08年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽初賽試題與答案

1、最新高中化學(xué)（初賽）試題第1題（15分）1-12009年10月合成了第117號(hào)元素，從此填滿了周期表第七周期所有空格，是元素周期系發(fā)展的一個(gè)里程碑。117號(hào)元素是用249Bk轟擊48Ca靶合成的，總共得到6個(gè)117號(hào)元素的原子，其中1個(gè)原子經(jīng)p次a衰變得到270Db后發(fā)生裂變；5個(gè)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(hào)元素符號(hào)，寫出得到117號(hào)元素的核反應(yīng)方程式（在元素符號(hào)的左上角和左下角分別標(biāo)出質(zhì)量數(shù)和原子序數(shù)）。1-2寫出下列結(jié)構(gòu)的中心原子的雜化軌道類型:1-3一氯一澳二（氨基乙酸根）合鉆（III）酸根離子有多種異構(gòu)體，其中之一可用如下簡(jiǎn)式表示。請(qǐng)依樣畫出其他

2、所有八面體構(gòu)型的異構(gòu)體ClBr第2題（5分）最近我國(guó)有人報(bào)道，將0.1molL1的硫化鈉溶液裝進(jìn)一只掏空洗凈的雞蛋殼里，將蛋殼開口朝上，部分浸入盛有0.1molL1的氯化銅溶液的燒杯中，在靜置一周的過(guò)程中，蛋殼外表面逐漸出現(xiàn)金屬銅，同時(shí)燒杯中的溶液漸漸褪色，并變得混濁。2-1設(shè)此裝置中發(fā)生的是銅離子和硫離子直接相遇的反應(yīng)，已知力?（Cu2+/Cu）和4?（S/S2）分別為0.345V和0.476V,nFE?=RTlnK,E?表示反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)，n為該反應(yīng)得失電子數(shù)。計(jì)算25oC下硫離子和銅離子反應(yīng)得到銅的反應(yīng)平衡常數(shù)，寫出平衡常數(shù)表達(dá)式。2-2金屬銅和混濁現(xiàn)象均出現(xiàn)在蛋殼外，這意味著什么?2

3、-3該報(bào)道未提及硫離子與銅離子相遇時(shí)溶液的pH。現(xiàn)設(shè)pH=6,寫出反應(yīng)的離子方程式。2-4請(qǐng)對(duì)此實(shí)驗(yàn)結(jié)果作一簡(jiǎn)短評(píng)論。第3題（7分）早在19世紀(jì)人們就用金屬硼化物和碳反應(yīng)得到了碳化硼。它是迄今已知的除金剛石和氮化硼外最硬的固體。1930年確定了它的理想化學(xué)式。左下圖是2007年發(fā)表的一篇研究論文給出的碳化硼晶胞簡(jiǎn)圖。3-1該圖給出了晶胞中的所有原子，除“三原子”（中心原子和與其相連的2個(gè)原子）外，晶胞的其余原子都是B12多面體中的1個(gè)原子，B12多面體的其他原子都不在晶胞內(nèi)，均未畫出。圖中原子旁的短棍表示該原子與其他原子相連。若上述“三原子”都是碳原子，寫出碳化硼的化學(xué)式。3-2該圖有什么旋轉(zhuǎn)

4、軸？有無(wú)對(duì)稱中心和鏡面？若有，指出個(gè)數(shù)及它們?cè)趫D中的位置（未指出位置不得分）。3-3該晶胞的形狀屬于國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì)在1983年定義的布拉維系七種晶胞中的哪一種？（注：國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì)已于2002年改稱Bravaissystems為latticesystems,后者尚無(wú)中文譯名。）第4題（8分）4-1分另1J將。2、KO2、BaO2和O2AsF6填入與OO鍵長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的空格中。O-O崢112pm121pm128pm149pm化討；4-2在配合物A和B中，O2為配體與中心金屬離子配位。A的化學(xué)式為Co2O2（NH3）104+,其OO的鍵長(zhǎng)為147pm;B的化學(xué)式為Co（bzacen）PyO2,其O

5、O的鍵長(zhǎng)為126pm,Py是口比咤（C5H5N）,bzacen是四齒配體C6H5-C（O）=CH-C（CH3）=NCH2-2。B具有室溫吸氧，加熱脫氧的功能，可作為人工載氧體。畫出A和B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（圖中必須明確表明OO與金屬離子間的空間關(guān)系），并分別指出A和B中Co的氧化態(tài)。配合物結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Co的氧化態(tài)第5題（11分）把紅熱的玻棒插入橙紅色固體A中，A受熱后噴射出灰綠色粉末B和無(wú)色無(wú)味氣體Co鎂在C中加熱生成灰色固體D。B在過(guò)量的NaOH溶液中加熱溶解，得到綠色溶液E。將適量H2O2加入E中，加熱，得到黃色溶液F。F酸化后變?yōu)槌壬芤篏。向G中加入Pb（NO3）2溶液，得到黃色沉淀H。5-1寫出

