2010全国高中化学竞赛复赛答案

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2010全国高中化学竞赛复赛答案

化学素质和实验能力竞赛(第二十届天原杯)复赛试题参考答案

一、选择题：

题号 1 2 3 4 5 6 7 8

答案 D D B A、D D B、D B、D C、D

题号 9 10 11 12 13 14 15

答案 B、C C C B、D A、C C B

二、填空题：（除标明分数外，其余皆为每空1分）

16．（3分）（1）H2O2 （2）作润滑剂或电极 （3）S8

17．（3分）（1）2NOx+2xCO＝2xCO2+N2 （2） 73.5 g ＜ m ＜ 84.3 g （2分）

18．（7分）（1）起到保护臭氧层的作用 （2）①

② （2分） ③不行。如果直接通入合成塔，由于空气中CO2的含量太低了，不利于生成甲醇的反应进行。（2分） ④ 6.6

19．(5分) ⑴ 氧 氮 ⑵ H2O、H2O2（各0.5分）

⑶ HNO3+NH3•H2O=NH4NO3+H2O ⑷ NaH+H2O=NaOH+H2↑

20．（6分）⑴ 滤液中含有未反应盐酸，NaOH会和盐酸发生中和反应

⑵ ① Fe、Ag、Cu （3分） ② Fe (NO3)2、Ba(NO3)2 （2分）

21．（6分）（1）2 （2）硝酸 CO32－ （过量的）硝酸钡 硝酸银 （3）因为溶液中溶质存在的形态主要是离子，1、3中的离子组成是相同的，区别仅仅是呈现形式不同而已。

22．（4分）（1）减弱 ①溶液吸收了空气中的CO2 ②氢氧化镁的溶解度随温度的降低变小

（2）做对比实验，让上述红色溶液分别与空气接触和隔绝空气的条件下冷却，若前者褪色，后者不褪色，则证明空气中的CO2使溶液碱性减弱，导致红色褪去

23．（6分）（1）NaHCO3和HCl反应生成气态CO2，使胃内气压遽然升高（2分）

（2）0.3 g Mg(OH)2比0.5 g NaHCO3能中和更多的HCl，所以药效强于NaHCO3；Mg(OH)2和HCl反应速率慢于NaHCO3和HCl，所以药效比服用NaHCO3持久 （2分）

（3）Mg(OH)2和HCl反应生成MgCl2和H2O，出现“轻泻”和MgCl2或Mg 有关（2分）

三、实验题：（除标明分数外，其余皆为每空1分）

24．（4分）224（2分） 加入酸液的体积“置换出”平底烧瓶中的空气，造成收集的气体体积的偏大（2分）

25．（4分） 否 是 否 否

26．（12分）（1）关闭活塞k，将末端导管插入试管A的水中，用酒精灯微热硬玻璃管，若导管末端有气泡冒出，撤去酒精灯冷却后，在导管内形成一段水柱，则证明装置的气密性良好。（2分）

（2）反应过程中导管末端必须始终插入试管A的水中，目的是：防止空气中的氧气通过末端导管进入实验装置，生成氧化钙，引入杂质。 （2分）

（3）继续通入氮气，将末端导管从试管A中撤出水面，再熄灭酒精灯。（2分）

（4）①x = 3（2分） ②＜ 因为钙的总量不变，含有氧化钙的氮化钙总质量增大[ m(xCaO)＞m(CaxN2），钙与氮（不纯）元素的质量比减小，其个数比也变小，所以x值会减小。（3分）

四、计算题：

27．（4分）解：N2、H2、O2体积为60 mL，H2和O2化合成水剩余气体体积为15 mL，消耗45 mL气体。（1分） 由 2 H2 + O2 =2 H2O知：消耗30 mL H2、15 mL O2，剩余气体中O2 5 mL、N2 10 mL。（2分）

20 mL氨完全分解为10 mL N2和30 mL H2，即1 mL氨由1/2 mL N2和3/2 mL H2组成，所以氨的分子式为NH3。（1分）

28．（6分）（1）20.00% （2分）

（2）m(Na2CO3)＝6.63 g （2分） m(NaHCO3)＝10.49 g （2分）

附加题（1）（写出一种得1分，写三种且全部正确得4分。）

Na＞Mg＞Zn Na＝Mg＞Zn、Mg＞Na＞Zn

（2）m≥3.25 （2分）

（3）（4分）

高中化学竞赛无机模拟试题

第一届化学素养大赛

一、选择题（单选题，每题1分，共30分）

1．食品检验是保证食品安全的重要措施，下列不属于食品安全检测指标的是（ ）。

A、二氧化硫的含量 B、蛋白质的含量

C、亚硝酸盐的含量 D、三聚氰胺的含量

2．三聚氰胺被人称为“蛋白精”。它遇强酸或强碱水溶液水解，氨基逐步被羟基取代，最后生成三聚氰酸[C3N3(OH)3]。三聚氰酸[C3N3(OH)3]可用于消除汽车尾气中的NO2。其反应原理为：C3N3(OH)33HNCO；8HNCO+6NO27N2+8CO2+4H2O

下列说法正确的是（ ）。

A、C3N3(OH)3与HNCO为同一物质 B、HNCO是一种很强的氧化剂

C、1 mol NO2在反应中转移的电子为4 mol D、反应中NO2是还原剂

3．北京2008奥运会金牌为金镶玉，直径为70 mm，厚6 mm。某化学兴趣小组对金牌中金属的成分提出猜想：甲认为该金属是由纯金制成；乙认为该金属是由金银合金制成；丙认为该金属是由黄铜（铜锌合金）制成。为了验证他们的猜想，取制造这种金牌的材质粉末少量进行实验，加入下面一种试剂来证明甲、乙、丙猜想的正误，该试剂应是（ ）。

A、硫酸铜溶液 B、盐酸 C、稀硝酸 D、硝酸银溶液

4．2008年节能减排将成为我国新一届政府工作的重点，因此节约能源与建设新能源是摆在当前的一个课题。针对这一现象，某化学学习研究性小组提出如下方案，你认为不够科学合理的是（ ）。

A、采用电解水法制取无污染的氢能 B、完善煤液化制取汽油的技术

C、研制推广以甲醇为燃料的汽车 D、进一步提高石油加工工艺

5．科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为（ ）。

A、H2+2OH-2H2O+2e B、O2+4H++4e2H2O

C、H22H+＋2e D、O2+2H2O+4e4OH－

6．2006年，科学家们发明了一种能够给电子设备提供动力的生物燃料电池。该电池包括两个涂覆着酶的电极，它们处于充满空气和少量氢气的玻璃槽中。由于气体可以混合从而省去了昂贵的燃料隔离膜，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（ ）。

A、左边为该电池的负极

B、该电池可在高温环境下使用

C、该电池负极反应为：H2-2e2H+

D、该电池正极反应为O2+4e2O2-

7．下列有关化学品的说法不正确的是

A、常用洗涤剂的主要成分是表面活性剂

B、染发剂有植物染发剂、无机染发剂、合成染发剂等

C、若不慎接触敌敌畏或甲胺磷，最好用中性皂液清洗

D、有机磷农药比有机氯农药易分解，在环境中残留时间短

8．每年国庆期间，上海市都要举行盛大的焰火庆祝活动。焰火绽放出的五颜六色是一些金属离子魅力的展示。焰火的主要原料是黑火药，还有草酸钠、碳酸铜（发出绿色的光）等发色剂和氯酸钾、镁铝金属粉末等添加剂。下列说法正确的是（ ）。

