2005年南开大学全国化学竞赛试卷2

1、 PAGE PAGE 72005年南开大学化学竞赛初赛模拟试卷（2）第一题 在601100C时，将钠的分散液与适量的尿素作用，生成固体化合物A。已知A中钠元素的质量分数为1试确定A的结构简式。写出其化学反应方程式，指出反应类型。2将A在1402000C加热，发现质量减轻了20.73%。试写出3若将尿素换成硫脲，重复上面的两步操作，最终可生成什么物质？4写出A与C2H5Cl反应的化学方程式，指出其反应类型。第二题在6000C时，将1.2g赤热的碳与7.8g熔融的NaNH2反应，最终可得到8.6g固体残渣。经分析，固体残渣是单一物质A。1试通过计算确定A的化学式，画出A阴离子的结构式，指出其中心离

2、子的杂化形态。写出其化学反应。2在8000C时，若将上面的产生的A再与1.2g赤热的碳反应，可得到9.8g固体残渣（记为B）。试分析确定3A能够在酸性条件下水解。试写出A与盐酸反应（其含碳产物记为C）的方程式。4C可进行二聚或三聚。试分别写出其聚合反应（产物写出结构式）。5在真空和6000C时，上述9.8g B与5.6g铁恰好完全反应，得到了12.6g固体残渣C。经分析，C与水剧烈反应产生大量的气体（该气体对氢气的相对密度为7），溶液呈强碱性。试分析第三题往4.2g金属锂缓缓通入2.24L乙烯气体，得到7.0g固体残渣A。将此残渣加入足量的水，除产生少量不溶于水的沉淀外，还发现有大量的气体B放

3、出，经测定：B对氢气的相对密度为3.4。1试确定A、B的组成。2写出相应化学反应方程式。第四题FOX-7是一种新型的低感高能炸药，综合性较好，已成为钝感弹药的主要候选品种和组成之一。FOX-7是一种乙烯衍生物。Latypov等1998年首次公开了FOX-7的两步合成步骤。他们将2-甲基咪唑（）首先在浓硫酸和浓硝酸的混合酸中硝化，得化合物A，然后A水解得ROX-7和乙二酸。经分析：A中碳、氮、氧元素的质量分数分别为23.76%、27.72%和47.52%。而FOX-7无几何异构体，分子中有两大类等数目的基团，其氮、氧原子的化学环境分别为2种和1种。FOX-7中碳元素的质量分数为16.22%。1试

4、分别画出A和FOX-7的结构简式，并命名。2写出相关化学反应方程式。3由于A水解较剧烈，副产物多。有人考虑用CH3OH替代水。你认为是否可行？为什么？若可行，请写出A与甲醇反应方程式。第五题将5.35g NH4Cl固体和12.00g尿素置于密闭容器中加热，充分反应后，除生成7.80g气体A（对氢气的相对密度为13）外，发现只有一种固体B生成。将B与适量的NaOC2H5反应，生成含氮元素质量分数为71.19%的固体C。C与HN3化合得到含氮元素的质量分数为82.35%固体D。将D充分燃烧，得到常温下对氢气相对密度为16的气体E。1试确定AE，写出相应化学反应方程式。2C的酸碱性如何？为什么？如何

5、分离上述反应制备的C？3氨气与原碳酸酯C(OC2H5)4反应也能制备C。试写出其化学反应方程式。4上述反应制备的D，其原理与中学哪一类反应相似？第六题在4000C时，加热由两种常见固态无机盐（组分1和组分2）组成的混合物，发现质量减轻（混合物中组分1的质量分数 / %20406080混合物质量减轻m的质量分数 / %77.8255.6535.9217.961试通过计算确定上述混合物的组成。2写出上述混合物受热反应方程式。319世纪化学家曾经设想用上述混合物制备一种无机盐A，但都没有成功。请问这是为什么？第七题近几年来深红色固体盐A之类物质的合成及其化学性质非常引人注目，其主要原因是它们可能作为

6、固体火箭燃料NX3-X2气的发生剂。已知盐A由氮元素、卤族元素X和金属M三种元素组成，其中N和X元素的质量分数分别为7.94%和75.42%。1已知M的价电子排布中有两个未成对电子。试确定M、X和A。2A在8012803A类物质在碱性介质中易水解。分析水解产物会发现有O2或H2O2或O2和H2O2产生。试写出A水解的反应机理（用离子方程式表示）。4A的水解与其他的该类型盐不同，它的水解产物还包含一种强氧化性气体B。已知A与适量的水反应生成对氢气相对密度约为19.7的气体。试确定B的结构简式，写出其水解反应方程式。5简述用A作NX3-X2气的发生剂的优点。第八题将一定量的N2O5与适量的PCl5

