高中化學(xué)競(jìng)賽初賽試卷18

1、高中化學(xué)競(jìng)賽初賽試卷（19） 姓名： （時(shí)間：3小時(shí) 滿分：100分）題號(hào)12345678910111213滿分4665209116105675H1.008相對(duì)原子質(zhì)量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92S

2、e78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140

3、.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第第題（4分） （各2分）題（4分）據(jù)認(rèn)為“紅巨星”星體內(nèi)部發(fā)生著合成重元素的中子俘獲反應(yīng)，例如Zn可以俘獲1個(gè)中子形成A，過剩的能量以光子形式帶走；A發(fā)生衰變轉(zhuǎn)化為B。試寫出平衡的核反應(yīng)方程式。第第題（6分）4BeCO36CH3COOH4CO23H2OBe4O(OOCCH3)6（3分）2Co3O46ClF36CoF33Cl24O2（3分）題（6分）根據(jù)提供的信息寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式：1鈹與某些普通配體形成的配

4、合物相當(dāng)穩(wěn)定，比如鈹?shù)幕衔顰為無色可升華的分子型化合物，易溶于氯仿并可從氯仿溶液中重結(jié)晶。A物質(zhì)中心氧原子周圍按四面體方式排布4個(gè)Be原子，Be原子兩兩間又被醋酸根所橋聯(lián)。該物質(zhì)可以通過碳酸鈹與醋酸反應(yīng)制備，請(qǐng)寫出該制備反應(yīng)的化學(xué)方程式；2ClF3是比F2更有效的氟化劑，遇有機(jī)物往往爆炸，能燃燒石棉，能驅(qū)除許多金屬氧化物中的氧。比如氣態(tài)ClF3與Co3O4反應(yīng)，作為還原劑的元素有兩種，物質(zhì)的量之比為18，請(qǐng)寫出反應(yīng)方程式。第第題（4分）計(jì)算得到理論密度為5.81g·cm3。（2分）比測(cè)量值大得多，空位缺陷。（1分）由于整塊固體的組成為TiO，陽離子和陰離子位置上的空位數(shù)必然相等。（

5、1分）題（4分）所有固體均有缺陷，其中一種點(diǎn)缺陷類型分為間隙缺陷（弗掄凱爾缺陷）和空位缺陷（肖脫基缺陷）。當(dāng)晶體熱振動(dòng)時(shí)，一些能量足夠大的原子離開平衡位置而擠到晶格點(diǎn)的間隙中，形成間隙原子，而原來位置上形成空位，這種缺陷稱為弗倫克爾缺陷。如果正常格點(diǎn)上原子，熱起伏后獲得能量離開平衡位置，躍遷到晶體的表面，在原正常格點(diǎn)上留下空位，這種缺陷稱為肖特基缺陷。已知TiO為巖鹽結(jié)構(gòu)，X射線衍射數(shù)據(jù)表明TiO的比例為11的立方體元晶胞的邊長為418pm，測(cè)量體積和質(zhì)量得到的密度為4.92g·cm3，這些數(shù)據(jù)能否表明晶體內(nèi)部有缺陷存在？如果有，請(qǐng)進(jìn)一步指出缺陷是空位缺陷還是間隙缺陷情況，并具體說明

6、。第第題（6分）首先要推斷可能是MgCO3、Mg(OH)2、水的各種組合形式（1分）Mg2含量為26.25%，相當(dāng)于含MgO為43.54%，又由第一個(gè)曲線下降段失重率知道是失去的是結(jié)晶水，為15.0%，可知Mg與水的摩爾比約為43。假設(shè)為3mol H2O，4mol鎂元素。（2分）第2個(gè)曲線下降段失重率40.9%為MgCO3、Mg(OH)2熱分解失去水和CO2的原因，水和CO2的總的物質(zhì)的量等于鎂元素的物質(zhì)的量，可得分解所得的CO2H2O31（2分）所以化學(xué)式為：3MgCO3·Mg(OH)2·3H2O（1分 ）題（6分）化學(xué)教材中硬水軟化部分，對(duì)煮沸Mg(HCO3)2溶液所得