A、碳酸铜因为受热分解才发出绿色的光 B、氯酸钾的主要用途是产生紫色的焰火

C、镁铝在焰火中发出耀眼的白光 D、黑火药的主要成分是木炭、硫磺

9．化学是一门实用的、中心的学科，生活中的许多问题常涉及到化学知识。它在给经济发展和群众生活带来方便的同时，也产生负面的影响。下列有关叙述不正确的是

A、次氯酸和臭氧都是强氧化剂，都能杀死水中的细菌。自来水常用氯气来杀菌消毒，是因为氯气杀菌消毒效果要比臭氧好，且不会残留有毒、有害物质

B、人们应用原电池原理，制作了多种电池，如干电池、充电电池、高能电池等。电池在现代生产和科学技术中发挥了重要作用，但废旧电池会对生态环境和公众健康造成危害。所以废旧电池必须回收再利用

C、明矾常用作净水剂，但人体摄人大量铝盐，易患“老年性痴呆”，所以明矾不能大量使用

D、氟氯烃为一类含有氟和氯的有机物，是制冷效果极佳的致冷剂。但它能破坏臭氧层，人们正在采取措施减少并逐步停止氟氯烃的生产和使用

10．据央视报道，自2005年12月1日起在武汉九市进行车用乙醇汽油封闭推广行动。车用乙醇汽油是把变性燃料乙醇和汽油按一定比例混配形成的一种新型汽车燃料。经多项检测结果表明，它不影响汽车的行驶性能，还可以减少有害气体的排放量。在美国、巴西等国早已推广使用。下列有关乙醇汽油的说法正确的是（ ）。

A、乙醇汽油是一种纯净物

B、乙醇汽油作燃料不会产生碳氧化物等有害气体，其优点是可以减少对环境的污染

C、乙醇和汽油都可作溶剂，也可相互溶解

D、乙醇和乙二醇互为同系物

11．英国媒体2005年4月15日报道，高露洁牙膏中含有的消毒剂三氯生，遇含氯自来水能生成哥罗芳（三氯甲烷），哥罗芳能导致肝病甚至导致癌症。已知三氯生的结构简式如下。有关说法正确的是（ ）。

A、三氯生的分子式为：C12H6Cl3O2

B、哥罗芳存在同分异构体

C、三氯生能与氢氧化钠溶液反应

D、三氯生易溶于水

12．2008年神舟七号载人飞船发射成功，并首次实现了太空行走，这是我国航天史上一座新的里程碑，标志着我国在攀登世界科技高峰的征程上，又迈出了具有重大历史意义的一步。下列叙述正确的是（ ）。

A、可作为飞船内供氧物质的是KMnO4、Na2O2

B、钛作为一种重要的航天金属，在工业上可用钠还原钛的卤化物来制备

C、飞船助推火箭外层的涂料是一种性质稳定、不易分解的材料

D、航天员所用的“尿不湿”是一种高分子材料制成的，该材料属于纯净物

13．化学知识广泛应用于生产、生活中，下列相关说法不正确的是（ ）。

A、食用松花蛋时蘸些食醋可以去除氨的气味

B、棉花和木材的主要成分都是纤维素，蚕丝和蜘蛛丝的主要成分都是蛋白质

C、只用淀粉溶液即可检验食盐是否为加碘盐

D、液氯罐泄漏时，可将其移入水塘中，并向水塘中加入生石灰

14．为了使鱼苗顺利运输，必须满足三个条件：①需要保持适量氧气；②使鱼苗呼出的二氧化碳及时排除；③防止细菌大量繁殖。则在远距离运输鱼苗的水中，最好加入适量下列物质中的（ ）。

A、过氧化钠 B、氯水 C、过氧化钙 D、双氧水

15．大多数植物在干旱中死亡，原因是细胞中的水分消失时，细胞膜会粘在一起，有水分时不能复原。1995~1996年间，科学家在南部非洲发现有一种植物，缺水时枯萎，但一有水便恢复生机，其奥秘是：细胞内有一种物质，在细胞极端脱水时，会形成玻璃状物质，该物质是（ ）。

A、磷酸盐 B、铵盐 C、钾盐 D、糖类

16．为了使鸡蛋保鲜，可在蛋壳上涂上一层水玻璃溶液，这是利用了水玻璃的（ ）。

A、易水解性 B、氧化性 C、碱性 D、还原性

17．青霉素试验针用它的稀溶液（200国际单位青霉素/mL）。现有1小瓶20万国际单位青霉素，1.0 mL注射器（分刻度为0.1 mL），注射用水和几个干净小瓶。现吸取1.0 mL注射用水注入第1瓶内溶解青霉素。吸取0.1mL溶液在第2 小瓶中用水稀释成1.0 mL。再吸取0.1 mL在第3小瓶中稀释成1.0 mL。又……在第几小瓶中青霉素浓度为200国际单位/mL。

A、3 B、4 C、5 D、6

18．粗食盐的杂质主要是MgCl2。工业上常把粗盐粉碎后用饱和食盐水浸洗，再过滤出食盐。对此，下面的评论正确的是（ ）。

A、浸洗前后，被浸洗的食盐中MgCl2的含量基本不变。

B、浸洗前后，食盐水中NaCl的浓度完全不变

C、浸洗用过的饱和食盐水可以无限次地使用下去

D、粉碎颗粒的大小影响浸洗后盐中MgCl2的含量

19．最近国外科学家把一个条形磁铁置于长方形水槽的底部中央，磁场强度达4特斯拉。结果，水被推往两壁直至露出水底的磁铁，该实验说明了水分子

A、分子量比较小 B、是非极性分子 C、是极性分子 D、分子间作用力很弱

20．把一个“熟”水果和几个“生”水果一起放在一个塑料袋中，扎紧袋口。“生”水果很快就“熟”了。若在水果贮藏室中，放几块被某物质的溶液浸透过的“砖块”，（即使有“熟”水果）“生”水果可保存较长的时间。则该物质是（ ）。

A、KMnO4 B、CH2=CH2 C、H2O D、都不是

二、填空题（每空1分，总计60分）

21．以腐败物质为食物的苍蝇不会生病，这引起人们的极大兴趣，近年的研究结果表明，苍蝇体内有一种称为肽的物质能使苍蝇免受细菌感染，这种肽有2个作用，其中之一是产生过氧化氢，过氧化氢的作用是。

22．2008年5月12日四川汶川发生特大地震，举世震惊。为防止在大灾之后疫病流行，全国各地向灾区运送了大量的各种消毒剂、漂白剂等。

（1）二氧化氯是目前国际上公认的第四代高效、无毒的广谱消毒剂，它可由KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式：。

（2）过碳酸钠是一种有多用途的新型氧系固态漂白剂，化学式可表示为Na2CO3·3H2O2，它具有Na2CO3和H2O2的双重性质。过碳酸钠与下列物质均会发生化学反应而失效，其中过碳酸钠只发生了还原反应的是。

