化學競賽全國初賽試題分類

1997—2006年全國化學奧林匹克競賽

初賽試題分類匯編

目錄

結(jié)構(gòu)化學-----------------------------------------------1

結(jié)構(gòu)化學答案--------------------------------------------17

有機化學-----------------------------------------------34

有機化學參考答案---------------------------------------45

化學熱力學---------------------------------------------61

化學熱力學參考答案-------------------------------------66

無機化學-----------------------------------------------70

無機化學參考答案----------------------------------------76

電化學--------------------------------------------------86

電化學參考答案------------------------------------------88

分析化學------------------------------------------------90

分析化學參考答案----------------------------------------95

1997—2006年全國化學奧林匹克競賽

初賽試題分類匯編

結(jié)構(gòu)化學

1.（06年初賽）第6題（9分）

潛在儲氫材料——化合物A是第二周期兩種氫化物形成的路易斯酸堿對，是乙烷的等電

子體，相對分子質(zhì)量30.87常溫下為白色晶體，穩(wěn)定而無毒。剛剛?cè)诨腁緩慢釋放氫氣，

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155℃釋放氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)榫垡覠ǖ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500℃時D釋放氫氣，轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顴、E有多種晶型。

6—1寫出A、B、C、D、E的化學式。

6-2化合物A轉(zhuǎn)變?yōu)镋各步釋放的氫氫占的質(zhì)量分數(shù)以及總共釋放的氫氣所占的質(zhì)量分

數(shù)多大?

6-3為使A再生，有人設(shè)計了化合物D在水蒸氣存在下與甲烷反應(yīng)，寫出化學方程式。

2.（06年初賽）第1題（4分）

2006年3月有人預言，未知超重元素第126號元素有可能與敘形成穩(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應(yīng)是,

在該能級上有個電子，而這個能級總共可填充個電子。

3.（06年初賽）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。

7-1A是用碳酸二甲酯和一水合腳在70c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135℃時，A直接與溶解氧反應(yīng)，生成三種產(chǎn)物。寫出化學方程式。

7-4高于135C時，A先發(fā)生水解，水解產(chǎn)物再與氧反應(yīng)。寫出化學方程式。

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

方程式。

7-6化合物A與許多金屬離子形成八面體配合物，例如［Mn（A）結(jié)構(gòu)分析證實該配

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。

4.（06年初賽）第8題（9分）超硬材料氮化伯是近年來的?個研究熱點。它是在高溫、超高壓

條件下合成的（50Gpa、2000K）。由于相對于伯，氮原子的電子太少，衍射強度大弱，單靠

X-射線衍射實驗難以確定氮化鋁晶體中氮原子數(shù)和原子坐標，2004年以來，先后提出過氮化

伯的晶體結(jié)構(gòu)有閃鋅礦型、巖鹽型（NaCD和螢石型，2006年4月11日又有人認為氮化鐺

的晶胞如下圖所示（圖中的白球表示氮原子，為便于觀察，該圖省略了一些氮原子）。結(jié)構(gòu)

分析證實，氮是四配位的，而伯是六配位的；Pt—N鍵長均為209.6pm,N—N鍵長均為142.0pm

（對比：N2分子的鍵長為110.0pm）。

8-1氮化伯的上述四種立方晶體在結(jié)構(gòu)上一有什么共同點？

8-2分別給出上述四種氮化銷結(jié)構(gòu)的化學式。

8-3試在圖上挑選一個氮原子，不添加原子，用粗線畫出所選氮原子的配位多面體。

8-4請在本題的附圖上添加六個氮原子（添加的氧請盡可能靠前）。

5.（06年初賽）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

中有一個化合物的合呦各線如下，請完成反應(yīng),寫出試劑或中間體的結(jié)構(gòu)。

2

廣丫AC20.HBS中和

?AAC——D

HC1?

-H（：H2C卜2泣

(CKHVN-OJPQ)

注：NBS即N-澳代丁二酰亞胺。

6.（06年初賽）第11題（11分）磷化硼是種受到高度關(guān)注的耐磨涂料?，它可用作金屬的表面

保護層。磷化硼可由三溪化硼和三溪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反應(yīng)方程式。

11—2分別畫出三溟化硼分子和三澳化磷分子的結(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

當晶胞示意圖。

11—4已知磷化硼的晶胞參數(shù)a=478pm,計算晶體中硼原子和磷原子的核間距（)

11-5畫出磷化硼正當晶胞沿著體對角線方向的投影（用實線圓圈表示P原子的投影，用

虛線圓圈表示B原子的投影）。

7.（05年初賽）第1題（9分）

用a粒子撞擊鈕一209合成了破一211。所得樣品中做一211的濃度VlO及moi/L,破一211

同位素半衰期較長，足以用它來研究碳的化學性質(zhì)。

1.寫出合成碳的核反應(yīng)方程式。

2.已知室溫下用CC14萃取12的分配系數(shù)為Cb（CC14）/ci2（H2O）=84,預計用CC14萃取Atl

的分配系數(shù)CAU（CC14）/CAU（H2O）84（填＞,＜或=）；理由是。

3.已知卜+廣？—}-的平衡常數(shù)K=800,可推斷Atl+F=±Atl2-的平衡常數(shù)

K800（填〉,＜或=）；依據(jù)是o

4.在Atl中加入b和「的混合溶液，滴加AgNCh溶液，發(fā)現(xiàn)所得沉淀中只有Agl而沒有共

沉淀的AgAt（如果有AgAt,必然會被共沉淀），然而在上述產(chǎn)物中加入Pb（K）3）2卻發(fā)現(xiàn)有破

的共沉淀。寫出有關(guān)化學方程式，解釋上述實驗現(xiàn)象。

5.已知室溫下ICH2coOH的pKa=3.12,由此可推斷AtCH2coOH的pKa3.12（填〉，

＜或=）；理由是?

