化学竞赛无标准答案

化学竞赛无标准答案

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中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题

（2005年9月11日 9: 00-12 : 00共计3小时）

第1题（9分）

用a 粒子撞击铋-209合成了砹-211。所得样品中砹-211的浓度V 10— 8mol/L ,砹-211同位素半 衰期较长，足以用它来研究砹的化学性质。

1- 1写出合成砹的核反应方程式。

1-2已知室温下用 CCI 4萃取I 2分配系数为c l2 （CCl 4 ） / c l2（H 2O ） 84，预计用CCI 4萃取Atl 的分配系数 C Ati （CCl 4）/c Ati （H 2。） 84（填〉，V 或=）；理由是 ___________________ 。

1- 3已知|2+|—

________________________________________________________ |3—

的

平衡常数K=800 ,可推断Atl+I — Atl 2—

的平衡常数K _______________________________________ 800填〉，V 或=）;依据是 ____________________________________________________________ 。

1-4在AtI 中加入I 2和「的混合溶液，滴加 AgNO 3溶液，发现所得沉淀中只有 AgI 而没有共 沉淀的AgAt （如果有AgAt ，必然会被共沉淀），然而在上述产物中加入 Pb （IO 3）2却发现有砹的共沉 淀。写出有关化学方程式，解释上述实验现象。

1-5 已知室温下 ICH2COOH 的 pKa=3 . 12,由此可推断 AtCH 2COOH 的 pKa___3 . 12（填〉, V 或=）；理由是： ____________________________________________________________ 第2题（12分）

为纪念1905年爱因斯坦连续发表 6篇论文导致物理学大变革 100周年，今年被定为国际物理 年，本题涉及的热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的，即他提出的被后人称为 爱因斯坦振荡器 的独立振荡原子与温度关系的模型。

2- 1左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词 为此图写一篇不超过 200字（包括标点符号等）的说明文。

2- 2右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原 子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系 如下结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶胞的 体中锑的氧化态为-1,镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？

第3题（10分）

等摩尔的丙酮和过氧化氢混合， 在盐酸催化下生成白色粉末

A 和水，反应进行完全，产物分子

总数是反应物分子总数的 2/3。A 在撞击、摩擦和加热时发生爆炸，被称为熵炸弹。

（或词组）及物理学符号的意义，并

VIII 族元素，如铁，按

6个面的原子数相同。设晶

3- 1 A分子中氧的化学环境相同。画出A的立体结构（H原子不必画出）。

3- 2 A 发生爆炸生成丙酮等物质，并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。 3-3为什么A 被成为熵炸弹” ？

3-4合成A 是十分危险的，不慎会在合成时瞬即发生爆炸，例如，温度稍高，反应将生成 A 的同系物B ，B 的相对分子质量为 A 的2/3。画出B 的结构；B 比A 更容易爆炸，应如何从结构上 理解？（注：在H 2O 2）分子中的H — 0— 0夹角约95C ，面夹角约112C 。）

第4题（6分）

本题涉及3种组成不同的铂配合物，它们都是八面体的单核配合物，配体为

0H —

和/或Cl —

4- 1 PtCl 4 5H 2O 的水溶液与等摩尔 NH 3反应，生成两种铂配合物，反应式为：

4- 2 BaCl 2 PtCl 4和Ba （0H ）2反应（摩尔比2： 5），生成两种产物，其中一种为配合物，该反应的 化学方程式为： 第5题（8分）

气态废气物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解溶液，主要成分为： K 4[Fe （CN ）6]（200g/L ）和KHCO 3（60g/L ）;通电电解，控制电解池的电流密度和槽电压， 通入H 2S 气体。

写出相应的反应式。

已知： 胃（Fe （CN ） 63 /Fe （CN ） 64 ）=0. 35V ;

KHCO 3溶液中的 $ （H/H 2）?一0. 5V ; $ （S/S —

）?一0. 3V

第7题（8分）

7- 1给出下列四种化合物的化学名称:

7- 2常用上述溶剂将芳香烃和丁二烯等化工原料从石油馏分中抽提出来, 用原理。

第6题（13分）

写出下列反应的每步反应的主产物 Z 、E 、

CH 2COOH -H 2O CH 3CHO (等摩尔 ||)

H Rr

■ A

R

CH 2

COOH

△

八

无水丁二酸钠

R

△

H — C 、

7(CH 3)2

A 的名称： ____________________

B . CH 3OCH 2CH 2OCH 3 B 的名称 ___________________

C 的名称:

D 的名称： ___________________

请简要说明它们的作

（A 、B 、C ）的结构式；若涉及立体化学，请

用

R 、S 等符号具体标

明。

B 是两种几何异构体的混合物。

7- 3选出下列顺磁性物种(用物种前面的字母表示)：

A. Cr(H2O)62+

B. Fe(C0)5

C. N2O-ON2

D. [N(C6H4OCH3)3]+

顺磁性物种是：___________________________________________

第8题(12分)

LiCI和KCl同属NaCl型晶体，其熔点分别为614C和776C°Li+、K+和C「的半径分别为76pm、113pm 和181pm。在电解熔盐LiCl以制取金属锂的生产工艺中，加入适量的KCl晶体，可使电解

槽温度下降至400 C,从而使生产条件得以改善。

8- 1简要说明加入熔点高的KCl反而使电解温度大大下降的原因：

8- 2有人认为，LiCl和KCl可形成固溶体(并画出了固溶体的晶胞”。但实验表明，液相LiCl 和KCl能以任意比例混溶而它们的固相完全不混溶(即不能生成固溶体！)请解释在固相中完全不混

溶的主要原因。

8-3写出计处LiCl和KCl两种晶体密度之比的表达式(须包含离子半径的符号)；

8- 4在KCl晶体中，K+离子占据由C「离子围成的八面体空隙，计算相距最近的八面体空隙中心之间的距离。

8-5实验证明，即使产生了阳离子空位，KCl晶体在室温下也不导电。请通过计算加以说明。

第9题(12分)

一种鲜花保存剂(preservative of cut flowers)B 可按以下方法制备：

把丙酮肟、溴乙酸、氢氧化钾混合在1,4-二氧六环(溶剂)中反应，酸化后用乙醚提取，蒸去乙

醚后经减压蒸馏析离出中间产物 A , A用1 : 1盐酸水溶液水解，水解液浓缩后加入异丙醇(降低溶解度)，冷却，即得到晶态目标产物B, B的熔点152~153 C (分解)，可溶于水，与AgNO3溶液形成

AgCl沉淀。

用银定量法以回滴方式(用NH4SCN回滴过量的AgNO 3)测定目标产物B的相对分子质量，实验过程及实验数据如下：

(1) 用250毫升容量瓶配制约0.05mol/L的AgNO 3溶液，同时配置250mL浓度相近的NH4SCN 溶液。

(2) 准确称量烘干的NaCl 207 . 9mg，用100毫升容量瓶定容。

(3) 用10毫升移液管移取上述AgNO 3溶液到50毫升锥瓶中，加入4mL 4 mol/L HNO 3和1mL

饱和铁铵矶溶液，用NH4SCN溶液滴定，粉红色保持不褪色时为滴定终点，三次实验的平均值

6. 30mL。

(4) 用10毫升移液管移取NaCl溶液到50毫升锥瓶中，加入10mL AgNO 3溶液、4mL 4 mol/L

HNO 3和1mL饱和铁铵矶溶液，用回滴过量的AgNO 3,三次实验结果平均为1. 95mL。

(5) 准确称量84 . 0mg产品B,转移到50毫升锥瓶中，加适量水使其溶解，加入10mL AgNO 3溶液、4mL 4 mol/L HNO 3和1mL饱和铁铵矶溶液，用NH4SCN溶液回滴，消耗了1. 65mL。

