优点。它的能量转化率比火力发电高一倍多，环境污染少，节能。按燃料电池化学成分的不同，有氢、一氧化碳、联氨、醇和烃等类型；按电解液的性质不同，可分为碱
性、酸性、熔盐和固体电解质、高聚物电解质、离子交换膜等类型。
以渗透于多孔基质惰性导电物材料为电极，用35%～50%KOH为电解液，天然气和空气为原料，构成的电池为碱性燃料电池。请写出：
阳极反应： ；阴极反应： 电池总反应式： 。
用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，例如Li 2CO 3 52%、Na 2CO 3 48%，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO 2的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。
阳极反应： ；阴极反应： ； 电池总反应式： 。
第8题（9分）有强烈气味的无色液体A 在100℃蒸馏时，其组成不变。此液体的蒸气密度（相对于空气）随温度而改变，100℃时为1.335，20℃时为1.50。若将液体加到新制的氢氧化铜（取化学计量的碱）中，沉淀溶解，形成淡蓝色溶液。将1g 液体A 与过量浓硫酸在一起加热时，放出密度（相对于空气）为0.966的气体360mL ，若将1g 液体A 加到含过量MnO 2的硫酸溶液中，则放出同样体积的、比前一种气体重1.57倍的另一种气体（体积均以标准状态计）。
8-1 确定液体A 的组成，并以必要的计算和反应的化学方程式证明答案。
8-2 为什么蒸馏时此液体的组成不变？为什么它的蒸气的相对密度随温度的变化而变化？
第9题（14分）日本的白川英树等于1977年首先合成出带有金属光泽的聚乙炔薄膜，发现它具有导电性。这是世界上第一个导电高分子聚合物。研究者为此获得了2000年诺贝
尔化学奖。
9-1 写出聚乙炔分子的顺式和反式两种构型。再另举一例常见高分子化合物，它也有顺反两种构型（但不具有导电性）。
9-2 若把聚乙炔分子看成一维晶体，指出该晶体的结构基元。 9-3 简述该聚乙炔塑料的分子结构特点。
9-4 假设有一种聚乙炔由9个乙炔分子聚合而成，聚乙炔分子中碳–碳平均键长为140pm 。若将上述线型聚乙炔分子头尾连接起来，形成一个大环轮烯分子，请画出该分子的结构。
9-5 如果3个乙炔分子聚合，可得到什么物质。并比较与由9个乙炔分子聚合而成的大环轮烯分子在结构上有什么共同之处。
第10题（8分）称取含铅试样0.500g ，用HNO 3溶解，然后用1mol/LNaOH溶液将试液调至中性。①加入足量K 2CrO 4溶液，铅完全生成铬酸铅沉淀；②将沉淀过滤洗净，用酸溶解，调节溶液为酸性；③再加入足量的KI 溶液，释放出I 2；④用0.100mol/LNa2S 2O 3溶液
滴定至终点时，消耗30.0mL 。
10-1 写出上述①、②、③、④步主要离子反应方程式； 10-2 写出该含铅试样中Pb 的质量分数计算式和结果。
1-1 30KMnO 4＋18P ＝10K 3PO 4＋30MnO 2＋4P 2O 5（2分）
1-2 3As 2S 3＋6K 2S ＋56HNO 3＝6H 3AsO 4＋15H 2SO 4＋44NO ↑＋4H 2O ＋12KNO 3（2分） 1-3 5Sn 2＋＋10Cl －＋4MnO 4－＋32H ＋＝5Sn 4＋＋5Cl 2↑＋4Mn 2＋＋16H 2O （2分） 2-1 Ga （1分） [Ar]3d 104s 24p 1（1分） ＋1 ＋3（1分）
2-2 2Ga ＋6H ＝2Ga 3＋3H 2↑ 2Ga ＋2OH ＋2H 2O ＝2GaO 2＋3H 2↑（各1分）
＋
＋
－
－
2-3 30℃（只要高于一般室温，低于体温即可，实际熔点29.78℃）（1分） 高温温度计（2分，写温度计只给1分）
X 的液体受热时能膨胀，且随温度呈线性膨胀。（2分）
2-4 当气温高于29.78℃时，固体像就熔化为液体“逃之夭夭”，故要用容器盛装镓，防止固体爆镓化为液体“潜逃”。（1分）
另外，嫁具有反常膨胀的性质，当镓由液态凝固成固态时，体积要膨胀3％，这样盛装镓的容器的材料就不能装在玻璃容器里注意。（1分，答出大意即可）
要装在具有弹性的塑料袋或橡胶袋中（1分）
3-1 A ：SO m X n ，X ＝F 、Cl 、Br 、I 之一或几种，∴A 为卤氧化硫，∴A 与水的反应可
2－－－－
能是：SOX 2＋H 2O →HSO 3＋X 或SO 2X 2＋H 2O →SO 4＋X （不可能是氧化还原反应），
由①、②、③、④、⑤知：A 可能是SOCl 2、SOClBr 或SOBr 2。由⑤的反应现象无I 3－色出
2－2－－－
现并不能判断无I ，因为有：I 2＋SO 3→I ＋SO 4。（3分）