8.（05年初賽）第2題（12分）為紀念1905年愛因斯坦連續(xù)發(fā)表6篇論文導致物理學大變

革100周年，今年被定為國際物理年。本題涉及的“熱電效應(yīng)”機理也是愛因斯坦首先闡釋

的，即他提出的被后人稱為“愛因斯坦振蕩器”的獨立振蕩原子與溫度關(guān)系的模型。

1.左上圖是熱電效應(yīng)之一的圖解。給出圖中所有英文單詞（或詞組）及物理學符號的意

義，并為此圖寫--篇不超過200字（包括標點符號等）的說明文。

2.右上圖是化學家合成的能實現(xiàn)熱電效應(yīng)的一種晶體的晶胞模型。圖中的大原子是稀土

原子，如錮；小原子是周期系第五主族元素，如睇；中等大小的原子是周期系VIH族元素，

如鐵。按如上結(jié)構(gòu)圖寫出這種熱電晶體的化學式。給出計算過程。提示：晶胞的6個面的原

子數(shù)相同。設(shè)晶體中睇的氧化態(tài)為一1,錮的氧化態(tài)為+3,問：鐵的平均氧化態(tài)多大？

9.（05年初賽）第3題（10分）

等摩爾的丙酮和過氧化氫混合，在鹽酸催化下生成白色粉末A和水，反應(yīng)進行完全，產(chǎn)物

分子總數(shù)是反應(yīng)物分子總數(shù)的2/3。A在撞擊、摩擦和加熱時發(fā)生爆炸，被稱為燃炸彈。

1.A分子中氧的化學環(huán)境相同。畫出A的立體結(jié)構(gòu)（H原子不必畫出）。

2.A發(fā)生爆炸生成丙酮等物質(zhì)，并不燃燒起火。寫出爆炸的反應(yīng)方程式。

3.為什么A被稱為“嫡炸彈”？

4.合成A是十分危險的，不慎會在合成時瞬即發(fā)生爆炸，例如，溫度稍高，反應(yīng)將生成

A的同系物B,B的相對分子質(zhì)量為A的2/3。畫出B的結(jié)構(gòu)；B比A更容易爆炸，應(yīng)如何從結(jié)構(gòu)

上理解？（注：在H2O2分子中的H—O—O夾角約95℃,面夾角約112℃。）

10.（05年初賽）第4題（6分）

本題涉及3種組成不同的鐺配合物，它們都是八面體的單核配合物，配體為OIF和/或C「

O

1.PtCl4?5%0的水溶液與等摩爾NH3反應(yīng)，生成兩種鉗配合物，反應(yīng)式為：

2.BaCL?PtCL?和Ba（OH）2反應(yīng)（摩爾比2：5）,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：

11.（05年初賽）第8題（12分）

LiCI和KC1同屬NaCl型晶體，其熔點分別為6140c和776℃。Li+,K*和C「的半徑分別為

76pm、133Pm和181pm。在電解熔鹽LiCl以制取金屬鋰的生產(chǎn)工藝中，加入適量的KC1晶體，

可使電解槽溫度下降至400℃,從而使生產(chǎn)條件得以改善。

1.簡要說明加入熔點高的KC1反而使電解溫度大大下降的原因;

2.有人認為，LiCl和KC1可形成固溶體（并畫出了“固溶體的晶胞”）。但實驗表明，

液相LiCl和KC1能以任意比例混溶而它們的固相完全不混溶（即不能生成固溶體?。?。請解

釋在固相中完全不混溶的主要原因。

3.寫出計算LiCl和KC1兩種晶體密度之比的表達式（須包含離子半徑的符號）：

4.在KC1晶體中，K+離子占據(jù)由C「離子圍成的八面體空隙，計算相距最近的八面體空

隙中心之間的距離。

5.實驗證明，即使產(chǎn)生了陽離子空位，KC1晶體在室溫下也不導電。請通過計算加以說

明。

12.（05年初賽）第10題（10分）

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球約有8000萬婦女使用避孕環(huán)。常用避孕環(huán)都是含金屬銅的。

據(jù)認為，金屬銅的避孕機理之一是，銅與子宮分泌物中的鹽酸以及子宮內(nèi)的空氣反應(yīng)，生成

兩種產(chǎn)物，一種是白色難溶物S,另一種是酸A。酸A含未成對電子，是一種自由基，具有

極高的活性，能殺死精子。

1.寫出銅環(huán)產(chǎn)生A的化學方程式。

2.畫出A分子的立體結(jié)構(gòu)。

3.給出難溶物S和酸A的化學名稱。

4.A是一種弱酸，pK=4.8。問：在pH=6.8時，A主要以什么形態(tài)存在？

13.（04年初賽）第1題（4分）

2004年2月2日，俄國杜布納實驗室宣布用核反應(yīng)得到了兩種新元素X和Y。X是用高能

48Ca撞擊喘Am靶得到的。經(jīng)過100微秒，X發(fā)生a-衰變，得到Y(jié)。然后Y連續(xù)發(fā)生4次a-衰變,

轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量數(shù)為268的第105號元素Db的同位素。以X和Y的原子序數(shù)為新元素的代號（左上

