全国高中学生化学竞赛试题精校附评分标准Word文档格式.docx
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总分
满分
14
100
评分通则:
1.凡要求计算的,没有计算过程,即使结果正确也不得分。
2有效数字错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
3单位不写或表达错误,扣0.5分,但每大题只扣1次。
4只要求1个答案、而给出多个答案,其中有错误的,不得分。
5方程式不配平不得分。
6不包括在此标准答案的0.5分的题,可由评分组讨论决定是否给分。
第1题(14分)
1-1EDTA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205oC,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。
1-3Na2[Fe(CN)5(NO)]的磁矩为零,给出铁原子的氧化态。
Na2[Fe(CN)5(NO)]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。
1-4CaSO4•2H2O微溶于水,但在HNO3(1molL-1)、HClO4(1molL-1)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(3molL-1)和HClO4(3molL-1),充分混合,PbSO4在HNO3能全溶,而在HClO4中不能全溶。
简要解释PbSO4在HNO3中溶解的原因。
1-6X和Y在周期表中相邻。
CaCO3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π键(
)。
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,700oC
CH3OH(g)CH2O(g)+H2(g)
=84.2kJmol-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)+½
O2(g)H2O(g)
=–241.8kJmol-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。
4-1HgCl2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。
4-4298K下,(CN)2(g)的标准摩尔燃烧热为-1095kJmol-1,C2H2(g)的标准摩尔燃烧热为-1300kJmol-1,C2H2(g)的标准摩尔生成焓为227kJmol-1,H2O(l)的标准摩尔生成焓为286kJmol-1,计算(CN)2(g)的标准摩尔生成焓。
4-5(CN)2在300~500oC形成具有一维双链结构的聚合物,画出该聚合物的结构。
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CN,写出化学方程式(漂白粉用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8oC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=887pm,b=823pm,c=1102pm,β=110.2°
,密度d=1.83gcm3,Z=4。
5-1通过计算得出这种晶体的化学式。
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):
为什么选取冰和二水合石膏作对比?
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900oC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25.00mL0.05301molL-1的草酸钠水溶液,放入锥形瓶中,加入25mL蒸馏水和5mL6molL-1的HNO3溶液,微热至60~70oC,用KMnO4溶液滴定,消耗27.75mL。
写出滴定过程发生的反应的方程式;
计算KMnO4溶液的浓度。
6-2准确称取0.4460g复合氧化物样品,放入锥形瓶中,加25.00mL上述草酸钠溶液和30mL6molL-1的HNO3溶液,在60~70oC下充分摇动,约半小时后得到无色透明溶液。
用上述KMnO4溶液滴定,消耗10.02mL。
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)AX4四面体(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T1按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”(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T1、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0.101gcm-3,镁和氢的核间距为194.8pm。
已知氢原子的共价半径为37pm,Mg2+的离子半径为72pm。
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Mg2NiH4晶体的晶胞参数为646.5pm,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159.9pm和124.6pm。
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,计算Mg2NiH4的储氢能力(假定氢可全部放出;
液氢的密度为0.0708gcm-3)。
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%。
1molA在氧气中充分燃烧产生179.2L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D的芳环侧链上只含一个官能团。
4个化合物在碱性条件下可以进行如下反应:
10-1写出A、B、C和D的分子式。
10-2画出A、B、C和D的结构简式。
10-3A和D分别与NaOH溶液发生了哪类反应?
10-4写出H分子中官能团的名称。
10-5现有如下溶液:
HCl、HNO3、NH3•H2O、NaOH、NaHCO3、饱和Br2水、FeCl3和NH4Cl。
从中选择合适试剂,设计一种实验方案,鉴别E、G和I。
第11题(10分)1941年从猫薄荷植物中分离出来的荆芥内酯可用作安眠药、抗痉挛药、退热药等。
通过荆芥内酯的氢化反应可以得到二氢荆芥内酯,后者是有效的驱虫剂。
为研究二氢荆芥内酯的合成和性质,进行如下反应:
写出A、B、C、D和E的结构简式(不考虑立体异构体)。
标准答案及评分细则
2008年9月18日
1-3EDTA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。
(2分)
答
或
得2分,质子必须在氮原子上。
Pb2++Ca(EDTA)2-=Ca2++Pb(EDTA)2-(1分)
(3)能否用EDTA二钠盐溶液代替Ca(EDTA)2-溶液排铅?
不能。
若直接用EDTA二钠盐溶液,EDTA阴离子不仅和Pb2+反应,也和体内的Ca2+结合造成钙的流失。
(答案和原因各0.5分,共1分)
1-4氨和三氧化硫反应得到一种晶体,熔点205oC,不含结晶水。
晶
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