全国高中化学竞赛试题2008

第三题(12分)

全国高中化学竞赛试题绿色化学是当今社会人们提出的一个新概念，它可以公开为环境友好化学。它的核心内涵是在反应过程中和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。这就是说，绿色化学的着眼点是使污染消灭在生产的源头，从根本上消除污染。1995年，美用总统克林顿首次设立“总统绿色化学挑战奖”，目的是鼓励、促进化学家们设计、改进化学产品和化工生产过程，使其对环境更加友好，企业经济效益得到更大的提高。为此，美国斯坦福大学Barry Trost教授提出了绿色化学下的原子经济的概念。最理想的原子经济是全部反应物的原子嵌入期望的最终产物中，不产生任何废弃物，这时的原子经济百分数便是100%。原子经济百分数的计算公式为：

%有反应物的总式量

按化学方程式计量的所总式量

指定产品的所有原子的原子经济%=100

例如：Claisen分子重排反应：

反应过程中只是改变了分子内部部分原子的连接方式，所有的反应物的原子全部并入最终产物中，所以这是一个100%的原子经济反应。

根据上述材料回答下列有关问题。

1.下面叙述错误的是_________(填编号，下同)。 ①绿色化学和环境化学都是研究环境保护和治理的 ②绿色化学不是被动的治理环境，而是主动地防止环境污染 ③绿色化学保护了环境，而且也能给有关企业带来巨大的经济利益

2.硝酸工业的尾气中主要含NO、NO2气体。下列关于它们的危害的叙述中，正确的是_______________。①形成酸雨    ②破坏臭氧层    ③NO能刺激呼吸道    ④NO2能跟血红蛋白作用生成二氧化氮血红蛋白而引起中毒    ⑤NO、NO2在空气中形成褐色或黄色的毒性很大的烟雾。

工厂里常采用NaOH溶液吸收NO、NO2，使其转化为化工产品NaNO2，请写出其化学反应方程式

这一处理方法是否符合绿色化学概念__________(填“是”或“不是”)。其原子经济百分数为                         。

3.有人采用下面两种方法制取Cu (NO3)2。

①方法一：2Cu+O2

2CuO    CuO+2HNO3(稀)=Cu(NO3)2+H2O ②方法二;3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O 其中符合绿色化学概念的方法是________________。

4.有人将3中反应②产生的NO收集到一个固定容积的密闭容器中，并在常温下将其压缩到1.01×107 Pa，然后加热至50℃时，发现气体的压力迅速下降。当温度恢复到常温，压强降至略小于1.01×107 Pa的2/3时，就不再改变。已知此过程中有一种产物是N2O。请写出生成N2O的反应方程式：

解释最后的气体压强略小于1.01×107 Pa的2/3原因：

第四题(4分)

聚四氯乙烯分子式为(C2F4)X，X为一较大的数。该物质由C2F4在含硫催化剂存在下发生聚合反应，该催化剂在聚合物生长中起核心作用，最终产物含0.012%S。如果每个聚合物分子含(1)1个硫原子，(2)2个硫原子，则X的值为多少?假设催化剂的质量相对聚合物的质量可忽略不计。

第五题(8分)

工业上为了处理含Cr2O72-

离子的酸性废水，采用以下处理方法： ①往工业废水中加入适量食盐。 ②以铁作为阳极进行电解。

③鼓入空气。经过一段时间后，使废水中含铬量降到可排放的标准。

请用已学过的化学知识解释处理含Cr2O72-

离子的工业废水的原因。

注：Fe(OH)3开始沉淀的pH为2.7，沉淀完全的pH为3.7。Fe(OH)2开始沉淀的pH为7.6，沉淀完全的pH值为9.6，并且Fe(OH)2呈絮状，不易从溶液除去。

第六题(6分)

某有机物分子群分子式均为C8H12，经高锰酸钾酸性溶液处理后，A得到丙二酸和乙基丙二酸各1 mol;B得到3-乙酰基戊二酸并放出气泡;C得到丁二酸并见到大量气泡放出。请给出A、B、C的结构简式并命名。

第七题(6分) 已知

，写出下列反应中字母所标记的结构。

(两者分子式都为C4H7O3N)

(两者分子式都为C4H8O5)

C+HNO3→E(C4H4O6)有光学活性 D+HNO3→F(C4H4O6)无光学活性

第八题(6分)

某结晶水合物含有两种阳离子和一种阴离子。称取两份质量均为1.96g的该结晶水合物，分别制成溶液。一份加入足量Ba(OH)2溶液，生成白色沉淀，随即沉淀变为灰绿色，最后带有红褐色;加热该混合物，逸出能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体;用稀盐酸处理沉淀物，经洗涤和干燥，得到白色固体2.33g。另一份加入含0.001mol KMnO4的酸性溶

液，MnO4-恰好完全被还原为Mn2+

。

1.该结晶水合物中含有的两种阳离子是      和        ，阴离子是       。 2.试通过计算确定该结晶水合物的化学式。

第九题(8分)

将Cl-慢慢加入到0.20mol/L的Pb2+溶液中(KspPbCl2=1.17×10-

5)，请回答：

1.当c(Cl-)=5×10-

3mol/L时，是否有沉淀生成?

2.Cl-

浓度多大时开始生成沉淀?

3.当[Cl-]=6.0×10-2mol/L时，残留的Pb2+

的百分数是多少?

第十题(9分)

配合物A经元素分析，其质量百分组成为19.5% Cr，40.0% Cl，45% H和36% O。将0.533g A溶于100mL水中，再加入运量HNO3使其溶解，然后加入过量AgNO3至沉淀完全，将沉淀经干燥处理称量得0.287g。已知1.06g A在干燥空气中缓慢加热至100℃时有0.144g水释放，请回答：

1.导出配合物A的实验式 2.推导配合物A的配位化学式

3.写出配合物A的几何异构体和水合异构体 第十一题(10分)

某学生在25℃下用纯水制备了一份氢氧化镁饱和溶液，测得溶液的pH为10.5。 1.用上述测定数据计算氢氧化镁的溶解度(用mol/L和g/100mL两种单位表示) 2.计算氢氧化镁的溶度积。

3.计算25℃下在0.010mol/L NaOH中氢氧化镁的溶解度。

4.25℃下将10g Mg(OH)2和100mL 0.100mol/L HCl的混合物用磁子长时间搅拌，计算该体系达平衡时液相的pH。

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