我愛奧賽網(wǎng)2007年第三屆我愛奧賽杯高中化學(xué)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)賽試題及答案

1、學(xué)校 班級 考場 考號 姓名 裝 訂 線 我愛奧賽網(wǎng)2007年第三屆“我愛奧賽杯”高中化學(xué)競賽試題（2007年5月4日 9：00 - 12：00共計(jì)3小時）第1題（5分）：全國科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會2007年3月21日公布：111號元素(英文名稱為roentgenium，符號為Rg)的中文名稱為 (讀音同倫)。德國重離子研究所的科學(xué)家西古德·霍夫曼與同事在1994年利用64Ni和208Bi進(jìn)行對撞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了第111號元素的存在，同時有一個中子釋放。此后，科學(xué)家又重復(fù)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了第111號元素的存在。第111號元素的英文名稱roentgenium是為紀(jì)念科學(xué)家倫琴（Wilhelm Co

2、nrad Roentgen）而命名的，第111號元素的中文名稱也是依據(jù)他的名字命名的。（1）指出倫琴的在科學(xué)上的主要貢獻(xiàn)（2）指出在元素周期表中的位置（3）寫出發(fā)現(xiàn)（Rg）的核反應(yīng)方程式第2題（6分）：含氮的高能物質(zhì)（High Nitrogen Content ,High Energy Materials）是很有潛力的一類含能材料，其中一類屬于含氮量較高，屬于苯的含氮等電子體類化合物，如吡啶。（1）理論上可以存在的所有苯的含氮等電子體化合物有多少種？并畫出其結(jié)構(gòu)（2）從熱力學(xué)上解釋為什么含氮量較高的苯的等電子體是很有潛力的含能材料？第3題（9分）：1905年美國化學(xué)家富蘭克林提出了酸堿的溶劑理

3、論，人們發(fā)現(xiàn)許多溶劑都能發(fā)生自電離過程，生成特征陽離子和特征陰離子，如 2H2O = H3O+ + OH-, 2NH3 = NH4+ + NH2-，溶劑理論認(rèn)為凡在溶劑中能產(chǎn)生（包括化學(xué)反應(yīng)生成）特征陽離子的物質(zhì)為溶劑酸，反之為溶劑堿。（1）試定義溶劑理論中的中和反應(yīng)（2）NH4Cl和NaH在液氨體系中是酸還是堿，并用方程式來表示（3）SbF5 在 BrF3 溶液中為酸，寫出其電離方程式，畫出電離所得陰、陽離子的結(jié)構(gòu)（4）尿素在液氨中為弱酸，試寫出電離方程式。液氨中尿素與氨基鈉反應(yīng)得到尿素鹽，試寫出方程式。該反應(yīng)能不能在水中進(jìn)行？為什么？第4題（6分）：照相工業(yè)用的KBr通常用如下方法制備：將

4、苛性鉀溶于水，50-60下加入尿素，溶解后加入溴單質(zhì)，恒溫80至pH=6-7，經(jīng)脫色過濾，蒸發(fā)結(jié)晶精制得到產(chǎn)品（1）寫出反應(yīng)的方程式（2）單質(zhì)溴與苛性鉀反應(yīng)也可以得到KBr，為什么還要加入尿素？（3）KBr晶體結(jié)構(gòu)為NaCl型，密度為2.75g/cm-3,計(jì)算距離最近的K+與Br-間的距離第5題（10分）：A、B為同主族短周期元素，A最高價(jià)含氧酸根為平面構(gòu)型，B最高價(jià)含氧酸根為正四面體構(gòu)型。將A的最高價(jià)含氧酸冷凍后與B的最高價(jià)氧化物混合，升溫融化，維持溫度40，劇烈反應(yīng)生成氣體C，氟化硼可與C以摩爾比1:1反應(yīng)，生成D，將D溶于硝基甲烷中，通入干燥的氟化氫氣體可得到沉淀E，E的陽離子與CO2

