全国高中生化学竞赛经典套题(3).doc

1、2010 年全国化学竞赛初赛模拟试卷（3）（时间：3 小时 满分：100 分）题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11满 分 9 5 7 12 8 17 9 6 9 10 5H1.008 相 对 原 子 质 量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Z

2、n65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLa

3、Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds第 1 题（9 分）试运用所学知识，回答下列问题：1、NO、 同为奇数电子，但 NO 难二聚， 易二聚，请画出 NO、 的成键情况NO2 NO2 NO2并解释二聚难易不同的原因；2、纯硫酸的粘度非常大，为什么纯硫酸中 和 离子的迁移速度可以与水中的H3SO4+HSO4-和 相提并论；H3O+OH-3、为什么 和 不水解而 和 却发生强烈的水解？试从多角度解释之。CH4Cl4 SiH4SiCl4第 2 题（5 分）2006 年初，我国发生了齐齐哈尔第二制药有限公司生产的“亮菌甲素”假药事件。在该药中，辅料丙二醇用价格便宜的二甘醇代替，从而造成多起致死事件。

4、二甘醇在一定条件下脱水可生成冠醚 18-冠-6，18-冠-6 是很好的配体，能与 等多种离子生成配合物。K+1、请画出二甘醇的结构式；2、你认为 18-冠-6 与 生成配合物，是在水中容易，还是在非极性溶剂中容易？为什么？K+3、18-冠-6 与 生成配合物的稳定性，能否用晶体场理论解释，说明理由。K+第 3 题（7 分）I.D.Brown 等提出的价键理论是了解键的强弱的一种重要方法：根据化学键的键长是键的强弱的一种度量的观点，认为有特定原子组成的化学键，键长值小，键强度高、键价数值大；反之亦然。Brown 等根据实验测定所积累的键长数据，归纳出键长与键价的关系，主要内容有两点：a）可以通过

5、 i、 j 两原子间的键长 计算这两原子的键价 ； = 或 = 。rij Sij Sije(R0-rij)/B Sij(rij/R0)-N式中 和 B(或 和 N,由于表达公式不同 ,两式的 不同)是和原子种类及价态有关的经验常R0 R0 R0数,它们可根据 i,j 两原子氧化态及键长实验值拟合得到.b)键价和规则:每个原子所连诸键的键价之和等于该原子的原子价(数值等于化合价的绝对值) 。请根据 Brown 等提出的键价理论，回答下列问题：1、MgO 晶体具有 NaCl 型的结构，请估算 MgO 之间的距离和 的离子半径。 （按照Mg2+的离子半径为 140pm， 和 的离子半径之和为 MgO

6、 之间的距离计算） 。已知:O2- Mg2+O2-B=37pm, Mg（2） =169.3pm；R02、在冰中每个水分子都按四面体方式形成 2 个 O-HO 及 2 个 OH-O 氢键，氢键的键长可以通过实验测定。还可以通过键价公式进行求解，已知，对 H(1)-O(2)或 H(1)O(2)，=87pm,N=2.2,H-O 键长为 96pm,请根据 Brown 等提出的键价理论，以及晶体结构所学知R0识，计算冰的密度。(假设四面体为正四面体 )。第 4 题（12 分）氧在一定条件下可以与金属元素反应生成氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物。类似于臭氧化物的其它元素化合物，如 、 。现有短周期元素

7、 A 和 B，都是构成蛋Ba(N3)2AgN3白质不可缺少的元素，A 与 B 在一定条件下可形成 、 、 等系列化合物。A2B2A4B4(AB)nA、B 在自然界中既有游离态，又有化合态，且游离态少于化合态，A 与 As 在自然界中的矿床有多种，有一种矿物纯化后，在古代作用相当与今天的修正液，用于涂抹写错的字，并形成一个成语“信口雌黄” ，即掩盖事实真相乱说一气。请回答下列问题：1、写出 A、B 的元素符号；2、解释为什么 可作为一维分子导线；(AB)n3、 导线能由 A、B 两种元素直接化合吗？(AB)n4、完成 的反应方程式。写出化合物 X 中含 B 元素的阳离子的共B2FAsF6+HB3

