2024年全国高中学生化学竞赛初赛模拟试卷。
第一题（9分）：用α粒子长时间轰击镀有253es的金箔，即可得到以化学家门捷列夫命名的元素md的含155个中子的同位素。它发生β衰变后的产物被检出，从而证明了它的存在。
1．写出以上两个核反应的方程式。
2．md的这个同位素半衰期为76min，初始时刻如果此放射源的衰变速率为1×1010bq，则1天之后时，放射源中md的衰变速率为多少？
第二题：（8分）
单质砷曾被认为是德国的albertus magnus最先制得的，而j.。但孙思邈的《太清丹经》中曾记载“雄黄十两，末之，锡三两，铛中合熔，出之……其色似金”，大意为，将雄黄磨成粉，和锡一起熔融，最后得到金色的物质。孙思邈利用这一反应成功制得了砷单质，这比albertus magnus早了500多年。
试写出并配平以上三个反应的化学方程式。
第三题：（9分）
在各种元素的单质中，硼的结构的复杂性仅次于硫，已知的同素异形体有16种之多。其中的一种同素异形体含有下图所示的结构单位：
附注：图a中为变于观察，将部分硼原子涂成黑色，黑、白色的均为硼原子。
其中a分为内、中、外三层，外层为一个大的“削角二十面体”构成，内层为一个小的正二十面体，而中层可以看作是内层的小正二十面体的各顶点向外延伸得到的，中层的硼原子同时与构成外层的五元环相连接，将内外层连结起来。
这种硼单质的晶胞为三方晶系，中心为1个硼原子，a位于顶点，三重对称轴通过a的中心贯穿两个相对的六元环，沿着晶胞对角线的方向（即三重轴的方向）以a-b-硼原子-b-a的顺序连接。
1．以表示a， 以表示b，以表示单独的硼原子，画出该此种硼单质晶胞的示意图。
2．每个晶胞中含___个硼原子。
3．试猜测相邻的a之间是以何种方式相连接的？
第四题：（14分）
冰片，结构式如右图，最初从龙脑树中提炼而成。近年来，由于医药工业发展，直接从天然产物提炼已经满足不了需求，需要人工合成。
国内通常采用的方法是，在酸（如醋酸）催化下使α-蒎烯（结构式见左图）异构化，得到冰片的醋酸酯后再水解。
1．冰片共有个手性碳原子，在图中标出它们。
2冰片共有种光学异构体，画出他们的结构式。
3．试写出在酸催化下α-蒎烯转变成冰片的反应机理。
4．该反应如果条件控制不当，会有部分α-蒎烯发生开环反应，试写出此副反应的方程式。
第五题：（9分）
将浅黄色气体a通过加热的金属丝b可以得到红色的气体c，c在常温下可以凝华变成暗红色固体。现将c蒸汽与某无色气体d混合，得到一橙黄色固体e。取0.
6000g该固体与水完全反应，得到无色混合气体，将此气体通过1,2,3-苯三酚之后，体积减少了16.86ml（标况下）。
试推断a，b，c，d，e的化学式。
第六题：（14分）
某实验小组试图通过实验，间接求得h2s(aq)的δfgmφ，并以此数据为依据进行一些计算。
首先他们测得了下列电极反应的标准电极电势：
pt(s)+h2s(aq)==pts(s)+2h+(aq)+2e- ф0.372v
pt(s)+h2s(g) =pts(s)+2h+(aq)+2e0.297v
又知在标况下h2s中，h2的分压为0.145pa；
1．试根据以上数据，计算h2s(aq)的δfgmφ
2．已知s2-(aq)的δfgmφ= 85.8kj/mol,ksp(zns)=2×10-22，利用自己求得的δfgmφ ，计算在标况下100ml ph=1的盐酸中，至少要通入多少毫升h2s才能使0.01mol/l的zn2+开始沉淀。
第七题：（12分）
将2,9-二（对羟基苯基）菲咯啉（结构式见下图）与cu(ch3cn)4bf4作用，得到盐a，将a的dmf溶液高度稀释后，加入1,5-二碘-2，3，4-戊三醇和过量cs2co3，然后再加入过量kcn，最后得到一个不含铜的有机产物b。
1． cu(ch3cn)4bf4中阳离子呈什么结构，为什么？
2．试写出a和b的结构式。
3．为何要将a的dmf溶液高度稀释？
第八题：（14分）
菊酸（右图）在自然界中不存在，但是它的酯却广泛的分布在很多植物中，其中一种除虫菊酯对杀灭蚊虫有一定的效果，近年来也人工合成了一些效果更好的酯。人工合成菊酸，可以采用以某常见物质为原料出发：