7、到的產(chǎn)物看法不同。如，高中化學(xué)教材中介紹：加熱含有Mg(HCO3)2的暫時(shí)硬水時(shí)，先生成MgCO3沉淀，繼續(xù)加熱，則MgCO3逐漸轉(zhuǎn)化成更難溶的Mg(OH)2沉淀。大學(xué)無機(jī)化學(xué)教材中則認(rèn)為：暫時(shí)硬水中含有的Mg(HCO3)2經(jīng)煮沸后生成堿式碳酸鎂Mg2(OH)2CO3沉淀，使水軟化。那么，Mg(HCO3)2溶液受熱后的最終產(chǎn)物究竟是什么呢？（1）新制Mg(HCO3)2溶液（步驟略）（2）取180mL新制的Mg(HCO3)2清液放入燒杯中，水浴加熱約1h；直至近干。抽濾，將所得固體產(chǎn)物用80的二次蒸餾水洗滌數(shù)次，直至洗滌液的pH約為7。將產(chǎn)物放入70烘箱中烘干，然后放入盛有P2O5的干燥器中冷卻

8、至室溫，稱重。反復(fù)上述操作，直至恒重。熱重曲線如圖：三個(gè)拐點(diǎn)的縱坐標(biāo)分別為：99.965%、84.966%、44.026%。三段曲線溫度區(qū)間分別為：100252.7，252.7462.9，515.2以后。（3）稱取烘干的產(chǎn)物0.2593g于洗凈的燒杯中，用2mL 11 HCl溶液溶解。然后將其轉(zhuǎn)移至250mL容量瓶中，定容。移取25.00mL溶液，加入25mL二次蒸餾水，3滴鉻黑指示劑和10mL pH為10的緩沖溶液，以0.01085mol·L1的EDTA溶液滴定Mg2。通過計(jì)算，測(cè)得Mg2含量為26.25%，相當(dāng)于含MgO為43.54%。通過計(jì)算說明Mg(HCO3)2溶液受熱后的最

9、終產(chǎn)物是什么？第第題（20分）1A：CS2 B：CO2 C：SO2 D：H2S E：CS F：S8G： H：（各1分）2Z16（3分）3X： Y：（寫出1個(gè)即可）（各0.5分）4（1）AsF6NS2（1分）（2）NS2AsF6（1分）（3）12AsF5S82S4N48NS2AsF64AsF3（1分）（4）1mol（1分）（5）SN（1分）（6）nNS2AsF6nCsN32(SN)nnN2nCsAsF6（1分）題（20分）A物質(zhì)是實(shí)驗(yàn)室一種無色有毒的揮發(fā)性液體，由X、Y兩種短周期元素組成。A在空氣中極易著火生成B氣體和C氣體；A不溶于水，但加熱到423K可以和水反應(yīng)，生成B氣體和D氣體，D只含兩

10、種元素，其中一種是Y。在交流放電的情況下，分解生成E氣體、F固體兩種物質(zhì)，E物質(zhì)和B化學(xué)式量幾乎相等，含Y元素約72.7%；F是環(huán)狀單質(zhì)分子，具有冠狀結(jié)構(gòu)，易溶于A，F(xiàn)的式量約是C的4倍。E可在液氮條件下與HBr于77K生成含雙鍵結(jié)構(gòu)的物質(zhì)G，冷卻至室溫可得G的環(huán)狀三聚體H。1寫出A、B、C、D、E、F、G、H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。2用X射線衍射法測(cè)得F的晶體為正交晶系，晶胞參數(shù)a1048pm，b1292pm，c2455pm。已知該物質(zhì)的密度為2.07g·cm3。計(jì)算每個(gè)晶胞中F分子的數(shù)目。3自發(fā)現(xiàn)富勒烯以來，其神奇的結(jié)構(gòu)和性能引起了人們對(duì)碳原子團(tuán)簇廣泛和深入的研究。除了碳原子團(tuán)簇之外，其它元