3-2 若A 为SOX 2，则水解产生SO 2：SOX 2＋H 2O →SO 2＋2HX ； 5SO 2＋2MnO 4－＋2H 2O →5SO 42－＋2Mn 2＋＋4H ＋
若为SO 2X 2，则水解：SO 2X 2＋H 2O →SO 4－＋X －（2分）
3-3 初步判断有无I 3－离子，其离子方程式为：2Cu 2＋＋4I －→2CuI ↓＋I 2。需要指出的
2
2－2－－－－
是：由⑤的反应现象无I 3色出现并不能判断无I ，因为有：I 2＋SO 3→I ＋SO 4。（2分）
3-4 A 可能是SOCl 2、SOClBr 或SOBr 2。（1分）
3-5 最后经计算A 为SOClBr 。若A 为SOBr 2，经计算可得沉淀1.29g ；而A 为SOClBr ，可得沉淀1.45g 。（2分）
3-6 SOClBr ＋H 2O ＝SO 2＋HCl ＋HBr （1分）
4-1 假设甲烷气体体积果折合成标准状况下的数据，为7.32 kmol。设甲烷水合物晶体的密度与冰密度是相同的，为1g/cm3，则其中的水有：55.56 kmol，因此：CH 4︰H 2O ＝1︰7.6。说明：甲烷水合物的组成可能是6CH 4·46H 2O 。以上是最简单的参考答案，只要答案为CH ·7～9H 2O ，均可按满分计。（4分）
4-2 n （CH 4）︰n （H 2O ）＝8︰46＝4︰23（1分）；ρ＝0.92g/cm3。（2分） 4-3 由于n （Cl 2）：n （H 2O ）＝1︰8＝6︰48。因此，十四面体笼填入6个Cl 2，2H 2O 进入十二面体笼。（3分）
5-1 B （1分）（A 为甲硫醇；C 为常用有机溶剂二甲基亚砜DMSO ；D 为乙基磺酸） 5-2 Au －S 键（2分）（硫为负二价元素，但存在孤电子对，显然是提供电子对给正三价的金元素）
5-3 正三价（1分）（根据金元素的配位——成键特征分析）
5-4 ①H 2O 2，H 2O 2，H 2S ；（各1分）②燃烧Ba ＋O 2＝BaO 2；BaO 2＋H 2SO 4（稀冷）＝BaSO 4↓＋H 2O 2；（2分）③HOF ＋H 2O ＝HF ＋H 2O 2（2分）
（水解的实质是相互交换离子，非氧化还原反应；HOF 中F 为负价元素）
6-1
（2分）
①确定是盐酸盐，写出有机部分后加·HCl ，②有机部分主干是苯甲醇，对位上有氨基，3,5位上有氯取代基；③醇的α位有甲基取代，而甲基的一个氢原子又被叔丁氨基（－NH(CH3) 3）取代。
6-2 略（与羟基相连的碳原子和中间的氮原子）（1分） C ＞N （1分） N 的光学活性一般很弱，往往不太考虑。
7 阳极反应：CH 4＋10OH －－8e －＝CO 32－＋7H 2O ；O 2＋2H 2O ＋4e －＝4OH －；阴极反应：
2
电池总反应式：CH 4＋2O 2＋2OH －＝CO 3－＋3H 2O 。
2－2－－－
阳极反应：CO ＋CO 3－2e ＝2CO 2；阴极反应：O 2＋2CO 2＋4e ＝2CO 3；
电池总反应式：2CO ＋O 2＝2CO 2。（各1分） 8-1 A 溶液是含HCOOH 74%的恒沸溶液（3分） HCOOH −浓硫酸−−→CO ↑＋H 2O （1分）
2HCOOH ＋Cu(OH)2＝(HCOO)2Cu ＋2H 2O （1分） HCOOH ＋MnO 2＋H 2SO 4＝MnSO 4＋CO 2↑＋2H 2O （1分）
8-2 一定压力下，恒沸溶液有恒定的组成，不能用蒸馏法分离。在溶液或蒸气中存在二聚甲酸(HCOOH)2，随着温度的升高，二聚甲酸不断解离成HCOOH ，故蒸气密度逐渐减小。（3分）
9-1
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
（各1分）
（各1分）
（顺式）天然橡胶 （反式）杜仲胶
9-2 －CH ＝CH －CH ＝CH －（2分）
9-3 聚乙炔的结构单元是CH
，每个碳原子轨道都是sp 2杂化，形成了三个共平面的，夹角约120°的杂化轨道，这些轨道与相邻的碳氢原子轨道键合构成了平面型的结构框架。其余未成键的p z 轨道与这一分子平面垂直，它们互相重叠，形成长程的π电子共轭体。（3分）
9-4 （3分）
9-5 苯（1分）
具有相同的对称要素（六重轴）；都有3个顺式双键（苯看作单双键，轮烯还有六个反式双键）（1分，答出一点，其它合理答案也可以）
10-1 ①Pb 2＋＋CrO 42－＝PbCrO 4↓ ②2PbCrO 4＋2H ＋＝2Pb 2＋＋Cr 2O 72－＋H 2O
2－3＋2－2－＋－－
③Cr 2O 7＋14H ＋6I ＝2Cr ＋3I 2＋7H 2O ④2S 2O 3＋I 2＝S 2O 4＋2I （各1
分）
10-2 Pb ～3S 2O 32 207.2×[0.100×0.0300/3]/0.500（2分） w （Pb ）＝41.4%（2分）
－