5、為等電子體，陰離子為四面體構(gòu)型。將E與氟化鈉在240反應(yīng)得到產(chǎn)物F，F(xiàn)與固態(tài)C中的陰離子為等電子體。（1）寫出A、B反應(yīng)生成C的方程式（2）推測D、E、F的結(jié)構(gòu)（3）F可與苯劇烈反應(yīng)，寫出反應(yīng)的方程式第6題（6分）：回答下列問題（1）比較下列化合物與乙醇形成氫鍵的能力：(H3Si)2O和(H3CH2C)2O(2)寫出 BBr3與過量NH(CH3)2在烴類溶劑中的反應(yīng)。（3）AgClO4在苯中的溶解性明顯高于在烷烴中的溶解性，用Lewis酸堿性對此事實(shí)作出的解釋是 。第7題（10分）：苯氧布洛芬鈣是良好的解熱鎮(zhèn)痛消炎藥，其消炎作用比阿司匹林強(qiáng)50 倍，是治療慢性關(guān)節(jié)炎的首選藥物。苯氧布洛芬鈣(F

6、)有多種合成方法，以下是其中一種：（1）寫出A、B、C、D、E、F的結(jié)構(gòu)簡式（2）指出A、B、C、D、E中哪些具有旋光異構(gòu)體（3）給出A的系統(tǒng)命名（4）反應(yīng)工藝最后一步脫色所用的物質(zhì)為第8題（9分）：高性能材料納米纖維PSB具有優(yōu)良的熱學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、磁學(xué)性能而廣受關(guān)注。研究者將A與對苯二甲醛溶于甲苯溶液中，N2 保護(hù)下加熱回流，在沸騰的甲苯中反應(yīng)5h,冷卻，抽濾，干燥得到粉末狀的聚合物PSB纖維。A的結(jié)構(gòu)為：(1)試命名A_ ，A中存在的離域鍵可記作 （2）寫出A與對苯二甲醛發(fā)生聚合反應(yīng)的方程式，并說明沸騰的甲苯對反應(yīng)有何幫助？(3)PSB具有酸致變色功能，如在HCl蒸氣下，聚合物變?yōu)樗{(lán)紫色

7、，通入NH3 聚合物又變回原來的顏色，試分析變色的機(jī)理（4）PSB材料不但有酸致變色功能，還有光致變色功能，且變色范圍十分寬廣，預(yù)測其在電子工業(yè)上可能的用途_第9題（10分）：向一定量的CoCO3 中加入濃氫溴酸使之溶解，再加入濃氨水和NH4Br，攪拌下加入30%的H2O2 ，向溶液中通空氣除去過量的氨氣，再加濃氫溴酸到溶液為中性時開始出現(xiàn)紅色沉淀A，A中含五種元素，其中Co為14.67%，N為17.43%，2.0gA與0.920mol/L的AgNO3溶液反應(yīng)消耗16.30mLAgNO3溶液。將A過濾洗滌干燥，在110時加熱1-2小時得到藍(lán)紫色晶體B，失重率為4.48%，在B的冷濃溶液中加稀鹽

8、酸可以得到暗紫色晶體C，C中含Co為20.0%，含N為23.74%，A、B、C式量均不超過500，且其中N-H鍵鍵長與氨分子鍵長接近。（1）通過計(jì)算，推測A、B、C的化學(xué)式（2）寫出制備A的方程式，并命名A（3）如果事先不知道A、B、C本身的顏色，如何鑒別A、B、C三種物質(zhì)？第10題（10分）：富勒烯（Fullerene）全碳分子（Cn）（n60，70，76，84）近年來一直是人們研究的熱點(diǎn)。作為新發(fā)現(xiàn)的碳的第三種結(jié)構(gòu)形式，富勒烯結(jié)構(gòu)奇特新穎，具有許多激動人心的物理特性：超導(dǎo)、特殊的磁學(xué)性質(zhì)、光電導(dǎo)性質(zhì)以及非線性光學(xué)性質(zhì)。富勒烯材料應(yīng)用前景非常廣泛：包括新型材料、超導(dǎo)、激光、紅外、電化學(xué)、新型

9、能源、天體物理、地質(zhì)，甚至醫(yī)學(xué)（艾滋病的防治），以C60為例，它是一個很好的超導(dǎo)體，M3C60（MK、Rb、Cs）均為超導(dǎo)體，具有很好的電化學(xué)性質(zhì)（用于制作高容量的鋰電池），尤其具備奇特的光學(xué)性質(zhì)。由于生成條件不同，C60分子可堆積成不同的晶體結(jié)構(gòu)，如立方最密堆積和六方最密堆積結(jié)構(gòu)，前者的晶胞參數(shù)a=1420pm，后者的晶胞參數(shù)a=b=1002pm，c=1639pm。 (1) 畫出C60的立方最密堆積結(jié)構(gòu)沿四重軸方向的投影圖，用分?jǐn)?shù)坐標(biāo)表示出分子間多面體空隙的中心位置(每種多面體空隙只寫一種即可)（2）C60 在立方最密堆積中，離其最近的C60 分子數(shù)為多少？畫出其配位多面體。 (3)C60與

