1、第 1 页 共 99 页2000 年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题及答案1. 1999 年是人造元素丰收年，一年间得到第 114、116 和 118 号三个新元素。按已知的原子结构规律，118 号元素应是第_周期第_族元素，它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是_（气、液、固选一填入）态。近日传闻俄国合成了第 166 号元素，若已知原子结构规律不变，该元素应是第_周期第_族元素。 （5 分）答案: 七; 零; 气; 八; VIA2今年是勒沙特列（Le Chatelier1850-1936）诞生 150 周年。请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛
2、起大量泡沫。 （6 分）答案要点: 溶解平衡 CO2(气) = CO2(溶液)受 CO2 气体的压力和温度影响, 平衡按勒沙特列原理移动. 压力和温度各 3 分. 不与勒沙特列原理挂钩不给分.31999 年合成了一种新化合物，本题用 X 为代号。用现代物理方法测得 X 的相对分子质量为 64；X 含碳 93.8%,含氢 6.2%；X 分子中有 3 种化学环境不同的氢原子和 4 种化学环境不同的碳原子；X 分子中同时存在 CC、C=C 和 CC 三种键，并发现其 C=C 键比寻常的 C=C 短。3-1X 的分子式是_（2 分）3-2请将 X 的可能结构式画在下面的方框内。 （4 分）答案 1,
3、C5H4 2.如附图 3a(只有一种可能结构; 重键位置必须正确, 而键角和立体结构则不要求).4理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚MgO 单晶如附图 1 所示。它有 6 个八角形晶面和 8 个正三角形晶面。宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。已知 MgO 的晶体结构属 NaCl型。它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示原子，至少画出 6 个原子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系） 。 （6 分）答案见附图 4a、4b。所有原子都是 Mg(得 3 分)所有原子都是 O(得 3 分)画更多原子
4、者仍应有正确几何关系。5最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如附图 2 所示，顶角和面心的原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是_。答案：Ti 14C13（2 分）6某中学同学在一本英文杂志上发现 2 张描述结构变化的简图如下（图中“”是长链的省略符号）：第 2 页 共 99 页NHC2OCNCNCNOOHHHCNCNCOOHH22CNH3+CNCCNOOHHHHCNCNOOH3+- 2OC未读原文，他已经理解：左图是生命体内最重要的一大类有机物质_（填中文名称）的模型化的结构简图，右图是由于左图物质与_（化学式） ，即_（中文名称）发生反应后的模型化的结构简图。
5、由左至右的变化的主要科学应用场合是：_；但近年来我国一些不法奸商却利用这种变化来坑害消费者，消费者将因_。答案: 蛋白质 （或多肽） ; CH2O; 甲醛; 制作（动物） 标本（或保存尸体）; 食物中残余甲醛可与人体蛋白质发生同右图所示的反应而受害（5 分, 每空 1 分）7最近，我国某高校一研究小组将 0.383 g AgCl, 0.160 g Se 和 0.21 g NaOH 装入充满蒸馏水的反应釜中加热到 115oC, 10 小时后冷至室温, 用水洗净可溶物后，得到难溶于水的金属色晶体 A。在显微镜下观察，发现 A 的单晶竟是六角微型管（附图 3） ，有望开发为特殊材料。现代物理方法证实
6、 A 由银和硒两种元素组成，Se 的质量几近原料的 2/3；A 的理论产量约 0.39 g。7-1 写出合成 A 的化学方程式，标明 A 是什么。 （3 分）7-2 溶于水的物质有：_。 （2 分）答案：7-1 4AgCl + 3Se + 6NaOH = 2Ag2Se + Na2SeO3 + 4NaCl + 3H2O (2 分)(A) (1 分)7-2： NaCl, NaOH, Na2SeO3, Na2S（2 分, Na2Se 独得 1 分）注：Na 2Se 是由于原料中过量的 Se 歧化产生的。8某中学生取纯净的 Na2SO37H2O 50.00 g，经 600oC 以上的强热至恒重, 分析