8、X+HF振结构式。5、 能与金属、非金属元素形成配合物，如 、 。请画出配合物B3- Pb2(N3)62- As(N3)6-2 个可能的立体结构，并比较稳定性。Pb2(N3)62-第 5 题（8 分）将石墨和硫酸、硝酸混合物共热，形成一种“石墨的酸式硫酸盐” ，石墨平面层被部分氧化，平均每 24 个碳带一个正电荷，酸式硫酸根则嵌在石墨平面层之间。请回答：1、写出该石墨酸式硫酸盐的化学式；2、石墨酸式硫酸盐的导电能力比石墨是增强了还是削弱了？为什么？3、若在石墨层间充入碱金属单质，其导电能力变化如何？为什么？第 6 题（17 分）固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体。这类固

9、体通过其中的离子迁移进行电荷传递，因此又称为固体离子导体。固体电解质取代液体电解质，可以做成全固态电池及其它传感器、探测器等，在电化学、分析化学等领域的应用日益广泛。银有 、和 等多种晶型。在水溶液中 Ag+与 I-沉淀形成的是 -AgI 和 -AgI 的混合物，升温至 136全变为 -AgI，至 146全变为 -AgI。-AgI 是一种固体电解质，导电率为 1.31 -1 cm-1（注强电解质水溶液的导电率为 10-31 -1 cm-1）。1、-AgI 和 -AgI 晶体的导电性极差。其中 -AgI 晶体属立方晶系，其晶胞截面图如图所示。图中实心球和空心球分别表示 Ag+和 I-，a 为晶胞

10、边长。试指出 -AgI 晶体的点阵型式和 Ag+、I -各自的配位数（已知通常 I-的半径为 220pm，Ag +的半径为 100-150pm）。2、-AgI 晶体中，I -离子取体心立方堆积，Ag +填充在其空隙中。试指出 -AgI 晶体的晶胞中，八面体空隙、四面体空隙各有多少？3、为何通常 Ag+离子半径有一个变化范围？4、实验发现，-AgI 晶体中能够迁移的全是 Ag+，试分析 Ag+能够发生迁移的可能原因。5、用一价正离子(M)部分取代 -AgI 晶体中的 Ag+离子，得通式为 MAgxI1-x的化合物。如RbAg4I5晶体，室温导电率达 0.27 -1 cm-1。其中迁移的物种仍全是

11、 Ag+。利用 RbAg4I5晶体可以制成电化学气敏传感器，下图是一种测定 O2含量的气体传感器示意图。被分析的 O2可以通过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知 O2的含量。1） 写出写出传感器中发生的化学反应和电极反应。2） 为什么由电池电动势的化可以得知 O2的含量。第 7 题（9 分）用容量法测定磷肥含磷量的主要步骤如下：准确称取磷肥 0.385g，用硫酸和高氯酸在高温下使之分解，磷转化为磷酸。过滤，洗涤，弃去残渣。以硫酸硝酸为介质，加入过量钼酸铵溶液生成铝磷酸铵沉淀(NH 4)3H4PMo12O42H2O。过滤，洗涤，沉淀溶于 4000cm 3 1、026 mol dm-3NaO

12、H 标准溶液中，以酚酞为指示剂，用 01022 moldM-3 盐酸标准溶液滴定至终点（MoO 42-） ，耗去 1520cm 3。计算磷肥中磷的百分含量（以 P2O5 计） 。2、测定土壤中 SO42-含量的主要步骤如下：称取 50g 风干土样，用水浸取，过滤，滤液移入 250cm3 容量瓶中，定容。用移液管移取 2500 cm3 浸取液，加入 1： 4 盐酸 8 滴，加热至沸，用吸量管缓慢地加入过量钡镁混合液（浓度各为 00200mol dm-3） V1（cm 3） 。继续微沸 5 分钟，冷却后，加入氨缓冲溶液（pH10） 2 cm3，以铬黑 T 为指示剂，用 00200 moldm-3E