角標注該核素的質(zhì)量數(shù)），寫出上述合成新元素X和Y的核反應(yīng)方程式。

14.（04年初賽）第2題（4分）

2004年7月德俄兩國化學家共同宣布，在高壓下氮氣會發(fā)生

聚合得到高聚氮，這種高聚氮的N—N鍵的鍵能為160kJ/mol

（N2的鍵能為942kJ/mol）,晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。在這種晶體

中，每個氮原子的配位數(shù)為;按鍵型分類時，屬于

晶體。這種固體的可能潛在應(yīng)用是,這是因

為：。

15.（04年初賽）第4題（15分）

在銅的催化作用下氨和氟反應(yīng)得到一種鎮(zhèn)鹽和一種三角

錐體分子A（鍵角102°,偶極矩0.78X1。、七n；對比：氨的

鍵角107.3。，偶極矩4.74X103＜）c.m）；

1.寫出A的分子式和它的合成反應(yīng)的化學方程式。

2.A分子質(zhì)子化放出的熱明顯小于氨分子質(zhì)子化放出的熱。為什么？

3.A與汞共熱，得到一種汞鹽和一對互為異構(gòu)體的B和C（相對分子質(zhì)量66）。寫出

化學方程式及B和C的立體結(jié)構(gòu)。

4.B與四氟化錫反應(yīng)首先得到平面構(gòu)型的D和負二價單中心陰離子E構(gòu)成的離子化合

物；這種離子化合物受熱放出C,同時得到D和負一價單中心陰離子F構(gòu)成的離子化合物。

畫出D、E、F的立體結(jié)構(gòu)；寫出得到它們的化學方程式。

5.A與F2、BF3反應(yīng)得到種四氟硼酸鹽，它的陽離子水解能定量地生成A和HF,而同

時得到的。2和H2O2的量卻因反應(yīng)條件不同而不同。寫出這個陽離子的化學式和它的合成反應(yīng)

的化學方程式，并用化學方程式和必要的推斷對它的水解反應(yīng)產(chǎn)物作出解釋。

16.（04年初賽）第5題（7分）

研究發(fā)現(xiàn)，鈕與毗唯一2一甲酸根形成的單核配合物可增強胰島素降糖作用，它是電中性

分子，實驗測得其氧的質(zhì)量分數(shù)為25.7%,畫出它的立體結(jié)構(gòu)，指出中心原子的氧化態(tài)。要

給出推理過程。

17.（04年初賽）第6題（6分）

最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、銀和碳三種元素的晶體竟然也具有超導性。鑒于這三種元素都是常

見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該晶體的結(jié)構(gòu)可看作由鎂原子和銀原子在一起進行（面心）立

方最密堆積（ccp）,它們的排列有序，沒有相互代換的現(xiàn)象（即沒有平均原子或統(tǒng)計原子），

它們構(gòu)成兩種八面體空隙，一種由銀原子構(gòu)成，另?種由銀原子和鎂原子一起構(gòu)成，兩種八

面體的數(shù)量比是1:3,碳原子只填充在銀原子構(gòu)成的八面體空隙中。

1.畫出該新型超導材料的一個晶胞（碳原子用小0球，銀原子用大。球，鎂原子用大?

球）。

2.寫出該新型超導材料的化學式。

18.（04年初賽）第8題（8分）

今有化學式為Co（NH3）4BrCC>3的配合物。

1.畫出全部異構(gòu)體的立體結(jié)構(gòu)。

2.指出區(qū)分它們的實驗方法。

19.（04年初賽）第10題（8分）

有一種測定多肽、蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物大分子的相對分子質(zhì)量的新實驗技術(shù)稱為

ESI/FTICR-MS,精度很高。用該實驗技術(shù)測得蛋白質(zhì)肌紅阮的圖譜如下，圖譜中的峰是質(zhì)