(6) 重复步骤⑸，称量的B为81.6mg,消耗的NH4SCN溶液为1.77mL ;称量的B为76. 8mg, 消耗的NH4SCN溶液为2. 02mL。

9- 1按以上实验数据计算出产物B的平均相对分子质量。

用质谱方法测得液相中B的最大正离子的相对式量为183。

9- 2 试写出中间产物A和目标产物B的结构式。

第10题（10分）

据世界卫生组织统计，全球约有 8000万妇女使用避孕环。常用避孕环都是含金属铜的。据认

为，金属铜的避孕机理之一是，铜与子宫分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应，生成两种产物， 一种是白色难溶物 S ,另一种是酸 A 。酸A 含未成对电子，是一种自由基，具有极高的活性，能杀 死精子。

10- 1写出铜环产生A 的化学方程式。 10- 2画出A 分子的立体结构。 10- 3给出酸A 的化学名称。

10-4 A 是一种弱酸，pK=4 . 8问：在pH=6. 8时，A 主要以什么形态存在？

中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题

第1题（4分）2006年3月有人预言，未知超重元素第

126号元素有可能与氟形成稳定的化合物。

按元素周期系的已知规律，该元素应位于第 _________ 周期，它未填满电子的能级应是 ______ ，在该能级 上有 ______ 个电子，而这个能级总共可填充 _______ 个电子。（各1 分） 第2题（5分） 下列反应在100°C 时能顺利进行：

II

2-1 给出两种产物的系统命名。（4分）

2-2 这两种产物互为下列哪一种异构体？（ A 旋光异构体 B 立体异构体 第3题（8分）

下面四张图是用计算机制作的在密闭容器里， 在不同条件下进行的异构化反应 X

?Y 的进程图解。图中的“?”是

X , “?”是Y 。

1分） C 非对映异构体

D 几何异构体

|ii

r

图中的纵坐标表示 平衡常数 平衡常数

3-2 3-4

第4题（7分）

D

（填入物理量，下同）；横坐标表示 _ 3-3

平衡常数K 最大的图是

K 最小的图是 ______ K =1的图是 _____ 。

已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占 6. 4%，每年尚需进口大量锰 菱锰矿砂”勺绿色工艺。该工艺首先将矿 矿石。有人设计了把我国的菱锰矿（贫矿）转化为高品位 砂与硫酸铵一起焙烧，较佳条件是：投料比

m[（NH 4）2SO 4]/m[MnCO 3] = 1. 5;焙烧温度 450o C ; 焙

Me

100 °c

I

C

3-1 L

烧时间1 . 5小时。

4-1写出焙烧反应方程式：

4-2其次，将焙烧产物转化为高品位的菱锰矿砂”，写出反应方程式：

4-3若焙烧温度过高或时间过长，将导致什么结果？

4-4 从物料平衡角度看，生产过程中是否需要添加（NH4）2SO4 ?说明理由。

第5题（6分）配制KI（O . 100mol L-1）-2的水溶液，用0. 100mol L-1 Na2S2O3标准溶液测得c（l2）=4. 85X10-3 mol L-1。量取50. 0mL Kl-I 2溶液和50. 0mL CCl 4置于分液漏斗中振荡达平衡，分液后测知CCl4相中c（l2）= 2.60 XI0-3 mol『。已知实验温度下CCl 4从水溶液中萃取I2的分配比为85 : 1。求水溶液中I2+「=「3的平衡常数。

第6题（9分）潜在储氢材料——化合物A是第二周期两种氢化物形成的路易斯酸碱对，是

乙烷的等电子体，相对分子质量30 . 87,常温下为白色晶体，稳定而无毒。刚刚融化的A缓慢释

放氢气，转变为化合物B （乙烯的等电子体）°B不稳定，易聚合成聚合物 C （聚乙烯的等电子体）。C在155°C释放氢气转变为聚乙炔的等电子体，其中聚合度为3的化合物D是苯的等电子体。高于500°C时D释放氢气，转变为化合物E, E有多种晶型。

