中国化学会全国高中学生化学竞赛省级赛区.docx

1、中国化学会全国高中学生化学竞赛省级赛区中华人民共和国化学会全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题、原则答案及评分细则 题号1234567891011总分满分14541051114971110100评分通则：1.凡规定计算，没有计算过程，虽然成果对的也不得分。 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只规定1个答案、而给出各种答案，其中有错误，不得分。 5方程式不配平不得分。6不涉及在此原则答案0.5分题，可由评分组讨论决定与否给分。第1题 (14分) 1-1EDTA是乙二胺四乙酸英文名称缩写，市售试剂是其二水合二钠盐。（1）画出ED

2、TA二钠盐水溶液中浓度最高阴离子构造简式。 (2分)答或 得2分，质子必要在氮原子上。 （2） Ca(EDTA)2-溶液可用于静脉点滴以排除体内铅。写出这个排铅反映化学方程式（用Pb2+ 表达铅）。 Pb2+ + Ca(EDTA)2- = Ca 2+ + 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阴离子不但和Pb2+反映，也和体内Ca2+结合导致钙流失。 (答案和因素各0.5分，共 1分)1-2氨和三氧化硫反映得到一种晶体，熔点205oC，不含结晶水。晶体中分子有一种三重旋转轴，有极性。画

3、出这种分子构造式，标出正负极。 (2分) 硫氧键画成双键或画成SO，氮硫键画成NS，均不影响得分。构造式1分，正负号1分。答H3NSO3、H3N-SO3等不得分。对的标出了正负号，如+H3NSO3-、+H3N-SO3-得1分。其她符合题设条件（有三重轴，有极性）构造，未对的标出正负极，得1分，对的标出正负极，得2分。1-3 Na2Fe(CN)5(NO)磁矩为零，给出铁原子氧化态。Na2Fe(CN)5(NO)是鉴定S2-试剂，两者反映得到紫色溶液，写出鉴定反映离子方程式。Fe(II) 答II 或+2也可 (2分) Fe(CN)5(NO)2-+S2- = Fe(CN)5(NOS)4- 配合物电荷错

4、误不得分 (1分)1-4 CaSO4 2H2O微溶于水，但在HNO3 ( 1 mol L-1)、HClO4 ( 1 mol L-1)中可溶。写出可以解释CaSO4在酸中溶解反映方程式。CaSO4 + H+ = Ca2+ + HSO4- (1分)写成 2CaSO4 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + Ca(HSO4)2 也得分。高氯酸同。 答案若生成H2SO4 不得分。1-5取质量相等2份PbSO4 (难溶物)粉末，分别加入HNO3 ( 3 mol L-1) 和HClO4 ( 3 mol L-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HNO

5、3中溶解因素。Pb2+与NO3-形成络离子(配离子或配合物)。 (1分) 写方程式也可，如PbSO4 + H+ + NO3- = HSO4- + Pb(NO3)+。若将络离子(配离子或配合物)写成Pb(NO3)2或Pb(NO3)3-也得分，但方程式须配平。1-6X和Y在周期表中相邻。CaCO3与X单质高温反映，生成化合物B和一种气态氧化物；B与Y单质反映生成化合物C和X单质；B水解生成D；C水解生成E，E水解生成尿素。拟定B、C、D、E、X和Y。 B：CaC2 C：CaCN2 D：C2H2 或Ca(OH) 2 E：NH2CN C(NH)2也可 X：C Y：N (各0.5分，共3分)第2题 (5

6、分) 化合物X是产量大、应用广二元化合物，大量用作漂白剂、饮水解决剂、消毒剂等。年产量达300万吨氯酸钠是生产X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映。2-1 写出X分子式和共轭键（）。 ClO2 (各1分，共2分)2-2 分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产X反映方程式。 2ClO3- + H2C2O4 + 2H+ = 2ClO2 + 2CO2 + 2H2O (1分) 或 2NaClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = 2ClO2 + 2C

7、O2 + Na2SO4 + 2H2O 2NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 + 2NaCl (1分) NaClO2是固体，写成ClO2-，不得分。2-3 写出上述X歧化反映化学方程式。 2ClO2 + 2NaOH = NaClO2 + NaClO3 + H2O (1分)或 2ClO2 + 2OH- = ClO2- + ClO3- + H2O第3题 (4分) 甲醛是一种重要化工产品，可运用甲醇脱氢制备，反映式如下： CH3OH(g) CH2O(g) + H2(g) = 84.2 kJ mol-1 (1)向体系中通入空气，通过如下反映提供反映(1) 所需热量： H2(g) + O2(g) H

8、2O(g) =241.8 kJ mol-1 (2)要使反映温度维持在700C，计算进料中甲醇与空气摩尔数之比。已知空气中氧气体积分数为0.20。要使反映维持在一定温度持续进行，应保证反映(2)放出热量正好被反映(1) 所有运用，则： 甲醇与氧气摩尔比为：n(CH3OH) ：n (O2) = (2 241.8) / 84.2 = 5.74 (2分) 甲醇与空气摩尔比为：n(CH3OH) ：n (空气) = 5.74 / 5 = 1.1 (2分)答成1.15或1.148得1.5分。答（写）成1 ：0.87也得2分。 考虑到实际状况，将上式等号写成不大于或不大于等于，得2分。算式合理，成果错误，只得