子化肌紅骯的信號，縱坐標是質(zhì)子化肌紅骯的相對豐度，橫坐標是質(zhì)荷比m/Z,m是質(zhì)子化

肌紅骯的相對分子質(zhì)量，Z是質(zhì)子化肌紅骯的電荷（源自質(zhì)子化，取正整數(shù)），圖譜中的相

鄰峰的電荷數(shù)相差1,右起第4峰和第3峰的m/Z分別為1542和1696。求肌紅骯的相對分子

質(zhì)量（M）。

20.（04年初賽）第13題（9分）

88.1克某過渡金屬元素M同134.4升（已換算成標準狀況）一氧化碳完全反應(yīng)生成反磁

性四配位絡(luò)合物。該配合物在一定條件下跟氧反應(yīng)生成與NaCl屬同一晶型的氧化物。

1.推斷該金屬是什么；

2.在一定溫度下MO可在三氧化二鋁表面自發(fā)地分散并形成“單分子層”。理論上可以

計算單層分散量，實驗上亦能測定。（a）說明MO在三氧化二鋁表面能自發(fā)分散的主要原因。（b）

三氧化二鋁表面上鋁離子的配位是不飽和的。MO中的氧離子在三氧化二鋁表面上形成密置單

層。畫出此模型的圖形；計算MO在三氧化二鋁（比表面為178m2/g）表面上的最大單層分散

量（g/m?）（氧離子的半徑為140pm）。

21.（03年初賽）第3題（5分）

在正確選項上圈圈。

1.下列化學鍵中碳的正電性最強的是

A.C-FB.C—OC.C-SiD.C-CI

2.電子構(gòu)型為[Xe]4f45d76s2的元素是

A.稀有氣體B.過渡元素C.主族元素D.稀土元素

3.下列離子中最外層電子數(shù)為8的是

A.Gai+B.Ti4+C.Cu+D.Li+

22.（03年初賽）第4題（8分）

在30℃以下，將過氧化氫加到硼酸和氫氧化鈉的混合溶液中，析出一種無色晶體X。組

成分析證實，該晶體的質(zhì)量組成為Na14.90%,B7.03%,H5.24%。加熱X,得無色晶體Y。

Y含Na23.0%,是一種溫和的氧化劑，常溫下在干燥空氣里穩(wěn)定，但在潮濕熱空氣中分解放

氧，廣泛用作洗滌劑、牙膏、織物漂白劑和美發(fā)產(chǎn)品，也用于有機合成。結(jié)構(gòu)分析證實X和Y

的晶體中有同一種陰離子Z2,該離子中硼原子的化學環(huán)境相同，而氯原子卻有兩種成健方式。

1.寫出X、Y的最簡式，給出推理過程。

X的最簡式：Y的最筒式：

推理過程：

2.用最恰當?shù)囊暯钱嫵鯶2離子的立體結(jié)構(gòu)（原子用元素符號表示，共價鍵用短線表示）。

23.（03年初賽）第6題（12分）

2003年3月日本筑波材料科學國家實驗室一個研究小組發(fā)現(xiàn)首例帶結(jié)晶水的晶體在5K

下呈現(xiàn)超導性。據(jù)報道，該晶體的化學式為Na。.35co02?1.3出0,具有……-CoO2-H2O-

Na-H2O-CoO2-H2O-Na-H2O-……層狀結(jié)構(gòu)；在以“CoCh”為最簡式表示的二維結(jié)構(gòu)

中，鉆原子和氧原子呈周期性排列，鉆原子被4個氧原子包圍，Co-0

鍵等長。

1.鉆原子的平均氧化態(tài)為。

2.以?代表氧原子，以?代表鉆原子，畫出CoO2層的結(jié)構(gòu)，用粗

線畫出兩種二維晶胞。可資參考的范例是：石墨的二維晶胞是右圖中用

粗線圍攏的平行四邊形。

3.據(jù)報道，該晶體是以Nao,CoCh為起始物，先跟嗅反應(yīng)，然后用水洗滌而得到的。寫

出起始物和浪的反應(yīng)方程式。

24.（03年初賽）第9題（6分）

軌是我國豐產(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片鋼酸鈕晶體（鈕是第39號元素）。我國福州是全球乳酸鈕晶

體主要供應(yīng)地，每年出口幾十萬片鋼酸鈕晶體，年創(chuàng)匯近千萬美元（1999年）。鈕酸鈕是四

方晶體，晶胞參數(shù)a=712pm,c=629pm,密度d=4.22g/cn?,含釧,25%,求鈕酸鈕的化學式

以及在一個晶胞中有幾個原子。給出計算過程。

鈕酸鈦的化學式：-個晶胞中的原子數(shù)：

計算過程：

25.（02年初賽）第3題（3分）

最近有人用高能26Mg核轟擊黑Cm核，發(fā)生核合成反應(yīng)，得到新元素X。研究者將X與氧氣一

起加熱，檢出了氣態(tài)分子XO4,使X成為研究了化學性質(zhì)的最重元素。已知的X同位素如下表

所示，上述核反應(yīng)得到的核素是其中之該核素的衰變性質(zhì)保證了其化學性質(zhì)實驗獲得成

功。

質(zhì)量數(shù)半衰期衰變方式

2631s釋放a粒子

2640.00008s釋放a粒子；或自發(fā)裂變

2650.0018s釋放a粒子；或自發(fā)裂變

266不詳不詳

2670.033s釋放a粒子；或自發(fā)裂變

268不詳不詳

2699.3s釋放a粒子

1.X的元素符號是。

2.用元素符號并在左上角和左下角分別標注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成X的核反應(yīng)

方程式（方程式涉及的其他符號請按常規(guī)并寫）。

26.（02年初賽）第4題（6分）

1.汞與次氯酸（摩爾比1：1）發(fā)生反應(yīng)，得到2種反應(yīng)產(chǎn)物，其是水。該反應(yīng)的方

程式為；反應(yīng)得到的含汞產(chǎn)物的中文名稱為0

2.N2H4在一定條件下熱分解，產(chǎn)生NH3、N2和H2,后兩者摩爾比為3：2,寫出反應(yīng)方

程式。

3.第二周期元素A與氫形成的如下化合物中的A—A鍵的鍵能（kJ/mol）：

CH3-CH3346,H2N—NH2247,HO-OH207

試問：它們的鍵能為什么依次下降？

27.（02年初賽）第5題（13分）

六配位（八面體）單核配合物MA2（NC）2）2呈電中性；組成分析結(jié)果：M31.68%,N31.04%,

C17.74%；配體A不含氧：配體（NO2）,的氮氧鍵不等長。

1.該配合物中心原子M是什么元素？氧化態(tài)多大？給出推理過程。

2.畫出該配合物的結(jié)構(gòu)示意圖，給出推理過程。

3.指出配體（NO2）x在“自由”狀態(tài)下的兒何構(gòu)型和氮原子的雜化軌道。

4.除本例外，上述無機配體還可能以什么方式和中心原子配位？用圖形畫出三種。

28.（01年初賽）第2題（2分）

自然界中，碳除了有2種穩(wěn)定同位素氣和氣外，還有一種半衰期很長的放射性同位

素"C,豐度也十分穩(wěn)定，如下表所示（注：數(shù)據(jù)后括號里的數(shù)字是最后一位或兩位的精

確度，“C只提供了大氣豐度，地殼中的含量小于表中數(shù)據(jù)）：

同位素相對原子質(zhì)量地殼豐度（原子分數(shù)）

,2c12（整數(shù)）0.9893(8)

l3c13.003354826(17)0.0107(8)