ab cdefg 菊酸。
但是此方法步骤多、产率低，现已采用新方法：
附注：①pcc为将吡啶加到三氧化铬的盐酸溶液中制得的，是温和而高效的氧化剂。
dmso，即二甲亚砜，化学式ch3soch3
1.试写出a-j的结构式。
2.试回答h→i的反应为何要在dmso中进行？
第九题：（11分）
在各种无机材料中，玻璃是应用最广泛的一种。二氧化硅是制造玻璃的最重要的原料之一，由二氧化硅制造的石英玻璃抗腐蚀性强，光学性质优异，热膨胀系数小。不过日常生活中所用的玻璃，多含有na2o、cao等成分。
下图以体积随温度变化的关系，表示了玻璃形成过程中的一些变化。
有色玻璃通常是在玻璃中，加入过渡金属盐或氧化物，如中学实验中用的蓝色钴玻璃等。有时候，在不同的玻璃中加入同一种元素，会产生不同的颜色。例如在用于制造光纤包层的p2o5-sio2-b2o3玻璃和普通玻璃中分别加入铬元素，就会得到不同的结果，一种是黄色的，一种是绿色的。
长期以来，对玻璃结构的研究就一直没有停止过，randell曾提出过“微晶学说”，认为玻璃是由不超过80%的尺寸在1nm左右的“微晶”以及20%左右的无定型物质所组成的，这一假说后来从x射线衍射中得到佐证。
根据以上信息，回答下列问题。
1．图中bd段和ef段分别表示体系处于什么状态？
2．t0点并不是固定的，在制造玻璃的过程中，体系温度降低的速率越慢，则t0点的温度越___
3．在信息中所提到的加入了cr元素的两种玻璃中，普通玻璃呈___色，p2o5-sio2-b2o3玻璃呈___色。
4．在熔融的sio2中，如果加入na2o会使熔体粘度降低，根据微晶学说，请猜测，加入了na2o之后，体系更是否容易形成玻璃？
5．与sio2不同，如果在b2o3中加入na2o，则会使熔体粘度增加，试解释这一现象。
参***：第一题：
1．（写错任何一处均不得分）
253es+ 4he ==256md + 1n （2分）
256md +-1e===256fm2分）
2．衰变反应均为一级反应，故 t1/2=ln2/k1分)
k=0.009122分）
由lnc0/c=kt , v=kc得
v=v0e-kt=1×1010×e-0.00912×14400=1.753×105 bq （2分）
第二题： 3c+2as2o3 ==3co2↑+4as （2分）
cao+as4s4 ==3cas+caso4+4as （3分）
2sn+as4s4===2sns2+4as (3分)
第三题：1.（4分）
2．105个（2分）
3．相邻的a之间的两个五元环互相连接，并与相对应的两个中层的硼原子形成一个正二十面体结构。（3分）
第四题：1. 3个（1分）
2． 4种（回答对。
了4种得1分，结。
构式1个1.5分）
3.（ 3分）
aco-4．（3分。
第五题：(a b c d e每式1.5分，推导e的计算过程1.5分)
a. f2 b. pt c . ptf6 d. xe e. xe(ptf6)1.5
设e化学式为xe( ptf6)x， xe( ptf6)x ~ 0.5xo2
134.29+309.08x) g0.5x mol
0.6g16.86ml÷22.4mol/l
解得 x≈1.5
第六题（共14分）
1．由两个电极反应可知，反应h2s(aq) =h2s(g) 的标准吉布斯自由能变。
fgmφ =nef = 2×[-0.297-(-0.327)] 96500 = 5.79kj/mol （2分）
而h2s(g) =h2(g)+s(s)
k1.43×10-62分）
故h2s(g)的标准生成吉布斯自由能为：
fgmφ =rgmφ =rtln kφ= 33.34kj/mol2分）
h2s(aq)的的标准生成吉布斯自由能为：
fgmφ =33.34 + 5.79 = 27.55kj/mol2分）
完全电离时 h2s(aq) =2h+(aq)+s2-(aq)
rgmφ =85.8-(-27.55)=113.35kj/mol
kφ =e1.35×10-202分）
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