A、MnO2 B、KMnO4溶液 C、稀盐酸 D、Na2SO3溶液

（3）漂白剂亚氯酸钠（NaClO2）在常温与黑暗处可保存一年，亚氯酸不稳定可分解，反应的离子方程式为：HClO2ClO2↑＋H+＋Cl-＋H2O（未配平）。当1mol HClO2发生分解反应时，转移的电子个数是__。

（4）有Fe2+、NO3-、Fe3+、NH4+、H+和H2O六种粒子，分别属于同一氧化还原反应中的反应物和生成物，则该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_。

23．科学家发现在特殊条件下，水能表现出许多有趣的结构和性质。

（1）一定条件下给水施加一个弱电场，常温常压下水结成冰，俗称“热冰”，其计算机模拟图如下。

水 热冰

使水结成“热冰”采用“弱电场”的条件，说明水分子是_分子。请你展开想象，给“热冰”设计一个应用实例_。

（2）用高能射线照射液态水时，一个水分子能释放出一个电子，同时产生一种阳离子。

①释放出来的电子可以被若干水分子形成的“网”捕获而形成水合电子，你认为水分子间能形成“网”的原因是_。

②由水分子释放出电子时产生的一种阳离子具有较强的氧化性，试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式_；该阳离子还能与水分子作用生成羟基，经测定此时的水具有酸性，写出该过程的离子方程式_。

24．水银法电解食盐水是氯碱工业发展进程中的重要里程碑，以制得碱液纯度高、质量好著称，其生产原理示意如下：

（1）分别写出电解池、解汞室中发生反应的离子方程式：

电解池：__；解汞室__。

（2）当阳极产生3.36m3（标准状况）Cl2时，解汞室中生成NaOH的质量为_千克。

（3）电解室中NaCl溶液的流入、流出速率均为V L/min，若生产上要求流出碱液的物质的量浓度为c mol/L，则解汞室中碱液的流出速率Q=__L/min。

（4）20世纪60年代，氯碱生产采用离子膜法，水银法逐渐被淘汰，你认为被淘汰的主要原因是_。

25．非金属元素R有n种同位素，回答下列问题：

（1）R元素组成的双原子分子有__种。

（2）R有一种氢化物分子式为H2R2，若H元素有三种同位素，则H2R2分子有__种。

26．当今世界，化石燃料的储量正在迅速减少，寻找可替代的能源是世界各国努力的方向，其中氢能源就是研究的热点之一。大规模廉价的制备氢气，安全的储存运输氢气等技术问题都需要科学家们解决的难题。

（1）三种常见的化石燃料分别是、_和_。

（2）氢能源相对化石燃料的优点是_。

（3）阿波罗号宇宙飞船用的就是氢燃料电池，其负极是多孔镍电极，正极为覆盖氧化镍的镍电极，用KOH溶液作为电解质溶液。则电极反应是：

负极反应：_；正极反应：。

（4）在高温下，利用Fe3O4与Fe的可逆氧化还原反应来储存和释放氢气，则相关的化学反应方程式是__。

27．冬春之际是吃甘蔗的时节，但要注意的是：霉变的甘蔗不能吃，原因是它产生了一种有毒物质3-硝基丙酸（记为A）。A结构简式为__；A的酸性比丙酸的酸性_（填“强、弱”）；A与NaOH反应的方程式为。

28．2008年奥运会在北京举行，下图类似奥运五元环，表示A、B、C、D、E五种化合物，元环交叉部分代表两种化合物含有一种相同元素，五种化合物由五种短周期元素组成，且每种化合物仅由两种元素组成。A是可燃冰的主要成份；B、E分子中各自所含电子总数均与硅烷（SiH4）分子的电子数相等，B不稳定，具有较强氧化性，能发生自身氧化还原反应；E的相对分子质量为32，具有还原性，且常用作航天器的燃料。C能发生反应：化合物(I)＋化合物(II)化合物(III)＋化合物(IV)，D是新型无机非金属材料，它所含两种元素的原子个数之比为3:4，电子数之比为3:2。

（1）A的电子式为；D的化学式为__。

（2）A、B、E中含有一种相同的元素，其名称为__。

（3）B和E反应可生成单质G和常见的液态化合物H，写出化学反应方程式。

（4）说出C物质的一种用途：。

29．2008年是我国火灾多发之年。试就有关问题回答：

（1）2008年上半年，深圳一家经营卡拉OK的房屋失火，造成多人死伤的特大事故。研究表明，火灾中绝大多数人的第一死因并非高温烘烤或火烧，而是慌乱奔跑时吸入烟雾中毒。且起火的建筑装修越豪华，这一点越明显。聚氯乙烯是制作装修材料的最常用原料，失火时聚氯乙烯在不同的温度下，发生一系列复杂的化学变化，产生大量有害气体，其过程大体如下：

请回答下列问题：

（1）火灾中由聚氯乙烯产生的有害气体，其化学成分主要是_，你认为其中含量最大的为，在火灾现场，为防止气体中毒的防护措施是_。

（2）上述变化中①所属的反应类型为__；有机化学中将分子加氧或去氢的反应称为氧化反应，加氢去氧的反应称为还原反应，据此，上述反应中属氧化反应的是（填代号）。

（3）在装修中广泛使用的粘合剂也是极易发生火灾的物质，聚乙烯醇缩丁醛就是这样一种粘合剂，它是由聚乙烯醇与丁醛缩合得到的含有六元环的高分子化合物，若已知反应：2CH3OH+HCHOCH3OCH2OCH3+H2O可以发生。请写出制取聚乙烯醇缩丁醛粘合剂的化学方程式：。

（4）2008年11月上海市某大学宿舍发生因使用电热丝“热得快”而引发的火灾，造成4人死亡的恶性事件。2008年11月14日华东师大二附中进行了消防演习，同学们在消防队员的指导下用干粉灭火剂消灭了模拟的火灾。干粉灭火剂是由灭火基料（如小苏打、碳酸铵、磷酸的铵盐等）和适量润滑剂（硬脂酸镁、云母粉、滑石粉等）、少量防潮剂（硅胶）混合后共同研磨制成的细小颗粒，用二氧化碳作喷射动力。请分析干粉灭火器的作用原理：_。

（5）俗话说“水火不容”，水是常用的灭火剂，但某些情况下水却起到了助燃的作用，因此不能盲目的用水来灭火。请举二例说明：①__；②__。

（6）2008年，某地在4号仓库发生火灾，那儿储存的是1000多箱火柴和数量不详的NH4NO3。起火后，工人用普通灭火器灭火效果不佳，继而在该仓库发生猛烈的爆炸。请问用普通灭火器灭火效果不佳的原因是__；产生爆炸的原因是。

（7）阻燃剂（又称防火剂）适量添加于可燃物料中可起阻燃作用。氢氧化铝是阻燃剂，其阻燃机理是_。

30．2008年春天，我国南方大部分地区出现了百年不遇的冰雪天气。融雪剂是对付冰雪灾害的有利武器，常用的融雪剂有氯盐型和有机型两种。其融雪原理是融雪剂溶于水后使冰点显著降低，NaCl饱和溶液的冰点降低到-21.20C，而干燥的融雪剂是起不到融雪作用的。回答下列问题：

（1）CaCl2和NaCl都可以做为融雪剂，研究表明：温度越低，CaCl2的融雪效果越好，其原因是_。有人说，加入CaCl2·2H2O比加入CaCl2好，你认为（填“正确”或“不正确”），原因是_。

