第22届全国高中学生化学竞赛试题精校附评分标准.docx
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第22届全国高中学生化学竞赛试题精校附评分标准
2008年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题
2008年9月18日
题号
1
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总分
满分
14
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11
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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）+½O2（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）。
2008年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题
标准答案及评分细则
2008年9月18日
题号
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总分
满分
14
5
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10
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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）
1-3EDTA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。
（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分）
答
或
得2分，质子必须在氮原子上。
（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）。
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？
为什么？
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
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