湖南师范大学中学生化学奥林匹克竞赛培训试题文档格式.docx
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V
50.94
Cr
52.00
Mn
54.94
Fe
55.85
Co
58.93
Ni
58.69
Cu
63.55
Zn
65.39
Ga
69.72
Ge
72.61
As
74.92
Se
78.96
Br
79.90
Kr
83.80
Rb
85.47
Sr
87.62
Y
88.91
Zr
91.22
Nb
92.91
Mo
95.94
Tc
[98]
Ru
101.1
Rh
102.9
Pd
106.4
Ag
107.9
Cd
112.4
In
114.8
Sn
118.7
Sb
121.8
Te
127.6
I
126.9
Xe
131.3
Cs
132.9
Ba
137.3
La-Lu
Hf
178.5
Ta
180.9
W
183.8
Re
186.2
Os
190.2
Ir
192.2
Pt
195.1
Au
197.0
Hg
200.6
Tl
204.4
Pb
207.2
Bi
209.0
Po
[210]
At
Rn
[222]
Fr
[223]
Ra
[226]
Ac-La
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
Ds
La系
La
138.9
Ce
140.1
Pr
140.9
Nd
144.2
Pm
144.9
Sm
150.4
Eu
152.0
Gd
157.3
Tb
158.9
Dy
162.5
Ho
164.9
Er
167.3
Tm
168.9
173.0
Lu
175.0
1-1完成下表:
(12分)
[ICl2Br2]
[Re2Cl8]2
画出分子空间结构
指出中心离子杂化方式
指出离子中的对称元素
1-2比较NO2+、NO2、NO2中NO键的键长,并说明理由。
(2分)
1-3往HgCl2的溶液中滴加SnCl2的盐酸溶液至过量,指出反应现象并写出反应方程式。
(4分)
2、将0.649g无水CoCl2(分子量129.83)溶于10.0mL1.00mol/L的HCl溶液,加水稀释至50.0mL。
往该CoCl2溶液中加入20.0mL2.00mol/L氨水,溶液由粉红色变成黄色,该溶液在空气中放置后变成橙黄色。
2-1指出颜色变化的原因,并写出方程式。
(3分)
2-2将2-1中的氧化还原反应设计成原电池,写出该原电池的正极反应、负极反应和原电池符号。
2-3已知ө(Co3+/Co2+)=1.840V,ө(O2/OH)=0.401V,K稳([Co(NH3)6]2+)=1.28105,K稳([Co(NH3)6]3+)=1.601035,F=96485.4C/mol,R=8.3145J.mol1.K1。
T=298.15K,计算2-2中原电池的标准电动势以及2-1中的氧化还原反应的平衡常数。
2-4已知Kb(NH3)=1.80105,计算上述橙黄色溶液中的Co2+和Co3+离子浓度。
注:
忽略混合后的体积变化,P(O2)=100kPa。
3、(10分)NOX是城市大气污染物之一常见的氮氧化物为有以下几种:
化合物
热力学函数
N2O
NO
N2O3
NO2
N2O4
(kJ·
mol-1)
82.0
90.25
83.72
33.18
9.16
104.2
86.57
139.41
51.30
97.82
3-1.画出N2O、NO2的分子结构並说明大π键。
3-2.哪种氮氧化物有可能在内燃机燃料的燃烧时直接生成?
(假设
和
不随温度变化)。
3-3.请提出治理氮氧化物的两种可能途径,写出反应方程式。
3-4.NO对人体的作用有两面性。
(1)在神经细胞内产生的NO会损害神经细胞,这是因为NO与细胞产生的超氧离子O2-结合,产生过氧亚硝酸,最后生成羟基自由基而引起的,写出该过程方程式。
(2)在血管内皮细胞中产生的NO则可舒张血管调节血压,这是由于NO以某种形式()与一种含血红素的酶中金属离子()配位而推动一系列变化而造成。
NO的配位形式与CO是等电子体,填写上述空格。
4、以下是心环烯(Corannulene)的一种合成路线。
(1)写出A~H代表的反应试剂和条件或化合物结构。
(8分)
(2)化合物Ⅰ→Ⅱ反应中脱掉两个小分子,写出它们的结构,并写出Ⅰ→Ⅱ反应的历程。
(6分)
I为G后产物,II为H前反应物。
5、由结核杆菌的脂肪囊皂化得到有机酸tuberculostearicacid,它的合成路线如下,写出合成中英文字母A~K代表的化合物结构或反应条件。
(11分)
最终产物没有羰基。
6、(K)是一种女性荷尔蒙,控制性别差异及影响生理行为。
已报道了多种合成方法,其中之一以(A)、(B)为原料合成,步骤如下(19分):
6-1.推断C、D、E、F、G、H、I、J的结构(8分):
6-2.写出在KOH存在下(A)与(B)反应生成(C)的机理;
如果将(A)中的间位取代基OCH3调换到对位,(A)与(B)反应速率是增大还是减小?
为什么?
(5分)
6-3.(E)转化为(F)的反应中,理论上AlCl3起什么作用?