（2）氯盐型融雪剂对水泥路面或桥梁的钢筋损害很大，其原因是_。

31．当今世界能源短缺，造成人们想方设法寻找新的能源或替代能源。因此一些所谓的发明运用而生，比如说“水变油”。我们知道：柴油是一种重要燃料，平均含碳约85%，含氢14%。而某些媒体披露如下一个发明：把25%的柴油和75%的水混合，加少量“膨化剂”，就可以变成柴油了，称之为“膨化柴油”，简称“水变油”。据说，它与天然的柴油有相同的热值。此发明得到了很多专家、学者的肯定，并通过了所谓的“鉴定”。但同时被许多专家教授否定。问：“水变油”是否可能？答：__；请你设计一个实验思路（不必详细实验过程操作过程），证明水是否变成油。实验思路是：__。

32．2008年世界各地都爆发了禽流感。抗禽流感药物达菲（Tamiflu）是以莽草酸（A）为原料，经过十步反应合成制得。莽草酸可以从我国常用的烹调香料“八角”中提取。达菲及A（莽草酸）、B的结构简式如下：

达菲：；A：；B：

已知：HCHO+CH3COCH2OH+CH3COOH

化合物A、B、C、D、E之间存在下图所示的转化关系：

回答下列问题：

（1）写出达菲的化学式（分子式）：__；

（2）写出化合物A中所含官能团的名称：_；

（3）写出AC的反应类型：_；

（4）写出BE的化学方程式：_；

（5）写出D的结构简式：_；

（6）已知B有多种同分异构体，写出符合下列性质的B的同分异构体的结构简式:

①与FeCl3溶液作用显紫色；②与新制Cu(OH)2悬浊液作用产生红色沉淀；③苯环上的一卤代物有2种。

结构简式为_；

（7）设计A先生成C的目的_；

33．上海市简称为沪，原意为“扈”，指一种捕鱼工具。说明古上海人以捕鱼为生。海鱼“集体自杀”是未解的自然之谜，德国一些科学工作者认为是由于海上的浮游细菌产生的一种有毒有臭味气体造成的，这种气体在深海底部某些区域也会产生并构成一种生态系统，该气体是；鉴定这种气体的方法是_。

34．由于环境污染，造成上海市水质性缺水。现在我们每天都与瓶装纯净水打交道。某些超市大力推荐一种称为“纳米水”的饮品，据称比一般水有更好的效能。请你结合纳米材料相关知识，对此写出一篇40字以下的科技短评。要求言简意赅。

华东师大二附中第一届化学素养大赛参考答案

一、选择题（单选题，每题1分，共30分）

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

B

C

C

A

C

C

C

C

A

C

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

C

B

C

C

D

A

B

D

C

A

二、填空题（每空1分，共60分）

21．分解出活性氧，杀灭体内的细菌，因而苍蝇不生病。

22．（1）2ClO3-+SO32- +2H+2ClO2+SO42-+H2O

（2）D

（3）0.8×6.02×1023

（4）8:1

23．（1）极性；建造室温溜冰场；

（2）①水分子间存在氢键；

②2H2O++SO24H++SO42-；H2O++H2OH3O++-OH

24．（1）电解池：2Na++2Cl-2Na+Cl2↑

解汞室：2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑

（2）解：n(NaOH)=n(e)=2n(Cl2)=2×3.36×1000L/22.4L/mol=300mol=0.3kmol

m(NaOH)= 0.3kmol×40g/mol=12kg

（3）Q=(a-b)V/c L/min

（4）汞有毒性，对环境造成污染。

25．（1）(n2+n)/2；

（2）(9n2+3n)/2

26．（1）煤、石油、天然气

（2）来源广，热值高，无污染

（3）负极：H2–2e+2OH-2H2O；正极：O2+4e+2H2O4OH-

（4）Fe3O4+4H23Fe+4H2O

27．O2N-CH2CH2COOH；强；

O2N-CH2CH2COOH+NaOHO2N-CH2CH2COONa+H2O

28．（1）；Si3N4；

（2）氢；

（3）2H2O2＋N2H4N2＋4H2O；制造光导纤维（或生产玻璃的原料）

29．（1）HCl、CO、苯等；HCl；用湿毛巾捂住口鼻；弯下腰吸低处的空气（其他合理答案可酌情给分）

（2）消去反应；4

（3）

（4）喷射出来的粉末，浓度密集，颗粒微细，盖在固体燃烧物上能够构成阻碍燃烧的隔离层，同时析出不可燃气体，使空气中的氧气浓度降低，火焰熄灭。

（5）①金属钠等活泼金属燃烧；②红热的碳上浇少量水

（6）火柴本身包含有氧化剂和还原剂，而普通灭火器的作用是意图隔离可燃物与氧气接触，因而成效不佳；猛烈爆炸的主要原因可能是NH4NO3受强热急速分解造成的（火柴也有可能引起爆炸）。

（7）是阻燃剂。阻燃机理是：①氢氧化铝受热分解为氧化铝和水蒸气的反应是强吸热反应，降低被燃物的温度；②水蒸气的挥发不但降低区间的温度，同时稀释了氧气的浓度；③分解生成的氧化铝分散度高、覆盖在被燃物料的表面，阻挡了热量和氧气的进入，又阻挡可燃性气体的逸出。

30．（1）温度越低，液态的水越少，CaCl2有更好的吸水性能，在温度较低的情况下更容易形成溶液（或答稀溶液依数性中的凝固点降低）。正确；因为CaCl2与水结合是放热反应。

（2）氯盐型融雪剂溶于水后形成电解质溶液，使钢铁表面形成了原电池，产生电化腐蚀。

31．不可能；水的组成是11%的氢，89%的氧，柴油平均为14%的氢，85%的碳，水要变为油，则水中的氧元素必须定量的分别变为氢和碳两种元素。例如：氧碳+4H；3氧4碳。这涉及到原子核的碎裂与重组，需要极高的能量（类似于原子弹的爆炸），少量的“膨化剂”难以提供如此高的能量，因此，“水变油”难成事实。

鉴定的方法：是在防伪条件下，对现场配制的“膨化柴油”和柴油同时进行化学分析，看看彼此的元素组成是否相同或相近，以说明氧是否变成了碳和氢。也可进行同位素分析，如果氧变成了氢和碳，则其同位素含量一定不同于柴油中的氢和碳。

32．（1）C16H31O8N2P；（2）羧基、羟基、碳碳双键；（3）酯化（取代）反应；

（4）n+nH2O

（5）

（6）、

（7）保护羟基，防止被氧化。

33．H2S；H2S任意一种检验方法均可。

34．主要观点：

水是一种液体（存在着变化的分子簇团），不可能彼此间以1～100nm为径度的界面。这是一种虚假商业的炒作行为，同时是一种“假货”。因此与普通水相比并没有什么更好的效能。

近几年全国高中化学竞赛初赛试题

第1题（8分）1964年，美国的F.A.Cotton研究小组测定了K2[Re2Cl8] •2H2O的晶体结构，他们惊讶地发现在[Re2Cl8]2-结构（如右图所示）中Re-Re间距离异常的短，仅为224pm（金属Re中Re-Re间的平均距离为275pm）。此后，类似结构的化合物不断被发现，无机化学这个古老的学科因此开辟了一个新的研究领域。关于[Re2Cl8]2- 的结构，请回答下列问题：

