2001十年化學賽題重組卷6答案

1、2001-2010年十年化學賽題重組卷6物質(zhì)結(jié)構(gòu)（一）l 競賽時間3小時。遲到超過30分鐘者不能進考場。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。ds rg cn uut uuq uup uuh uus uuo1.008zr nbmo tc rurhpdagcdinsnsbte i hf taw re osirpt auhgt

2、l pbbipoatac-lrhlibebcnofnamgalsipclskcasctivcrmnfeconicuzngageassebrrbcsfrsrbaraylalu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.322322644.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.9118

3、6.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210 126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222henearkrxern元素周期表rfdbsgbhhsmt2010年第1題 (15分) 氣體常數(shù)r8.31447 j k-1mol-1 法拉第常數(shù)f96485 c mol-1 阿佛加德羅常數(shù)na6.0221421023mol-1 1-12009年10月合成了第117號元素，從此填滿了周期表第七周期所有空格，是元素周期

4、系發(fā)展的一個里程碑。117號元素是用249bk轟擊48ca靶合成的，總共得到6個117號元素的原子，其中1個原子經(jīng)p次衰變得到270db后發(fā)生裂變；5個原子則經(jīng)q次衰變得到281rg后發(fā)生裂變。用元素周期表上的117號元素符號，寫出得到117號元素的核反應(yīng)方程式（在元素符號的左上角和左下角 分別標出質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)）。 每式1分，畫箭頭也得 1分。兩式合并為 也得滿分。（2分）1-2寫出下列結(jié)構(gòu)的中心原子的雜化軌道類型：(c6h5)if5-(c6h5)2xei(c6h5)2+sp3d3（1分）其他答案不得分。sp3d（1分）其他答案不得分。sp3（1分）其他答案不得分。1-3一氯一溴二(氨基乙

5、酸根)合鈷(iii)酸根離子有多種異構(gòu)體，其中之一可用如下簡式表示。請依樣畫出其他所有八面體構(gòu)型的異構(gòu)體。 每式1分。正確畫出5個幾何異構(gòu)體，未畫對映體但指明都有對映異構(gòu)體，各得1.5分。 （10分）2007年第1題（7分） 通常，硅不與水反應(yīng)，然而，弱堿性水溶液能使一定量的硅溶解，生成si(oh)4。已知反應(yīng)分兩步進行，試用化學方程式表示上述溶解過程。 si + 4oh = sio44 + 2 h2(1 分) sio44 + 4h2o = si(oh)4 + 4oh(1 分)若寫成 si + 2oh + h2o = sio32 + 2 h2 sio32 + 3h2o = si(oh)4 +

6、2oh，也得同樣的分。但寫成 si + 4h2o = si(oh)4 + 2h2不得分。寫不寫 (沉淀)和 (氣體)不影響得分。 早在上世紀50年代就發(fā)現(xiàn)了ch5+的存在，人們曾提出該離子結(jié)構(gòu)的多種假設(shè)，然而，直至1999年，才在低溫下獲得該離子的振動-轉(zhuǎn)動光譜，并由此提出該離子的如下結(jié)構(gòu)模型：氫原子圍繞著碳原子快速轉(zhuǎn)動；所有c-h鍵的鍵長相等。1-1 該離子的結(jié)構(gòu)能否用經(jīng)典的共價鍵理論說明？簡述理由。不能。(1 分)經(jīng)典共價鍵理論認為原子之間通過共享電子對而成鍵。c 為第二周期元素，只有 4 個價層軌道，最多形成 4 個共價鍵。(1 分)理由部分：答“c 原子無 2d 軌道，不能形成 sp3

7、d 雜化軌道”，得 1 分；只答“c 原子沒有 2d 軌道”，得 0.5分；只答“c 原子有 4 個價電子”，得 0.5 分；答 ch5+中有一個三中心二電子鍵，不得分(因按三中心二電子鍵模型，ch5+離子的 c-h 鍵不等長)。1-2 該離子是（ ）。a. 質(zhì)子酸 b.路易斯酸 c.自由基 d.親核試劑a 或質(zhì)子酸(多選或錯選均不得分。) (2 分)2001年第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)量分數(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是首例有機氙（iv）化合物，20以下穩(wěn)定。c為強氟化劑和強氧化

