2010年全国高中化学竞赛初赛试题Word.pdf

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1、中国化学会第24 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷中国化学会第24 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷（2010 年 9 月 12 日）题号1234567891011总分满分155781181361179100得分阅 卷人签名l 竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1 小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。l 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的位置，用铅笔解答无效(包括作图)。草稿纸在最后一页。不得将任何纸张带入考场。l 凡要求计算者，须给出计算过程，没有计算过程无效。l 姓名、报名号和所属学校等必须写在首页左侧指定位置

2、，写于其他地方者按废卷论处。l 用涂改液涂改的解答无效。l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。气体常数 R8.31447 J K-1 mol-1 法拉第常数 F96485 C mol-1 阿佛加德罗常数NA6.0221421023 mol-1第 1 题(15 分)1-1 2009 年 10 月合成了第117 号元素，从此填满了周期表第七周期所有空格，是元素周期系发展的一个里程碑。117 号元素是用249Bk 轰击48Ca 靶合成的，总共得到6 个 117 号元素的原子，其中1 个原子经p 次 衰变得到270Db 后发生裂变；5 个原子则经q 次 衰变得到281Rg 后发生裂变。用元素周期表上

3、的117 号元素符号，写出得到117 号元素的核反应方程式（在元素符号的左上角和左下角分别标出质量数和原子序数）。1-2 写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：(C6H5)IF5-(C6H5)2XeI(C6H5)2+1-3 一氯一溴二(氨基乙酸根)合钴(III)酸根离子有多种异构体，其中之一可用如下简式表示。请依样画出其他所有八面体构型的异构体。第 2 题(5 分)最近我国有人报道，将 0.1 mol L-1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1 mol L-1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变

4、得混浊。2-1 设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知?(Cu2+/Cu)和?(S/S2-)分别为 0.345V 和-0.476 V，nFE?RTlnK，?表示反应的标准电动势，n 为该反应得失电子数。计算 25oC 下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。2-2 金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？2-3 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。现设 pH=6，写出反应的离子方程式。2-4 请对此实验结果作一简短评论。第 3 题(7 分)早在 19 世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到了碳化硼。它是迄今已知的除金刚石和氮化硼外最硬的固体。193

5、0年确定了它的理想化学式。左下图是2007 年发表的一篇研究论文给出的碳化硼晶胞简图。第 4 题(8 分)4-1 分别将 O2、KO2、BaO2和 O2AsF6填入与 OO 键长相对应的空格中。OO 键长112 pm121 pm128 pm149 pm化学式4-2 在配合物A 和 B 中，O2为配体与中心金属离子配位。A 的化学式为 Co2O2(NH3)104+，其 OO 的键长为147 pm；B 的化学式为Co(bzacen)PyO2，其 OO 的键长为126 pm，Py是吡啶(C5H5N)，bzacen是四齿配体C6H5-C(O-)=CH-C(CH3)=NCH2-2。B 具有室温吸氧，加热

6、脱氧的功能，可作为人工载氧体。画出A 和 B 的结构简图（图中必须明确表明OO与金属离子间的空间关系），并分别指出A 和 B 中 Co 的氧化态。配合物AB结构简图Co 的氧化态第 5 题(11 分)把红热的玻棒插入橙红色固体A 中，A 受热后喷射出灰绿色粉末B 和无色无味气体C。镁在 C 中加热生成灰色固体D。B 在过量的NaOH 溶液中加热溶解，得到绿色溶液 E。将适量H2O2加入 E 中，加热，得到黄色溶液F。F 酸化后变为橙色溶液G。向G 中加入 Pb(NO3)2溶液，得到黄色沉淀H。5-1 写出 A、B、C、D、E、F、G 和 H 的化学式。ABCDEFGH5-2 写出由 E 转变为

7、 F，F 转变为 G，G 转变为 H 的离子方程式。E 转变为 F F 转变为 GG 转变为 H5-3 A 中的金属元素M 可以形成MO2和 ZnM2O4,它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。分别写出MO2和 ZnM2O4中 M 的价电子组态。5-4 A 中的金属元素M 可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子，按照18 电子规则画出 Na2M2(CO)10的阴离子结构，指出M 的氧化态。第 6 题（8 分）在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q 为一种易溶于水的白色固体。Q 的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X。X 为无色小片状透明晶体。X 和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E