1-1 Re原子的价电子组态是 ，[Re2Cl8]2-中Re的化合价为 ；

1-2 [Re2Cl8]2-中Re-Re间距离特别短，是因为存在四重键，它们分别是 键、 键、

键（请填键型和个数）；

1-3 Cl原子的范德华半径和为360pm，因此理应期望[Re2Cl8]2-¬ 为 式构型，但实验结果如图所示却为重叠式构型，其原因是 。

第2题（6分）最近国外一研究小组报道了利用高真空阴离子聚合制作“纳米章鱼”（星形高分子链结构）的研究成果。这意味着人们有可能根据需要，定向合成特殊形状的高分子。制作“纳米章鱼”所用的原料是苯乙烯和对苯乙烯，溶剂是环己烷，催化剂是正丁基锂。合成过程如下图所示：

2-1 显然，上述“章鱼”的爪臂是一种高聚物，其单体是 ，爪臂的长度取决于 ；

2-2 研究发现，控制聚苯乙烯活性链（A）和对苯乙烯（B）的物质的量（摩尔数）之比，可以得到不同爪臂数的“章鱼”。当A:B =2:1时，“章鱼”的爪臂数是2；当A:B=3:2时，“章鱼”的爪臂数是3。据此，若要合成爪臂数为4的“章鱼”，A:B应该为 ；

2-3 然而实际合成时，即使保持A:B=3:2，“章鱼”的爪臂数也往往会少于3，可能的原因是

。

2-4 通过对反应产物进行分级沉淀，可以分离出不同爪臂数的“章鱼”。你认为进行分级沉淀的主要依据是 。

第3题（6分）

3-1 解热镇痛药阿司匹林（乙酰水杨酸）是一种一元酸，其pKa=3.50，服用后以未离解的分子型体在胃中被吸收。如果患者先吃了调节胃液酸度的药物，使得胃的内容物的酸度保持为pH=2.95，再吃两片阿司匹林药片，其中含阿司匹林0.65g。假如服后阿司匹林可立即溶解，且不改变胃内容物的酸度，则可能被吸收的阿司匹林有 g。

3-2 阿司匹林的含量可以用酸碱滴定法测定。取某试样0.2500g，准确加入50.00mL 0.1020mol•L-1NaOH溶液，煮沸、冷却后，再以浓度为0.05264mol•L-1的H2SO4溶液回滴过量的NaOH,，以酚酞指示终点，共消耗H2SO423.75mL。则该试样中阿司匹林的质量分数为 %。

3-3 肾结石的主要成分是草酸钙。研究发现，大量饮水、少吃草酸含量高的食物、服用补钙剂与吃饭时间错开等均可以降低患肾结石的风险。已知：Ksp(CaC2O4)=2×10-9，则纯水中草酸钙的溶解度为 mol•L-1；0.10 mol•L-1CaCl2溶液中草酸钙的溶解度为 mol•L-1。

第4题（12分）顺铂，即顺式-二氯二氨合铂（Ⅱ），1967年被现具有抗肿

瘤活性，1979年经美国食品和医药管理局（FDA）批准，成为第一个

用于临床治疗某些癌症的金属配合物药物。现今顺铂已成为世界上用于

治疗癌症最为广泛的3种药物之一。

4-1 在顺铂中，中心原子Pt的杂化方式为 ，顺铂的磁矩为 ；

4-2 将1mmol氯亚铂酸钾（K2PtCl4）溶于水，搅拌条件下，加入8mmol碘化钾溶液，室温搅拌30min后，过滤。搅拌条件下，加入2.5mmol的环己胺溶液到滤液中，室温反应25min，可得到产物A，产率为78.36%。在1mmol产物A中分别加入高氯酸1.0mL和无水乙醇30mL，50℃搅拌反应25h，过滤，得到铂配合物B，产率为98.25%。B的元素分析结果为C：13.14%，N：2.56%，H：2.39%，Pt：35.60%，红外光谱、紫外光谱等分析结果表明，B有对称中心，存在两种Pt—I键、一种Pt—N键，Pt的配位数仍然为4.体外抗肿瘤活性研究表明该配合物B对5种人的肿瘤细胞的增殖抑制作用明显好于临床用药顺铂。写出化合物B的分子式，画出它的可能结构。

4-3 Pt也有八面体场配合物，如[Pt(Py)(NH3)(NO2)ClBrI]（其中Py为吡啶），如果只考虑NO2的硝基配位方式，请在下图中添加其余基团，以画出[Pt(Py)(NH3)(NO2)ClBrI]结构中Py和NH3对位的所有同分异构体（所给图可不全用完，如果不够时也可以自行增加）。

第5题（15分）X元素是一种重要的生命元素，在人体中参与血红蛋白、细胞色素及多种酶的合成，促进生长，在血液运输氧和营养物质的过程中，X元素起了重要作用。人体缺少该元素会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱，使人的脸色萎黄，皮肤也失去光泽。

A是含X元素的复盐，为浅绿色晶体，A中含结晶水的质量分数为27.6%。A是一种重要的化工原料，还可以被直接用来做净水剂、治疗贫血等。A在空气中较稳定，在定量分析中常被用作氧化还原标定的基准物质。

将A溶于水中，加入氨水和双氧水，得到大量红棕色沉淀B。B与KHC2O4溶液共热得到黄绿色溶液，过滤、蒸发、浓缩后有翠绿色晶体C析出，C中含结晶水的质量分数为11.0%。若向B的浓NaOH悬浮液中通Cl2可得含D的紫红色溶液，向该溶液中加入BaCl2溶液则有红棕色沉淀E生成。D是一种新型水处理剂，在酸性条件下氧化性极强而不稳定。

5-1 元素X的中文名称是 ；

5-2 写出下列物质的化学式：

A 、B 、C 、E

5-3 写出向B的浓NaOH悬浮液中通氯气的离子反应方程式：

5-4 已知EAΘ： O2（g） H2O2（aq） H2O（l）

X3+ G X

在酸性溶液中H2O2氧化G的EΘ为 ，该反应能否发生自发进行？

若能进行，写出反应方程式：

5-5 实验表明，室温下碘单质不能氧化G，但加入KCN后却可以。请通过标准状态下电极电势的计算解释这一现象。

已知：EΘ（I2/I—）=0.54V，EΘ（X3+/G）=0.77V，lgK稳Θ[G(CN)64-]=35，lgK稳Θ[G(CN)63-]=42

第6题（10分）随着便携式电子设备的大量使用，具有高能量密度特点的锂二次电池的重要性日益突出。目前多采用无机金属氧化物作为正极，但这类材料的比容量普遍低于200mA•h/g，能量密度难以提高。元素硫作为锂二次电池正极材料，具有极高的理论容量（1672 mA•h/g），因此锂硫电池的开发引起人们的关注。研究人员尝试将二硫或多硫基桥接于各种有机或无机化合物中，从而得到正极材料。

