2002年廣東省高中化學(xué)競賽(復(fù)賽)試題

1、2002年廣東省高中化學(xué)競賽（復(fù)賽）試題（時間：3小時 滿分：180分） 2002.10.19題 號一二三四五六七八九十十一合計滿 分141091014221616163518180得 分H1.008相對原子質(zhì)量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39

2、Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgB

3、hHsMt一、（14分）20世紀80年代，生物無機化學(xué)家在研究金屬離子與核酸的相互作用機制時，提出某些金屬配合物可以作為DNA的探針，如M(phen)3Cl22H2O，配合物的合成是用MCl3和phen和LiCl在氬氣的保護下制得，M屬于VIIIB的元素。已知在配合物M(phen)3Cl22H2O中，金屬M所占的質(zhì)量百分比為13.4%。11 寫出M的元素符號。寫出M原子的外層電子排布式。12 畫出M(phen)32的結(jié)構(gòu)圖。13 M(phen)32有無旋光異構(gòu)體？14 計算配合物的磁矩。15 在制備配合物的過程中，通入氬氣的目的是什么？16 判斷該配合物是否具有顏色。二、（10分）Fe3離子可

4、以被I離子還原為Fe2離子，并生成I2，但如果在含F(xiàn)e3離子的溶液中加入氟化物，然后再加入KI，就沒有I2生成。通過計算解釋上述現(xiàn)象。已知：E（Fe3/Fe2）0.771V E（I2/I）0.535V Fe35FFeF52 K穩(wěn)1.71016三、（9分）如何制取下列金屬，用反應(yīng)方程式表示并作必要的說明。31 從定影液中回收金屬銀。32 從含ZnS雜質(zhì)的CdS中提取金屬Cd。四、（10分）回答下列問題：41 含汞廢水的處理是環(huán)保工作的重要任務(wù)之一，化學(xué)沉淀法是在含汞廢水中先加入一定量的Na2S，然后再加入FeSO4，試就以上過程進行說明。42 在硝酸和鹽酸不同的酸性介質(zhì)中，NaBiO3與Mn2離

5、子發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)將如何進行？寫出相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式。五、（14分）試設(shè)計滴定分析方案測定某含F(xiàn)e3試液中HCl的含量。要求寫出原理、分析步驟、指出分析測定條件、所需試劑及指示劑等，寫出計算公式（單位表示為mol/L）六、（22分）準確稱取NaIO3和NaIO4的混合試樣1.0000g，溶解后定容于250mL容量瓶中。準確移取試液50.00mL，用硼砂將試液調(diào)至弱堿性，假如過量的KI，用0.04000mol/L Na2S2O3標準溶液滴定至終點時，消耗20.00mL。另取試液25.00mL，用HCl調(diào)節(jié)至酸性，加入過量KI，用0.04000mol/L Na2S2O3標準溶液滴定至終點時，消耗5

6、0.00mL。計算混合試樣中，NaIO3和NaIO4的質(zhì)量百分含量。已知Mr(NaIO3)198.0，Mr(NaIO4)214.0。七、（16分）分子式同為C8H10O的三個化合物D、E、F的一元硝化產(chǎn)物均為兩個，在熱的堿性高錳酸鉀作用下均生成一元酸G、H、I，但是所得的酸經(jīng)元素分析計算得分子式分別為G：C8H8O3；H：C7H6O2；I：C7H4O4。此外此外，F(xiàn)可與FeCl3顯色；而D經(jīng)氫碘酸作用后的產(chǎn)物與FeCl3顯色；E在酸性田間下易脫水生成苯乙烯，與某一手性酸反應(yīng)生成兩個非對映異構(gòu)的酯。試推斷D、E、F、G、H、I的結(jié)構(gòu)，并說明推導(dǎo)過程，必要時使用反應(yīng)方程式加以說明。八、（16分）有

7、一個飽和烴A的組成為：C：87.42%，H：12.58%，它可以從一個14碳的芳香烴B經(jīng)過催化氫化得到。該芳香烴B與順丁烯二酸酐進行DA反應(yīng)的產(chǎn)物含有兩個未共軛的苯環(huán)。（1）請嘗試寫出飽和烴A和芳香烴B的結(jié)構(gòu)；（2）該飽和烴可能有幾種構(gòu)型異構(gòu)體，試畫出它們各自的穩(wěn)定構(gòu)象，并由此分析哪種構(gòu)型異構(gòu)體具有最低的能量。九、（16分）苯巴比妥A是一個鎮(zhèn)靜催眠藥。其結(jié)構(gòu)如下圖所示，右邊方框中初步擬定了一個從丙二酸乙酯制備前體化合物B的合成路線，請問該合成路線是否合理，為什么？請你提出一個以甲苯為起始原料合成B的路線，并寫出你的逆合成推導(dǎo)圖。十（35分）1、據(jù)2000年4月出版的參考消息的報道：美國硅谷已成

