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清北学堂2011暑期综合试题 06(施华老师)


清北学堂 2011 暑期综合试题 06 (施华老师)

1.008

He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.0930.97 32.0735.45 39.95 22.9924.3

1 Ge As Se K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Br Kr 39.1040.0844.9647.8850.94 52.0054.9455.8558.9358.6963.55 65.3969.72 72.6174.9278.9679.9083.80 In Sn Sb I Xe Te Rb Sr Y Zr Nb Mo T c Ru Rh P d Ag Cd 85.4787.62 88.9191.22 92.9195.9498.91101.1 102.9106.4 107.9112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf T a W Re P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba Os Ir [210] 132.9137.3La Lu 178.5180.9 183.9186.2190.2 192.2195.1197.0200.6 204.4207.2209.0 [210][210] [222] Fr Ra Db Sg Bh Hs Mt [223] [226]Ac-Lr Rf H

相对原子质量

第一题 在水溶液中,(NH4)2S2O8 溶液能与淀粉-KI 溶液发生反应,溶液变蓝色。从理论上讲, 在较高温度时,该反应速率很快。但实验结果表明:在较高温度下上述实验现象不明显。 1. 试写出上述化学反应的离子方程式。 2. 简要叙述实验现象不明显的原因。

3. 为了加快化学反应, 有人在(NH4)2S2O8 与淀粉-KI 溶液的混合溶液中加入了盐 A 后, 反应能瞬间完成。请问 A 为何物?其离子方程式如何?如何判断上述反应已经完 成?

第二题 赤铜矿的主要成分是 Cu2O。测定赤铜矿中 Cu2O 含量的方法是:将矿石溶于足量的 Fe2(SO4)3 和 H2SO4 的混合溶液中,然后用酸性 KMnO4 溶液滴定。 1. 写出上述测定赤铜矿的化学反应方程式。 2. 上述测定方法有什么优点?

3. 若某次测定 Cu2O 中称取 5.0g 矿样, 用高锰酸钾溶液滴定时, 消耗 0.1mol/L KMnO4 溶液的体积为 100mL,则矿样中 Cu2O 的质量分数为多少?

4. 铜矿中还有一种重要的矿石

辉铜矿,其主要成分为 Cu2S。有人提出将赤铜矿

和辉铜矿混合粉碎后将强热,即可得到粗铜。你认为有无道理?为什么?

第三题 某气体单质通过 Na2CO3 溶液可制备中学常见的无机酸的酸酐 A (常温下为浅绿色二元 化合物)。若取标准状况下气体 A 20.00mL 溶入足量的 KI 溶液(假设反应完全进行),再 用 0.1000mol/L 的 Na2S2O3 标准溶液滴定生成的 I2,消耗 35.70mL。 1. 试通过计算确定 A 的组成。 2. 写出制备 A 的化学反应方程式。

3. A 加热会爆炸性分解为气体 B 和气体 C,将 B 溶于水可生成 D,A 溶于水也可得到 D,D 为弱酸性物质,具有强氧化性。试确定 B、C 和 D 的分子式。 4. 气体 A 在液态空气中与 NH3 反应生成一种盐 E、 气体 F 和水。 试写出该反应方程式。

第四题 继 CH4 和水的包合物在海底大量发现之后,在某些岩层中又发现了希有气体 Rg(限于 At、Kr、Xe、Rn)与水的包合物。理论计算可知当水分子形成笼体结构所包藏的 Rg 达到 最大值时 Rg 与水分子个数比为 1:5.75。有如下数据 包合气体 1atm 下分解温度 00C 时的解离压力 Ar -42.80C 105atm Kr -27.80C 14.5atm Xe -3.40C 1.5atm Rn / 1atm

试回答: 1. 该包合物与希有气体原子序数在稳定性上存在何种关系?就你所学知识提出合理 的解释,并在有机化学中找出类似的一例。

2. 如将 H2O 分子换为 D2O,形成的包合物的解离温度将更为降低,为什么?