'''C14.003241982（27）I1.2X1016（大氣中）

試問：為什么通常碳的相對原子質(zhì)量只是其穩(wěn)定同位素的加權(quán)平均值而不將"C也加

入取平均值？

答：

29.（01年初賽）第4題（10分）

去年報道，在一55℃令XeF”（A）和CeFsBF?（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

機款（IV）化合物，-20℃以下穩(wěn)定。C為強氟化劑和強氧化劑，如與碘反應(yīng)得到五氟化

碘，放出款，同時得到B。

4-1寫出C的化學式，正負離子應(yīng)分開寫。答：

4-2根據(jù)什么結(jié)構(gòu)特征把C歸為有機放比合物？答:

4-3寫出C的合成反應(yīng)方程式。答：_______________________________________________

4—4寫出C和碘的反應(yīng)。答：_____________________________________________________

4-5畫出五氟化碘分子的立體結(jié)構(gòu)：

30.（01年初賽）第5題（5分）

今年3月發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K呈超導性，可能是人類對超導認識的新里程碑。在硼化

鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，像維夫餅干，一層鎂一層硼地相

間，圖5—1是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿C軸方向的投影，白球是鎂原子投影,

黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。

5-1由圖5—1可確定硼化鎂的化學式為：0

5-2在圖5—1右邊的方框里畫出硼化鎂的一個晶胞的透視圖，標出該晶胞內(nèi)面、棱、

頂角上可能存在的所有硼原子和鎂原子（鎂原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。

圖5硼化鎂的晶體結(jié)構(gòu)示意圖_____a三h看晌上-------------

31.（01年初賽）.第10題（5分）

最近有人用一種稱為“超酸”的化合物H（CB“H6c16）和C60反應(yīng)，使Cfto獲得一個質(zhì)子，

得到一種新型離于化合物［HC6o『［CBuH6cL6「?；卮鹑缦聠栴}：

10-1以上反應(yīng)看起來很陌生，但反應(yīng)類型上卻可以跟中學化學課本中的一個化學反應(yīng)相比

擬，后者是：o

10-2上述陰離子［CB“H6ck「的結(jié)構(gòu)可以跟圖10-1的硼二十面體相比擬，也是一個閉合

的納米籠，而且，［CB“H6c16「離子有如下結(jié)構(gòu)特征：它有一根軸穿過籠心，依據(jù)這根軸旋

轉(zhuǎn)360。/5的度數(shù)，不能察覺是否旋轉(zhuǎn)過。請在圖10—1右邊的圖上添加原子（用元素符號表

示）和短線（表示化學鍵）畫出上述陰離子。

圖10-1

32.（01年初賽）第11題（10分）

研究離子晶體，?？疾煲砸粋€離子為中心時，其周圍不同距離的離子對它的吸引或

排斥的靜電作用力。設(shè)氯化鈉晶體中鈉離子跟離它最近的氯離子之間的距離為d,以鈉

離子為中心，則：

11-1第二層離子有個，離中心離子的距離為d,它們是離子。

11-2已知在晶體中Na'離子的半徑為116pm,Cl/離子的半徑為167pm,它們在晶體中

是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個晶體空間的百分數(shù)。

11-3納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大，這是它的許多特殊性質(zhì)的原因，假

設(shè)某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，求這種納米顆粒的

表面原子占總原子數(shù)的百分比。

11-4假設(shè)某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍，試估算表面

原子占總原子數(shù)的百分比。

33.（00年初賽）第1題（5分）

1.1999年是人造元素豐收年，一年間得到第114、116和118號三個新元素。按已知的

原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，118號元素應(yīng)是第一周期第一族元素，它的單質(zhì)在常溫常壓下最可能呈

現(xiàn)的狀態(tài)是—（氣、液、固選一填入）態(tài)。近日傳聞俄國合成了第166號元素，若已知原

子結(jié)構(gòu)規(guī)律不變，該元素應(yīng)是第一周期第一族元素。

34.（00年初賽）第4題（6分）

4.理想的宏觀單一晶體呈規(guī)則的多面體外形。多面體的面叫晶面。.

