高中化学竞赛模拟考试四解析版.docx

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2017年高中化学竞赛模拟考试四试题（11.9）

分值：

100分时量：

150min姓名___________计分________

第一题（9分）写出下列化学反应的方程式

1-1Fe（OH）2在常温无氧条件下转化为Fe3O4。

1-2将KCN加入到过量的CuSO4水溶液中（已知CN-）。

1-3在碱性溶液中，Cr2O3和K3Fe（CN）6反应。

1-4加热时，三氧化二锰与一氧化碳反应产生四氧化三锰。

1-5将NaNO3粉末小心加到熔融的NaNH2中，生成NaN3（没有水生成）。

1-6在碱性条件下，Zn（CN）42-和甲醛反应。

第一题（9分）

1-13Fe（OH）2＝Fe3O4＋H2＋2H2O1.5分

1-24CN-＋2Cu2+＝2CuCN＋（CN）21.5分

1-3Cr2O3＋6Fe（CN）63-＋10OH-＝2CrO42-＋6Fe（CN）64-＋5H2O1.5分

1-43Mn2O3＋CO＝2Mn3O4＋CO21.5分

1-5NaNO3＋3NaNH2＝NaN3＋NH3＋3NaOH1.5分

1-6Zn（CN）42-＋4H2CO＋4H2O＝4HOCH2CN＋Zn（OH）42-1.5分

第二题（12分）

2-1.第117号元素的合成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α衰变得到270Db后发生裂变；5个原子则经q次α衰变得到281Rg后发生裂变。

用元素周期表上的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）。

（中子用表示，α粒子用表示）

2-1．

每式0.5分，画箭头也得1分。

两式合并为也得满分。

（1分）

2-2写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：

（3分）

[（C6H5）IF5]-

（C6H5）2Xe

[I（C6H5）2]+

sp3d3（1分）

其他答案不得分。

sp3d（1分）

其他答案不得分。

sp3（1分）

其他答案不得分。

2-3.Bi2Cl82-离子中铋原子的配位数为5，配体呈四角锥型分布，画出该离子的结构并指出Bi原子的杂化轨道类型。

Bi2Cl82-的结构：

或或2分

杂化轨道类型：

sp3d21分

2-4.一氯一溴二（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。

每式1分。

正确画出5个几何异构体，未画对映体但指明都有对映异构体，各得0.5分。

（5分）

第三题（10分）

3-1．右图表达方解石的晶体结构：

图中的平行六面体是不是方解石的一个晶胞？

简述理由。

3-2.文献中常用下图表达六方晶体氟磷灰石的晶体结构：

该图是c轴投影图，位于图中心的球是氟，大球是钙，四面体是磷酸根（氧原子未画出）。

试以此图为基础用粗线画出氟磷灰石晶胞的c轴投影图，设晶胞顶角为氟原子，其他原子可不补全。

3-3.某晶体的晶胞参数为：

a=250.4pm,c=666.1pm，γ=120o；原子A的原子坐

标为0，0，1/2和1/3，2/3，0，原子B的原子坐标为1/3，2/3，1/2和0，0，0。

（1）试画出该晶体的晶胞透视图（设晶胞底面即ab面垂直于纸面，A原子用“○”表示，B原子用“●”表示）。

或

（2分）

（2）计算上述晶体中A和B两原子间的最小核间距d（AB）。

d（AB）=250.4pm´0.5¸cos30o=144.6pm

只要有计算过程，得出正确的核间距（2分）

（3）共价晶体的导热是共价键的振动传递的。

实验证实，该晶体垂直于c轴的导热性比平行于c轴的导热性高20倍。

用上述计算结果说明该晶体的结构与导热性的关系。

因为该晶体的c=666.1pm,是AB最短核间距的4.6倍，其间不可能有共价键，只有范德华力，该晶体属层状晶体，难以通过由共价键振动传热。

（2分）

第三题（10分）

3-1.不是。

（1分）晶体的平移性决定了晶胞的8个顶角必须相同，平行棱的结构必须相同，平行面的结构必须相同，而该平行六面体平行棱上的碳酸根离子的取向

是不同的。

（1分）

3-2．（2分）

3-3.