3. 水、 CCl 2Xe· 2O 在 1atm 下到 13.70C 17H 有机溶剂与 Rg 的共同包合物较为稳定, 4· -10 时才分解。假定其晶胞等同于冰的晶胞,冰晶胞中晶胞参数为 a=4.52×10 m, c=7.37×10-10m,六方晶系,试求这种晶体密度。

第五题 0 0 将 Bi-BiCl3 混合物加热至 325 C,然后经缓慢降温至 270 C,过剩的 BiCl3 用升华法 分离除去,余下一黑色晶体 Bi24Cl28,该物质中有铋原子簇阳离子,两种阳阴离子。其中一 种阴离子的构型为四方锥, 另一种阴离子的构型为底部共一条边的四方锥连接而成的双核配 离子,阴离子中 Bi 的氧化数为+3,在晶体中阴离子个数比为 4:1。 1. 指出 Bi24Cl28 中阳离子的组成。 2. 若该阳离子中有两种不同的铋原子,且离子中存在一个 C3 旋转轴,两种不同铋原 子个数比为 1:2,试画出该原子簇阳离子的结构。

3.若将 Bi、BiCl3、AlCl3 混合加热,可得到 Bi5AlCl4,试画出该物质中阴离子的结构。

第六题 一定量的烃 X 能在气体单质 A 中燃烧,将产生的气体恢复到室温后通入到足量的 Ca(OH)2 溶液中,产生 6.24g 白色沉淀;将同样量的 X 放在气体单质 B 中燃烧,也将产生 的气体恢复到室温后,通过足量的澄清石灰水,则产生 16.0g 白色沉淀。已知 X 不能在 Fe 的催化下与液溴反应,但能在光照的条件下与 Cl2 反应。X 能与热的 KMnO4 溶液反应,生 成 Y,Y 能与 12 倍量的盐酸完全反应。已知 A 和 B 均是中学常见的气体单质。 1. 试分析确定气体 A 和 B。确定烃 X 和有机物 Y。

2. 写出上述化学反应方程式。

第七题 无色结晶A(熔点478K)是一元固体强酸(含有两种基团),溶于水和液氨,不溶于乙 醇。在工业上用作酸性清洗剂、阻燃剂、磺化剂。A在室温下较稳定,但在干燥的空气中受 热到533K时,能产生SO3、SO2、N2和H2O。A晶体属正交晶系,晶胞中含有n个A分子,晶 胞参数a=806.6pm,b=811.5pm,c=925.5pm,密度为2.13g/cm 。 1.试通过计算确定A的分子式。解释A是强酸的原因。
3

最近,有化工厂用尿素[CO(NH2)2]和发烟硫酸(溶有SO3的硫酸)为原料合成A的化学工艺:

2.重结晶用10%~12%的硫酸作溶剂而不用水作溶剂的原因是什么?

尿素和发烟硫酸的反应步骤是: ①CO(NH2)2(s)与SO3(g) 1:1(摩尔比)发生化合反应生成B。 ②B与H2SO4 1:1(摩尔比)反应生成A。 3. 试分别写出反应①和反应②的化学反应方程式。判断反应①的ΔH的热值大小。

4. 上述反应过程应控制反应温度为75~800C,若温度高于800C,A的产率会降低,其 原因是什么? 5. 测定产品中A纯度的方法如下:称取7.920g产品配成1000mL待测液,量取25.00mL待 测液于锥形瓶中,加入2mL 0.2mol/L稀盐酸,用淀粉碘化钾试剂作指示剂,逐滴加入 0.08000mol/L NaNO2溶液,当溶液恰好变蓝时,消耗NaNO2溶液25.00mL,此时反应中的 氧化产物和还原产物均相同。

6. 试写出测定产品中A的纯度的化学反应方程式, 并计算产品中A的质量分数 (要求写 出计算过程)。

7.以酚酞为指示剂,用 NaOH 溶液进行酸碱中和滴定也能测定产品中 A 的纯度,但测 定结果通常比 NaNO2 法偏高,原因是 A 中混有某种杂质。请问该杂质是什么?为什么?