8、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的化學式，正負離子應(yīng)分開寫。42 根據(jù)什么結(jié)構(gòu)特征把 c歸為有機氙比合物？43 寫出 c的合成反應(yīng)方程式。44 寫出 c和碘的反應(yīng)。45 畫出五氟化碘分子的立體結(jié)構(gòu)：答：4-1 c6f5xef2+bf4（1分）4-2 分子中有cxe鍵。（2分）（答：“分子中存在氙和有機基團”得1分）4-3 xef4 + c6f5bf2 = c6f5xef2+bf4（1分）（注：用“”代替“=”不扣分；離子加方括號得分相同；畫出五氟代苯基結(jié)構(gòu)不加分）。 4-4 5c6f5xef2bf42i24if55xe5c6f5bf2（2分）（注：不配平不得分）

9、4-5（4分）（注：4-5的答案需應(yīng)用初賽基本要求規(guī)定的vsepr模型才能得出。只要正確表述出四方錐體都得滿分，表述形式不限。）2005年備用第1題（12分）將h2o2慢慢加入到sbf5的hf溶液中得一白色固體a，a是一種鹽類，其陰離子呈八面體結(jié)構(gòu)。1a的結(jié)構(gòu)簡式及生成a的化學方程式。h3o2sbf6（2分） h2o2hfsbf5h3o2sbf6（1分） 2a不穩(wěn)定，能定量分解，b是產(chǎn)物之一，其中亦含有八面體結(jié)構(gòu)，寫出b的結(jié)構(gòu)簡式。 h3osbf6（2分） 3若將h2s氣體通入sbf5的hf溶液中，則得晶體c，c中仍含有八面體結(jié)構(gòu)，寫出c的結(jié)構(gòu)簡式及生成c的化學反應(yīng)方程式。sh3sbf6（2分

10、） h2shfsbf5sh3sbf6（1分） 4將h2o2滴入液氨中得白色固體d，d是一種鹽，含有正四面體結(jié)構(gòu)，寫出d的結(jié)構(gòu)式和生成反應(yīng)方程式。nh4hoo（2分） h2o2nh3nh4hoo（1分）5比較h2o2和h2s的性質(zhì)異同。 h2o2既是酸又是堿，h2s是一種堿（1分）2008年第4題 (10分) (cn)2被稱為擬鹵素，它的陰離子cn- 作為配體形成的配合物有重要用途。4-1 hgcl2 和hg(cn)2反應(yīng)可制得 (cn)2, 寫出反應(yīng)方程式。 hgcl2 + hg(cn)2 = hg2cl2 + (cn)2 (1分) 4-2 畫出cn-、(cn)2的路易斯結(jié)構(gòu)式。 (各1分，共

11、2分) 短線畫成電子對同樣得分；不畫孤對電子不得分。4-3 寫出(cn)2 (g) 在o2 (g) 中燃燒的反應(yīng)方程式。 (cn)2(g) + 2o2(g) = 2co2(g) + n2(g) (1分) 不標物態(tài)也可。4-4 298 k下，(cn)2 (g) 的標準摩爾燃燒熱為 -1095 kj mol-1，c2h2 (g) 的標準摩爾燃燒熱為 -1300 kj mol-1，c2h2 (g) 的標準摩爾生成焓為227 kj mol-1，h2o (l) 的標準摩爾生成焓為 -286 kj mol-1，計算 (cn)2 (g) 的標準摩爾生成焓。 (cn)2(g) + 2o2(g) = 2co2(