7、及计算表明, 恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值，而且各元素的组成也符合计算值，但将它溶于水，却发现溶液的碱性大大高于期望值。经过仔细思考，这位同学解释了这种反常现象，并设计了一组实验，验证了自己的解释是正确的。8-1他对反常现象的解释是：（请用化学方程式表达） （5 分）8-2他设计的验证实验是：（请用化学方程式表达） （5 分） 答案：8-1 4Na2SO3 = 3 Na2 SO4 + Na2S (5 分) 8-2 略。说明: 此题给出的信息未明确 8-1 所示的歧化是否 100%地将Na2SO3 完全转化为 Na2SO4 和 Na2S, 因此, 只有全面考虑存在完全转化和不完全转
8、化两种情形, 并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案. 不考虑析第 3 页 共 99 页出硫的反应SO 32- + 2S2- + 6H+ = S + 3H2O 写成 H2S 和 H2SO3 反应也得分的正确应答者只得 4 分。 9 最近，我国一留美化学家参与合成了一种新型炸药，它跟三硝基甘油一样抗打击、抗震，但一经引爆就发生激烈爆炸，据信是迄今最烈性的非核爆炸品。该炸药的化学式为 C8N8O16，同种元素的原子在分子中是毫无区别的。9-1 把它的结构式画在右面方框内。 （4 分）9-2 把它的爆炸反应方程式写在下面的方框内。(2 分)答案：9-1 见 9a 图。答八硝基环辛四烯者也按正确
9、论 。9-2 C8(NO2)8 = 8 CO2 + 4 N2 9-3 (1) 八硝基立方烷分解得到的两种气体都是最稳定的化合物, (2)立方烷的碳架键角只有 90o,大大小于 109o28(或答: 是张力很大的环), 因而八硝基立方烷是一种高能化合物, 分解时将释放大量能量. (3) 八硝基立方烷分解产物完全是气体, 体积膨胀将引起激烈爆炸. (只要能答出类似以上要点者均可得满分)10据统计, 40%的飞机失事时机舱内壁和座椅的塑料会着火冒烟，导致舱内人员窒息致死。为此，寻找装修机舱的阻燃聚合物是化学研究的热点之一。最近，有人合成了一种叫 PHA 的聚酰胺类高分子，即主链内有 “酰胺键” （C
10、O NH） 。温度达 180200 oC 时，PHA 就会释放水变成 PBO(结构式如附图 4 所示)，后者着火点高达 600oC, 使舱内人员逃离机舱的时间比通常增大 10 倍。该发明创造的巧妙之处还在于，PHA 是热塑性的（加热后可任意成型） ，而 PBO却十分坚硬, 是热固性的（加热不能改变形状） 。10-1 写出 PHA 的结构式。 （3分）10-2 根据高分子结构来解释，为什么 PHA 有热塑性而 PBO 却是热固性的。（2 分） 答案：10-1 见附图 10a。10-2 PHA 高分子键的共轭较差, 加热容易发生键的旋转,是柔性骨架, 所以 PHA 具有热塑性, 而 PBO 高分子
11、键的共轭程度高, 加热不容易发生键的旋转, 所以 PBO 是热固性的. (2 分)(注 : 只要能对高分子骨架的键的性质能作正确的描述, 均可得分)11已经探明，我国南海跟世界上许多海域一样，海底有极其丰富的甲烷资源。其总量超过已知蕴藏在我国陆地下的天然气总量的一半。据报导，这些蕴藏在海底的甲烷是高压下形成的固体，是外观像冰的甲烷水合物。11-1试设想，若把它从海底取出，拿到地面上，它将有什么变化？为什么？它的晶体是分子第 4 页 共 99 页晶体、离子晶体还是原子晶体？你作出判断的根据是什么？（2 分）11-2已知每 1 立方米这种晶体能释放出 164 立方米的甲烷气体，试估算晶体中水与甲烷
12、的分子比（不足的数据由自己假设，只要假设得合理均按正确论） 。 （6 分）答案：11-1 从海底取出的甲 烷水合物将融化并放出甲烷气体. 因为该晶体是分子晶体. 甲烷分子和水分子都是由有限数目的原子以共价键结合的小分子, 水分子和甲烷分子之间范德华力, 而水分子之间是范德华力和氢键. (2分)11-2 假设甲烷气体体积是折合成标准状况下的数据, 则 1m3 水合物中有甲烷164 m3 22.4 m3/kmol = 7.32 kmol；假设甲烷水合物固体中的水的密度为 1 g/cm3, 则其中有水 1m31000 kg/m318 kg/mol = 55.56 kmol；因此有：CH 4 : H2
13、O = 7.32 kmol : 55.6 kmol = 1 : 7.6。说明: 甲烷水合物的组 成可能是 6 CH446 H2O；以上是最简单的参考答案, 设密度为 1g/cm3 也可包含甲烷, 只要答案为 CH469 H2O，均可按满分计。但 设 密度为 0.9g/cm3 又包含甲烷则不能认为是合理的(岂不会漂到海面上来? 另外，必须给出解题时的假设，否则不能得满分。) 12氯化亚砜（SOCl 2） ，一种无色液体，沸点 79oC，重要有机试剂，用于将ROH 转化为 RCl。氯化亚砜遇水分解，需在无水条件下使用。12-1 试写出它与水完全反应的化学方程式：_（2 分）; 12-2 设计一些简