今有一枚MgO單晶如附圖1所示。它有6個八角形晶面和8個正三角/〒

形晶面。宏觀晶體的晶面是與微觀晶胞中一定取向的截面對應(yīng)的。已：|

知MgO的晶體結(jié)構(gòu)屬NaCl型。它的單晶的八角形面對應(yīng)于它的晶胞

的面。請指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符號表示原子，至少畫出6個原子，并

用直線把這些原子連起，以顯示它們的兒何關(guān)系）。

35.（00年初賽）第5題（2分）

5.最近發(fā)現(xiàn)?種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團簇分子，如右圖所示,

頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學

式是。

36.（00年初賽）第11題（8分）

11,已經(jīng)探明，我國南海跟世界上許多海域一樣，海底有極其豐富的甲烷資源。其總量超過

已知蘊藏在我國陸地下的天然氣總量的一半。據(jù)報導，這些蘊藏在海底的甲烷是高壓下形成

的固體，是外觀像冰的甲烷水合物。

1.試設(shè)想，若把它從海底取出，拿到地面上，它將有什么變化？為什么？它的晶體是分子晶

體、離子晶體還是原子晶體？你作出判斷的根據(jù)是什么？（2分）

2.已知每1立方米這種晶體能釋放出164立方米的甲烷氣體，試估算晶體中水與甲烷的分子

比（不足的數(shù)據(jù)由自己假設(shè)，只要假設(shè)得合理均按正確論）。（6分）

37.（00年初賽）第14分（6分）

14.伯系金屬是最重要的工業(yè)催化劑。但其儲藏已幾近枯竭，上小行星去開采還純屬科學幻

想。研究證實，有一類共價化合物可代替伯系金屬催化劑。它們是堅硬的固體，熔點極高，

高溫下不分解，被稱為"千禧催化劑"（millenniumcatalysts）。下面3種方法都可以合成它

們：

①在高溫下將燒類氣體通過鴇或鉗的氧化物的表面。

②高溫分解鋁或銅的有機金屬化合物（即：鴇或銅與煌或燒的鹵代物形成的配合物）。

③在高度分散的碳表面上通過高溫氣態(tài)鋁或鋁的氧化物。

I.合成的化合物的中文名稱是和。（共4分，各2分）

2.為解釋這類化合物為什么能代替伯系金屬，提出了?種電子理論，認為這些化合物是金屬

原子丐非金屬原子結(jié)合的原子晶體，金屬原子周圍的價電子數(shù)等于同周期的鉗原子或釘原子

的價電子數(shù)。這類化合物的化學式（即最簡式或?qū)嶒炇剑┦呛?。?分，各2

分）

38.（99年初賽）第三題（12分）

銘的化學豐富多采，實驗結(jié)果常出人意料。將過量30%H2O2加入（NHQzCrCU的氨水溶

液，熱至50℃后冷至0℃,析出暗棕紅色晶體A。元素分析報告：A含Cr31.1%,N25.1%,H

5.4%o在極性溶劑中A不導電。紅外圖譜證實A有N-H鍵，且與游離氨分子鍵能相差不太大,

還證實A中的錨原子周圍有7個配位原子提供孤對電子與鋁原子形成配位鍵，呈五角雙錐構(gòu)

型。

3-1以上信息表明A的化學式為：；可能的結(jié)構(gòu)式為：。

3-2A中銘的氧化數(shù)為：o

3-3預期A最特征的化學性質(zhì)為：。

3-4生成晶體A的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，方程式是：o

39..（98年初賽）第3題（7分）

3.迄今已合成的最重元素是112號，它是用"Zn高能原子轟擊嘴Pb的靶子，使鋅核

與鉛核熔合而得?？茖W家通過該放射性元素的?系列衰變的產(chǎn)物確定了它的存在，總共只檢

出一個原子。該原子每次衰變都放出一個高能粒子，最后得到比較穩(wěn)定的第100號元素鎖

的含153個中子的同位素。（7分）

（1）112號是第幾周期第幾族元素？

（2）它是金屬還是非金屬？

（3）你認為它的最高氧化態(tài)至少可以達到多少？

（4）寫出合成112元素的反應(yīng)式（注反應(yīng)式中的核素要用諸如31H、82Pb等帶上下標

的符號來表示，112號元素符號未定，可用M表示）。

40.（98年初賽）第5題.

鋁酸鈉NazWCU和金屬鴿在隔絕空氣的條件下加熱得到一種具有金屬光澤的、深色的、

有導電性的固體，化學式Na、WC）3,用X射線衍射法測得這種固體的立方晶胞的邊長a=3.80

XKT%,用比重瓶法測得它的密度為d=7.36g/cm3。已知相對原子質(zhì)量：W183.85,Na22.99,

O16.00,阿伏加德羅常數(shù)L=6.022X1023m0|%求這種固體的組成中的x值（2位有效數(shù)字），

給出計算過程。（12分）

41.（98年初賽）第8題

鉞的名稱源自拉丁文，原義“氣味”，這是由于鉞的粉末會被空氣氧化為有惡臭的OsC>4

（代號A,熔點40℃,沸點130℃）?A溶于強堿轉(zhuǎn)化為深紅色的［OsO4（OH）2產(chǎn)離子（代號B）,

向含B的水溶液通入氨，生成C,溶液的顏色轉(zhuǎn)為淡黃色。C十分穩(wěn)定。C是A的等電子體，其

中餓的氧化態(tài)仍為+8。紅外圖譜可以檢出分子中某些化學鍵的振動吸收。紅外譜圖顯示C有

■■個四氧化鉞所沒有的吸收。C的含鉀化合物是黃色的晶體，與高鎰酸鉀類質(zhì)同晶。（8分）

（1）給出C的化學式。（2）給出A、B、C最可能的立體結(jié)構(gòu)。

42.（97年初賽）第二題

PCL是一種白色固體，加熱到160℃不經(jīng)過液態(tài)階段就變成蒸氣，測得180℃下的蒸氣密

度（折合成標準狀況）為9.3g/L,極性為零，P—C1鍵長為204Pm和211Pm兩種。繼續(xù)加熱到250

°C時測得壓力為計算值的兩倍。PCh在加壓下于148℃液化，形成一種能導電的熔體，測得P

一CI的鍵長為198Pm和206Pm兩種。（P、C1相對原子質(zhì)量為31.0、35.5）

（1）180℃下PCk蒸氣中存在什么分子？為什么？寫出分子式，畫出立體結(jié)構(gòu)。

（2）在250℃下PC"蒸氣中存在什么分子？為什么？寫出分子式，畫出立體結(jié)構(gòu)。

（3）PCh熔體為什么能導電？用最簡潔的方式作出解釋。

（4）PB“氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)與PCL相似，它的熔體也能導電，但經(jīng)測定其中只存在一種P-Br健