12、g) + n2(g) 2fhmy(co2) -fhmy(cn)2 = -1095 kj mol-1 2fhmy(co2) = -1095 kj mol-1 +fhmy(cn)2 c2h2(g) + 2.5o2(g) = 2co2(g) + h2o(l) 2fhmy(co2) +fhmy(h2o) - fhmy(c2h2) = -1300 kj mol-1 2fhmy(co2) = -1300 kj mol-1 + 286kj mol-1 + 227 kj mol-1 fhmy(cn)2 = 1095 kj mol-1 - 1300 kj mol-1 + 286kj mol-1 + 227 kj

13、 mol-1 = 308 kj mol-1 (2分) 計算過程正確計算結(jié)果錯誤只得1分。沒有計算過程不得分。 fhmy(cn)2 = 1095 - 1300 + 286 + 227 = 308（kj mol-1）也可以。 但不加括號只得1.5分。 4-5 (cn)2在300500 oc形成具有一維雙鏈結(jié)構(gòu)的聚合物，畫出該聚合物的結(jié)構(gòu)。 或 (2分)畫成 也得2分。 但畫成 只得1分 4-6 電鍍廠向含氰化物的電鍍廢液中加入漂白粉以消除有毒的cn-，寫出化學方程式（漂白粉用clo-表示）。 2cn- + 5clo- + h2o = 2hco3- + n2 + 5cl- (2分)產(chǎn)物中寫成co32

14、-, 只要配平，也得2分。 2005年第4題（6分）本題涉及3種組成不同的鉑配合物，它們都是八面體的單核配合物，配體為oh和/或cl。1ptcl45h2o的水溶液與等摩爾nh3反應(yīng)，生成兩種鉑配合物，反應(yīng)式為： 2h2ptcl4(oh)22nh3(nh4)2ptcl6h2ptcl2(oh)4 或h2ptcl6(nh4)2ptcl2(oh)4或nh4hptcl6nh4hptcl2(oh)4（3分） 2bacl2ptcl4和ba(oh)2反應(yīng)（摩爾比25），生成兩種產(chǎn)物，其中一種為配合物，該反應(yīng)的化學方程式為： 2baptcl65ba(oh)22baptcl(oh)55bacl2（3分）2003年

15、第9題（6分）釩是我國豐產(chǎn)元素，儲量占全球11，居第四位。在光纖通訊系統(tǒng)中，光纖將信息導入離光源1km外的用戶就需用5片釩酸釔晶體（釔是第39號元素）。我國福州是全球釩酸釔晶體主要供應(yīng)地，每年出口幾十萬片釩酸釔晶體，年創(chuàng)匯近千萬美元（1999年）。釩酸釔是四方晶體，晶胞參數(shù)a712pm，c629pm，密度d4.22g/cm3，含釩25，求釩酸釔的化學式以及在一個晶胞中有幾個原子。給出計算過程。釩酸釔的化學式：yvo4（1分）計算過程：yvo4的摩爾質(zhì)量為203.8g/mol；釩的質(zhì)量分數(shù)為50.9/203.8025合題意。203.8/4.2248.3cm3/mol四方晶胞的體積v7122629

16、1030cm33.181022cm3（1分）48.3/6.0210238.021023cm3（1分）3.18x1022/8.0210233.974（1分）一個晶胞中的原子數(shù)：4624（2分）（類似過程或步驟合并，得分相同）2005年備用第3題（10分）固體發(fā)光材料是一種能將激發(fā)的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾墓腆w物質(zhì)。在基質(zhì)中摻入雜質(zhì)，含量可達千分之幾或百分之幾，可調(diào)整發(fā)光效率、余輝及發(fā)光光譜。如在剛玉al2o3基質(zhì)中摻入0.051.0%的cr3及在y2o3基質(zhì)中摻入eu3等均可制成固體發(fā)光材料。1推測al2o3基質(zhì)中摻入cr3的發(fā)光原理。al3和o2是滿殼層電子結(jié)構(gòu)，能隙大，電子不易激發(fā)，故無色；（2分