6- 1 写出A、B、C、D E的化学式。

6- 2化合物A转变为E各步释放的氢所占的质量分数以及总共释放的氢气所占的质量分数多

大？

6- 3为使A再生，有人设计了化合物D在水蒸气存在下与甲烷反应，写出化学方程式。

第7题（11分）化合物A是近十年开始采用的锅炉水添加剂。A的相对分子质量90. 10,可形

成无色晶体，能除去锅炉水中溶解氧，并可使锅炉壁钝化。

7- 1 A是用碳酸二甲酯和一水合肼在70o C下合成的，收率80%画出A的结构式。

7- 2写出合成A的反应方程式。

7- 3 低于135o C时，A直接与溶解氧反应，生成三种产物。写出化学方程式。

7-4高于135o C时，A先发生水解，水解产物再与氧反应。写出化学方程式。

7-5化合物A能使锅炉壁钝化是基于它能将氧化铁转化为致密的四氧化三铁。写出化学方程式。

7-6 化合物A与许多金属离子形成八面体配合物，例如[Mn（A）3]2+。结构分析证实该配合物中的

A和游离态的A相比，分子中原本等长的两个键不再等长。画出这种配合物的结构简图（氢原子不需画出），讨论异构现象。

第8题（9分）超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点。它是在高温、超高压条件下合成的

（50GPa 2000K）。由于相对于铂，氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠X-射线衍射实验难以

确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标，2004年以来，先后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、

岩盐型（NaCI）和萤石型，2006年4月11日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示（图中的白球表示氮原子，为便于观察，该图省略了一些氮原子）。结构分析证实，氮是四配位的，而铂是六配位

的；Pt —N键长均为209. 6pm, N— N键长均为142 . 0 pm （对比：N2分子的键长为110. 0pm）。

8- 1 氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点?

8- 2 分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。

8- 3 试在图上挑选一个氮原子，不添加原子，用粗线画出所选氮原子的配位多面体。（3分）

8-4请在本题的附图上添加六个氮原子（添加的氮请尽可能靠前）。（2分）

第9题（10分）环磷酰胺是目前临床上常用的抗肿瘤药物，国内学者近年打破常规，合成了类似

化合物，其毒性比环磷酰胺小，若形成新药，可改善病人的生活质量，其中有一个化合物的合成路线如下，请完成反应，写出试剂或中间体的结构。

由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。 11- 1 ?写出合成磷化硼的化学反应方程式。

11- 2 ?分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。

11-

3磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积，硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的正当晶胞

示意图。 11-4 已知磷化硼的晶胞参数 a = 478 pm ，计算晶体中硼原子和磷原子的核间距（ d B-p ）。 11-5

画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影（用实线圆圈表示

P 原子的投影，用虚线圆

圈表示B 原子的投影）。（4分）

第12题（10分）有人设计了如下甲醇（methanol ） 合成工艺:

①-

synthesis gas

unit slfip A

1 ? ”

methanol unh

step B

②： c0nd?nsar

⑤

f

J

其中，①为甲烷气源，压强250. OkPa,温度25°C,流速55. 0 m ? s -1。②为水蒸气源，压强200? OkPa, 温度150o C ,流速150. 0 m 3 ? s -1。合成气和剩余反应物的混合物经管路③进入

25o C 的冷凝器

（condenser ），冷凝物由管路⑤流出。在 B 中合成的甲醇和剩余反应物的混合物经⑥进入 25°C 的冷

凝器，甲醇冷凝后经管路⑦流出，其密度为

0 ? 791g ? mC 。

12-1 .分别写出在步骤 A 和步骤B 中所发生的化学反应的方程式。 12-

2 .假定：所有气体皆为理想气体，在步骤 A 和B 中完全转化，气液在冷凝器中完全分离，计 算经步骤

NBS

A

H 2O ----------- ? CaCO 3

H 2O HCI

中和

D

/~~\

HN

NC H 3

\ __ /

2 CH 2CI .：2

F HCI - G

注：NBS 即N-溴代丁二酰亚胺

Gi^NsQPCi )

第10题（10分）以氯苯为起始原料，用最佳方法合成 1-溴-3-氯苯（限用具有高产率的各反应,

标明合成的各个步骤）。

第

11题（11分）磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料，它可用作金属的表面保护层。磷化硼可 3