实际上,至少需要AlCl3多少量?
请给出合理的解释。
6-4.(J)有多少种立体异构体?
7、有一立方晶系的离子晶体,其结构如右图所示,试回答:
7-1晶体所属的点阵形式;
7-2已知rCs+=169pm,rCl-=181pm,
试问此两种离于联合组成了何种型式的密堆积;
7-3Cu2+处在何种空隙里?
7-4指出各离子的配位情况?
Cu;
Cs;
Cl
8、冰晶石(Na3AlF6)用作电解法炼铝的助熔剂。
冰晶石晶胞是以大阴离子(即AlF63-)构成的面心立方晶格,Na+可看作是填充在晶格的空隙中,已知冰晶石的密度为2.95g/cm3,Al—F键长181pm,相对原子质量:
Na23.0;
Al27.0;
F19.0。
8-1AlF63-配离子中心离子的杂化轨道类型是什么?
配离子的空间构型是什么?
配离子所属分子点群是什么?
。
8-2指出Na3AlF6的点阵形式;
阴离子作何种形式的堆积,阳离子占据何种空隙及占有率;
写出它们的分数坐标。
8-3冰晶石晶体的晶胞参数是多少?
(1分)
9、钼是我国丰产元素,探明储量居世界之首。
钼有广泛用途,例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝;
钼钢在高温下仍有高强度,用以制作火箭发动机、核反应堆等。
钼是固氨酶活性中心元素,施钼肥可明显提高豆种植物产量,等等。
9-1钼的原子序数是42,写出它的核外电子排布式:
________________,指出它在元素周期表中的位置________________。
9-2钼金属的晶格类型为体心立方晶格,原子半径为136pm,相对原子质量为95.94。
该晶体钼的密度为________________;
空间利用率为________________(2
分)
9-3钼有一种含氧酸根[MoxOy]z-(如右图所示),式中x、y、z都是正整数;
Mo的氧化态为+6,O呈-2。
[MoxOy]z-的化学式为________________(2分)
9-4如图所示为八钼酸的离子结构图,请写出它的化学式:
________________(2分)
9-5钼能形成六核簇合物,如一种含卤离子[Mo6Cl8]4+,6个Mo原子形成八面体骨架结构,氯原子以三桥基与与Mo原子相连。
则该离子中8个Cl离子的空间构型为________________(1分)
10、(8分)
天然水体中存在碳酸平衡,可用碱度等指标表示。
碱度=[HCO3]+2[CO32]+[OH][H+]。
在实际处理中,当pH在5-9范围内、碱度≥103mol·
L1或pH在6-8范围内、碱度≥104mol·
L1时,[OH],[H+]项可忽略不计。
现有一天然水体的pH为7.0,碱度为1.4mmol·
L1,
10-1求需加多少酸才能把水体的pH为7.0降低到6.0。
(H2CO3:
Ka1=4.45×
107,Ka2=4.69×
1011)。
10-2下图为用HCl滴定Na2CO3的滴定曲线。
若a点时溶液中占优势的型体为CO32,试指出以下各点占优势的型体。
(4分)
11、(7分)现有一明矾[KAl(SO4)2]的浓碱溶液试样,已知其中混有锌盐,无其他干扰金属离子,溶液均匀、透明、无色。
测定方法是:
准确称取试样mg,经小漏斗转移至250mL容量瓶中,稀释至刻度,摇匀。
吸取50.00mL于锥形瓶中,以酚酞作指示剂,用c1mol·
L1盐酸滴定至终点,消耗体积为V1mL。
于上述溶液中,滴加1mol·
L1盐酸至沉淀消失,再加入c2mol·
L1的EDTAV2mL,加入一小块刚果红试纸,用1:
1氨水或1mol·
L1盐酸调节至刚果红试纸变为紫红色,加入10mL六次甲基四胺溶液,加热煮沸3min,用流水冷至室温,加入3滴二甲酚橙指示剂,用c3mol·
L1醋酸锌标准溶液滴定至洋红色为终点。
消耗醋酸锌标准溶液V3mL,保留此溶液。
在上述滴定后的溶液中,加入2g氟化氨,加热煮沸3min,用流水冷至室温,重新调解滴定管零点,用c3mol·
消耗醋酸锌标准溶液V4mL。
回答下列问题:
11-1计算以NaOH[Mr(NaOH)=40.00]的质量分数表示的游离碱含量。
11-2计算以Al2O3[Mr(Al2O3)=101.96]的质量分数表示的铝含量。
11-3计算以ZnSO4·
7H2O[Mr(ZnSO4·
7H2O)=287.54]的质量分数表示的锌含量。
11-4实验
中,“加热煮沸3min,用流水冷至室温”,两者的作用是否相同?