10、K+可形成組成為K3C60的超導(dǎo)材料，C60為立方最密堆積，K+占據(jù)什么多面體空隙？占據(jù)空隙的百分?jǐn)?shù)是多少？（4）同一溫度下，C60的晶體密度為多少？若 K3C60晶胞參數(shù)a1424pm，求 K3C60的晶體密度比C60的晶體密度增大的百分?jǐn)?shù)。第11題（10分）：制金屬的方法之一是電解含該金屬的化合物，制備鋁單質(zhì)就是在加入冰晶石的條件下，高溫電解Al2O3，電解化合物的前提是該化合是離子化合物，如Al2O3在高溫下電解為Al3+及O2-，過去認(rèn)為不可能用電解AlCl3來制鋁的，但近年來，這種說法被打破，比如電解NaCl-AlCl3熔鹽體系制金屬鋁，并取得初步研究成果。1 寫

11、出AlCl3在下列溶劑或熔液中的存在形式。（1）在苯中 （2）在NaCl熔液中 （3）在NaF溶液中2工業(yè)電解NaCl-AlCl3體系鋁工藝如下：用氧化鋁或鋁硅酸鹽為原料，制得AlCl3，再以無水AlCl3為原料，制備AlCl3離子型液體（AlCl3MCl，M為堿金屬或有機(jī)陽離子），以此AlCl3離子型液體進(jìn)行電解。（1）實(shí)驗(yàn)證明，在陽極發(fā)生的電解反應(yīng)是AlCl4-失去電子生成離子Q ,該離子中Al有一種環(huán)境，Cl有二種環(huán)境，經(jīng)質(zhì)譜檢驗(yàn)，其質(zhì)荷比M/Z302.5，試畫出該離子Q的結(jié)構(gòu)式，并寫出生成Q的電極方程式。（2）生成的Q離子移動到陰極，并在陰極得電子生成Al單質(zhì)。試寫出電極方程式。（3）

12、據(jù)有關(guān)資料顯示，當(dāng)Cl-含量較少時，AlCl3MCl中可能存在鏈狀離子AlnCl3n+1-,試畫出其結(jié)構(gòu)。第12題（9分）：DMCCO(OCH3)2是一種重要的化工原料，廣泛用于有機(jī)合成中，研究者研究了以CO2 和 CH3OH 為原料的直接合成法。由于該反應(yīng)在熱力學(xué)上難以進(jìn)行，研究者在反應(yīng)體系中加入A（298K時，1atm時，其蒸氣密度為1.88g/L ）后有效的提高了反應(yīng)的產(chǎn)率。試回答下列問題：（1）給出DMC的系統(tǒng)命名（2）寫出直接合成法合成DMC的方程式（3）寫出A的結(jié)構(gòu)簡式（4）從化學(xué)平衡的角度分析A為什么可以提高DMC的產(chǎn)量？（寫出兩個理由）(5)最早生產(chǎn)DMC的方法為光氣甲醇法，但

13、現(xiàn)在已經(jīng)是淘汰工藝。已知光氣甲醇法分兩步進(jìn)行，試寫出兩步反應(yīng)方程式。命題：“我愛奧賽網(wǎng)”精英教育工作室本試題版權(quán)屬我愛奧賽網(wǎng)奧賽工作室所有，轉(zhuǎn)載請注明出處綜合各地考試情況，省級賽區(qū)一等獎參考分?jǐn)?shù)線 65分（各地上下浮動8分） 更詳細(xì)成績分析請登陸： 奧賽家園我愛奧賽網(wǎng)2007年第三屆“我愛奧賽杯”高中化學(xué)競賽試題參考答案第1題：（共5分）（1）發(fā)現(xiàn)X射線（倫琴射線）（1分） （2）第七周期第 IB族（2分） (3 ) 2864Ni + 83208Bi = 111271Rg + 01n （2分）第2題：6分（1）12種 （1分）結(jié)構(gòu)略， 含一個氮時（吡啶）1種，二個氮時3種，三個氮時3種，四個氮

