中國化學(xué)會(huì)第全國高中學(xué)生化學(xué)競賽省級(jí)賽區(qū)試題

1、中國化學(xué)會(huì)第20屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級(jí)賽區(qū)）試題第1題（4分） 2006年3月有人預(yù)言，未知超重元素第126號(hào)元素有可能與氟形成穩(wěn)定的化合物。按元素周期系的已知規(guī)律，該元素應(yīng)位于第 周期，它未填滿電子的能級(jí)應(yīng)是 ，在該能級(jí)上有 個(gè)電子，而這個(gè)能級(jí)總共可填充 個(gè)電子。 第2題 （5分） 下列反應(yīng)在100oC時(shí)能順利進(jìn)行：I II2-1 給出兩種產(chǎn)物的系統(tǒng)命名。（4分）2-2 這兩種產(chǎn)物互為下列哪一種異構(gòu)體？（1分） A 旋光異構(gòu)體 B 立體異構(gòu)體 C 非對(duì)映異構(gòu)體 D 幾何異構(gòu)體第3題 （8分） 下面四張圖是用計(jì)算機(jī)制作的在密閉容器里，在不同條件下進(jìn)行的異構(gòu)化反應(yīng) XY 的進(jìn)程圖解。圖中的

2、“ ”是X，“ ”是Y。 A B C D3-1 圖中的縱坐標(biāo)表示 （填入物理量，下同）；橫坐標(biāo)表示 。3-2 平衡常數(shù)K最小的圖是 。3-3 平衡常數(shù)K最大的圖是 。3-4 平衡常數(shù)K=1的圖是 。第4題 （7分） 已探明我國錳礦儲(chǔ)量占世界第三位，但富礦僅占6.4%，每年尚需進(jìn)口大量錳礦石。有人設(shè)計(jì)了把我國的菱錳礦（貧礦）轉(zhuǎn)化為高品位“菱錳礦砂”的綠色工藝。該工藝首先將礦砂與硫酸銨一起焙燒，較佳條件是：投料比m(NH4)2SO4/mMnCO31.5；焙燒溫度450oC；焙燒時(shí)間1.5 小時(shí)。 4-1 寫出焙燒反應(yīng)方程式： 4-2 其次，將焙燒產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為高品位的“菱錳礦砂”，寫出反應(yīng)方程式：4-

3、3 若焙燒溫度過高或時(shí)間過長，將導(dǎo)致什么結(jié)果？ 4-4 從物料平衡角度看，生產(chǎn)過程中是否需要添加(NH4)2SO4？說明理由。 第5題 （6分）配制KI(0.100mol·L-1)I2的水溶液，用0.100mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液測得c(I2)4.85×10-3 mol·L-1。量取50.0mL KI-I2溶液和50.0mL CCl4置于分液漏斗中振蕩達(dá)平衡，分液后測知CCl4相中c(I2)2.60×10-3 mol·L-1。已知實(shí)驗(yàn)溫度下CCl4從水溶液中萃取I2的分配比為85 : 1。求水溶液中I2I¯I&

4、#175;3的平衡常數(shù)。 第 6 題（9分） 潛在儲(chǔ)氫材料化合物 A 是第二周期兩種氫化物形成的路易斯酸堿對(duì)，是乙烷的等電子體，相對(duì)分子質(zhì)量30.87，常溫下為白色晶體，穩(wěn)定而無毒。剛剛?cè)诨?A 緩慢釋放氫氣，轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顱（乙烯的等電子體）。B 不穩(wěn)定，易聚合成聚合物 C（聚乙烯的等電子體）。C 在155oC釋放氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)榫垡胰驳牡入娮芋w，其中聚合度為3的化合物 D 是苯的等電子體。高于500oC時(shí) D 釋放氫氣，轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔?E，E 有多種晶型。6-1 寫出 A、B、C、D、E 的化學(xué)式。 6-2 化合物 A 轉(zhuǎn)變?yōu)?E 各步釋放的氫所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及總共釋放的氫氣所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多大？

5、6-3 為使 A 再生，有人設(shè)計(jì)了化合物 D 在水蒸氣存在下與甲烷反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式。 第7題 （11分） 化合物A是近十年開始采用的鍋爐水添加劑。A的相對(duì)分子質(zhì)量90.10，可形成無色晶體，能除去鍋爐水中溶解氧，并可使鍋爐壁鈍化。7-1 A是用碳酸二甲酯和一水合肼在70oC下合成的，收率80%。畫出A的結(jié)構(gòu)式。 7-2 寫出合成A的反應(yīng)方程式。 7-3 低于135oC時(shí)，A直接與溶解氧反應(yīng)，生成三種產(chǎn)物。寫出化學(xué)方程式。 7-4 高于135oC時(shí)，A先發(fā)生水解，水解產(chǎn)物再與氧反應(yīng)。寫出化學(xué)方程式。 7-5 化合物A能使鍋爐壁鈍化是基于它能將氧化鐵轉(zhuǎn)化為致密的四氧化三鐵。寫出化學(xué)方程式。 7