長。PBp熔體為什么導電？用最簡潔的形式作出解釋。

結(jié)構(gòu)化學答案:

1.（06年初賽）第6題

6—1寫出A、B、C、D、E的化學式。

A.H3B:NH3（或BNH6）B.H2B=NH2（或BNH4）

C.{H2B—NH2TD.B3N3H6

E.BN（5分）

6-2化合物A轉(zhuǎn)變?yōu)镋各步釋放的氫所占的質(zhì)量分數(shù)以及總共釋放的氫氣所占的質(zhì)量分

數(shù)多大？

A-B2.016/30.87=6.531%（或0.06531）

B-C2.016/28.85=6.988%（或0.06988）

D-*E6.048/26.84=24.14%（或0.2414）

A-*E6.048/30.87=19.59%（或0.1959）（2分）

6-3為使A再生，有人設(shè)計了化合物D在水蒸氣存在下與甲烷反應(yīng)，寫出化學方程式。

3cH4+2（HBNH）3+6H2O3CO2+6H3BNH3（2分）

2.【（06年初賽）第6題（9分）正確答案】

第1題（4分）2006年3月有人預言，未知超重元素第126號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)位于第八周期,它未填滿電子的能級應(yīng)

是5￡，在該能級上有6個電子,而這個能級總共可填充個電子。

3.（06年初賽）第7題【正確答案】

7—1A是用碳酸二甲酯和一水合腓在70℃下合成的，收度80%。畫出A的結(jié)構(gòu)式。

HH

注：c—N—N角必須不是直線（2分）

7—2寫出合成A的反應(yīng)方程式。

0=C（0CH3）2+2H2NNH2?H2O=O=C（NHNH2）2+2CH3OH+2H2。（1分）

7-3低于135℃時，A直接與溶解氧反應(yīng)，生成三種產(chǎn)物。寫出化學方程式。

（N2H3）2CO+2O2=2N2+CO2+3H2O（1分）

7—4高于135℃時，A先發(fā)生水解，水解產(chǎn)物再與氧反應(yīng)。寫出化學方程式。

（N2H3）2CO+H2O2N2H4+CO2N2H4+。2=沖+2氏0（1分）

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

方程式。

（N2H3）2CO+12Fe2O3=8Fe3O4+2N2+CO2+3H2O（2分）

7-6化合物A與許多金屬離子形成八面體配合物，例

2+

$11[Mn（A）3]?結(jié)構(gòu)分析證實該配合物中的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。（2分）

有一對經(jīng)式、面式異構(gòu)體（幾何異構(gòu)體）（1分）它

們分別有一對對映異構(gòu)體（手性異構(gòu)體）（1分）

（畫不畫異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)不影響得分。）

4.（06年初賽）第8題

8-1氮化伯的上述四種立方晶體結(jié)構(gòu)上有什么共同

點？

鉗原子面心立方最密堆積。（2分）

8-2分別給出上述四種氮化鉆結(jié)構(gòu)的化學式。

依次為PtN、PtN2>PtN2（2分）

8-3試在圖上挑選一個氮原子，不添加原子，用粗線畫出所選氮原子的配位多面體。

5.（06年初賽）第9題（10分）【正確答案】

D

6.（06年初賽）第11題【正確答案】

11-1寫出合成磷化硼的化學反應(yīng)方程式。

BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr（1分）

11-2分別畫出三澳化硼分子和三溪化磷分子的結(jié)構(gòu)。

（阿不阿磷上的孤對電子不影響得分）

平面三角形三角錐（2分）

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

11-4已知磷化硼的晶胞參數(shù)a=478pm,計算晶體中硼原子和磷原子的核間距（dB.P）?

dB_p-；也a=；Gx478/?/M--207pm

或=［（!血。）2+da）2『=1=207x478pm=207pm（2分）

11-5畫出磷化硼正當晶胞沿著體對角線方向的投影（用實線圓圈表示P原子的投影，用

虛線圓圈表示B原子的投景

7.（05年初賽）第1題（9分）

1.2；；Bi+；He=2；；At+2"（2分）

2.<Atl是極性分子（1.5分）

3.>形成X3-離子的能力l3->Br3->C13（1.5分）

++

4.Atl+2I2+5Ag+3H2O=5Agl+AtO3+6H（2分，把h改為L-也可，但仍應(yīng)配平）

AtC>3-與Pb（K）3）2共沉淀（1分）。

5.>AtCH2coOH分子中的碳的吸電子效應(yīng)比ICH2COOH中的碘?。?分）

8.（05年初賽）第2題（12分）

1.input：輸入hot：熱（端）cold：冷（端）heatflow：熱流I：電流強度

n：n型半導體p：p型半導體i+：正電流（各0.25分）

向熱電材料構(gòu)成的半導體的n-p結(jié)的遠端輸入外電流，半導體發(fā)生空穴導電，電流流經(jīng)