14、時3種，五個氮時1種，六個氮時1種 （每個0.25分，共3分）（2）分解產(chǎn)物N2 ，放出大量的熱，產(chǎn)生大量氣體，熵增大，反應(yīng)自由能大，自發(fā)程度高。（2分）第3題：（共9分）（1）特征陰陽離子生成溶劑分子的反應(yīng) （1分）（2）酸 NH4Cl = NH4+ + Cl- （1分） 堿 NaH + NH3 = H2 + NH2- + Na+ （1分） (3) SbF5 +BrF3 = BrF2+ +SbF6- （1分）BrF2+ V型BrFF+（1分） SbF6-正八面體型FFFFFFSb-（1分） (4) CO(NH2)2 + NH3 = NH4+ + NH2CONH- （1分） NaNH2 + N

15、H2CONH2 = NH2CONHNa + NH3 ，（1分） 不能，遇水分解 （1分）第4題：（共6分）(1)3Br2 + 6KOH + CO(NH2)2 = 6KBr + 5H2O + N2 + CO2 （2分）（寫成K2CO3和KHCO3得1分） (2)提高產(chǎn)率，避免生成KBrO3 雜質(zhì)，尿素產(chǎn)物無污染 （2分）（3）理論值 a=660pm ，d=a/2=330pm （2分）第5題：（共10分）（1）2HNO3 + P2O5 （或1/2 P4O10 ）= N2O5 + 2HPO3 (2分，寫H3PO4 得1分) （2）D：（NO2）2OBF3 , E： NO2BF4, F：NO2F （6

16、分，各2分） (3) C6H6 + NO2F = C6H5NO2 + HF （2分）第6題：（共6分）（1）對同一種H給體（如乙醇）而言，Lewis堿性越強(qiáng)形成的氫鍵也越強(qiáng)。因?yàn)镺上的電子可擴(kuò)充到Si的空d軌道上，因此與Si結(jié)合的O較與C結(jié)合的O的Lewis堿性低，因而可以預(yù)期乙醚形成的氫鍵更強(qiáng)些。（2分）（2）NH(CH3)2發(fā)生質(zhì)子轉(zhuǎn)移形成BN鍵：BBr3(g) + 3NH(CH3)2 = B(N(CH3)2)3 + 3HBr(g) , HBr+ NH(CH3)2 = NH2(CH3)2+ Br- （2分）(3)苯（軟堿）的p 電子可以與Ag+離子(軟酸)的空軌道形成配合物Ag-C6H6+

17、離子。（2分）第7題：（共10分）1、（1）（6分，每個1分）（2）、B,C,D,E具有手性碳，有旋光異構(gòu)體（2分）（3）、間苯氧基苯乙酮（3-苯氧基苯乙酮）（1分）(4)、活性碳(1分)第8題：（共9分）（1）4，4-二氨基三苯胺（2分） 2124 （1分）（2）反應(yīng)方程式如下（2分）：作為溶劑，沸騰的甲苯將生成的水不斷帶出，有利于反應(yīng)正方向進(jìn)行（1分）（3）（2分）通HCl，H+與N的孤對電子結(jié)合，破壞其共扼體系，顏色發(fā)生變化，通入氨氣，使質(zhì)子脫離體系，恢復(fù)共扼體系（4）（1分）顯示器第9題：（共10分)（1） A:Co(NH3)5H2OBr3,B:CoBr(NH3)5Br2,C:CoBr

18、(NH3)5Cl2 （3分），推斷過程 （2分）A中只含Co,N,H,O,Br五種元素，計(jì)算得Co:N=1:5,且式量不超過500,則式量為401.7（含一個鈷），扣除一鈷，五氨還余257.77，鈷應(yīng)被雙氧水氧化為+3價(jià)，扣除3個Br,恰好余18.07為1個水。（2）CoCO3 + 2HBr = CoBr2 + CO2 + H2O （1分）2CoBr2 + 2NH4Br + 8NH3 + H2O2 = 2Co(NH3)5H2OBr3 （1分） 三溴化五氨一水合鈷（III） （1分）(3)將A、B、C溶于水，先加AgNO3 ,白色沉淀者為C；A、B可以通過電導(dǎo)率測出。 （2分）第10題：（共10分）（1） （1分） 四面體空隙（1/4，1/4，1/4）八面體空隙：（1/2，1/2，1/2）， 其他位置均可 （ 2分）（2）為12（1分）， 配位多面體為棱心的十二個原子形成的十四面體（6個正方形面，8個三角形面） （圖略）（1分）(3) C60 面心晶胞中有12個多面體空隙，4個八面體空隙，8個四面體空隙，C60 的個數(shù)是4個，故K+ 占據(jù)所有四面體空隙和八面體空隙。 （2分）（4）