（1）

或（2分）

（2）d（AB）=250.4pm´0.5¸cos30o=144.6pm

只要有计算过程，得出正确的核间距（2分）

（3）因为该晶体的c=666.1pm,是AB最短核间距的4.6倍，其间不可能有共价键，只有范德华力，该晶体属层状晶体，难以通过由共价键振动传热。

（2分）

第四题（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℃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℃时D释放氢气，转变为化合物E、E有多种晶型。

4—1.写出A、B、C、D、E的化学式。

4—2.化合物A转变为E各步释放的氢氢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。

4—1.写出A、B、C、D、E的化学式。

A．H3B:

NH3（或BNH6）B．H2B=NH2（或BNH4）

C．[H2B—NH2]D．B3N3H6E．BN（5分）

4—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？

A→B2.016/30.87=6.531%（或0.06531）

B→C2.016/28.85=6.988%（或0.06988）

D→E6.048/26.84=24.14%（或0.2414）

A→E6.048/30.87=19.59%（或0.1959）（2分）

4—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。

3CH4+2（HBNH）3+6H2O=3CO2+6H3BNH3（2分）

第五题（8分）设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是当今最富有挑战性的课题之一。

最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。

回答如下问题：

5-1以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：

_________________.

5-2这个电池的正极发生的反应是：

__________________________

负极发生的反应是：

____________________

固体电解质里的O2－的移动方向是：

______________

向外电路释放电子的电极是：

____________________

5-3人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：

____________

5-4你认为在ZrO2晶体里掺杂Y2O3用Y3＋代替晶体里部分的Zr4＋对提高固体电解质的导电能力会起什么作用？

其可能的原因是什么？

答：

___________________________________________________

5-5汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生_________堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。

第五题（8分）

5-12C4H10＋13O2＝8CO2＋10H2O（1分）

（必须配平；所有系数除2等方程式均应按正确论）

5-2O2＋4e－＝2O2–（1分）

C4H10＋13O2––26e－＝4CO2＋5H2O（1分）

向负极移动；（1分；答向阳极移动或向通入汽油蒸气的电极移动也得满分）

负极。

（1分；答阳极或通入汽油蒸气的电极也得满分）

5-3燃料电池具有较高的能量利用率。

（1分）（答内燃机能量利用率较低也满分；用热力学第二定律解释等，得分相同。

）

5-4为维持电荷平衡,晶体中的O2–将减少（或导致O2–缺陷）从而使O2–得以在电场作用下向负极（阳极）移动。

（1分）

（表述不限，要点是：

掺杂晶体中的O2–比纯ZrO2晶体的少。

）

5-5碳（或炭粒等）（1分）

第六题（9分）

6－1.1摩尔高锰酸钾在240－300oC加热释放出19.2g氧气，写出反应方程式。

（已知K2MnO4640oC分解，K3MnO4800oC分解。

）

6-1.5KMnO4=K2MnO4+K3MnO4+3MnO2+3O2（2分）

6－2.咖啡因对中枢神经有兴奋作用，其结构式如下。

常温下，咖啡因在水中的溶解度为2g/100gH2O，加适量水杨酸钠[C6H4（OH）（COONa）]，由于形成氢键而增大咖啡因的溶解度。

请在附图上添加水杨酸钠与咖啡因形成的氢键。

6-2.（2分）（不要求氢键的键角和方向，

但要求画在有孤对电子的氮原子上。

）

6－3（2分）阿司匹林结构式如下，难溶于水。

若和适量柠檬酸三钠混合，即可增大溶解度。

解释原因。

6-3.阿司匹林中的羧酸和柠檬酸根反应形成阿司匹林的钠盐。

（2分）

（若写方程式表达得分相同，但必须配平。

）

6-3.（3分）氯仿在苯中的溶解度明显比1,1,1-三氯乙烷的大，请给出一种可能的原因（含图示）。

6-4. （2分）CHCl3的氢原子与苯环的共軛电子形成氢键。

（1分）

（若只写“氢键”给1分。

）

第七题（10分）新药麦米诺的合成路线如下：

7-1.确定B、C、D的结构式（填入方框）。

7-2.给出B和C的系统命名：

B为_________；C为：

_________。

7-4.CH3SH在常温常