8、。E 在空气中点燃呈现绿色火焰。E 和 NaH 反应得到易溶于水的白色固态化合物Z（分子量37.83）。6-1 写出由 Q 得到 X 的离子方程式。6-2 写出 X 在水中的电离方程式。6-3 写出 X 和甲醇在浓硫酸存在下生成E 的化学方程式。6-4 写出 E 燃烧反应的化学方程式。6-5 写出由 E 和 NaH 制备 Z 的化学反应方程式。6-6 Z 在水溶液里的稳定性与溶液pH 有关，pH 越大越稳定。为什么？6-7 近年来，用 Z 和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时，每摩尔 Z 释放 8 摩尔电子，标准电动势大于2 V。写出这种电池放电反应的离子方程式。第

9、 7 题(13 分)分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。人工合成的分子筛有几十种，皆为骨架型结构，其中最常用的是A 型、X 型、Y 型和丝光沸石型分子筛，化学组成可表示为MmAlpSiqOn(p+q)xH2O。7-1 Si4+、Al3+和 O2-的离子半径分别为41 pm、50 pm 和 140 pm，通过计算说明在水合铝硅酸盐晶体中Si4+和 Al3+各占据由氧构成的何种类型的多面体空隙。Si4+Al3+7-2 上述化学式中的n 等于多少？说明理由。若M 为 2 价离子，写出m 与 p 的关系式。7-3 X 光衍射测得Si-O 键键长为160 pm。此数据说明什么？如何理解

10、？7-4 说明以下事实的原因：硅铝比（有时用SiO2/Al2O3表示）越高，分子筛越稳定；最小硅铝比不小于1。7-5 人工合成的A 型分子筛钠盐，属于立方晶系，正当晶胞参数a 2464 pm，晶胞组成为Na96Al96Si96O384 xH2O。将 811.5 克该分子筛在1.01325 105 Pa、700oC 加热 6 小时将结晶水完全除去，得到798.6 升水蒸气（视为理想气体）。计算该分子筛的密度D。第 8 题(6 分)在 25和 101.325kPa 下，向电解池通入0.04193 A 的恒定电流，阴极（Pt，0.1 mol L-1 HNO3）放出氢气，阳极（Cu，0.1 mol L

11、-1 NaCl）得到 Cu2+。用 0.05115 mol L-1的 EDTA 标准溶液滴定产生的Cu2+，消耗了53.12 mL。8-1 计算从阴极放出的氢气的体积。8-2 计算电解所需的时间(以小时为单位)。第 9 题(11 分)9-1 画出下列转换中A、B、C 和 D 的结构简式（不要求标出手性）。ABCD9-2 画出下列两个转换中产物1、2 和 3 的结构简式，并简述在相同条件下反应，对羟基苯甲醛只得到一种产物，而间羟基苯甲醛却得到两种产物的原因。原因：第 10题(7分)灰黄霉素是一种抗真菌药，可由 A 和 B 在三级丁醇钾/三级丁醇体系中合成，反应式如下：10-1 在下面灰黄霉素结构

12、式中标出不对称碳原子的构型。10-2 写出所有符合下列两个条件的B 的同分异构体的结构简式：苯环上只有两种化学环境不同的氢；分子中只有一种官能团。B 的同分异构体：10-3 写出由 A 和 B 生成灰黄霉素的反应名称。第 11 题(9 分)化合物 A 由碳、氢、氧三种元素组成，分子量72，碳的质量分数大于60%。A 分子中的碳原子均为sp3杂化。A 与 2-苯基乙基溴化镁在适当条件下反应后经水解生成B。B 在质子酸的催化作用下生成C。经测定 B 分子只含1 个不对称碳原子，其构型为R。请根据上述信息回答下列问题：11-1 写出 A 的分子式。11-2 画出 A、B 和 C 的结构简式（列出所有可能的答案）。A B C 11-3 简述由手性化合物B 合成 C 时手性能否被保留下来的理由。郑重声明；本试题及答案的版权属中国化学会所有，不经中国化学会化学竞赛负责人授权，任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利，违者必究。本试卷和答 案 将 分 别 于2010年9 月12和15日12:00在 网 站http:/ http:/