Ac 2O

N CH

A和步骤B后，在一秒钟内剩余物的量。

12- 3 .实际上，在步骤B中CO的转化率只有三分之二。计算在管路⑥中CO H2和CHOH的分压（总压强为10. 0 MPa）。

12- 4 .当甲醇反应器足够大，反应达到平衡，管路⑥中的各气体的分压服从方程

2

PCH3OH P0 p CO p2H2

式中p°=0. 100 MPa,计算平衡常数K^o

中国化学会第21届（2007年）全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷

第1题（12分）通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成Si（OH）4

1. 1已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。

早在上世纪50年代就发现了 CH 5+的存在，人们曾经提出该离子结构的多种假设，然而，直至 1999

年，才在低温下获得该离子的振动

-转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢原子围绕着

碳原子快速转动；所有 C-H 键的键长相等。

1 . 2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。 1 . 3该离子是（

）

A .质子酸

B .路易斯酸

C .自由基

D .亲核试剂 2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烃分子， 因其结构类似于金刚石， 被称为 分子钻石

若能合成，有可能用作合成纳米材料的理想模板，该分子的结构简图如下：

1. 4该分子的分子式为 ___________ 。 1 . 5该分子有无对称中心？ ____________ 。 1. 6该分子有几种不同级的碳原子？ ________ 1. 7该分子有无手性碳原子？ ____________ 。 1 . 8该分子有无手性？ ___________ 。

第2题（6分）羟胺和同位素标记氮原子（N *）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下: NH 2OH+HN *O 2T

A+H 2O ,

NH 2OH+HN *O 2~ B+H 2O 。

A 、

B 脱水都能形成 N 2O ，由A 得到N *NO 和NN *O ，而由B 只得到NN *O 。 请分别写出A 和B 的路易

斯结构式。

第3题（10分）X-射线衍射实验表明，某无水

MgC 2晶体属三方晶系，呈层型结构，氯离子米取立

方最密堆积（ccp ），镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。

3

该晶体的六方晶胞的参数： a=363. 63pm c=1766. 63pm,晶体密度 p =2. 35g/cm 。

__________ _____ . . 2+

.. ..

A 、

B 、

C 表示Cl -离子层，a 、b 、c 表示Mg 离子层，给出该三方层型 结构的堆积方式。

3. 2计算一个六方晶胞中“ MgCl 2”的单元数。 3. 3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满

Mg +离子，将是哪种晶体结构类型?

3. 1以“□”表示空层,

第4题（7分）化合物A 是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析： 将A 与惰性填料混合均匀制成样品，加热至

400C ，记录含A 量不同的样品的质量损失（ ％，结果

歹

U 样品中A 的质量分数/%

20 50 70 90 样品的质量损失/%

7 . 4

18 . 5

25 . 8

33 . 3

第5题（10分）甲苯与干燥氯气在光照下反应生成氯化苄，用下列方法分析粗产品的纯度：称取

0. 255g 样品，与25mL 4mol/L 氢氧化钠水溶液在 100mL 圆底烧瓶中混合，加热回流 1小时；冷至 室温，加入50mL20%硝酸后，用25. 00mL0. 1000mol/L 硝酸银水溶液处理， 再用0. 1000mol/L NHSCN 水溶液滴定剩余的硝酸银，以硫酸铁铵为指示剂，消耗了 6. 75mL

5 . 1写出分析过程的反应方程式。 5 . 2计算样品中氯化苄的质量分数（

%）。

5 . 3通常，上述测定结果高于样品中氯化苄的实际含量，指出原因。 5 . 4上述分析方法是否适用于氯苯的纯度分析？请说明理由。 第6题（12分）在给定实验条件下，一元弱酸

HA 在苯（B ）和水（W ）中的分配系数

K D =[HA] B /[HA] W =1 . 00。已知水相和苯相中 HA 的分析浓度分别为 3. 05 X10-3mol/L 和

3. 96 XI0-3mol/L 。在水中，HA 按 HA - H ++A -解离，Ka=1 . 00X10-4；在苯中，HA 发生二 聚：2HA r ~~ （HA ） 2。

