高中化学竞赛强基计划大学化学自招分子结构杂化类型路易斯酸碱等全国化学竞赛初赛题Word格式文档下载.docx
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理论预测,高压下Xe可以参与形成更复杂的化合物,如CsⅠXeⅡAu3。
若CsⅠXeⅡAu3采用钙钛矿类型的结构,分别写出CsⅠ和XeⅡ最近邻的金的原子数。
解:
2018第2题
2-1.195K,三氧化二磷在二氯甲烷中与臭氧反应生成P4O18,画出P4O18分子的结构示意图。
2-2.CH2SF4是一种极性溶剂,其分子几何构型符合价层电子对互斥理论(VSEPR)模型。
画出CH2SF4
的分子结构示意图(体现合理的成键及角度关系)。
2-3.2018年足球世界比赛用球使用了生物基元三元乙丙橡胶(EPDM)产品KeltanEco。
EPDM属三元共聚物,由乙烯、丙烯及第三单体经溶液共聚而成。
2-3-1.EPDM具有优良的耐紫外光、耐臭氧、耐腐蚀等性能。
写出下列分子中不可用于制备EPDM
的第三单体(可能多选,答案中含错误选项不得分)
2-3-2.合成高分子主要材料分为塑料、纤维和橡胶三大类,下列高分子中与EPDM同为橡胶的是:
F.聚乙烯G.聚丙烯氰H.反式聚异戊二烯I.聚异丁烯
2-1.
P2O3的真实结构为P4O6
(本题实际是在P4O6的结构中的每个P连一个-O-O-O-)
2-2.
2-3-1.
2-3-2.HI
2017第2题
2-1.氨晶体中,氨分子中的每个H均参与一个氢键的形成。
N原子邻接几个氢原子?
1摩尔固态氨中有几摩尔氢键?
氨晶体融化时固态氨是下沉还是漂浮在液氨的液面上?
2-2.P4S5是个多面体分子,结构中的多边形虽非平面状,但仍符合欧拉定律,两种原子成键后价层均满足8电子,S的氧化数为-2。
画出该分子的结构图(用元素符号表示原子)。
2016第1题
1-1.离子化合物A2B由四种元素组成,一种为氢,另三种为第二周期元素。
正、负离子皆由两种原子构成且均呈正四面体构型。
写出这种化合物的化学式。
1-2.对碱金属Li、Na、K、Rb和Cs,随着原子序数增加以下哪种性质的递变不是单调的?
简述原因。
(a)熔沸点(b)原子半径(c)晶体密度(d)第一电离能
1-3.保险粉(Na2S2O4.2H2O)是重要的化工产品,用途广泛,可用来除去废水(pH≈8)中的Cr(Ⅵ),所得含硫产物中硫以S(Ⅳ)存在。
写出反应的离子方程式。
1-4.化学合成的成果常需要一定的时间才得以应用于日常生活。
例如,化合物A合成于1929年,
至1969年才被用作牙膏的添加剂和补牙填充剂成分。
A是离子晶体,由NaF和NaPO3在熔融状态下反应得到。
它是易溶于水,阴离子水解产生氟离子和对人体无毒的另一种离子。
1-4-1.写出合成A的反应方程式。
1-4-2.写出A中阴离子水解反应的离子方程式。
2016第3题
3-1.好奇心是科学发展的内在动力之一。
P2O3和P2O5是两种经典的化合物,其分子结构已经确定。
自然而然会有如下问题:
是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物?
由此出发,化学家合成并证实了这些中间化合物的存在。
3-1-1.写出这些中间化合物的分子式。
3-1-2.画出其中具有2重旋转轴的分子的结构图。
根据键长不同,将P-O键分组并用阿拉伯数字标出(键长相同的用同一个数字标识)。
比较键角∠O-P(Ⅴ)-O和∠O-P(Ⅲ)-O的大小。
3-2.NH3分子在独立存在时H-N-H键角为106.7°
。
下图是[Zn(NH3)6]2+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。
解释配合物中H-N-H键角变为109.5°
的原因。
3-3.量子化学计算预测未知化合物是现代化学发展的途径之一。
2016年2月有人通过计算预言铁也存在四氧化物,其分子构型是四面体,但该分子中铁的氧化态是+6而不是+8。
3-3-1.写出该分子中铁的价电子组态。
3-3-2.画出该分子结构的示意图(用元素符号表示原子,用短线表示原子间的化学键)。
2014第2题
连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。
硫同位素交换和顺磁共振实验证实,其水溶液中存在亚磺酰自由基负离子。
2-1.写出该自由基负离子的结构简式,根据价层电子对互斥理论(VSEPR)推测其形状。
2-1·
SO2–,角型(弯折型,V型)或画出正确图形共2分:
结构简式、形状各1分。
2-2.连二亚硫酸钠与CF3Br反应得到三氟甲烷亚磺酸钠。
文献报道,反应过程主要包括自由基的产生、转移和湮灭(生成产物)三步,写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。
2-2
(1)自由基的产生:
–O2S—SO2––O2S·
+·
SO2–1分
(2)自由基的转移:
CF3Br+·
SO2–·
CF3+BrSO2–1分
或:
SO2–SO2+·
CF3+Br–也正确
若还写出:
·