11、素的原子團(tuán)簇是否也具有類似碳原子團(tuán)簇的奇異的特性，這是個(gè)十分有趣的研究課題。F物質(zhì)有很多同素異形體，在實(shí)驗(yàn)手段受到各種條件的限制時(shí)，理論研究是一種重要的補(bǔ)充。廈門大學(xué)化學(xué)系對(duì)F物質(zhì)的原子團(tuán)簇進(jìn)行了理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)除了冠狀結(jié)構(gòu)外還有多種結(jié)構(gòu)。其中一種X具有2次對(duì)稱軸，以及兩個(gè)包含對(duì)稱軸的對(duì)稱面，一配位和三配位原子數(shù)目相等；另外一種Y是一種椅式結(jié)構(gòu)原子團(tuán)簇增加2個(gè)原子形成，也具有二次對(duì)稱軸，對(duì)稱面和對(duì)稱軸垂直。請(qǐng)畫出這兩種結(jié)構(gòu)的原子團(tuán)簇。4五氟化砷AsF5（2.93g）和上述物質(zhì)F（0.37g）用四氮化四硫S4N4（0.53g）在液態(tài)SO2溶劑中發(fā)生完全的反應(yīng)，溶劑和揮發(fā)性產(chǎn)物被泵抽出后得黃色固體殘

12、留物L(fēng)（3.08g），分析J知其含有：As 28.04%，F(xiàn) 42.70%，N 5.25%，經(jīng)分析L是離子化合物，陰離子為正八面體結(jié)構(gòu)，陽離子為兩種元素組成，結(jié)構(gòu)是直線形。固體L（0.48g）溶于液態(tài)二氧化硫，和疊氮化銫CsN3（0.31g）完全反應(yīng)，收集應(yīng)釋放出得氮?dú)庥?6.5kPa、298K為67.1cm3。反應(yīng)混合物過濾得難溶藍(lán)黑色纖維狀固體J（0.16g）。分析J知其含有2種元素，其中含N 30.3%。紅外光譜、X射線粉末衍射結(jié)果表明抽出SO2后殘留物是六氟砷（V）酸銫。（1）L的實(shí)驗(yàn)式是什么？（2）提出L的結(jié)構(gòu)式；（3）寫出配平的生成L的方程式；（4）1mol L發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)生成氮?dú)獾?/p>

13、物質(zhì)的量；（5）J的化學(xué)式；（6）寫出nmol L生成J的普遍離子方程式。第第題（9分）14FeWO44Na2CO3O24Na2WO42Fe2O34CO2（1分）2MnWO42Na2CO3O24Na2WO42MnO22CO2（0.5分）Na2WO42HClH2WO42NaCl（0.5分）H2WO4WO3H2O（0.5分）WO33H2W3H2O（0.5分）2藍(lán)色化合物WO2.7（1分）黃色化合物WO3（1分）鎢的價(jià)態(tài)降低時(shí)要失去氧，需H與之結(jié)合成水，有利于平衡向還原方向進(jìn)行。（1分）3xO22xex/2O2（1分）xNa2WO4(2x)WO32xe2NaxWO3xO2（1分）xNa2WO4(2x

14、)WO32NaxWO3x/2O2（1分）題（9分）1工業(yè)上通常由黑鎢礦提取金屬鎢采取堿溶法，先將黑鎢礦用重力或磁力法得到精礦(Fe，Mn)WO4，然后通入大量空氣與純堿焙燒生成鎢酸鈉Na2WO4，加水溶解后，加入鹽酸酸化，生成的新酸加熱后用氫氣還原可得金屬鎢。請(qǐng)寫出上述過程中的所有化學(xué)方程式。2把1.000g鎢酸鈉（Na2WO4·2H2O）加到50mL水中，又加入0.8g（過量）鋅粒，并加熱，不發(fā)生反應(yīng)。再加入75mL 3mol·L1硫酸，反應(yīng)立即發(fā)生，生成一種藍(lán)色化合物（非整比氧化物）。用0.044 mol·L1高錳酸鉀溶液滴定這種藍(lán)色化合物，使它氧化成一種黃色