6. 1计算水相中各种物质的浓度及

pH 。

6. 2计算化合物HA 在苯相中的二聚平衡常数。

6. 3已知HA 中有苯环，1 . 00g HA 含3 . 85 X 021个分子，给出HA 的化学名称。 6 . 4解释HA 在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。 第7题（8分）KClO 3热分解是实验室制取氧气的一种方法。

KClO 3在不同条件下热分解结果如下:

样品DA 的压是?較忆

实验反应体系［第一放热峰温度/c第二放热峰温度

/ c

A KCIO3400480

B KCIO 3+Fe2O3360390

C KCIO 3+MnO 2350

已知(1) K(s) + 1/2 Cl 2(g) = KCI(s) '宀(1)=-437kJ/mol

⑵ K(s) + 1/2 Cl 2(g) + 3/2 O 2(g) = KCIO 3(s) 1' :：l(2)=-398kJ/moI

⑶ K(s) + 1/2 Cl 2(g) + 202(g) = KCIO 4(s) ”小(3)=-433kJ/moI

7. 1根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。

用MnO2催化KCI0 3分解制得的氧气有轻微的刺激性气味。推测这种气体是什么，并提出确认这种气体的实验方法。

& 2生成C的反应属于哪类基本有机反应类型。反应结束

后，产物仍含有未反应的& 1请给出从混合物中分离出A和B。

C的操作步骤；简述操作步骤的理论依

CHjOH … Li AIM 1

------ E----- ?C ------------

0H

ROH

第8题(4分)用下列路线合成化合物C：

第9题(10分)根据文献报道，醛基可和双氧水发生如下反应: 为了合成一类新药，选择了下列合成路线:

CI

C

I

9_1请写出A 的化学式，画出 B 、C 、D 和缩醛G 的结构式。

9_2由E 生成F 和由F 生成G 的反应分别属于哪类基本有机反应类型。 9_3请画出化合物G 的所有光活异构体。 第10题（12分）尿素受热生成的主要产物与 NaOH 反应，得到化合物 A （三钠盐）。

A 与氯气反应，得到化合物

B ，分子式

C 3N 3O 3CI 3。B 是一种大规模生产的化工产品，全球年产量

达40万吨以上，我国年生产能力达 5万吨以上。B 在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物

C ,因

此广泛用于游泳池消毒等。

10_1画出化合物A 的阴离子的结构式。

10_2画出化合物B 的结构式并写出它与水反应的化学方程式。 10_3化合物C 有一个互变异构体，给出

C 及其互变异构体的结构式。

10_4写出上述尿素受热发生反应的配平的化学方程式。

第11题（9分）石竹烯（Caryophyllene ，C 5H24）是一种含有双键的天然产物，其中一个双键的构 型是反式的，丁香花气味主要是由它引起的。可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。 1： 石竹烯的异构体一一异石竹烯在反应 1和反应2中也分别得到产物 A 和B ,而在反应3却得到了产 物C 的异构体，此异构体在经过反应

4后仍得到了产物 Do

11_1在不考虑反应生成手性中心的前提下，画出化合物 A C 以及C 的异构体的结构式。

石竹埼_

吋此 + Q 15H2&

反应 2：

反应 3：

HCHO

石竹烯等盼卄E

反应 Zn, CHOOH

11 2画出石竹烯和异石竹烯的结构式。

11_3指出石竹烯和异石竹烯的结构差别。

中国化学会第22届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）

第1题（14分）

1-1 EDTA是乙二胺四乙酸的英文名称的缩写，市售试剂是其二水合二钠盐。

（1）画出EDTA二钠盐水溶液中浓度最高的阴离子的结构简式。

（2）Ca（EDTA）2溶液可用于静脉点滴以排除体内的铅。写出这个排铅反应的化学方程式（用Pb2+表示铅）。

（3）能否用EDTA二钠盐溶液代替Ca（EDTA）2溶液排铅？为什么？

1-2氨和三氧化硫反应得到一种晶体，熔点205°C,不含结晶水。晶体中的分子有一个三重旋转轴，有极性。画出这种分子的结构式，标出正负极。

1-3 Na2[Fe（CN）5（NO）]的磁矩为零，给出铁原子的氧化态。Na2[Fe（CN）5（N0）]是鉴定S2的试剂，二

者反应得到紫色溶液，写出鉴定反应的离子方程式。

1-4 CaS04 ? 2H2O微溶于水，但在HN03 （ 1 mol L 1）、HCIO4 （ 1 mol L勺）中可溶。写出能够解释CaSO4 在酸中溶解的反应方程式。