第八题 高铁酸钾(K2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。 1. 已知 FeO42-能在中性的水中变成 Fe(OH)3 胶体。 Fe(OH)3 胶体裹夹着水中杂质而沉 淀,从而达到净水作用。试写出 FeO4 发生净水作用的离子方程式。
2-

2. K2FeO4 能受热分解,写出热分解反应方程式。

3. 将适量 K2FeO4 溶解于 pH=4.74 的溶液中,配 2制成 c(FeO4 )=1.0mmol/L 的试样,将试样分
0 0 0 0 别置于 20 C、30 C、40 C 和 60 C 的恒温水

2浴中,测定 c(FeO4 )的变化,结果见右图。

该实验的目的是什么?发生反应的ΔH 热值大小如何?

4.FeO42-在水溶液中的存在形态如右图所示。 2该pH-分布系数图说明FeO4 具有什么特点?向 pH=6的这种溶液中加KOH溶液,写出发生主要反应的离 子方程式。

5.测定某 K2FeO4 溶液浓度的实验步骤如下: 步骤1:准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中 2步骤2:在强碱性溶液中,用过量CrO2 与FeO4 反应,此时铁元素沉淀,而铬元素以酸 根形式存在于溶液中。 3+ 步骤3:加稀硫酸。其中过量的CrO2 转化为Cr 。 步骤4:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用c mol/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点, 消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液V1 mL。 ① 写出测定步骤中所有发生反应的离子方程式。

② 根据上述实验数据,测定该溶液中K2FeO4的浓度为_____mol/L(用含字母的代数 式表示)。

第九题 A 为高能量的二元化合物,其结构高度对称。爆炸 A 除得到黑色粉末 B(单质)外,还 C 得到稳定的气体 C。 在标准状态下密度为 1.25g/L。 已知 A 中某元素的质量分数为 93.33%。 1. 试通过计算确定 A 的分子式和结构简式。

2. 写出 A 爆炸反应方程式。

3. A 可用钠盐 D 与有机物 E 发生取代反应制得。 已知 E (不含氢元素) 为四面体构型, 其中氯元素的质量分数为 73.70%。试确定 E 的结构简式。写出制备 A 的化学反应 方程式。

第十题 光催化制氢是化学研究的热点之一。 科学家利用含有呲啶环实现了循环制氢法, 其示意 图如下(仅列出部分反应条件) :
O CH 3O C H3C
N H 有机物 I

O C OCH 3 CH3 光 催化剂

H2

有机物 II

1. 试确定有机物 II 的结构简式。

2. 有机物 I 可以用有机物 III 与乙酰乙酸甲酯和 NH4HCO3 反应制得。试确定有机物 III 的结构简式。写出制备有机物 I 的反应方程式。

3. 若用有机物
OH

CHO

代替 III 作原料,也能进行类似的上述反应,写出所得有机物 IV

的结构简式。

参考答案
第一题 1.S2O82-+3I2SO42-+I3-(或 S2O82-+2I2SO42-+I2) ① 2.I2 和淀粉在相对高温下不显色。I2 和淀粉结合显色;若温度继续升高,S2O82-和 I的反应速度继续加快,但 I2 和淀粉不显色,而且 I2 要升华,这样实验就不准了。 3.A 为 Na2S2O3 或其他硫代硫酸盐;离子方程式为:2S2O32-+I3S4O62-+3I- ② 22反应①生成的 I2 立即与 S2O3 反应, 生成了无色的 S4O6 和 I 。 因此在开始一段时间内, 看不到 I2 与淀粉作用而显示出来特有的蓝色,但是一旦 Na2S2O3 耗尽,反应①生成的微量 I3-,就立即与淀粉作用呈现蓝色,所以蓝色溶液的出现应标志着反应②的完成。 第二题 1.Cu2O+Fe2(SO4)3+H2SO4 2CuSO4+2FeSO4+H2O 10FeSO4+2KMnO4+8H2SO4 5Fe2(SO4)3+2MnSO4+K2SO4+8H2O 2.Fe2(SO4)3 溶液可循环使用。 3.72% 4.有道理。因为 2Cu2O+Cu2S 6Cu+SO2 第三题 1.A:Cl2O;计算略。 2.2Cl2+Na2CO3 2NaCl+Cl2O+CO2 3.B:Cl2;C:O2;D:HOCl 4.10NH3+3Cl2O 6NH4Cl+2N2+3H2O 第四题 1.原子序数越大越稳定,主体一客体原理 冠醚结构 2.H2O 分子间作用力较强,而 D2O 作用力较弱 3.
?? 6.02? 10
23