13、DTA 标准溶液滴定至溶液由红色变蓝色即为终点，消耗 V2（cm 3） 。另取 2500 cm3 蒸馏水，加入 1： 4 盐酸 8 滴，加热至佛，用吸量管缓慢地加入钡镁混合液 V1（cm 3） ，同前述步骤处理，滴定消耗 EDTA V3（cm 3） 。另取 2500 cm3 浸出液，加入 1：4 盐酸 8 滴，加热至沸，冷却后，加入氨缓冲溶液（pH=10）2 cm3；同前述步骤处理，滴定消耗 EDTA V4（cm 3） 。计算每 100 克干土中 SO42-的克数。第 8 题（6 分）生化需氧量（Biochemistry Oxygen Demand）指在好气微生物作用下，微生物分解有机物所消耗

14、水中溶解氧的量。目前国内外普遍规定于 201，培养微生物 5 天，分别测定样品培养前后的溶解氧（DO） ，二者的差值称为五日生化需氧量 ，以氧的含量BOD5（mg/L）表示。（不经稀释的水样按下述公式（1）求，经稀释的水样按下述公式（2）求。 ）（1） BOD5=DO1-DO2（2）(DO1-DO2)-(B1-B2)f1BOD5= f2式中 稀释水在水样中所占的比例 水样在培养水样中所占的比例f1 f2培养前空白溶液的 DO 5 天培养后空白溶液的 DOB1 B2根据下表数据计算表中废水样品测定的 BOD5用去 的体积Na2S2O3废水 稀释倍数 测定所需试液体积(ml)浓度Na2S2O3（m

15、ol/L） 当天 五天后水样 1 0 100.0 0.01250 9.82 5.75水样 2 50 100.0 0.01250 9.16 4.13空白 100.0 0.01250 9.25 8.86第 9 题（9 分）右图所示有机物 A 在碱作用下得到环状化合物 B，B 无光学活性；B 经碱处理后与苄氯反应得 C;C 经 还原得 D(分NaBH4子量 206.3)。1、命名 A；2、写出生成 B、C 的化学方程式；3、画出 D 的结构（注意立体化学） 。第 10 题（10 分）烃的衍生物 X 的式量为 124（取整数） ，不含 O 元素，但可以与 反应放出气体；XNaHCO3经过多步反应可以氧

16、化得到 Y，Y 可以与 反应得到 A,A 与 B（式量为 45）的 NaOH 溶PCl3液作用有固体 C 析出。Y 与水共热可以得到 D（式量为 92） 。核磁共振显示 X、C、D 分子结构中都各含有四种不同的氢原子。1、写出 X、Y、A、B、C、D 的结构简式。X Y AOCH3 OOCH3B C D2、写出 X 与 反应的方程式。NaHCO3第 11 题（5 分）已知氮化物离子 N3 是极好的配体，特别是对第二和第三过渡系的金属，人们认为 N3 是已知的最强的 给予体。化学家合成了一种氮化物离子，化学式为NIr 3(SO4)6(H2O)34 ，测定结构后发现，其中的 N 原子配位方式为平面

17、三角形 3 桥联，Ir 的配位方式为八面体配位，整个离子结构高度对称。 1Ir 的氧化数为多少？2试画出该离子的空间结构。各原子用不同的小球表示。参考答案(1003)第 1 题（9 分）1、 (各 1.5 分)N-O OONNO 中单电子全部参与成 键，因而不易双聚；而 中 N 的一个单电子位于其 轨道NO2上，易双聚成 键以降低能量。 （1 分）2、纯硫酸中粒子之间通过氢键形成巨大的网， 和 离子可在网上迁移（相对H3SO4+HSO4-纯硫酸此特点，一般溶液或纯液体中总处于无序混乱状态，因而离子迁移速度相对较慢）（2 分）3、1）Si 有空的 d 轨道，从而 O 原子有足够的空间进攻 Si

18、原子取代 H 或 Cl；(2 分)；2）Si-H 键和 Si-Cl 键键能相对 C-H 键和 C-Cl 较小，更易断裂。 （1 分）第 2 题（5 分）1、 （1 分）OOHOH2、在水中，由于 18-冠-6 中的 O 与水形成氢键及亚甲基的疏水亲脂相互作用，从而以右图形式存在于水中。这时的构象使其不易与钾离子等形成配合物；而在非极性溶剂中 O 原子向内翻折，易与钾离子等形成配合物。 （2 分）3、不能；晶体场理论解释配合物的稳定性是用稳定化能，而稳定化能是通过 d 轨道的分裂计算；而在该配合物中，不存在分裂的价层 d 轨道，因此无法用晶体场理论解释。 （2 分）第 3 题（7 分）1、210