14、单的实验来验证你写的化学方程式是正确的。 （只需给出实验原理，无须描述实验仪器和操作。评分标准：设计的合理性简捷、可靠、可操作及表述。 ） （4 分）答案: 12-1 SOCl2 + H2O = SO2 + 2 HCl （说明： 写成 H2SO3 也按正确答案论）12-2 向水解产物的水溶液加入硫化氢应得到硫磺沉淀。向另一份水解产物的水溶液加入硝酸银应得到白色沉淀。说明：检出 1 种水解产物得 1 分。13 某烃 A，分子式为 C7H10，经催化氢化生成化合物 B（C 7H14） 。A 在HgSO4 催化下与水反应生成醇，但不能生成烯醇式结构（该结构可进一步转化为酮） 。A 与 KMnO4 剧
15、烈反应生成化合物 C，结构式如附图 5. 试画出 A 的可能结构的简式。 （9 分）答案见附图 13a13b 和 13c. 说明：必须给出 3 种结构式，每个结构式 3 分。共计第 5 页 共 99 页9 分。双键的位置划错不给分。此 题未给出催化氢化的温度, 未涉及开环反应. 若学生在应答时指出可能有开环反应而不会有四元环和三元环的结构式存在也应按正确论14. 铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已几近枯竭，上小行星去开采还纯属科学幻想。研究证实，有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体，熔点极高，高温下不分解，被称为“千禧催化剂” （millennium catalysts
16、） 。下面 3 种方法都可以合成它们： 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。 高温分解钨或钼的有机金属化合物（即：钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物） 。 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。14-1 合成的化合物的中文名称是_和_。 （共 4 分，各 2 分）14-2 为解释这类化合物为什么能代替铂系金属，提出了一种电子理论，认为这些化合物是金属原子与非金属原子结合的原子晶体，金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌原子的价电子数。这类化合物的化学式（即最简式或实验式）是_和_。 （4 分，各 2 分）答案:14-1 碳化钼; 碳化钨。 14-2 Mo2C; WC 。
17、说明：每个钨原子的 d轨道上平均多了 4 个电子，相当于 Pt 的电子结构，每个钼原子的 d 轨道上多了2 个电子，相当于 Ru 原子的 电子构型。152.00 升(标准状况测定值)氢气和 5.00 克氯气混合经光照后直至检不出氯气剩余，加入 9.00% NaOH 溶液 80.0 mL (密度 d = 1.10 g/mL)。问：需要加入多少毫升 0.100 mol/L 的 H2SO4才能使溶液呈中性? （10 分）答案: 设氢气的体积已折合为标准状况， 则：氢气： 0.0893 mol;氯气: 0.0705 mol;氢气是过量的;.80.0 mL 9.00% NaOH 溶液的质量为: 88.0
18、 g; 其中含 NaOH 质量: 0.198 mol;吸收 HCl 气体后尚剩余 NaOH 为:0.057 mol;中和 NaOH 需要的 H2SO4 0.0285 mol(保留 1 位有效数字);需要 0.100 mol/L 的 H2SO4 溶液的体积为:285 mL(说明: 计算步骤不同时, 有效数字可能有差别, 答 280290 均可按正确答案论; 此题主要目的的是心理测试.)第 6 页 共 99 页试题中的附图：ONNOnHOC2HC2OH图 1 图 2 图 3 图 4 图 5答案中的附图： CCHHMgMggOOO2NNO2NO2O2N NCOHNCHOn3a 4a 4b 9a 10
19、aCH2CH2=CH2CH2CH=213a 13b 13c中国化学会 2001 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题（2001 年 10 月 13 日 9001200 共计 3 小时）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13满分 4 2 4 10 5 8 10 11 10 5 10 11 10得分评卷人 竞赛时间 3 小时。迟到超过 30 分钟者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 姓名、报名号