6、A、B、C、D、E、F、G和H的化學(xué)式。5-2寫出由E轉(zhuǎn)變?yōu)镕,F轉(zhuǎn)變?yōu)镚,G轉(zhuǎn)變?yōu)镠的離子方程式。5-3A中的金屬元素M可以形成MQ和ZnMzQ,它們均為磁性材料，廣泛用于制作磁帶和磁盤。分別寫出MQ和ZnMzQ中M的價(jià)電子組態(tài)。5-4A中的金屬元素M可以形成不同形式的?；衔锘蛘哓驶庪x子，按照18電子規(guī)則畫出Na2M2（CO）10的陰離子結(jié)構(gòu)，指出M的氧化態(tài)。第6題（8分）在我國(guó)青海、西藏等地有許多干涸鹽湖盛產(chǎn)一種鈉鹽Q。Q為一種易溶于水的白色固體。Q的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X。X為無(wú)色小片狀透明晶體。X和甲醇在濃硫酸存在下生成易揮發(fā)的E。E在空氣中點(diǎn)燃呈現(xiàn)綠色火焰。E和NaH反應(yīng)

7、得到易溶于水的白色固態(tài)化合物Z（分子量37.83）。6-1寫出由Q得到X的離子方程式。6-2寫出X在水中的電離方程式。6-3寫出X和甲醇在濃硫酸存在下生成E的化學(xué)方程式。6-4寫出E燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式。6-5寫出由E和NaH制備Z的化學(xué)反應(yīng)方程式。6-6Z在水溶液里的穩(wěn)定性與溶液pH有關(guān)，pH越大越穩(wěn)定。為什么?6-7近年來(lái)，用Z和過(guò)氧化氫構(gòu)建一種新型堿性電池已成為熱門的研究課題。該電池放電時(shí)，每摩爾Z釋放8摩爾電子，標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)大于2V。寫出這種電池放電反應(yīng)的離子方程式。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

8、的是A型、X型、Y型和絲光沸石型分子篩，化學(xué)組成可表示為MmAlpSiqOn（p+q）,xH2。7-1Si4+、Al3+和O2的離子半徑分別為41pm、50pm和140pm,通過(guò)計(jì)算說(shuō)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。7-2上述化學(xué)式中的n等于多少？說(shuō)明理由。若M為2價(jià)離子，寫出m與p的關(guān)系式。7-3X光衍射測(cè)得Si-O鍵鍵長(zhǎng)為160pm。此數(shù)據(jù)說(shuō)明什么？如何理解?（2分）7-4說(shuō)明以下事實(shí)的原因：硅鋁比（有時(shí)用SiO2/Al2O3表示）越高，分子篩越穩(wěn)定；最小硅鋁比不小于1。7-5人工合成的A型分子篩鈉鹽，屬于立方晶系，正當(dāng)晶胞參數(shù)a=2464pm

9、,晶胞組成為Na96Al96Si96O384xH2O。將811.5克該分子篩在1.01325105Pa、700c加熱6小時(shí)將結(jié)晶水完全除去，得到798.6升水蒸氣（視為理想氣體）。計(jì)算該分子篩的密度D。第8題（6分）在25c和101.325kPa下，向電解池通入0.04193A的恒定電流，陰極（Pt,0.1molL1HNO3）放出氫氣，陽(yáng)極（Cu,0.1molL1NaCl）得到Cu2+。用0.05115molL1的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定產(chǎn)生的Cu2+,消耗了53.12mLo8-1計(jì)算從陰極放出的氫氣的體積。8-2計(jì)算電解所需的時(shí)間（以小時(shí)為單位）。第9題（11分）9-1畫出下列轉(zhuǎn)換中A、B、C和