解释其原因。
(1分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
共
满分
18
12
14
19
16
130
得分
sp3d2
dsp2
3C2
2V
h
i
C4
4C2
4V
S4
1-2依次增大。
NO2+中有两组34,NO2、NO2中只有一组34;
NO2中N造成其对电子对的吸引作用减弱。
先析出白色沉淀Hg2Cl2;
后白色沉淀变成黑色Hg。
H2[SnCl4]+2HgCl2=H2[SnCl6]+2Hg2Cl2;
H2[SnCl4]+Hg2Cl2=H2[SnCl6]+2Hg
2、2-1指出颜色变化的原因,并写出方程式。
[Co(H2O)6]2+(粉红色)+6NH3=[Co(NH3)6]2+(黄色)+6H2O
4[Co(NH3)6]2++O2+2H2O=4[Co(NH3)6]3+(橙黄色)+4OH
2-2正极:
4e+O2+2H2O=4OH
负极:
[Co(NH3)6]2+e=[Co(NH3)6]3+
原电池符号:
()Pt[Co(NH3)6]2+(c1),[Co(NH3)6]3+(c2)OH(c3)O2(P1),Pt(+)
2-3ө(+)=ө(O2/OH)=0.401V
ө()=ө([Co(NH3)6]3+/[Co(NH3)6]2+)=ө(Co3+/Co2+)+8.3145298.152.302585(96485.4)lg1.28105(1.601035)=0.059V
Eө=0.342V
Kө=1.331023。
2-4橙黄色溶液中的物质的量
n(NH3)=5.00mmol
n(NH4Cl)=5.00mmol
n(Co(NH3)6]3+)=5.00mmol
[OH]=1.80105,
[Co(NH3)6]3+]=0.0714,
[O2]=1.00,
则:
[Co(NH3)6]2+]=2.131012,[Co2+]=8.951012。
[Co3+]=3.361030。
3、
3-1N:
SP杂化两个π34(1’)
N:
SP2杂化π33
(1)
3-2因为
=(
-
)/T
对于NO
=90.25-86.57>
>
0,温度升高T
项会增大,有可能
<
则N2+O2=2NO反应自发
因此当内燃机燃料的燃烧时,只有NO可能直接生成(2’)
3-3.催化分解:
2NO2催化剂N2+2O2
催化还原:
6NO2+8NH3催化剂7N2+12H2O(以CH4为还原剂也可以)
碱液吸收:
NO2+NO+2NaOH(Na2CO3)=2NaNO2+H2O(CO2)
液相配合:
FeSO4+NO2=[Fe(NO)]SO4(任意两种均可)(2’)
3-4.
(1)O2-+NO+H+=HOONO
HOONO=NO2+OH(各1’)
(2)NO+铁(各1’)
4.
(1)
(2)
Ⅰ→Ⅱ反应的历程:
5.
答案:
6、
6-1.C、D、E、F、G、H、I、J的结构(每个1分,本问共8分):
6-2.(本问5分)
机理(2分):
(A)与(B)反应速率减小(计1分)
原因(2分):
在这个反应中,炔基碳负离子的形成决定反应速率大小(计1分);
因为对位的甲氧基具有给电子的共轭效应,使炔氢的酸性减弱,更不易形成炔基碳负离子,导致反应速率减小(计1分)
6-3.(本问4分)
催化剂(计1分);
最少1当量(计1分);
解释:
因为产生的F是酮,酮羰基能与AlCl3配位(计1分),需要消耗1当量的AlCl3(计1分)
6-4.16种(本问2分)
立方P
立方面心
八面体
Cu6;
Cs12;
Cl6
sp3d2
八面体配离子所属分子点群是什么?
Oh。
立方F阴离子作何种形式的堆积,ccp阳离子占据何种空隙四面体,八面体及占有率;
100%
AlF63-:
(0,0,0)(1/2,1/2,0)(1/2,0,1/2)(0,1/2,1/2)(1分);
Na+:
(1/4,1/4,1/4)(1/4,1/4,3/4)(1/4,3/4,1/4)(1/4,3/4,3/4)
(3/4,1/4,1/4)(3/4,1/4,3/4)(3/4,3/4,1/4)(3/4,3/4,3/4)
(1/2,1/2,1/2)(0,0,1/2)(0,1/2,0)(1/2,0,0).
780pm
9、
[Kr]4d55s1,指出它在元素周期表中的位置第五周期ⅥB族。
该晶体钼的密度为10.3g/cm3;
空间利用率为68.02%
[MoxOy]z-的化学式为[Mo7O24]6
[Mo8O26]4
则该离子中8个Cl离子的空间构型为立方体
碱度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]。
在实际处理中,当pH在5-9范围内、碱度≥10-3mol·
L-1或pH在6-8范围内、碱度≥10-4mol·
L-1时,[OH-],[H+]项可忽略不计。
L-1,
10-7,Ka2=4.69×
10-11)。
(酸度降低值就是应加入的酸量。
)0.873mmol·
L-1
若a点时溶液中占优势的型体为CO32-,试指出以下各点占优势的型体。
b:
[HCO3-]=[CO32-]c:
[HCO3-]
d:
[HCO3-]=[H2CO3]e:
[H2CO3]
11、
Al3+与EDTA络合和解离都很缓慢,需要加热。
两者作用都是为了使Al3+与EDTA络合完全。
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