7、混合后剧烈反应生成化合物A和B。已知A和B均极易与水反应，且组成元素原子的价电子数均呈等差数列。A中氮元素的质量分数为17.18%。1确定A和B的结构简式，写出其化学反应方程式。2分解写出A、B水解反应方程式。3A能与NO反应，生成含氮元素质量分数为21.37%的C。试写出其化学反应。4A能在液氨中发生自身氧化还原反应（电子转移数为2mol）。试写出其化学反应方程式。5若将PCl5与适量的肼反应，其中能得到D。已知D有正常的化合价，其中氮、磷元素的质量分数分别为9.24%和20.46%。试确定D的结构简式，写出相关化学反应。6若将PCl5与适量的氨反应，其中能得到盐E。在某极性溶剂中测定其电导

8、，发现与水中NaCl的电导相同。试确定E的结构简式，写出其化学反应。第九题在00C时，在两个Pt电极之间使无水POCl3中的Et3NHCl饱和溶液电解时，得到棕色沉积物A。A也可由POBr3和Mg在乙醚中反应得到。已知A中磷元素的质量分数为1试通过计算确定A的化学式。写出上述反应方程式（电解反应要写出电极反应）。2A的结构目前尚不完全清楚，但它能与水反应形成PH3。请推测A的大概结构，写出可能的水解反应方程式。第十题在195K和CHCl3中，将PCl3与足量的NH3混合后加热，可得到含磷元素质量分数为39.24%的化合物A。加热A，质量减轻了21.52%，得到单一固体B。加热B，质量减轻了13

9、.71%，得到单一固体C。加热C，质量变为C的84.11%，生成了对氢气相对密度为4.25的气体，得到单一黄色固体D。1试通过计算确定AD的结构简式。2写出相关化学反应方程式。3在203K时，若将PCl5与足量的液NH3反应，得到含磷元素为23.75%的E。经研究，E在CH3CN中表现为离子化合物的特点，其电导与NaCl相似。试确定E的结构简式，写出生成E的化学反应方程式。4若将13.05g E与83.4g PCl5恰好完全反应，得到29.2g气体，该气体对氢气的相对密度为18.25。得到的固体F在CH3CN中为离子化合物，其电导与NaCl相似。F的阳离子氮元素化学环境相同，磷元素化学环境有两

10、种。试确定F的结构简式，写出生成F的化学反应方程式。第十一题卤素互化物XYn（n=3，5）在液态时具有自偶电离的趋势：2XYnXYn-1+XYn+1-。许多Lewis酸和Lewis碱均能与之反应。同时XYn具有很强的氧化性，能与许多物质发生氧化还原反应。现就BrF3回答下列问题：1若将AgF溶于液态BrF3中，其产物是什么？其中AgF是酸还是碱？2若将SnF4溶于液态BrF3中，其产物是什么？其中SnF4是酸还是碱？3若将AgF和SnF4混合物投入到液态BrF3中，其化学反应如何？试写出该反应。4若将Sb2O3溶于液态BrF3中会发生氧化还原反应，在生成物中只有一种化合物A，A为一种盐，其中阳

11、离子与OF2是等电子体，阴离子为正八面体构型。若将N2O4和Sb2O3的混合物投入到液态BrF3中，生成物中也有一种盐B，其阳离子与CO2等电子体，阴离子与A的阴离子相同。试确定A、B的结构简式，指出它们阳离子的中心原子的杂化形态。写出Sb2O3、N2O4分别与液态BrF3反应的方程式。5请预测NOCl和SnF4的混合物溶于液态BrF3中的化学反应方程式。6将KReO4投入到液态BrF3中，反应后铼的型体由原来的正四面体变为八面体。试写出该化学反应方程式，并画出铼的八面体构型。2005年南开大学化学竞赛初赛模拟试卷（3）答案第一题答案：1A：NaNHCONH2；2Na+2NH2CONH22Na

12、NHCONH2+H2（取代反应）2NaNHCONH2NaCNO+NH33NaCNS（这种方法制备的NaCNO或NaCNS较氰化物的氧化法能得到较纯的产品，如：NaCN+2NaOH+Cl2NaCNO+2NaCl+H2O）4NaNHCONH2+C2H5ClC2H5-NHCONH2+NaCl（取代反应）第二题答案：1A：Na2CN2；C：sp杂化；2NaNH2+CNa2CN2+2H22B：NaCN；Na2CN2+C2NaCN3Na2CN2+2HClH2N-CN+2NaCl（傅鹰教材）注：2NaNH2+2CO2Na2CO3+H2N-CN+H2O42H2N-CN；3H2N-CN52NaCN+FeFeC2

