(好資料)2001年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽初賽試題

中國化學(xué)會2001年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級賽區(qū)）試題（2001年10月13日 9001200 共計3小時）題號12345678910111213滿分42410581011105101110得分評卷人l 競賽時間3小時。遲到超過30分鐘者不能進(jìn)考場。開始考試后1小時內(nèi)不得離場。時間到，把試卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤離考場。l 試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在站定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最后一頁。不得持有任何其他紙張。l 姓名、報名號和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)指定位置，寫在其他地方者按廢卷論。l 允許使用非編程計算器以及直尺等文具。H1.008元素周期表He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-La第1題（4分）今年5月底6月初，各地報刊紛紛轉(zhuǎn)載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報道，在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學(xué)知識作出如下判斷（這一判斷的正確性有待證明）：當(dāng)事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯，最可能的存在形式是 和 。當(dāng)另一種具有 （性質(zhì)）的液態(tài)潔污劑與之混合，可能發(fā)生如下反應(yīng)而產(chǎn)生氯氣： 第2題（2分）目然界中，碳除了有2種穩(wěn)定同位素12C和13C外，還有一種半衰期很長的放射性同位素14C，豐度也十分穩(wěn)定，如下表所示（注：數(shù)據(jù)后括號里的數(shù)字是最后一位或兩位的精確度，14C只提供了大氣豐度，地殼中的含量小于表中數(shù)據(jù)）：同位素相對原子質(zhì)量地殼豐度（原子分?jǐn)?shù)）12C12（整數(shù)）0.9893（8）13C13.003354826（17）0.0107（8）14C14.003241982（27）1.21016（大氣中）試問：為什么通常碳的相對原子質(zhì)量只是其穩(wěn)定同位素的加權(quán)平均值而不將14C也加入取平均值？答：第3題（4分）最近報道在100的低溫下合成了化合物X，元素分析得出其分子式為C5H4，紅外光譜和核磁共振表明其分子中的氫原子的化學(xué)環(huán)境沒有區(qū)別，而碳的化學(xué)環(huán)境卻有2種，而且，分子中既有CC單鍵，又有CC雙鍵。溫度升高將迅速分解。X的結(jié)構(gòu)式是：第4題（10分）去年報道，在55令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一離子化合物（C），測得Xe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為31，陰離子為四氟硼酸根離子，陽離子結(jié)構(gòu)中有B的苯環(huán)。C是首例有機(jī)氙（IV）化合物，20以下穩(wěn)定。C為強氟化劑和強氧化劑，如與碘反應(yīng)得到五氟化碘，放出氙，同時得到B。41 寫出 C的化學(xué)式，正負(fù)離子應(yīng)分開寫。答： 42 根據(jù)什么結(jié)構(gòu)特征把 C歸為有機(jī)氙比合物？答： 43 寫出 C的合成反應(yīng)方程式。答： 44 寫出 C和碘的反應(yīng)。答： 45 畫出五氟化碘分子的立體結(jié)構(gòu)：第5題（5分）今年3月發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K呈超導(dǎo)性，可能是人類對超導(dǎo)認(rèn)識的新里程碑。在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，像維夫餅干，一層鎂一層硼地相間，圖51是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿C軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。51 由圖51可確定硼化鎂的化學(xué)式為： 。52 在圖5l右邊的方框里畫出硼化鎂的一個晶胞的透視圖，標(biāo)出該晶胞內(nèi)面、棱、頂角上可能存在的所有硼原子和鎂原子（鎂原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。abc，c軸向上圖51硼化鎂的晶體結(jié)構(gòu)示意圖第6題（8分）Mn2離子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化劑。有人提出該反應(yīng)的歷程為：Mn（）Mn（）Mn（）Mn（）Mn(C2O4)n32nMn2CO2請設(shè)計2個實驗方案來驗證這個歷程是可信的（無須給出實驗裝置，無須指出選用的具體試劑，只需給出設(shè)計思想）。第7題（10分）某不活潑金屬 X在氯氣中燃燒的產(chǎn)物Y溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結(jié)晶，得到黃色晶體Z，其中 X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50。在500mL濃度為0.10mol/L的Y水溶液中投入鋅片，反應(yīng)結(jié)束時固體的質(zhì)量比反應(yīng)前增加4.95g。X是 ；Y是 ；Z是 。推理過程如下：第8題（11分）新藥麥米諾的合成路線如下：81 確定B、C、D的結(jié)構(gòu)式（填入方框）。82 給出B和C的系統(tǒng)命名：B為 ；C為： 。83 CH3SH在常溫常壓下的物理狀態(tài)最可能是 （填氣或液或固），作出以上判斷的理由是： 第9題（10分）1997年BHC公司因改進(jìn)常用藥布洛芬的合成路線獲得美國綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎：舊合成路線：新合成路線：91 寫出A、B、C、D的結(jié)構(gòu)式（填入方框內(nèi)）。92 布洛芬的系統(tǒng)命名為： 。第10題（5分）最近有人用一種稱為“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反應(yīng)，使C60獲得一個質(zhì)子，得到一種新型離于化合物HC60CB11H6CL6?；卮鹑缦聠栴}：101 以上反應(yīng)看起來很陌生，但反應(yīng)類型上卻可以跟中學(xué)化學(xué)課本中的一個化學(xué)反應(yīng)相比擬，后者是： 。102 上述陰離子CB11H6Cl6的結(jié)構(gòu)可以跟圖101的硼二十面體相比擬，也是一個閉合的納米籠，而且，CB11H6Cl6離子有如下結(jié)構(gòu)特征：它有一根軸穿過籠心，依據(jù)這根軸旋轉(zhuǎn)360/5的度數(shù)，不能察覺是否旋轉(zhuǎn)過。請在圖101右邊的圖上添加原子（用元素符號表示）和短線（表示化學(xué)鍵）畫出上述陰離子。 圖101第11題（10分）研究離子晶體，?？疾煲砸粋€離子為中心時，其周圍不同距離的離子對它的吸引或排斥的靜電作用力。設(shè)氯化鈉晶體中鈉離子跟離它最近的氯離子之間的距離為d，以鈉離子為中心，則：111 第二層離子有 個，離中心離子的距離為 d，它們是 離子。112 已知在晶體中Na離子的半徑為116pm，Cl離子的半徑為167pm，它們在晶體中是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個晶體空間的百分?jǐn)?shù)。113 納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大，這是它的許多特殊性質(zhì)的原因，假設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，求這種納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比。114 假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍，試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。第12題（11分）設(shè)計出燃料電池使汽油氧化直接產(chǎn)生電流是對世紀(jì)最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸氣，電池的電解質(zhì)是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導(dǎo)O2離子?；卮鹑缦聠栴}：121 以丁烷代表汽油，這個電池放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)方程式是： 122 這個電池的正極發(fā)生的反應(yīng)是： 負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)是： 固體電解質(zhì)里的O2的移動方向是： 向外電路釋放電子的電極是： 123 人們追求燃料電池氧化汽油而不在內(nèi)燃機(jī)里燃燒汽油產(chǎn)生動力的主要原因是： 124 你認(rèn)為在ZrO2晶體里摻雜Y2O3用Y3代替晶體里部分的Zr4對提高固體電解質(zhì)的導(dǎo)電能力會起什么作用？其可能的原因是什么？答： 125 汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應(yīng)不完全產(chǎn)生 堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應(yīng)至少還需10年