某研究小组尝试将S—S—S交联于聚磷氮烯分子中，得到一类新型的具有高能量密度和安全性的无机化合物聚三硫代磷氮烯。制备该材料的方法如下：将一定量的PCl5和NH4Cl分别溶解于四氯乙烷中制成溶液，将PCl5溶液滴加到沸腾状态的氯化铵溶液中，在一定条件下充分反应后，重结晶得到中间产物A。将纯化后的A在Ar气氛下加热聚合，得到灰白色橡胶状固体B。将B与溶有S和Na2S的N,N—二甲基甲酰胺（DMF）溶液在沸腾条件下反应，减压蒸馏除去溶剂DMF后，用去离子水洗涤所剩棕黄色固体，经AgNO3检验，确认NaCl完全除掉后，对所得产品真空干燥，得到可用于制作电池正极的干燥聚合物粉末C。

从各物质表征信息可知，A含有P、N、Cl，它们的原子个数比为1:1:2，为环状结构的分子；B为链状聚合分子；C的红外（IR）光谱如图1所示。元素含量测试结果表明聚合物C的主要元素组成与含量为P：22.0%、N：9.9%、S：68.1%。C的热重分析如图2所示。

6-1 写出生成A的化学反应方程式;

6-2 写出B和C的结构式：

B C

6-3 C实际使用的温度范围是 ，该材料具有较好导电性的原因是 。

第7题（11分）碳是元素周期表中最神奇的元素，它不仅是地球上所有生命的基础元素，还以独特的成键方式形成了丰富多彩的碳家族。碳元素有多种同素异形体：除金刚石和石墨外，1985年克罗托（H.W.Kroto）等人发现了C60，并获1996年诺贝尔化学奖；1991年日本NEC的电镜专家饭岛澄男（Iijima S）首先在高分辨透射电子显微镜下发现碳纳米管（图1）；2004年安德烈•盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）首次用胶带纸从高定向热解石墨上成功分离出单层石墨片——石墨烯（图2），并获得2010年诺贝尔物理学奖；2010年我国中科院化学所的科学家成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的又一新的同素异形体——石墨炔（图3）。这些新型碳材料的特性具有从最硬到极软、从全吸光到全透光、从绝缘体到高导体等极端对立的特异性能。碳材料的这些特性是由它们特殊的结构决定的，它们的发现，在自然科学领域都具有里程碑的重要意义。

7-1 碳纳米管研究较多的有图1所示的齿式和椅式两种结构。假如我们把它近似地看成一维晶体（假设管是无限长的），请分别在图1中画出它们的一维结构基元。

7-2 石墨炔是我国科学家发现的一种重要的大面积全碳材料，应用前景广阔，试在图3中构建出其二维结构基元。

7-3 石墨烯不仅自身具有优良性质，而且是一种优良的掺杂载体。科学家估计：以石墨烯代替石墨掺杂锂离子，制成的锂电池具有更见优良的性能，假设以Li+:C=1:2的比例在石墨烯层间掺杂锂离子，试构建这种材料的晶胞结构示意图；嵌入离子的密度与材料性质密切相关，假设掺杂后相邻两层石墨烯层间距为540pm，C—C键长为140pm，列式计算该掺杂材料中锂离子的密度。

7-4 在C60中掺杂碱金属能合成出具有超导性质的材料，经测定C60晶体为面心立方结构，直径约为710pm。一种C60掺杂晶体是有K+填充C60分子推积形成的一半四面体空隙，以“口”表示空层，并在晶体中保留一层K+，抽去一层K+，一次类推形成的。以A、B、C表示C60层，a、b、c表示K+层，写出该掺杂晶体的堆积周期，并计算C60中心到K+的距离。

第8题（8分）塑化剂（Plasticizers）或称增塑剂、可塑剂，是一种增加材料的柔软性等特性的添加剂。它不仅使用在塑料制品的生产中，也会添加在一部分混凝土、墙板泥灰、水泥与石膏等材料中。化合物B作为一种塑化剂（简称DEHP），可以由化合物A为主要原料制备，DEHP只能在工业上使用，不能作为食品添加剂。B可还原为C，以C为原料经过下列步骤反应后，可以合成化合物F。

8-1 写出化合物A、B、C、D、E的结构式：

8-2 化合物F中有 种不同类型的氢原子；有 种不同类型的碳原子；

8-3 化合物F中的所有氢核 （填“是”或“不是”）在同一个平面上。

第9题（12分）加兰他敏（Galantamine）是一种天然活性生物碱，临床广泛用于阿尔茨海默病及重症肌肉无力等疾病的治疗。其结构如右图：

药理研究显示，加兰他敏一方面具有强效的可逆乙酰胆碱酯酶抑制活性，另一方面又具有神经元烟碱受体构象调节作用，因而较其他胆碱酯酶抑制剂具有更好的疗效及安全性，应用前景十分广阔。天然加南他敏主要源于石蒜科植物如石蒜、夏水仙、雪花莲等，其含量仅为万分之一左右，由于资源有限，且提取工艺复杂，故加兰他敏的价格一直居高不下。有鉴于此，化学家们对其合成方法进行了研究。下面是其合成路线之一：

9-1 写出B、C、D、E、G、H、I的结构式：

B 、C 、D 、E 、

G 、H 、I 。

9-2 产物加兰他敏中手性碳1、2、3各为什么构型？

9-3 上述合成路线中从（A）到（B）以及（F）与亚甲胺的反应各属于什么反应类型？

第10题（12分）通过不对称反应立体定向合成一对对映异构体是获得手性药物最直接的方法。以下是科研人员最近设计出的一条合成（R）-（+）-和（S）-(-)-磷酸苯丙呱林的合成路线。已知饱和碳亲核取代反应有SN1和SN2两种机理。SN2反应的立体化学特征为：对发生在手性中心的反应来说伴随着构型的翻转。

（TsCl：对甲苯磺酰氯 CH3— C6H6 —SO2Cl）

10-1 写出BDEFG的结构式，若涉及立体化学，请用R、S等符号标明：

10-2 用系统命名法命名化合物C：

10-3 写出A其他含环氧乙烷的所有立体异构体

希望能解决您的问题。

近几年全国高中化学竞赛初赛试题

第1题（8分）1964年，美国的F.A.Cotton研究小组测定了K2[Re2Cl8] •2H2O的晶体结构，他们惊讶地发现在[Re2Cl8]2-结构（如右图所示）中Re-Re间距离异常的短，仅为224pm（金属Re中Re-Re间的平均距离为275pm）。此后，类似结构的化合物不断被发现，无机化学这个古老的学科因此开辟了一个新的研究领域。关于[Re2Cl8]2- 的结构，请回答下列问题：

1-1 Re原子的价电子组态是 ，[Re2Cl8]2-中Re的化合价为 ；

1-2 [Re2Cl8]2-中Re-Re间距离特别短，是因为存在四重键，它们分别是 键、 键、

键（请填键型和个数）；

1-3 Cl原子的范德华半径和为360pm，因此理应期望[Re2Cl8]2-¬ 为 式构型，但实验结果如图所示却为重叠式构型，其原因是 。

第2题（6分）最近国外一研究小组报道了利用高真空阴离子聚合制作“纳米章鱼”（星形高分子链结构）的研究成果。这意味着人们有可能根据需要，定向合成特殊形状的高分子。制作“纳米章鱼”所用的原料是苯乙烯和对苯乙烯，溶剂是环己烷，催化剂是正丁基锂。合成过程如下图所示：