20、和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。H1.008元素周期表He4.003第 7 页 共 99 页Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.9
21、0Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-La第 1 题（4 分）今年 5 月底 6 月初，各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌
22、洁污剂混合使用的警告。据报道，在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。根据你的化学知识作出如下判断（这一判断的正确性有待证明）：当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯，最可能的存在形式是 和 。当另一种具有 （性质）的液态洁污剂与之混合，可能发生如下反应而产生氯气：答：ClO 和 Cl 。（各 1 分） 酸性（1 分） ClO Cl 2H +Cl 2H 2O。（1 分） （注：不写离子方程式或不配平不得分。 ）第 2 题（2 分）目然界中，碳除了有 2 种稳定同位素 12C 和 13C 外，还有一种半衰期很长的放射性同位素 14C，丰度也十分稳定，如下表所示（注：数据后括号里的数字是最后
23、一位或两位的精确度， 14C 只提供了大气丰度，地壳中的含量小于表中数据）：同位素 相对原子质量 地壳丰度（原子分数）12C 12（整数） 0.9893（8）13C 13.003354826（17） 0.0107（8）14C 14.003241982（27） 1.21016 （大气中）试问：为什么通常碳的相对原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将14C 也加入取平均值？答： 14C 不加权不会影响计算结果的有效数字，因其丰度太低了。 （2 分）（注：涉及有效数字的任何表述均得满分，未涉及有效数字的不得分，如答：放射性元素不应加权求取相对原子质量之类。 ）第 8 页 共 99 页第 3 题（
24、4 分）最近报道在100的低温下合成了化合物 X，元素分析得出其分子式为 C5H4，红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别，而碳的化学环境却有 2 种，而且，分子中既有 CC 单键，又有 CC 双键。温度升高将迅速分解。X 的结构式是：答：HHH（注：平面投影图也按满分计。 ）参考 图形：第 4 题（10 分）去年报道，在55令 XeF4（A）和 C6F5BF2（B）化合，得一离子化合物（C） ，测得 Xe 的质量分数为 31，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离子结构中有 B 的苯环。C 是首例有机氙（IV）化合物，20以下稳定。C 为强氟化剂和强氧化剂，如与碘反应得到五氟化碘，放
25、出氙，同时得到 B。41 写出 C 的化学式，正负离子应分开写。答： 42 根据什么结构特征把 C 归为有机氙比合物？答： 43 写出 C 的合成反应方程式。答： 44 写出 C 和碘的反应。答： 45 画出五氟化碘分子的立体结构：答：4-1 C6F5XeF2+BF4（1 分）4-2 分子中有 CXe 键。 （2 分）（答：“分子中存在氙和有机基团” 得 1 分）4-3 XeF4 + C6F5BF2 = C6F5XeF2+BF4（1 分）（注：用“” 代替“=”不扣分；离子加方括号得分相同；画出五氟代苯基结构不加分）。4-4 5C6F5XeF2BF 4 2I 24IF 55Xe 5C 6F5B
26、F2（2 分）（注：不配平不得分）4-5（4 分）（注：4-5 的答案需应用初赛基本要求规定的 VSEPR 模型才能得出。只要正确表述出四方锥体都得满分，表述形式不限。 ）第 5 题（5 分）今年 3 月发现硼化镁在 39K 呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼地相间，图 51 是该晶体微观空间中取出的部分原子沿 C 轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。51 由图 51 可确定硼化镁的化学式为： 。52 在图 5l 右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图，标