CF3+–O2S—SO2–F3CSO2–+·
SO2–也可以
(3)自由基的湮灭(生成产物):
–O2S·
CF3F3CSO2–1分
若还写出:
–O2S·
SO2––O2S—SO2–和
CF3+·
CF3C2F6不扣分
若自由基未标出单电子,每种自由基扣0.5分,不重复扣分。
注:
连二亚硫酸钠的结构:
2014第3题
2013年,科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构:
N8分子晶体。
其中,N8分子呈首尾不分的链状结构;
按价键理论,氮原子有4种成键方式;
除端位以外,其他氮原子采用3种
不同类型的杂化轨道。
3-1.画出N8分子的Lewis结构并标出形式电荷。
写出端位之外的N原子的杂化轨道类型。
3-1
共4分:
Lewis结构2分;
形式电荷1分(错1个扣0.5分,扣完为止;
答案中未示出的4个N若标0,不扣分);
杂化轨道类型1分(错1个扣0.5分,扣完为止)。
若Lewis结构错误,全题得零分。
3-2.画出N8分子的构型异构体。
3-2N8分子的构型异构体有顺式和反式两种:
1分,
1分
两种异构体中,若省略了孤对电子,不扣分。
2013第3题
白色固体A,熔点182oC,摩尔质量76.12g/mol,可代替氰化物用于提炼金的新工艺。
A的合成方法有:
(1)142oC下加热硫氰酸铵;
(2)CS2与氨反应;
(3)CaCN2和(NH4)2S水溶液反应,放出氨气。
常温下,A在水溶液中可发生异构化反应,部分转化成B。
酸性溶液中,A在氧化剂
(如Fe3+、H2O2和O2)存在下能溶解金,形成取sp杂化的Au(I)配合物。
3-1.画出A的结构式。
3-2.分别写出合成A的方法
(2)、(3)中化学反应的方程式。
3-3.画出B的结构式。
3-4.写出A在硫酸铁存在下溶解金的离子方程式。
3-5.A和Au(I)形成的配合物中配位原子是什么?
3-6.在提炼金时,A可被氧化成C:
2A→C+2e-;
C能提高金的溶解速率。
画出C的结构式。
写出C和Au反应的方程式。
3-1.
2分
3-2.
反应
(2):
CS2+3NH3→(H2N)2C=S+NH4HS1分
产物为(NH4)2S得0.5分
反应(3):
CaCN2+(NH4)2S+2H2O→(H2N)2C=S+Ca(OH)2+2NH3↑1分
3-3.
3-4.
1分
3-5.配位原子为S。
3-6.
或
写成下二式不得分:
和
C和Au反应的方程式:
S2C2(NH2)42++2Au+2SC(NH2)2→2Au[SC(NH2)2]2+1分
2012第2题
A和X是两种常见的非金属元素,其核外电子数之和为22,价层电子数之和为10。
在一定条件下可生成AX、AX3(常见的Lewis酸)、A2X4和A4X4,反应如下:
A(s)+3/2X2(g)→AX3(g)
AX3(g)
AX(g)+2X(g)
2Hg+2X(g)→Hg2X2(s)
AX(g)+AX3(g)→A2X4(g)
4AX(g)→A4X4(s)
2-1.指出A和X各是什么元素。
2-2.A4X4具有4个三重旋转轴,每个A原子周围都有4个原子。
画出A4X4的结构示意图。
2-3.写出AX3与CH3MgBr按计量系数比为1:
3反应的方程式。
2-4.写出A2X4与乙醇发生醇解反应的方程式。
2011第1题
1-3.20世纪60年代维也纳大学V.Gutmann研究小组报道,三原子分子A可由SF4和NH3反应合成;
A被AgF2氧化得到沸点为为27℃的三元化合物B。
A和B分子中的中心原子与同种端位原子的核间距几乎相等;
B分子有一根三重轴和3个镜面。
画出A和B的结构式(明确示出单键和重键,不在纸面上的键用楔形键表示,非键合电子不必标出)。
1-4.画出Al2(n-C4H9)4H2和Mg[Al(CH3)4]2的结构简式。
1-3.
1-4.
2010第1题
1-2.写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型:
2009第1题
1-1.Lewis酸和Lewis碱可以形成酸碱复合物。
根据下列两个反应式判断反应中所涉及Lewis酸的酸性强弱,并由强到弱排序。
F4SiN(CH3)3+BF3→F3BN(CH3)3+SiF4
F3BN(CH3)3+BCl3→Cl3BN(CH3)3+BF3
1-2-1.分别画出BF3和N(CH3)3的分子构型,指出中心原子的杂化轨道类型。
1-2-2.分别画出F3BN(CH3)3和F4SiN(CH3)3的分子构型,并指出分子中Si和B的杂化轨道类型。
1-3.将BCl3分别通入吡啶和水中,会发生两种不同类型的反应。
写出这两种反应的化学方程式。
1-4.BeCl2是共价分子,可以以单体、二聚体和多聚体形式存在。
分别画出它们的结构简式,并指出Be的杂化轨道类型。
1-1.BCl3BF3SiF4顺序错误不给分(2分)
1-2-1.
,分子构型为平面三角形,不画成平面形不给分(0.5分)sp2(0.5分)
,分子构型为三角锥形不画成
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