15、化合物（整比氧化物），共用了8.33mL高錳酸鉀溶液。這種藍(lán)色化合物的化學(xué)式為 ，黃色化合物的化學(xué)式為 ，鋅與鎢酸鈉的反應(yīng)必須在酸性溶液中進(jìn)行是因?yàn)?。3鎢青銅是一類特殊的非化學(xué)計(jì)量比化合物，其通式為MxWO3，其中0x1，M可以是堿金屬、堿土金屬、稀土金屬、銅、銀、銨、氫等。這類化合物具有特殊的物理化學(xué)性質(zhì)，一般它具有高電子電導(dǎo)率以及快離子傳輸性質(zhì)，是一種低溫超導(dǎo)體。鈉鎢青銅也是氧化還原的很好催化劑。下面應(yīng)用熔融電解法制備鈉鎢青銅。（右圖）1、陽極：高純金絲；2、（預(yù)先烘干，按照不同比例混合，在熔融條件下進(jìn)行電解）Na2WO4WO3；3、磁坩堝；4、陰極：高純鎳片。電解中陽極反應(yīng)放出氧氣，陰

16、極析出鈉鎢青銅晶體。寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。第第題（14分）1（1）有5種幾何異構(gòu)體（2分），其中水分子在相鄰位置的的有3種，這三種都有旋光異構(gòu)（1分）（圖略）（2）分子中的兩個(gè)N原子的周圍環(huán)境不同，所以A型式和B型式異構(gòu)體完全一樣。（1分）2（1）（1分） （2）（1分）（3）（1分）3苯的電子可以和Ag的空軌道形成配合物Ag-C6H6（2分）4（1）LiFHFLiFHF（1分），HF與F之間形成氫鍵的能力比較強(qiáng)（1分）（2）CH3COOH2HFCH3COOH2FHF（1分）（3）HClO42HFH2ClO4FHF（1分）HClO4HFClO4H2F（1分）題（14分）1吡啶2甲酰胺，簡(jiǎn)

17、寫為piaH，可有兩種方式起雙齒配體的作用：（型式A） （型式B）（1）如果按B種型式配位，畫出Ni(H2O)2(piaH)22離子的可能存在幾何異構(gòu)休，并說明其旋光性。（2）以N、N方式配位（型式A）時(shí)，其可能的異構(gòu)和型式如何？2含有4個(gè)水分子的醋酸鎳Ni（C2H3O2）2·4H2O是單聚體，它可以失去2個(gè)水分子形成另外一種單聚物，而且還可以失去另外2個(gè)水分子形成第三種單聚物，請(qǐng)寫出這三種醋酸鎳的的結(jié)構(gòu)分別是：3AgClO4在苯中的溶解性明顯高于在烷烴中的溶解性，試解釋該事實(shí)：4液體氟化氫是酸性溶劑，具有相當(dāng)強(qiáng)的的Lewis酸性和較高的相對(duì)介電常數(shù)。HF是離子型物質(zhì)的優(yōu)良溶劑，但其

18、高活性和毒性給操作帶來困難。（1）LiF溶于HF產(chǎn)生兩種離子 ；從物質(zhì)結(jié)構(gòu)作用力考慮能夠發(fā)生這個(gè)反應(yīng)的原因是 。（2）醋酸在水中是個(gè)酸，在HF里卻是堿 。（3）高氯酸在HF呈現(xiàn)兩性 。第第題（6分）1 （各1分）2（2分）（苯環(huán)上取代基位置錯(cuò)誤總共扣1分）題（6分）物質(zhì)A是合成許多氟喹諾酮抗菌藥物的重要中間體。由這兩中間體出發(fā)可以合成氟哌酸、N-2-甲氟哌酸、環(huán)丙氟哌酸、恩氟沙星、雙氟沙星、替馬沙星等一系列同系物，它們都是廣譜高效的抗菌藥物。下面是合成這個(gè)中間體的路線：（I）CH3COCl（II）（III）（IV）（V）物質(zhì)A（C11H9O3Cl2F）1寫出中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。2通過紅外光譜和

19、核磁共振分析A發(fā)現(xiàn)不僅存在酮羰基，還存在烯醇式。烯醇式能穩(wěn)定存在的原因。第第題（4分）COCl2（g）CO（g）Cl2（g）起始 1mol 0 0平衡 1x x x平衡時(shí)總的物質(zhì)的量n總1x（1分）（1分）x0.121mol（1分）（1分）題（4分）2004年6月15日福建省物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所（簡(jiǎn)稱物構(gòu)所）一下屬企業(yè)，因?qū)嶒?yàn)操作不當(dāng)造成有毒光氣泄漏。目前已造成人死亡，260多人送醫(yī)院救治。光氣學(xué)名“碳酰氯”，化學(xué)式COCl2，是窒息性毒劑之一，遇熱按照下式分解：COCl2（g）CO（g）Cl2（g），Kp4.44×102（668K），在密閉容器中，當(dāng)混合氣體總壓力為300kPa時(shí)，計(jì)算該