10、D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（不要求標(biāo)出手性）A(Ci4H26O4)1. Mg/苯回流2. H2O1. LiAlH4無(wú)水醴B(C12H22O2)C(C12H24O2)2. H2OD(C12H22Br2)9-2畫出下列兩個(gè)轉(zhuǎn)換中產(chǎn)物1、2和3的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，并簡(jiǎn)述在相同條件下反應(yīng)，對(duì)羥基苯甲醛只得到一種產(chǎn)物,而間羥基苯甲醛卻得到兩種產(chǎn)物的原因。CHOOHCH3(CH2)11Br,K2CO3丙酮，回流CHO丙酮，回流OHCH3(CH2)11Br,K2CO3原因:第10題（7分）灰黃霉素是一種抗真菌藥，可由A和B在三級(jí)丁醇鉀/三級(jí)丁醇體系中合成，反應(yīng)式如下:AH3OIIH3COC三CCCH=CHCH10-1在下面灰黃霉

11、素結(jié)構(gòu)式中標(biāo)出不對(duì)稱碳原子的構(gòu)型。10-2寫出所有符合下列兩個(gè)條件的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：苯環(huán)上只有兩種化學(xué)環(huán)境不同的氫；分子中只有一種官能團(tuán)。10-3寫出由A和B生成灰黃霉素的反應(yīng)名稱。第11題（9分）化合物A由碳、氫、氧三種元素組成，分子量72,碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于60%。A分子中的碳原子均為sp3雜化。A與2-苯基乙基澳化鎂在適當(dāng)條件下反應(yīng)后經(jīng)水解生成BoB在質(zhì)子酸的催化作用下生成Co經(jīng)測(cè)定B分子只含1個(gè)不對(duì)稱碳原子，其構(gòu)型為Ro請(qǐng)根據(jù)上述信息回答下列問(wèn)題：11-1寫出A的分子式。11-2畫出A、B和C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（列出所有可能的答案）11-3簡(jiǎn)述由手性化合物B合成C時(shí)手性能否被保留下來(lái)的

12、理由。2010年全國(guó)化學(xué)競(jìng)賽（初賽）試題與答案第1題（15分）48249H1-120Ca97Bk294294Uus3n48c_24929320Ca97Bk117Uus4n每式1分，畫箭頭也得1分。兩式合并為648Ca+6249Bk=214Uns+5293Uns+23n也得滿分。（2分）1-2sp3d3（1分）sp3d（1分）sp3（1分）代入計(jì)算式的數(shù)值因約化導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果（K）值不同，K值的指前因子在5.60?6.93范圍內(nèi)均得滿分。K=Cu2+1S2-1；嚴(yán)格的表達(dá)式為K=（Cu2+1S21）Xco2（1分）2-2硫離子可從蛋殼內(nèi)通過(guò)蛋殼上的微孔向蛋殼外擴(kuò)散并與銅離子反應(yīng)生成銅和硫，而銅離子

13、不能通過(guò)蛋殼微孔向蛋殼內(nèi)擴(kuò)散。兩個(gè)要點(diǎn)各0.5分。2-3Cu2+H2s=Cu+S+2H+將方程式中的H2s寫成HS或S2,即使方程配平了，均不得分。（1分）（1分）2-4開放式。只要寫出了有一定合理性的評(píng)論均可得分。第3題3-1B4c或CB4答B(yǎng)12C3得0.5分。3-2有一根3重旋轉(zhuǎn)軸（過(guò)上述“三原子”的直線）有對(duì)稱中心，在晶胞中心。（1分）（1分）有3個(gè)鏡面。鏡面之一垂直于紙面并通過(guò)上述“三原子”（1.5分）（1分）（1分）;3個(gè)鏡面的面間角為60,其交線為三重軸。（1.5分）有3根2重旋轉(zhuǎn)軸，通過(guò)鏡面角平分面，與三重軸垂直，交點(diǎn)為對(duì)稱中心。（共計(jì)5分）3-3標(biāo)準(zhǔn)答案是菱方或菱面體”（rh

14、ombohedral）：答三方（trigonal）:雖不符合國(guó)際晶體學(xué)聯(lián)合會(huì)的推薦性規(guī)定，但考慮到國(guó)內(nèi)許多教科書的現(xiàn)狀，仍給0.5分。只答素晶胞”不得分，答“菱方素晶胞”不扣分。（1分）第4題（8分）4-1。O2AsF6O2KO2BaO2每空0.5分。（2分）H3NNH34+H3cCONHNH3nh3+3%/Ph+3結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第1空2分，第2空3分，O-O-Co畫成直線扣0.5分，氧化態(tài)每空0.5分。（6分）A（NH4）2Cr2O7BCr2O3CN2DMg3N2ENaCr（OH）4FNa2CrO4GNa2Cr2O7HPbCrO4第5題（11分）5-1。每個(gè)化學(xué)式0.5分E寫NaCrO2也得滿分。