(153.81 ? 306.34 ? 262.6)g / mol / mol? (4.52? 10
?10

m) ? 7.37 ? 10
2

?10

17 m? 4

? 10?6 ? 1.88g.cm ? 3

第五题 1.根据题意阳离子 Bi95+阳离子,还有 BiCl52-和 Bi2Cl82-阴离子。(Bi9)2(BiCl5)4(Bi2Cl8)

2.

Cl

3.

Cl

Al Cl

Cl

第六题 1.讨论法求解。А 和 В—O2 和 F2

2.

化学方程式为: C24(CH3)12+24KMnO4 C24(COOK)12+12HCl 第七题

C24(COOK)12+24MnO2+12KOH+12H2O C24(COOH)12+12KCl

N A ? V ? ? 6.02 ?1023 ? 8.066 ? 8.115 ? 9.255 ?10-24 。讨论:当 Z=1,2……,直到 ? Z Z Z=8 时,M=97g/mol。因为两性,所以分子中有-NH2(碱性)和 HSO4-或 SO3H,所以 A 为

1. M ?

NH2SO3H。 H2NSO3H H2NSO3-+H+ p-π共轭稳定,有利于负电荷分散 2.氨基磺酸在硫酸溶液中的溶解度比在水中的溶解度小。 3.CO(NH2)2(s)+SO3(g) H2NCONHSO3H+H2SO4 方向移动。 5.H2NSO3H+NaNO2 NaHSO4+N2↑+H2O n(H2NSO3H)=n(NaNO2)=25.00×10-3×0.08000mol/L=2.000×10-3mol ω(H2NSO3H)= 2.000 ?10?3 mol ? 97g?mol?1 ×100%=98.0%
7.920g ? 25.00mL 1000mL

H2NCONHSO3H(s) 2H2NSO3H+CO2↑

ΔH<0

4.温度高,SO3气体逸出加快,使反应①转化率降低。温度高,反应①平衡向逆反应

(4)硫酸 第八题 1.4FeO42-+10H2O 4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑ 2.4K2FeO4 2K2O+2K2Fe2O4+3O2↑ 3.探究温度对 FeO42-浓度的影响(或其他合理答案) > 24.FeO4 离子具有一定的水解性。必须在较强的碱性条件下才能大量存在。 pH=6时:HFeO4-+OHFeO42-+H2O 5.①步骤 2:CrO2-+FeO42-+2H2O Fe(OH)3↓+CrO42-+OH- 2+ Cr2O72-+H2O CrO2-+4H+ Cr3++2H2O 步骤 3:2CrO4 +2H Fe(OH)3+3H+ Fe3++3H2O 2+ 2+ 6Fe3++2Cr3++7H2O 步骤 4:6Fe +Cr2O7 +14H ②cV1/(3V) 第九题 1.从题意看,M(C)=1.25×22.4=28g/mol,因此 C 为 N2,B 为炭黑。经讨论:A 的分 子式为 CN12。由于 A 结构高度对称,因此 A 为 C(N3)4。 2.C(N3)4 C+6N2↑

3.经讨论,E 的分子式为 C2NCl3,其结构简式为 CN-CCl3。因此化学反应方程式为: 4NaN3+NC-CCl3 C(N3)4+NaCN+3NaCl 第十题
O O C OCH 3
N

1.有机物 II:

CH 3O C H3C

CH3

2.有机物 III:HCHO;
O O C OCH 3
N H

HCHO+2CH3COCH2COOCH3+NH4HCO3

CH 3O C H3C

+4H2O+CO2
OH

CH3

O

H

O C OCH 3

3.将前后有机物分子式进行加减,所得化合物的结构式为:CH 3O

C
N H



H3C

CH3


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