19、pm,70pm（2 分）2、0.89 提示：可通过价键理论，算出 OH 距离为 183pm，则 O 与 O 距离为183+96=279pm，按照 O 位于周围 4 个 H 组成的正四面体中心，得晶胞边长a=2974/3=644.3pm。进而得到密度。 （5 分）第 4 题（12 分）1、A：S B： N（1 分）2、硫氮原子可以先各自提供 2 个单电子形成 键，然后每个 S 原子在提供一对 3p 孤电子与每个 N 原子提供的 2p 单电子侧面重叠，形成 键，在电场力作用下， 键中部分2n3电子可以在一维通道中定向迁移而导电。 （2 分）3、不能。 分子内部的键能远大于 ，当 分子中的化学键被破

20、坏时， 内部的N2 (SN)n N2 (SN)n化学键早已不复存在。 （2 分）4、 （1 分）N2FAsF6+HN3=N5+AsF6-+HF（各 1 分）NN+N-N+N NN+N-N+N- NN+N-N+N-OOOOOO5、 PbNPbNN+NN+NN-N+NN-N+NN-N+NN-N+N PbN-N+NN-N+N NN+NPbN-N+NN-N+NNN+N（各 1.5 分）第 5 题（8 分）1、 （2 分）C24+HSO4-2、导电性可能减弱。因为破坏了大 键的整体性（2 分） ，并出现两类载流子（自由电子与离子）共存一体的混合体系，两者因静电作用，相互牵制（1 分） 。3、增强（1 分

21、） ，增加了自由电子数。 （2 分）第 6 题（17 分）1、点阵型式：面心立方 CN += 4 CN-= 4 （2 分）2、八面体空隙：6 个；四面体空隙：12 个（各 2 分）3、在不同的晶体中，Ag +离子占据不同空隙，按正负离子相互接触计算的 Ag+离子半径自然有一个变化范围。（2 分）4、（1）四面体空隙与八面体空隙相连，四面体空隙与四面体空隙通过三角形中心相连，构成三维骨架结构的开放性“隧道”供 Ag+迁移；（2）有大量空隙（Ag +与空隙之比为 19）可供 Ag+迁移；(各 1.5 分)5、4AlI 3+3O2=2Al2O3+6I2 正极反应：I 2+2Ag+ +2e =2AgI

22、 负极反应：2Ag-2e = 2Ag + （各 1 分） 当氧气的浓度大时，反应1生成的游离 I2浓度大， +电势增大，由 E= +- -，所以 E 也增大。（不同的表达也得分）（3 分）第 7 题（9 分）1、 （NH 4） 3H4PMo12O42H2O26 NaOH=12Na 2MoO4Na 2HPO43NH 317H 2ONH3HCl=NH 4Cl计量关系 P2O5(NH4)3PMo12O42H2ONaOH l246P2O5 的摩尔质量： 142 gmol -1P2O5：(1.026moldm 3 0.04000dm3-0.1022moldm-30.01520dm3)142gmol-1/

23、（460.385g=0.317=31.7（5 分，方程式 2 分，结果 1 分）2、SO 42-的质量：(V 3+V4+V2)10-3dm30.0200moldm-3(250/25.00)96gmol-1/50g100g=V3+V4+V2)3.810-2g（计算合理结果错扣 1 分，有效数字错扣 0.5 分） （4 分）第 8 题（6 分）1、水样 1：4.07mg/L 水样 2：232.4mg/L（过程 2 分，结果各 2 分）第 9 题（9 分）1、4-氧代己酸乙酯（或 4-己酮酸乙酯）。（2 分）2、CH3 COC2H5O -OEtHOEt OOCH3 +C2H5OHNaOH+CH3 OOCH3+ CH2 OOCH3 +NaCl+H2O（各 1.5 分）3、 （各 1 分）OHOHCH2C6H5 OHOHCH2C65 OHOHCH2C65 OHOHCH2C6H5第 10 题（10 分）1、X: SHCH3 Y: A:B: C: D:CH3 SO3H CH3 SO2ClHN(CH3)2 CH3 SO2 CH3（各 1.5 分）2、略（1 分）第 11 题（5 分）1、+5（1 分）2、 (4 分)