1-5取质量相等的2份PbSO4（难溶物）粉末，分别加入HNO3 （ 3 mol L 1）和HCIO 4 （ 3 mol L 1），充分混合，PbSO4在HNO3能全溶，而在HCIO4中不能全溶。简要解释PbSO4在HNO3中溶解的原因。

1-6 X和Y在周期表中相邻。CaCO与X的单质高温反应，生成化合物B和一种气态氧化物；B与Y 的单质反应生成化合物C和X的单质；B水解生成D; C水解生成E，E水解生成尿素。确定B、C、D E、X 和Y。

第2题（5分）化合物X是产量大、应用广的二元化合物，大量用作漂白剂、饮水处理剂、消毒剂等。年产量达300万吨的氯酸钠是生产X的原料，92%用于生产X-在酸性水溶液中用盐酸、二氧化

硫或草酸还原。此外，将亚氯酸钠固体装柱，通入用空气稀释的氯气氧化，也可生产X。X有极性

和顺磁性，不形成二聚体，在碱性溶液里可发生歧化反应。

2-1写出X的分子式和共轭n键（m）。

2-2分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产X的反应方程式。

2-3写出上述X歧化反应的化学方程式。

第3题(4分)甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇脱氢制备，反应式如下：

催化剂，700°C

CH30H(g) CH20(g) + H 2(g) 屮皿=84.2 kJ mol-1(1)

向体系中通入空气，通过以下反应提供反应(1)所需热量：

H2(g) + ?O 2(g) ----------- H2O(g) r H m= - 241.8 kJ mol-1(2)

要使反应温度维持在700?C,计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。已知空气中氧气的体积分数为

0.20。

第4题(10分)(CN)2被称为拟卤素，它的阴离子CN作为配体形成的配合物有重要用途。

4- 1 HgCl2和Hg(CN) 2反应可制得(CN) 2,写出反应方程式。

4-2 画出CN、(CN)2的路易斯结构式。

4-3 写出(CN)2 (g)在O2 (g)中燃烧的反应方程式。

4-4 298 K下，(CN)2 (g)的标准摩尔燃烧热为1095 kJ mol 1, C2H2 (g)的标准摩尔燃烧热为1300 kJ mol 1，C2H2 (g)的标准摩尔生成焓为227 kJ mol 1，出0 (l)的标准摩尔生成焓为286 kJ mol 1，计算(CN)2 (g)的标准摩尔生成焓。

4-5 (CN"在300~500 o C形成具有一维双链结构的聚合物，画出该聚合物的结构。

CN，写出化学方程式(漂白粉用

4-6 电镀厂向含氰化物的电镀废液中加入漂白粉以消除有毒的

ClO表示)。

第5题(5分)1963年在格陵兰Ika峡湾发现一种水合碳酸钙矿物ikaite 。它形成于冷的海水中，

温度达到8o C即分解为方解石和水。1994年的文献指出：该矿物晶体中的Ca2+离子被氧原子包围, 其中2个氧原子来自同一个碳酸根离子，其余6个氧原子来自6个水分子。它的单斜晶胞的参数为

a = 887 pm,

b = 823 pm,

c = 1102 pm, 3= 110.2 ，。密度

d = 1.83 g cm 3，Z = 4。

5- 1 通过计算得出这种晶体的化学式。

实验结果说明什么? 5-

3 这种晶体属于哪种类型的晶体？简述理由。

第6题（11分）在900°C 的空气中合成出一种含镧、钙和锰 （摩尔比2 : 2 : 1） 的复合氧化物， 其中锰可能以+2、+3、+4或者混合价态存在。为确定该复合氧化物的化学式，进行如下分析： 6-