15、（4分）5-2E轉(zhuǎn)變?yōu)镕2CrOH4+3H2O22OH-2CrO2+8H2OF轉(zhuǎn)變?yōu)镚2CrO4-2H+Cr2O；H2OG轉(zhuǎn)變?yōu)镠2Pb2+Cr2O；+H2O2PbCrO4+2H+每個(gè)方程式1分。E轉(zhuǎn)變?yōu)镕,寫CrO2-配平，也得滿分。（3分）5-33d2,3d3（1分）5-40ccoocco-q2-/:/OC一CrCrCOcrJCr的氧化態(tài)-1結(jié)構(gòu)式2分，氧化態(tài)1分occoOCCO（3分）第6題（8分）分子量37.83）。6-1B4O5（OH）42+3H2O+2H+=4H3BO3寫B(tài)4O72-配平的方程式也得滿分（1分）6-2B（OH）3+H2O=B（OH）4+H+（1分）6-3B（OH）3

16、+3CH3OH=B（OCH3）3+3H2O（1分）6-42B（OCH3）3+9O2=B2O3+6CO2+9H2O（1分）6-5B（OCH3）3+4NaH=NaBH4+3NaOCH3（1分）（1分）6-6水溶液的pH越大，H3O+越低，BH4和H3O+的反應(yīng)越難，因而NaBH4越穩(wěn)定。6-7BH4+4H2O2=B（OH）4+4H2O（2分）第7題（13分）7-1Si4+Al3+rSi4+41pm4-00.29rO2-140pm介于0.225和0.414間，四面體為+型四0.36rO2-140pm介于0.225和0.414間，四面體每個(gè)多面體1分；只答四面體而無(wú)正確的計(jì)算和說(shuō)明.不得分。（2分）根

17、據(jù)多面體幾何學(xué)計(jì)算得出結(jié)論.只要正確.亦各得1分。7-2n=2;理由：由7-1結(jié)果知，Si（Al）O4為骨架型結(jié)構(gòu)，氧原子被2個(gè)四面體共用（p+q）/n（p+q）=0.5,n=2m=1/2pn值和理由客1分；m與p的關(guān)系1分（3分）通過(guò)其他途徑推算，結(jié)果正確，也得滿分。7-3實(shí)1則Si-O鍵鍵長(zhǎng)（160pm）沅小干Si4+和02的離子半徑之和（181pm）,表明Si-0鍵中已有較大的共價(jià)成分（1分）。Si4+電價(jià)高、半徑小，極化力較大，導(dǎo)致了鍵型變異（離子鍵向共價(jià)鍵過(guò)渡）（1分）（2分）7-4硅氧四面體和鋁氧四面體無(wú)序地按硅鋁原子比交替排列。硅-氧鍵強(qiáng)于鋁-氧鍵；若Al3+數(shù)超過(guò)Si4+數(shù)，必

18、出現(xiàn)鋁氧四面體直接相連的情況，結(jié)構(gòu)中引入不穩(wěn)定因素，導(dǎo)致骨架強(qiáng)度削弱。各1分（2分）7-5811.5g分子篩含水量為pV1.01325105Pa798,6103m3n1110.00molRT8.3144JKmol973.15K4_1.36410+18.02x6.0221023(g)一個(gè)晶胞的質(zhì)量為(2207+2590+2697+6144+18.02x)6.0221023811.5：13638+18.016x6.02210236.0221024：xx216分子篩密度為1.364104+18.02xD2336.02210a1.36410418.022162310、36.02210(246410)_

19、31.946(gcm3)n=10.00mol1分：x=2161分：D=1.946gcm32分。(4分)用另外的算法，算式與結(jié)果皆正確（包括有效數(shù)字和單位），亦得滿分。第8題（6分）8-1陽(yáng)極反應(yīng)：Cu（s）-C+2e陰極反應(yīng)：HO+e.1/2H（g）+OH-電池反應(yīng)：Cu（s）+2H2O-Cu2+H2（g）+2OH-Cu2+與EDTA按1:1絡(luò)合，因此，陰極放出的氫氣的摩爾數(shù)等于陽(yáng)極產(chǎn)生的Cu2+的摩爾數(shù)，即等于消耗的EDTA的摩爾數(shù)：_-1_3.nH,n,MedtaVedta0.05115molL53.12mL2.71710mol2Cu2給定條件下的體積為Vh2nH2RTP311_2.717103mol8.314JK1mol1298.2K1.01325105Pa66.48mL整式計(jì)算，算式和結(jié)果全對(duì)，得滿分。分步計(jì)算：氫的摩爾數(shù)算式正確得1分；氫體積的算式正確得1分,(4分)結(jié)果正確