n-p結(jié)時發(fā)生復合，外電流輸入的能量轉(zhuǎn)化為熱流，使n-p結(jié)的溫度越來越低，而其遠端

的溫度越來越高，即有類似冰箱制冷的效應(yīng)。（4分）

2.化學式：LaFe4sbi2（2分）（寫La?Fe8sb24扣1分）

鐵的氧化態(tài)：9/4=2.25（1分）

晶胞里有2個La原子（處于晶胞的頂角和體心）：有8個Fe原子（處于睇形成的八面體

的中心）：睇八面體是共頂角相連的，平均每個八面體有6/2=3個睇原子，晶胞中共有8個

八面體，8x3=24個睇原子；即：La2Fe8Sb24o（3分，其他合理過程也可）

9.（05年初賽）第3題

2.C9Hl8C>6=3CH3coeH3+O3（2分，或3/2Ch）

3.爆炸反應(yīng)不是燃燒反應(yīng)，能量改變不大，是由于生成大量氣態(tài)小分子導致的燃增加效

應(yīng)，因而稱為“燃炸彈”。

B是雙聚分子，分子的六元環(huán)不能滿足過氧團的正常鍵角（C-O-O-C面間角和C-0

一0鍵角）的需要，導致分子張力太大而不穩(wěn)定。（3分）

10.（05年初賽）第4題

1.2H2[PtCl4（OH）2]+2NH3=（NH4）2[PtCl6]+H2[PtCl2（OH）4]

或H2[PtC16]+（NH4）2[PtC12（OH）4]或NH4H[PtCk]+NH4H[PtCH（OH）4]（3分）

2.2Ba[PtCl6]+5Ba（OH）2=2Ba[PtCI（OH）5]+5BaCl2（3分）

11.（05年初賽）第8題1.熔點降低效應(yīng)；或形成有低共熔點的二元體系；或固相不互溶，

而在液相中產(chǎn)生混合嫡。（2分：三者中答出任一者可得2分）

2.在固相中，離子呈周期性排列，對?“相似相溶”的“相似條件”的要求比液相中嚴格

得多。LiCl和KC1的結(jié)構(gòu)型式相同，Li+和K+的電價相等，Li和K的電負性差別也有限。顯然,

兩個組分在固相中完全不互溶源于Li+和K+的半徑差別太大。（2分，關(guān)鍵要回答出最后向

話）

4xMua3

Duct_IVJua_xNA_M"KC/_M州?K*+?

3.XX

D/iCt4XA/KCIMKCI^LiCIMKCI_匕++%-)x2_

(VJKC/aKCIXN人

MLiCl

（2分，只寫出最后的表達式也可）

MKCI

4.叵a=叵(%+ra)x2=2^1(133+I81)x2pm=444pm

（2分；方法正確但結(jié)果算錯扣0.5分）

5.可按如下思路說明：離子晶體能夠?qū)щ娛怯捎陔x子離開原位而遷移到距離最近的空位

所致。遷移中必須經(jīng)過由異號離子圍成的最小窗孔。比較離子半徑和窗孔的大小，可判斷能

否發(fā)生遷移，即能否成為快離子導體。

取體積為KC1正當晶胞體積1/8的小立方體（見圖）來考慮。三個分布在正當晶胞0,0,

0；1/2,0,1/2；0,1/2,1/2位置的CE■圍成的三角形半徑為：

該半徑遠小于K+的半徑，K+不能穿過此窗口，因而KC1晶體不能

成為固體離子導體。

大白球為C「，黑球為K」，虛線球為空位

（4分；思路和方法正確但計算結(jié)果錯誤可得2分）

12.（05年初賽）第10題

1.CU+HC1+O2=CUC1+HO2（3分）

H-----O

2.\（3分，畫0—0單鍵不扣分，但分子不畫成角型不得分。）

O：

3.A：超氧酸（2分）

4.幾乎完全電離為超氧離子（2分）

13.（04年初賽）第1題（4分）

2^Am+^Ca=288l15+3n（2分，不寫3n不得分。答2力15不得分。）

288115=284]i3+4He。分，質(zhì)量數(shù)錯誤不得分。Ee也可用符號a。

（答下式不計分：284113—4%=268105或囂。1））

14.（04年初賽）第2題

3原子炸藥（或高能材料）高聚氮分解成N2釋放大量能量（各1分）

15.（04年初賽）第4題

1.NF3（1分）4NH3+3F2=NF3+3NH4F（1分）（共2分）

2.N-F鍵的偶極方向與氮原子孤對電子的偶極方向相反，導致分子偶極矩很小，因此

質(zhì)子化能力遠比氮質(zhì)子化能力小。畫圖說明也可

N

3.2NF3+2Hg=N2F2+2HgF2（1分）

4II（14+19）X2=66（每式1分）（共3分）

、FF"

+2

2N2F2+SnF4=[N2F]2[SnF6]^（1分）

+2+

[N2F]2[SnF6]^[N2F][SnF5]+N2F2（1分）（共5分）

5.陽離子的化學式為NF4*。（1分）

+-

NF3+F2+BF3=NF4BF4（1分）

NF4+水解反應(yīng)首先得到HOF（否則寫不出配平的NFJ水解反應(yīng)）：

NF4++H2O=NF3+HOF+H+定量生成NF?。（1分）

而反應(yīng)2HOF=2HF+O2和反應(yīng)HOF+H2O=HF+H2C>2哪一