27、出该晶胞内面、棱、顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示） 。IFFFF第 9 页 共 99 页图 51 硼化镁的晶体结构示意图答：5-1 MgB2 （2 分）（注：给出最简式才得分） 或 a = b c，c 轴向上（3 分） 5-2 （注：任何能准确表达出 MgB12 的晶胞都得满分，但所取晶胞应满足晶胞是晶体微观空间基本平移单位的定义，例如晶胞的顶角应完全相同等。 ）第 6 题（8 分）Mn 2 离子是 KMnO4溶液氧化 H2C2O4的催化剂。有人提出该反应的历程为：Mn（） Mn（） Mn（） Mn（） IMn IMn IMn 24OCMn(C2O4)n
28、32n Mn2 CO 2请设计 2 个实验方案来验证这个历程是可信的（无须给出实验装置，无须指出选用的具体试剂，只需给出设计思想） 。答：1对比实验：其一的草酸溶液中加 Mn2+离子，另一不加。在滴加 KMnO4 溶液时，加 Mn2+者反应速率快。 （4 分）2寻找一种试剂能与 Mn(VI)、Mn(IV)或 Mn(III)生成配合物或难溶物；加入这种试剂，反应速率变慢。 （4 分）（注：表述形式不限。其他设计思想也可以，只要有道理都可得分。 ）第 7 题（10 分）某不活泼金属 X 在氯气中燃烧的产物 Y 溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结晶，得到黄色晶体 Z，其中 X 的质量分数为 50。在 500
29、mL 浓度为0.10mol/L 的 Y 水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加4.95g。abc，c 轴向上第 10 页 共 99 页X 是 ；Y 是 ；Z 是 。答：X 是 Au（2 分）；Y 是 AuCl3（2 分）；Z 是 HAuCl43H2O（2 分）要点 1：X 为不活泼金属,设为一种重金属, 但熟悉的金属或者其氯化物与锌的置换反应得到的产物的质量太小,或者其水溶液颜色不合题意, 均不合适, 经诸如此类的排他法假设 X 为金，由此 Y=AuCl3，则置换反应的计算结果为：2AuCl33Zn3ZnCl 22Au反应得到 Au 的质量0.100mol/L0.500L197g/
30、mol9.85g反应消耗 Zn 的质量0.100mol/L0.500L65.39g/mol3/2 4.90g 反应后得到的固体质量增重：9.85g4.90g4.95g (2 分)要点 2：由 AuCl3 溶于盐酸得到的黄色晶体中 Au 的含量占 50%, 而 AuCl3 中 Au的含量达 65%, 可见 Z 不是 AuCl3, 假设为配合物 HAuCl4, 含 Au 58%, 仍大于50%, 故假 设它是水合物, 则可求得：HAuCl 43H2O 的摩尔质量为 393.8 其中 Au的含量为 197/39450%。(2 分) 其他推理过程，只要合理，也得满分。第 8 题（11 分）新药麦米诺的
31、合成路线如下：81 确定 B、C、D 的结构式（填入方框） 。82 给出 B 和 C 的系统命名：B 为 ；C 为： 。83 CH3SH 在常温常压下的物理状态最可能是 （填气或液或固） ，作出以上判断的理由是： 第 11 页 共 99 页答：8-1B： C： D： (各 2 分,共 6分)8-2 B 为 3-硫甲基-1，2-环氧丙烷或甲基-2，3 环氧丙基硫醚；C 为：2-羟基-3-硫甲基-丙 肼 或 1-硫甲基-3-肼基-2-丙醇 （各 2 分，共 4 分）8-3 气， H2O 和 CH3OH 为液态主要是由于存在分子间氢键, H2S 无氢键而呈气态, CH 3SH 也无 氢键, 故也可能
32、也是气 态。 （1 分）(其他理由只要合理均得满分。注:其沸点仅 6oC; 常识: 它是燃气的添味剂, 其恶臭可导致燃气泄露的警觉。本题的答案可用倒推法得出，只需有取代、缩合等概念而无须预先具备本题涉及的具体反应的知识)。第 9 题（10 分）1997 年 BHC 公司因改进常用药布洛芬的合成路线获得美国绿色化学挑战奖：旧合成路线：新合成路线：第 12 页 共 99 页91 写出 A、B、C、D 的结构式（填入方框内） 。92 布洛芬的系统命名为： 。答：9-1 A、 B、 C、 D、 的结构式（填入方框内）。( 各 2 分；共 8 分。不标出非甲基碳上的 H 不扣分。注：本题 除第 1 个反
33、应外，其他反应可用倒推法得出答案。)9-2 布洛芬系统命名： 2-对-异 丁苯基-丙酸 或 2-4-(3-甲基丙基)-苯基- 丙酸(2 分)第 10 题（5 分）最近有人用一 种称为“超酸”的化合物 H(CB11H6Cl6) 和 C60反应，使 C60获得一个质子，得到一种新型离于化合物HC60 CB11H6CL6 。回答如下 问题：101 以上反应看起来很陌生， 但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应 相比拟，后者是： 。102 上述阴离子CB 11H6Cl6 的结构可以跟图 101 的硼二十面体相比拟，也是一个闭合的纳米笼，而且，CB 11H6Cl6 离子有如下结构特征：它有一根