20、混合氣體的平均分子量。第第題（4分）吸收反應(yīng)：NH3H3BO3NH4H2BO3滴定反應(yīng)：HH2BO3H3BO3（1分）1mol NH4相當(dāng)于1mol HCl，求得0.1860mol·L1（1分）所以蛋白質(zhì)%（2分）題（4分）為測(cè)定牛奶中蛋白質(zhì)的含量，稱取0.5000g樣品，用濃硫酸消化，將氮轉(zhuǎn)化為NH4HSO4，加濃堿蒸出NH3，吸收在過量硼酸中，然后用標(biāo)準(zhǔn)的HCl溶液滴定，用去10.50mL。另取0.2000g純的NH4Cl，經(jīng)同樣處理，耗去標(biāo)準(zhǔn)的HCl溶液20.10mL，計(jì)算此牛奶中蛋白質(zhì)的百分含量。已知奶品中的蛋白質(zhì)平均含氮量為15.7%。第第題（9分）1n1，L0，M0n2，

21、L0，M0n2，L1，M0,1,1,2,2第一周期：H He（1分）第二周期：Li、Be、B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al、Si（2分）2氫在兩種情況下都一樣，但是是哪一個(gè)X元素可以作氧的替代物？至少有三種元素與“我們的氧”具有相同的性質(zhì)：Mg（其核外層少2個(gè)電子），Ne（只有一個(gè)充滿p軌道），還有Na，因?yàn)樗挥谏鲜龆咧g，其性質(zhì)一定與二者有相同之處。因此，有三個(gè)明顯的“侯選者”去作為“X水”（3分）；H2Mg、H3Na、H4Ne（1分）。目前，至少在Cute教授的進(jìn)一步研究之前，我們還不能確定哪一個(gè)是最好的選擇。3現(xiàn)在，我們必須去尋找與生命相關(guān)的元素X碳，選擇是唯一的。因?yàn)槲覀?/p>

22、需要當(dāng)外層所有電子均為未成對(duì)電子對(duì)而形成雜化態(tài)時(shí)具有最大成鍵可能的元素，只有O能滿足這樣的條件，它以sp5雜化形成X甲烷。由于我們的和他們的鋰是相同的。所以Mg代替X氧為例，可得于下的反應(yīng)：X甲烷在鎂中燃燒：OH63Mg2OMg33H2Mg（1分）燃燒產(chǎn)物的吸收：OMg3LiMgHLiOHMg4（酸式鹽）（1分）LiHOMg4LiMgHLi2OMg4H2Mg（正鹽）（1分）題（10分）最近出版的“重大發(fā)現(xiàn)記實(shí)”中，Cute教授發(fā)表了關(guān)于外星文明遺跡的研究結(jié)果。他認(rèn)為外星人與人類非常相似，他們可能在億萬年前來過地球，留下了非常奇異的碑記。一些碑文已經(jīng)破譯被證明是外星人當(dāng)?shù)卮髮W(xué)的大學(xué)生所用的普通化學(xué)教科書的幾章。這些內(nèi)容的最初幾行就相當(dāng)今人，看上去象是那個(gè)奇妙的世界里的物質(zhì)定律，與我們的星球所遵循的規(guī)律不同。特別是原子結(jié)構(gòu)也用四個(gè)量子數(shù)來描述，只有一個(gè)重大的區(qū)別： n1，2，3L0，1，2，3，(n1)M2L，(2L1)，1，0，1，(2L1)，2LMS1/2，1/2Cute教授允諾要繼續(xù)發(fā)表相關(guān)研究，一旦他找到了財(cái)政支持，將繼續(xù)他的破譯工作并描述出X星球上的周期表和一些基礎(chǔ)化學(xué)內(nèi)容。然而以揭示的碑文內(nèi)容