17、）摻入的cr3是過渡金屬，具有3d電子，在晶體中置換部分al3形成較低的激發(fā)態(tài)能級，兩個強吸收帶分別吸收黃綠色及藍色的光，只有紅光透過，因而摻cr3的剛玉呈絢麗的紅色，稱為紅寶石。（3分） 2y2o3屬立方晶系，將y2o3的立方晶胞分為8個小立方體，y在小立方體的面心和頂點，o位于小立方體內(nèi)的四面體空隙，畫出這樣四個小立方體，指出y和o的配位數(shù)。（4分）y的o的配位數(shù)為6，o的y配位數(shù)為4。（1分）2008年第7題 (14分) ax4四面體 (a為中心原子，如硅、鍺；x為配位原子，如氧、硫) 在無機化合物中很常見。四面體t1按下圖所示方式相連可形成一系列“超四面體”（t2、t3）：t1t3t2

18、7-1 上圖中t1、t2和t3的化學式分別為ax4、a4x10和a10x20，推出超四面體t4的化學式。t4超四面體的化學式為a20x35 (1分)7-2 分別指出超四面體t3、t4中各有幾種環(huán)境不同的x原子，每種x原子各連接幾個a原子？在上述兩種超四面體中每種x原子的數(shù)目各是多少？ t3超四面體中，有3種不同環(huán)境的x原子。(1分)其中4個x原子在頂點上，所連接a原子數(shù)為1；(0.5分)12個x原子在超四面體的邊上，所連接a原子數(shù)為2；(0.5分)4個原子在超四面體的面上，所連接a原子數(shù)為3。(1分) (共3分) t4超四面體中有5種不同環(huán)境的x原子。 （2分） 其中4個x原子在頂點上，所連接

19、a原子數(shù)為1； (0.5分) 12個x原子在超四面體的邊上但不在邊的中心，所連接a原子數(shù)為2； (0.5分) 6個x原子在超四面體的邊的中心，所連接a原子數(shù)為2； (0.5分) 12個原子在超四面體的面上，所連接a原子數(shù)為3； (0.5分) 1個在超四面體的中心，所連接a原子數(shù)為4。 (1分) （共5分） 7-3 若分別以t1、t2、t3、t4為結(jié)構(gòu)單元共頂點相連（頂點x原子只連接兩個a原子），形成無限三維結(jié)構(gòu)，分別寫出所得三維骨架的化學式?；瘜W式分別為 ax2, a4x8, a10x18, a20x33。 (每式0.5分，共2分) 答分別為 ax2, ax2, a5x9, a20x33也可。

20、7-4 欲使上述t3超四面體連接所得三維骨架的化學式所帶電荷分別為+4、0和 -4，a選zn2+、in3+或ge4+，x取s2-，給出帶三種不同電荷的骨架的化學式（各給出一種，結(jié)構(gòu)單元中的離子數(shù)成簡單整數(shù)比）。a10x184+ 只能是ge10s184+； (1分)a10x18可以是zn2ge8s18，in2znge7s18，in4ge6s18； (1分)只要答出其中一種，得1分； a10x184-可以是zn4ge6s184-, in8ge2s184-, in6znge3s184-, in4zn2ge4s184-, in2zn3ge5s184-； (1分)只要答出其中一種，得1分。2010年第7題(13分)分子篩是一種天然或人工合成的泡沸石型水合鋁硅酸鹽晶體。人工合成的分子篩有幾十種，皆為骨架型結(jié)構(gòu)，其中最常用的是a型、x型、y型和絲光沸石型分子篩，化學組成可表示為mmalpsiqon(p+q)xh2o。7-1 si4+、al3+和o2-的離子半徑分別為41 pm、50 pm和140 pm，通過計算說明在水合鋁硅酸鹽晶體中si4+和al3+各占據(jù)由氧構(gòu)成的何種類型的多面體空隙。si4+al3+ 介于0.225和0.414間， 四面體 介于0.225和0.414間，四面體 每個多面體1分；只答四面體而無正確的計算和說明，不得分。 （2分） 根據(jù)多面體幾何學計算得出結(jié)論，只要正確，亦各