34、轴穿过笼心，依据这根轴旋转 360/5 的度数，不能察觉是否旋转过。请在图101 右边的图上添加原子（用元素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴离子。BBCCl ll HHClH第 13 页 共 99 页图 101答：NH 3+HCl = NH4Cl (2 分) (注:答其他非质子转移的任何 “化合反应”得 1 分)。 （3分） 参考图形：（注：硼上氢氯互换如参考图形仍按正确论，但上下的 C、B 分别连接 H 和 Cl，不允许 互换。 ）第 11 题（10 分）研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之
35、间的距离为 d，以钠离子为中心，则：111 第二层离子有 个，离中心离子的距离为 d，它们是 离子。112 已知在晶体中 Na 离子的半径为 116pm，Cl 离子的半径为 167pm，它们在晶体中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。113 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它的许多特殊性质的原因，假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的表面原子占总原子数的百分比。114 假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞边长的 10 倍，试估算表面原子占总原子数的百分比。答：111 12， ，钠 (各 1 分， 总 3 分)d2BBCCl
36、 ll HHClH第 14 页 共 99 页11-2 晶胞体 积 V2(116pm 167pm) 318110 6pm3 离子体积 v4x (4/3)(116pm) 34x (4/3)(167pm) 310410 6 pm3v/V57.5% （1 分）（有效数字错误扣 1 分,V 和 v 的计算结果可取 4 位，其中最后 1 位为保留数字，不扣分。 ）11-3 表面原子为 8(顶角)6( 面心) 12(棱中心)26总原子数为 8(顶角) 6(面心) 12(棱中心)+1( 体心)27表面原子占总原子数 26/27100%96 % （1 分）注：26 和 27 均为整数值，比值 26/27 是循环
37、小数 0.962, 取多少位小数需根据实际应用而定, 本题未明确应用场合，无 论应试者给出多少位数字都应按正确结果论。11-4 计算分两个步骤：步骤一：计算表面原子数。可用 n2、 3 的晶胞聚合体建立模型，得出 计算公式，用以计算 n10。例如，计算公式为：8(n1)12n12(n1) 26n 2x6(n1)n26顶角 棱上棱交点 棱上棱心 面上棱交点 面上面心 面上棱心n10，表面原子总数为 2402 （2 分）步骤二：计算晶胞聚合体总原子数：n38 8 7/8(n 1)123/4n123/4 (n1) 26/2n 26/2(n 1)n26/280007 81 90 243 300 540
38、9261 （2 分）表面原子占总原子数的百分数： (2402/9261)100%26% （1 分） （总 5 分）（注：本题计算较复杂，若应试者用其他方法估算得出的数值在 26% 左右 2 个百分点以内可得 3 分，3 个百分点以内可得 2 分，其估算公式可不同于标准答案，但其运算应无误。本题要求作估算，故标准答案仅取整数，取更多位数不扣分。 ）第 15 页 共 99 页第 12 题（11 分）设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2晶体，它在高温下能传导
39、O2 离子。回答如下问题：121 以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是： 122 这个电池的正极发生的反应是： 负极发生的反应是： 固体电解质里的 O2 的移动方向是： 向外电路释放电子的电极是： 123 人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：124 你认为在 ZrO2晶体里掺杂 Y2O3用 Y3 代替晶体里部分的 Zr4 对提高固体电解质的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？125 汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需 10 年时间，正是新一代化学家的历史使命。答：12-