2-1 显然，上述“章鱼”的爪臂是一种高聚物，其单体是 ，爪臂的长度取决于 ；

2-2 研究发现，控制聚苯乙烯活性链（A）和对苯乙烯（B）的物质的量（摩尔数）之比，可以得到不同爪臂数的“章鱼”。当A:B =2:1时，“章鱼”的爪臂数是2；当A:B=3:2时，“章鱼”的爪臂数是3。据此，若要合成爪臂数为4的“章鱼”，A:B应该为 ；

2-3 然而实际合成时，即使保持A:B=3:2，“章鱼”的爪臂数也往往会少于3，可能的原因是

。

2-4 通过对反应产物进行分级沉淀，可以分离出不同爪臂数的“章鱼”。你认为进行分级沉淀的主要依据是 。

第3题（6分）

3-1 解热镇痛药阿司匹林（乙酰水杨酸）是一种一元酸，其pKa=3.50，服用后以未离解的分子型体在胃中被吸收。如果患者先吃了调节胃液酸度的药物，使得胃的内容物的酸度保持为pH=2.95，再吃两片阿司匹林药片，其中含阿司匹林0.65g。假如服后阿司匹林可立即溶解，且不改变胃内容物的酸度，则可能被吸收的阿司匹林有 g。

3-2 阿司匹林的含量可以用酸碱滴定法测定。取某试样0.2500g，准确加入50.00mL 0.1020mol•L-1NaOH溶液，煮沸、冷却后，再以浓度为0.05264mol•L-1的H2SO4溶液回滴过量的NaOH,，以酚酞指示终点，共消耗H2SO423.75mL。则该试样中阿司匹林的质量分数为 %。

3-3 肾结石的主要成分是草酸钙。研究发现，大量饮水、少吃草酸含量高的食物、服用补钙剂与吃饭时间错开等均可以降低患肾结石的风险。已知：Ksp(CaC2O4)=2×10-9，则纯水中草酸钙的溶解度为 mol•L-1；0.10 mol•L-1CaCl2溶液中草酸钙的溶解度为 mol•L-1。

第4题（12分）顺铂，即顺式-二氯二氨合铂（Ⅱ），1967年被现具有抗肿

瘤活性，1979年经美国食品和医药管理局（FDA）批准，成为第一个

用于临床治疗某些癌症的金属配合物药物。现今顺铂已成为世界上用于

治疗癌症最为广泛的3种药物之一。

4-1 在顺铂中，中心原子Pt的杂化方式为 ，顺铂的磁矩为 ；

4-2 将1mmol氯亚铂酸钾（K2PtCl4）溶于水，搅拌条件下，加入8mmol碘化钾溶液，室温搅拌30min后，过滤。搅拌条件下，加入2.5mmol的环己胺溶液到滤液中，室温反应25min，可得到产物A，产率为78.36%。在1mmol产物A中分别加入高氯酸1.0mL和无水乙醇30mL，50℃搅拌反应25h，过滤，得到铂配合物B，产率为98.25%。B的元素分析结果为C：13.14%，N：2.56%，H：2.39%，Pt：35.60%，红外光谱、紫外光谱等分析结果表明，B有对称中心，存在两种Pt—I键、一种Pt—N键，Pt的配位数仍然为4.体外抗肿瘤活性研究表明该配合物B对5种人的肿瘤细胞的增殖抑制作用明显好于临床用药顺铂。写出化合物B的分子式，画出它的可能结构。

4-3 Pt也有八面体场配合物，如[Pt(Py)(NH3)(NO2)ClBrI]（其中Py为吡啶），如果只考虑NO2的硝基配位方式，请在下图中添加其余基团，以画出[Pt(Py)(NH3)(NO2)ClBrI]结构中Py和NH3对位的所有同分异构体（所给图可不全用完，如果不够时也可以自行增加）。

第5题（15分）X元素是一种重要的生命元素，在人体中参与血红蛋白、细胞色素及多种酶的合成，促进生长，在血液运输氧和营养物质的过程中，X元素起了重要作用。人体缺少该元素会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱，使人的脸色萎黄，皮肤也失去光泽。

A是含X元素的复盐，为浅绿色晶体，A中含结晶水的质量分数为27.6%。A是一种重要的化工原料，还可以被直接用来做净水剂、治疗贫血等。A在空气中较稳定，在定量分析中常被用作氧化还原标定的基准物质。

将A溶于水中，加入氨水和双氧水，得到大量红棕色沉淀B。B与KHC2O4溶液共热得到黄绿色溶液，过滤、蒸发、浓缩后有翠绿色晶体C析出，C中含结晶水的质量分数为11.0%。若向B的浓NaOH悬浮液中通Cl2可得含D的紫红色溶液，向该溶液中加入BaCl2溶液则有红棕色沉淀E生成。D是一种新型水处理剂，在酸性条件下氧化性极强而不稳定。

5-1 元素X的中文名称是 ；

5-2 写出下列物质的化学式：

A 、B 、C 、E

5-3 写出向B的浓NaOH悬浮液中通氯气的离子反应方程式：

5-4 已知EAΘ： O2（g） H2O2（aq） H2O（l）

X3+ G X

在酸性溶液中H2O2氧化G的EΘ为 ，该反应能否发生自发进行？

若能进行，写出反应方程式：

5-5 实验表明，室温下碘单质不能氧化G，但加入KCN后却可以。请通过标准状态下电极电势的计算解释这一现象。

已知：EΘ（I2/I—）=0.54V，EΘ（X3+/G）=0.77V，lgK稳Θ[G(CN)64-]=35，lgK稳Θ[G(CN)63-]=42

第6题（10分）随着便携式电子设备的大量使用，具有高能量密度特点的锂二次电池的重要性日益突出。目前多采用无机金属氧化物作为正极，但这类材料的比容量普遍低于200mA•h/g，能量密度难以提高。元素硫作为锂二次电池正极材料，具有极高的理论容量（1672 mA•h/g），因此锂硫电池的开发引起人们的关注。研究人员尝试将二硫或多硫基桥接于各种有机或无机化合物中，从而得到正极材料。

某研究小组尝试将S—S—S交联于聚磷氮烯分子中，得到一类新型的具有高能量密度和安全性的无机化合物聚三硫代磷氮烯。制备该材料的方法如下：将一定量的PCl5和NH4Cl分别溶解于四氯乙烷中制成溶液，将PCl5溶液滴加到沸腾状态的氯化铵溶液中，在一定条件下充分反应后，重结晶得到中间产物A。将纯化后的A在Ar气氛下加热聚合，得到灰白色橡胶状固体B。将B与溶有S和Na2S的N,N—二甲基甲酰胺（DMF）溶液在沸腾条件下反应，减压蒸馏除去溶剂DMF后，用去离子水洗涤所剩棕黄色固体，经AgNO3检验，确认NaCl完全除掉后，对所得产品真空干燥，得到可用于制作电池正极的干燥聚合物粉末C。

从各物质表征信息可知，A含有P、N、Cl，它们的原子个数比为1:1:2，为环状结构的分子；B为链状聚合分子；C的红外（IR）光谱如图1所示。元素含量测试结果表明聚合物C的主要元素组成与含量为P：22.0%、N：9.9%、S：68.1%。C的热重分析如图2所示。