8、功開發(fā)出分子計算機，其中主要器件為分子開關(guān)和分子導(dǎo)線。美國Gokel教授研制了氧化還原型電控分子開關(guān)蒽醌套索醚電控開關(guān)。它是通過電化學(xué)還原使冠醚“胳膊”陰離子化，從而加強對流動陽離子的束縛力，達到“關(guān)”的作用；再借助氧化反應(yīng)使其恢復(fù)到原來的“開啟”狀態(tài)，使陽離子順利流動：（1）在括號中填寫反應(yīng)類型（填氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)）：a_反應(yīng)，b_反應(yīng)。（2）若分子計算機中分子開關(guān)處于A狀態(tài)，則計算機處于_狀態(tài)；若分子計算機開關(guān)處于B狀態(tài)，則計算機處于_狀態(tài)（填“開啟”或“關(guān)閉”）。2、一個擬制劑結(jié)合到碳酸酐酶中去時，在298K下反應(yīng)的平衡常數(shù)為Ka4.17107，rHm45.1kJ/mol，則在該溫度下

9、反應(yīng)的rSm（_）J/K mol。3、已知HI的光分解反應(yīng)機理是（1）HIhvHI（2）HHIH2I（3）IIMI2M則該反應(yīng)的反應(yīng)物消耗的量子效率為（ ）。4、由等體積的1mol/L的KI溶液與0.8mol/L的AgNO3溶液制備AgI溶膠，分別加入下列電解質(zhì)時，其聚沉能力最強的是（ ）。(A)K3Fe(CN)6 (B)NaNO3 (C)MgSO4 (D)FeCl35、溴乙烷分解反應(yīng)的活化能Ea229.3kJ/mol，650K時的反應(yīng)速率常數(shù)K2.14104/s?，F(xiàn)欲使此反應(yīng)在20分鐘內(nèi)完成80%，問應(yīng)將反應(yīng)溫度控制為多少？6、Ag可能受到H2S（g）的腐蝕而發(fā)生反應(yīng)：2Ag(s)H2S(g

10、)Ag2S(s)H2(g)。在298K和標準壓力下，將Ag放在等體積的H2(g)和H2S(g)組成的混合氣體中。已知在298K時，rGm(Ag2S,s)40.26KJ/mol，rGm(H2S,g)33.02kJ/mol。（a）問是否可能發(fā)生腐蝕而生成Ag2S，（b）在混合氣體中，H2S(g)的組成低于多少，才不致發(fā)生腐蝕？7、已知下列電池的電動勢為E（298K）0.0455V，電動勢溫系數(shù)為(E/T)p3.38104V/K，Ag,AgCl(s)|KCL(m)|Hg2Cl2(s),Hg(l)（1）寫出電池反應(yīng)（2）計算該溫度下的rGm，rHm，rSm以及可逆反應(yīng)放電時的熱效應(yīng)。十一（18分）納米

11、材料可以是晶態(tài)材料，也可以是非晶態(tài)材料。納米材料具有小尺寸效應(yīng)，表面效應(yīng)等多種性能。這些效應(yīng)，對納米材料的性質(zhì)有很大影響。先有一金屬晶體，其大小為邊長1mm的立方體。經(jīng)特殊加工得到邊長為10nm的立方體的納米材料。已知改金屬為面心立方晶胞，晶胞參數(shù)a1nm,。（一）問：1、1mm3的金屬晶體，加工成上述納米材料后，納米晶體的數(shù)量為_。2、1mm3的1粒晶體所含晶胞數(shù)為_，它的表面積為_mm2 。3、1粒上述納米材料含有的晶胞為_，1粒納米材料表面積為_mm2 上述金屬加工成納米材料后，表面積增加為_倍。（二）請回答1、一般金屬晶體都有固定的熔點，而將它制成納米金屬材料后，熔點大為降低，例如金的熔點為1063，而納米金熔點僅為330。銀的熔點為1060.8，而納米銀的熔點僅100，請解釋為什么？2、眾所周知，貴金屬Pt、Rh是良好的催化劑，例如乙烯氫化反應(yīng)，用Pt作催化劑，在600可以進行。如果采用納米Pt可以在室溫