40、1 2C4H1013O 28 CO 210H 2O (1 分)(必须配平 ; 所有系数除 2 等方程式均应按正确论。)12-2 O24e2 O 2 (2 分)(O 2 取其他系数且方程式配平也 给满分。)C4H1013O 2 26e4 CO 25 H 2O（2 分）（系数加倍也满分。 ）向负极移动；（1 分；答向阳极移动或向通入汽油蒸气的电极移动也得满分。 ）负极。 （1 分；答阳极或通入汽油蒸气的电极也得满分）12-3 燃料电池具有较高的能量利用率。 （2 分）（答内燃机能量利用率较低也满分；用热力学第二定律解释等，得分相同。 ）12-4 为维持 电荷平衡, 晶体中的 O2将减少(或导致 O
41、2缺陷)从而使 O2得以在电场作用下向负极(阳极) 移动 。(1 分)（表述不限，要点是：掺杂晶体中的 O2比纯 ZrO2 晶体的少。 ）12-6 碳（或炭粒等） (1 分)第 16 页 共 99 页第 13 题（10 分）溴酸钾测定苯酚纯度的步骤如下：称取含苯酚 0.6000 g 的试样溶于 2000mL 0.1250mol/L KBrO3溶液（该溶液含过量的 KBr） ，加酸酸化。放置，待反应完全后加入 KI，而后用 0.1050mol/L Na2S2O3溶液滴定生成的碘，滴定终点为 20.00mL。计算试样中苯酚的质最分数。答：第 13 题（10 分）KBrO3(1mol) 3Br2(3
42、mol) C6H5OH(1mol) 6S2O32(6mol)0.1250 mol/L0.02000 L 0.1050 mol/L0.02000L/62.15010 3 mol(2.150103mol/L94.11g/mol/0.6000g)100%33.72 % (10 分)2 个算式若是正确的但运算出错可各得 2 分。若利用化学方程式计算，需列出 4 个化学方程式，方程式正确可各得 1 分。本题的有效数字为 4 位。若最后结果的有效数字错误扣 1 分。中国化学会 2002 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题（2002 年 9 月 15 日 9001200 共计 3 小时）题号 1 2 3
43、 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 总计满分 5 6 3 6 13 8 8 9 8 10 5 8 11 100得分评卷人 竞赛时间 3 小时。迟到超过 30 分钟者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.
44、01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.Sr87.Y88.Zr91.Nb92.Mo95.Tc98Ru101Rh102Pd106Ag107Cd112In114Sn118Sb121Te127I126Xe131第 17 页 共 99 页4
45、7 62 91 22 91 94 .1 .9 .4 .9 .4 .8 .7 .8 .6 .9 .3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRf Db Sg Bh Hs Mt第 1 题（5 分）阅读如下信息后回答问题：元素 M，其地壳丰度居第 12 位，是第 3 种蕴藏最丰富的过渡元素，是海底多金属结核的主要成分，是黑色金属，主要用途：炼钢，也大量用来制作干电池，还是动植物必需的
46、微量元素。1M 的元素符号是 。2M 的最重要矿物的化学式是 。3M 的三种常见化合物是 、 和 。【答案】1Mn（1 分）2MnO2（1 分）3M 的三种常见化合物是 MnO2、MnSO4 和 KMnO4。（3 分）注：必须答 MnO2 和 KMnO4，而 Mn(II)盐也可答硝酸锰等。第 2 题（6 分）用地壳中某主要元素生产的多种产品在现代高科技中占重要位置，足见化学对现代物质文明的重要作用。例如：1计算机的芯片的主要成分是 ；2光导纤维的主要成分是 ：3目前应用最多的太阳能电池的光电转化材料是 ；4用作吸附剂、干燥剂、催化剂或催化剂载体的人造分子筛大多是一类称为 的化合物；5有一大类化合物，结构独特，兼备无机材料和有机材料双重性能，有耐温、电绝缘性好、难燃、憎水、耐腐蚀等特性，广泛用于航空航天、电子电气、建筑、运输等行业，用于密封、粘合、润滑、涂层、表面活性、防水、防潮，已为现代社会不可替代的新材料。这类材料在分子结构上的特点是 和 。【答案】1硅（或 Si 或 单晶硅）（1 分）2二氧化硅（或 SiO2）（1 分）3硅（或 Si）（1 分）4铝硅酸盐（或硅铝酸盐）（1 分）注：此题明确是分子筛, 不应答硅胶，答硅酸盐也不给分。5具有 SiO 键 与硅相连的烃基（2 分）第 18 页
