中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛.docx
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中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛
中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷
中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷
（2010年9月12日）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
总分
满分
15
5
7
8
11
8
13
6
11
7
9
100
得分
阅卷人
签名
l 竞赛时间3小时。
迟到超过半小时者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。
l 试卷装订成册，不得拆散。
所有解答必须写在指定的位置，用铅笔解答无效（包括作图）。
草稿纸在最后一页。
不得将任何纸张带入考场。
l 凡要求计算者，须给出计算过程，没有计算过程无效。
l 姓名、报名号和所属学校等必须写在首页左侧指定位置，写于其他地方者按废卷论处。
l 用涂改液涂改的解答无效。
l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
气体常数R＝8.31447JK-1mol-1 法拉第常数F＝96485Cmol-1 阿佛加德罗常数NA＝6.022142×1023mol-1
第1题（15分）
1-12009年10月合成了第117号元素，从此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）。
1-2写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：
[（C6H5）IF5]-
（C6H5）2Xe
[I（C6H5）2]+
1-3一氯一溴二（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。
第2题（5分） 最近我国有人报道，将0.1molL-1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1molL-1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。
2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φӨ（Cu2+/Cu）和φӨ（S/S2-）分别为0.345V和-0.476V，nFEӨ＝RTlnK，ＥӨ表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。
计算25oC下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。
2-2金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？
2-3该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。
现设pH=6，写出反应的离子方程式。
2-4请对此实验结果作一简短评论。
第3题（7分）早在19世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到了碳化硼。
它是迄今已知的除金刚石和氮化硼外最硬的固体。
1930年确定了它的理想化学式。
左下图是2007年发表的一篇研究论文给出的碳化硼晶胞简图。
第4题（8分）
4-1分别将O2、KO2、BaO2和O2[AsF6]填入与O—O键长相对应的空格中。
O—O键长
112pm
121pm
128pm
149pm
化学式
4-2在配合物A和B中，O2为配体与中心金属离子配位。
A的化学式为[Co2O2（NH3）10]4+，其O—O的键长为147pm；B的化学式为Co（bzacen）PyO2，其O—O的键长为126pm，Py是吡啶（C5H5N），bzacen是四齿配体[C6H5−C（O-）=CH−C（CH3）=NCH2−]2。
B具有室温吸氧，加热脱氧的功能，可作为人工载氧体。
画出A和B的结构简图（图中必须明确表明O—O与金属离子间的空间关系），并分别指出A和B中Co的氧化态。
配合物
A
B
结构简图
Co的氧化态
第5题（11分）把红热的玻棒插入橙红色固体A中，A受热后喷射出灰绿色粉末B和无色无味气体C。
镁在C中加热生成灰色固体D。
B在过量的NaOH溶液中加热溶解，得到绿色溶液E。
将适量H2O2加入E中，加热，得到黄色溶液F。
F酸化后变为橙色溶液G。
向G中加入Pb（NO3）2溶液，得到黄色沉淀H。
5-1写出A、B、C、D、E、F、G和H的化学式。
A
B
C
D
E
F
G
H
5-2写出由E转变为F，F转变为G，G转变为H的离子方程式。
E转变为F
F转变为G
G转变为H
5-3A中的金属元素M可以形成MO2和ZnM2O4,它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。
分别写出MO2和ZnM2O4中M的价电子组态。
5-4A中的金属元素M可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子，按照18电子规则画出Na2[M2（CO）10]的阴离子结构，指出M的氧化态。
第6题（8分）在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。
Q为一种易溶于水的白色固体。
Q的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X。
X为无色小片状透明晶体。
X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E。
E在空气中点燃呈现绿色火焰。
E和NaH反应得到易溶于水的白色固态化合物Z（分子量37.83）。
6-1写出由Q得到X的离子方程式。
6-2写出X在水中的电离方程式。
6-3写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式。
6-4写出E燃烧反应的化学方程式。
6-5写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式。
6-6 Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关，pH越大越稳定。
为什么？
6-7近年来，用Z和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。
该电池放电时，每摩尔Z释放8摩尔电子，标准电动势大于2V。
写出这种电池放电反应的离子方程式。
第7题（13分）分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。
人工合成的分子筛有几十种，皆为骨架型结构，其中最常用的是A型、X型、Y型和丝光沸石型分子筛，化学组成可表示为Mm[AlpSiqOn（p+q）]·xH2O。
7-1 Si4+、Al3+和O2-的离子半径分别为41pm、50pm和140pm，通过计算说明在水合铝硅酸盐晶体中Si4+和Al3+各占据由氧构成的何种类型的多面体空隙。
Si4+
Al3+
7-2上述化学式中的n等于多少？
说明理由。
若M为2价离子，写出m与p的关系式。
7-3 X光衍射测得Si-O键键长为160pm。
此数据说明什么？
如何理解？
7-4说明以下事实的原因：
① 硅铝比（有时用SiO2/Al2O3表示）越高，分子筛越稳定；②最小硅铝比不小于1。
7-5人工合成的A型分子筛钠盐，属于立方晶系，正当晶胞参数a＝2464pm，晶胞组成为Na96[Al96Si96O384]·xH2O。
将811.5克该分子筛在1.01325×105Pa、700oC加热6小时将结晶水完全除去，得到798.6升水蒸气（视为理想气体）。
计算该分子筛的密度D。
第8题（6分）在25℃和101.325kPa下，向电解池通入0.04193A的恒定电流，阴极（Pt，0.1molL-1HNO3）放出氢气，阳极（Cu，0.1molL-1NaCl）得到Cu2+。
用0.05115molL-1的EDTA标准溶液滴定产生的Cu2+，消耗了53.12mL。
8-1计算从阴极放出的氢气的体积。
8-2计算电解所需的时间（以小时为单位）。
第9题（11分）
9-1画出下列转换中A、B、C和D的结构简式（不要求标出手性）。
A
B
C
D
9-2画出下列两个转换中产物1、2和3的结构简式，并简述在相同条件下反应，对羟基苯甲醛只得到一种产物，而间羟基苯甲醛却得到两种产物的原因。
原因：
第10题（7分）灰黄霉素是一种抗真菌药，可由A和B在三级丁醇钾/三级丁醇体系中合成，反应式如下：
10-1在下面灰黄霉素结构式中标出不对称碳原子的构型。
10-2写出所有符合下列两个条件的B的同分异构体的结构简式：
① 苯环上只有两种化学环境不同的氢；②分子中只有一种官能团。
B的同分异构体：
10-3写出由A和B生成灰黄霉素的反应名称。
第11题（9分）化合物A由碳、氢、氧三种元素组成，分子量72，碳的质量分数大于60%。
A分子中的碳原子均为sp3杂化。
A与2-苯基乙基溴化镁在适当条件下反应后经水解生成B。
B在质子酸的催化作用下生成C。
经测定B分子只含1个不对称碳原子，其构型为R。
请根据上述信息回答下列问题：
11-1写出A的分子式。
11-2画出A、B和C的结构简式（列出所有可能的答案）。
A
B
C
11-3 简述由手性化合物B合成C时手性能否被保留下来的理由。
郑重声明；本试题及答案的版权属中国化学会所有，不经中国化学会化学竞赛负责人授权，任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利，违者必究。
本试卷和答案将分别于2010年9月12和15日12:
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