6-1 写出生成A的化学反应方程式;

6-2 写出B和C的结构式：

B C

6-3 C实际使用的温度范围是 ，该材料具有较好导电性的原因是 。

第7题（11分）碳是元素周期表中最神奇的元素，它不仅是地球上所有生命的基础元素，还以独特的成键方式形成了丰富多彩的碳家族。碳元素有多种同素异形体：除金刚石和石墨外，1985年克罗托（H.W.Kroto）等人发现了C60，并获1996年诺贝尔化学奖；1991年日本NEC的电镜专家饭岛澄男（Iijima S）首先在高分辨透射电子显微镜下发现碳纳米管（图1）；2004年安德烈•盖姆（Andre Geim）和康斯坦丁•诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）首次用胶带纸从高定向热解石墨上成功分离出单层石墨片——石墨烯（图2），并获得2010年诺贝尔物理学奖；2010年我国中科院化学所的科学家成功地在铜片表面上通过化学方法合成了大面积碳的又一新的同素异形体——石墨炔（图3）。这些新型碳材料的特性具有从最硬到极软、从全吸光到全透光、从绝缘体到高导体等极端对立的特异性能。碳材料的这些特性是由它们特殊的结构决定的，它们的发现，在自然科学领域都具有里程碑的重要意义。

7-1 碳纳米管研究较多的有图1所示的齿式和椅式两种结构。假如我们把它近似地看成一维晶体（假设管是无限长的），请分别在图1中画出它们的一维结构基元。

7-2 石墨炔是我国科学家发现的一种重要的大面积全碳材料，应用前景广阔，试在图3中构建出其二维结构基元。

7-3 石墨烯不仅自身具有优良性质，而且是一种优良的掺杂载体。科学家估计：以石墨烯代替石墨掺杂锂离子，制成的锂电池具有更见优良的性能，假设以Li+:C=1:2的比例在石墨烯层间掺杂锂离子，试构建这种材料的晶胞结构示意图；嵌入离子的密度与材料性质密切相关，假设掺杂后相邻两层石墨烯层间距为540pm，C—C键长为140pm，列式计算该掺杂材料中锂离子的密度。

7-4 在C60中掺杂碱金属能合成出具有超导性质的材料，经测定C60晶体为面心立方结构，直径约为710pm。一种C60掺杂晶体是有K+填充C60分子推积形成的一半四面体空隙，以“口”表示空层，并在晶体中保留一层K+，抽去一层K+，一次类推形成的。以A、B、C表示C60层，a、b、c表示K+层，写出该掺杂晶体的堆积周期，并计算C60中心到K+的距离。

第8题（8分）塑化剂（Plasticizers）或称增塑剂、可塑剂，是一种增加材料的柔软性等特性的添加剂。它不仅使用在塑料制品的生产中，也会添加在一部分混凝土、墙板泥灰、水泥与石膏等材料中。化合物B作为一种塑化剂（简称DEHP），可以由化合物A为主要原料制备，DEHP只能在工业上使用，不能作为食品添加剂。B可还原为C，以C为原料经过下列步骤反应后，可以合成化合物F。

8-1 写出化合物A、B、C、D、E的结构式：

8-2 化合物F中有 种不同类型的氢原子；有 种不同类型的碳原子；

8-3 化合物F中的所有氢核 （填“是”或“不是”）在同一个平面上。

第9题（12分）加兰他敏（Galantamine）是一种天然活性生物碱，临床广泛用于阿尔茨海默病及重症肌肉无力等疾病的治疗。其结构如右图：

药理研究显示，加兰他敏一方面具有强效的可逆乙酰胆碱酯酶抑制活性，另一方面又具有神经元烟碱受体构象调节作用，因而较其他胆碱酯酶抑制剂具有更好的疗效及安全性，应用前景十分广阔。天然加南他敏主要源于石蒜科植物如石蒜、夏水仙、雪花莲等，其含量仅为万分之一左右，由于资源有限，且提取工艺复杂，故加兰他敏的价格一直居高不下。有鉴于此，化学家们对其合成方法进行了研究。下面是其合成路线之一：

9-1 写出B、C、D、E、G、H、I的结构式：

B 、C 、D 、E 、

G 、H 、I 。

9-2 产物加兰他敏中手性碳1、2、3各为什么构型？

9-3 上述合成路线中从（A）到（B）以及（F）与亚甲胺的反应各属于什么反应类型？

第10题（12分）通过不对称反应立体定向合成一对对映异构体是获得手性药物最直接的方法。以下是科研人员最近设计出的一条合成（R）-（+）-和（S）-(-)-磷酸苯丙呱林的合成路线。已知饱和碳亲核取代反应有SN1和SN2两种机理。SN2反应的立体化学特征为：对发生在手性中心的反应来说伴随着构型的翻转。

（TsCl：对甲苯磺酰氯 CH3— C6H6 —SO2Cl）

10-1 写出BDEFG的结构式，若涉及立体化学，请用R、S等符号标明：

10-2 用系统命名法命名化合物C：

10-3 写出A其他含环氧乙烷的所有立体异构体

希望能解决您的问题。

一道2012年中国化学会高中化学竞赛题，关于化学平衡，求解释

参加了近三届全国化学竞赛，获得过一次二等奖，2次三等奖。希望能帮到你。

计算在pH分别为4.0和6.0的条件下碳酸—碳酸盐体系中主要物种的浓度。

H

2

CO

3

：Ka

1

=4.5×10

—

7

，Ka

2

=4.7×10

—

11

溶液中存在如下平衡：

H

2

CO

3

==

H

HCO

3

—

Ka

1

=

c(H

)

c(HCO

3

—

)/c(H

2

CO

3

)=4.5×10

—

7

0.5分

HCO

3

—

==

H

CO

3

2

—

Ka

2

=

c(H

)

c(CO

3

2

—

)/c(HCO

3

—

)=4.7×10

—

11

0.5分

pH=4.4，c(H

)=

1.0×10

—

4

mol·L

—

1

c(H

2

CO

3

)=

c(H

)

c(HCO

3

—

)/4.5×10

—

7

=2.2×10

—

7

c(HCO

3

—

)

c(CO

3

2

—

)=

c(HCO

3

—

)

×4.7×10

—

11

/c(H

)

=

4.7×10

—

7

c(HCO

3

—

)

溶液中以H

2

CO

3

为主，c(H

2

CO

3

)=

1.0×10

—

2

mol·L

—

1

pH=4.4，c(H

)=

1.0×10

—

6

mol·L

—

1

c(H

2

CO

3

)=

c(H

)

c(HCO

3

—

)/4.5×10

—

7

=2.2

c(HCO

3

—

)

c(CO

3

2

—

)=

c(HCO

3

—

)

×4.7×10

—

11

/c(H

)

=

4.7×10

—

5

c(HCO

3

—

)

溶液中以H

2

CO

3

和HCO

3

—

形成缓冲溶液。

c(HCO

3

—

)=

1.0×10

—

2

mol·L

—

1

/3.2

=3.1×10

—

5

mol·L

—

1

c(H

2

CO

3

)=

2.2

c(HCO

3

—

)

=

6.8×10

—

3

mol·L

—

1

其他计算方法合理，答案正确，也得满分。