6、-6 化合物A 與許多金屬離子形成八面體配合物，例如 Mn(A)32+。結(jié)構(gòu)分析證實(shí)該配合物中的A和游離態(tài)的A相比，分子中原本等長的兩個(gè)鍵不再等長。畫出這種配合物的結(jié)構(gòu)簡圖（氫原子不需畫出），討論異構(gòu)現(xiàn)象。第 8 題 （9分） 超硬材料氮化鉑是近年來的一個(gè)研究熱點(diǎn)。它是在高溫、超高壓條件下合成的（50GPa、2000K）。由于相對(duì)于鉑，氮原子的電子太少，衍射強(qiáng)度太弱，單靠X-射線衍射實(shí)驗(yàn)難以確定氮化鉑晶體中氮原子數(shù)和原子坐標(biāo)，2004年以來，先后提出過氮化鉑的晶體結(jié)構(gòu)有閃鋅礦型、巖鹽型（NaCl）和螢石型，2006年4月11日又有人認(rèn)為氮化鉑的晶胞如下圖所示（圖中的白球表示氮原子，為便于觀察，

7、該圖省略了一些氮原子）。結(jié)構(gòu)分析證實(shí)，氮是四配位的，而鉑是六配位的；PtN鍵長均為209.6pm，NN鍵長均為142.0 pm（對(duì)比：N2分子的鍵長為110.0pm）。 備用圖 8-1 氮化鉑的上述四種立方晶體在結(jié)構(gòu)上有什么共同點(diǎn)？ 8-2 分別給出上述四種氮化鉑結(jié)構(gòu)的化學(xué)式。 8-3 試在圖上挑選一個(gè)氮原子，不添加原子，用粗線畫出所選氮原子的配位多面體。 8-4請(qǐng)?jiān)诒绢}的附圖上添加六個(gè)氮原子（添加的氮請(qǐng)盡可能靠前）。第9題（10分） 環(huán)磷酰胺是目前臨床上常用的抗腫瘤藥物，國內(nèi)學(xué)者近年打破常規(guī)，合成了類似化合物，其毒性比環(huán)磷酰胺小，若形成新藥，可改善病人的生活質(zhì)量，其中有一個(gè)化合物的合成路線如

8、下，請(qǐng)完成反應(yīng)，寫出試劑或中間體的結(jié)構(gòu)。（C16H25N5O4PCl） 注：NBS 即N-溴代丁二酰亞胺第10題 （10分） 以氯苯為起始原料，用最佳方法合成1-溴-3-氯苯(限用具有高產(chǎn)率的各反應(yīng)，標(biāo)明合成的各個(gè)步驟)。 第11題（11分） 磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成。11-1.寫出合成磷化硼的化學(xué)反應(yīng)方程式。 11-2.分別畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的結(jié)構(gòu)。 11-3 磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中。畫出磷化硼的正當(dāng)晶胞示意圖。 已知磷化硼的晶胞參數(shù)a = 478 pm，計(jì)算晶

9、體中硼原子和磷原子的核間距（dB-P）。11-5 畫出磷化硼正當(dāng)晶胞沿著體對(duì)角線方向的投影（用實(shí)線圓圈表示P原子的投影，用虛線圓圈表示B原子的投影）。 第12題（10分) 有人設(shè)計(jì)了如下甲醇(methanol) 合成工藝： 其中，為甲烷氣源，壓強(qiáng)250.0kPa，溫度25oC，流速55.0 m3s-1。為水蒸氣源，壓強(qiáng)200.0kPa,溫度150oC，流速150.0 m3s-1。合成氣和剩余反應(yīng)物的混合物經(jīng)管路進(jìn)入25oC的冷凝器(condenser)，冷凝物由管路流出。在B中合成的甲醇和剩余反應(yīng)物的混合物經(jīng)進(jìn)入25oC的冷凝器，甲醇冷凝后經(jīng)管路流出，其密度為0.791gmL-1。12-1. 分別寫出在步驟A和步驟B中所發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的方程式。 12-2. 假定：所有氣體皆為理想氣體，在步驟A和B中完全轉(zhuǎn)化，氣液在冷凝器中完全分離，計(jì)算經(jīng)步