13、+2Na+N2（傅鹰教材）注：6NaOH+FeC22Na2CO3+Fe+3H2+2Na第三题答案：1A：Li2C2+4LiH；B：C2H2+4H2（还有可能是C2H4+3H226Li+C2H4Li2C2+4LiHLi2C2+2H2O2LiOH+CHCH；LiH+H2OLiOH+H2第四题答案：1A：（2-(二硝基亚甲基)-4,5-咪唑烷二酮；FOX-7：（1，1-二氨基-2，2-二硝基乙烯）2+8HO-NO2+6H2O+6NO2（或写成NO）+2H2O+HOOC-COOH3可行；因为甲醇羟基氧的亲核能力最弱，反应平稳。+2CH3OH+CH3OOC-COOCH3第五题答案：1A：CO2+2NH3

14、；B：(H2N)3CCl；C：NHC(NH2)2；D：(H2N)3C+N3-；E：CO2+3NNH4Cl+2(NH2)2CO(H2N)3CCl+CO2+2NH3；(H2N)3CCl+NaOC2H5NHC(NH2)2（胍）+NaCl+C2H5OH（可以理解为B在强碱NaOC2H5中消去，得到胍和HCl，然后HCl与NaOC2H5发生取代反应）。NHC(NH2)2+HN3(H2N)3C+N3-(H2N)3C+N3-+2.5O2CO2+3N2+3H2O2强碱；双键N原子；可用电子云密度大小判断，从N原子的杂化和p-共轭判断；在有机溶剂中现过滤不溶的NaCl，然后在小心加热让乙醇挥发掉，即可得到胍。3

15、3NH3+C(OC2H5)44C2H5OH+NHC(NH2)24与NH3+HClNH4Cl相似第六题答案：1混合物组分1 / %20406080混合物组分2 / %80604020m / %77.8255.6535.9217.96残余质量m / %22.1844.3564.0882.04作图得：直线：(1)2040):y=99.991.1085x；=0，y=100%；(6080):y=89.840.8985x；x=100，y=0直线交点(1)：48.33%；(2)：51.67%；m=46.41%；残留质量53.50%，此时较符合反应AX+BY=AY+BX。符合题意的是：AX+NH4Y=AY+“

16、NH4X”讨论：=1.109；=1.1132；(18+X)/(A+X)=0.960；(18+Y)/(A+Y)=0.964若A为A+：若A18，YX，则18+Y=20.04+1.113X和Y=2.004+1.113X，解得：A=18.75+0.0417X若A为Na+，则M(X)=138；若A为K+，则M(X)=486。若A为A2+：则讨论出为Ca2+；则得出为CaCO3；同理可得出另一种物质为NH4Cl2CaCO3+2NH4ClCaCl2+2NH3+CO2+H2O 3可能是(NH4)2CO3；不稳定；第七题答案：1M：Ni；X：F；A：(NF4)2NiF6 2(NF4)2NiF62NF3+3F2

17、+NiF23NF4+OH-NF3+HOF；2HOF2HF+O2；HOF+H2OHF+H2O24B：OF2；2(NF4)2NiF6+5H2O4NF3+10HF+2O2+OF2+2NiF25(NF4)2NiF6分解产生的氟气较液态氟（-1780C）产生的氟气多（12%），且(NF4)2NiF第八题答案：1A：NO2Cl；B：POCl3；N2O5+PCl52NO2Cl+POCl32NO2Cl+H2OHNO3+HCl；POCl3+3H2OH3PO4+3HCl3NO2Cl+NONOCl+NO2 4NO2Cl+2NH3NH2Cl+NH4NO25D：Cl3P=N-N=PCl3；2PCl5+H2N-NH2Cl

18、3P=N-N=PCl3+4HCl6E：P(NH2)4Cl；PCl5+4NH3P(NH2)4Cl+4HCl第九题答案：1A：PO；2POBr3+3Mg2PO+3MgBr2阴极：2PO3+6e2PO；阳极：6Cl-6e3Cl2；2POCl32PO+3Cl22PO可能是以POP连接的聚合网络结构；8PO+12H2O3PH3+5H3PO4第十题答案：1A：P(NH2)3；B：HN=P-NH2；C：；D：PN2PCl3+6NH3P(NH2)3+3NH4Cl；P(NH2)3HN=P-NH2+NH32HN=P-NH2+NH3；24PN+N2+3H23E：P(NH2)4Cl；PCl5+8NH3P(NH2)4Cl+4NH4Cl4F：；P(NH2)4Cl+4PCl5+8HCl第十一答案：1AgF+BrF3AgBrF4；AgF：Lewis碱。2SnF4