1准确移取25.00 mL 0.05301 mol L 1的草酸钠水溶液，放入锥形瓶中，加入25 mL 蒸馏水和5 mL 6 mol L 1的HN03溶液，微热至60~70o C ，用KMnO 4溶液滴定，消耗27.75 mL 。写出滴定过 程发生的反应的方程式；计算KMnO 4溶液的浓度。 6-

2准确称取0.4460 g 复合氧化物样品，放入锥形瓶中，加25.00 mL 上述草酸钠溶液 和30 mL 6 mol L 1的HNO 溶液，在60~70o C 下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液。用上述 KMnO 4溶液 滴定，消耗10.02 mL 。根据实验结果推算复合氧化物中锰的价态， 给出该复合氧化物的化学式，

写出样品溶解过程的反应方程式。已知

La 的原子量为138.9。

第7题（14分）AX 4四面体（A 为中心原子，如硅、锗；

X 为配位原子，如氧、硫）在无机化合物中

很常见。四面体 T 1按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”

（T 2、T 3…）：

5-2 研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大的情形，并与冰及钙离子配位数也是

8的二水合

石膏晶体（gypsum ）作了对比，结果如下图所示（纵坐标为相对体积）

：

EJEnoA 1 OE EDZ

T1 T2 T3

7- 1上图中T1、T2和T3的化学式分别为AX4、A4X10和A10X20,推出超四面体T4的化学式。

7- 2分别指出超四面体T3、T4中各有几种环境不同的

X原子，每种X原子各连接几个A原子？在上述两种超四面体中每种X原子的数目各是多少？

7-3若分别以「、T2、T3、T4为结构单元共顶点相连（顶点X原子只连接两个A原子），形成无限三维结构，分别写出所得三维骨架的化学式。

7- 4 欲使上述T3超四面体连接所得三维骨架的化学式所带电荷分别为+4、0和4, A选Zn2+、In3+或Ge4+，X取S2-，给出带三种不同电荷的骨架的化学式（各给出一种，结构单元中的离子数成简单整数比）。

第8题（9分）由烷基镁热分解制得镁的氢化物。实验测定，该氢化物中氢的质量分数为7.6%，氢的密度为0.101 g cm 3，镁和氢的核间距为194.8 pm。已知氢原子的共价半径为37pm Mj+的离子半径为72 pm。

8- 1写出该氢化物中氢的存在形式，并简述理由。

8- 2将上述氢化物与金属镍在一定条件下用球磨机研磨，可制得化学式为Mg2NiH4的化合物。X-

射线衍射分析表明，该化合物的立方晶胞的面心和顶点均被镍原子占据，所有镁原子的配位数都相等。推断镁原子在Mg2NiH4晶胞中的位置（写出推理过程）。

8-3实验测定，上述MgNiW晶体的晶胞参数为646.5 pm，计算该晶体中镁和镍的核间距。已知镁和镍的原子半径分别为159.9 pm和124.6 pm 。

8-4 若以材料中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力, （假定氢

计算Mg2NiH4的储氢能力可全部放出；液氢的密度为0.0708 g cm3）。

第9题（7分）化合物A B和C互为同分异构体。它们的元素分析数据为：碳92.3%,氢7.7%。1

mol A在氧气中充分燃烧产生179.2 L二氧化碳（标准状况）。A是芳香化合物，分子中所有的原子共平面；B是具有两个支链的链状化合物，分子中只有两种不同化学环境的氢原子，偶极矩等于零；C是烷烃，分子中碳原子的化学环境完全相同。

9- 1写出A、B和C的分子式。

9- 2画出A、B和C的结构简式。

第10题（11分）化合物A、B、C和D互为同分异构体，分子量为136，分子中只含碳、氢、氧，其中氧的含量为23.5%。实验表明：化合物A、B、C和D均是一取代芳香化合物，其中A、C和