9、1分。只有成果没有计算过程不得分。 第4题 (10分) (CN)2被称为拟卤素，它阴离子CN- 作为配体形成配合物有重要用途。4-1 HgCl2 和Hg(CN)2反映可制得 (CN)2，写出反映方程式。 HgCl2 + Hg(CN)2 = Hg2Cl2 + (CN)2 (1分) 4-2 画出CN-、(CN)2路易斯构造式。 (各1分，共2分) 短线画成电子对同样得分；不画孤对电子不得分。4-3 写出(CN)2 (g) 在O2 (g) 中燃烧反映方程式。 (CN)2(g) + 2O2(g) = 2CO2(g) + N2(g) (1分) 不标物态也可。4-4 298 K下，(CN)2 (g) 原则

10、摩尔燃烧热为 -1095 kJ mol-1，C2H2 (g) 原则摩尔燃烧热为 -1300 kJ mol-1，C2H2 (g) 原则摩尔生成焓为227 kJ mol-1，H2O (l) 原则摩尔生成焓为 -286 kJ mol-1，计算 (CN)2 (g) 原则摩尔生成焓。 (CN)2(g) + 2O2(g) = 2CO2(g) + N2(g) 2fHm (CO2) -fHm (CN)2 = -1095 kJ mol-1 2fHm (CO2) = -1095 kJ mol-1 +fHm (CN)2 C2H2(g) + 2.5O2(g) = 2CO2(g) + H2O(l) 2fHm (CO2)

11、 +fHm (H2O) - fHm (C2H2) = -1300 kJ mol-1 2fHm (CO2) = -1300 kJ mol-1 + 286kJ mol-1 + 227 kJ mol-1 fHm (CN)2 = 1095 kJ mol-1 - 1300 kJ mol-1 + 286kJ mol-1 + 227 kJ mol-1 = 308 kJ mol-1 (2分) 计算过程对的计算成果错误只得1分。没有计算过程不得分。 fHm (CN)2 = 1095 - 1300 + 286 + 227 = 308（kJ mol-1）也可以。 但不加括号只得1.5分。 4-5 (CN)2在300

12、500 oC形成具备一维双链构造聚合物，画出该聚合物构造。 或 (2分)画成 也得2分。 但画成 只得1分。4-6 电镀厂向含氰化物电镀废液中加入漂白粉以消除有毒CN-，写出化学方程式（漂白粉用ClO-表达）。 2CN- + 5ClO- + H2O = 2HCO3- + N2 + 5Cl- (2分)产物中写成CO32-, 只要配平，也得2分。 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。它形成于冷海水中，温度达到8oC即分解为方解石和水。1994年文献指出：该矿物晶体中Ca2+ 离子被氧原子包围，其中2个氧原子来自同一种碳酸根离子，别的6个氧原子来自6个水

13、分子。它单斜晶胞参数为：a = 887 pm，b = 823 pm，c = 1102 pm， = 110.2，密度d = 1.83 g cm-3，Z = 4。5-1 通过计算得出这种晶体化学式。 ikaite晶胞体积：V = abc sin = (8.87 8.23 11.02 10-24 cm3) sin110.2 = 7.55 10-22 cm3 （0.5分）设晶胞中具有n个水分子，晶胞质量：m = 4 (100 + 18 n) / NA (g) （0.5分） 晶体密度：d = m/V = 4 (100 + 18 n) / ( 6.02 1023 7.55 10-22)（g cm-3）=

14、1.83 g cm-3 100 + 18 n = 208 n = 6 (0.5分)该晶体化学式为 CaCO3 6H2O (0.5分)算出6个水分子，未写化学式，得1.5分。5-2 研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大情形，并与冰及钙离子配位数也是8二水合石膏晶体(gypsum)作了对比，成果如下图所示（纵坐标为相对体积）：为什么选用冰和二水合石膏作对比？实验成果阐明什么？ Ikaite在冷水中形成，并且具有大量结晶水，分解温度又接近冰熔点，也许与冰构造有相似性，故选用冰作参比物； (0.5分)石膏是带结晶水钙含氧酸盐，并且钙配位数也是8，也许与ikaite构造相似，故选用石膏作参比物。 (0

15、.5分)实验成果阐明ikaite构造跟冰相似。 (1分) 实验成果，阐明含水摩尔分数越大膨胀越大，可以得0.5分。 5-3 这种晶体属于哪种类型晶体？简述理由。 分子晶体。 (0.5分) 答混合型晶体不得分。 晶体分解温度接近冰熔点，体积随温度变化趋势也接近冰，可以为晶体中化学微粒是CaCO3 6H2O，它们以分子间作用力（氢键和范德华力）构成晶体。(0.5分)第6题 (11分) 在900oC空气中合成出一种含镧、钙和锰 (摩尔比2 ：2 ：1) 复合氧化物，其中锰也许以 +2、+3、+4 或者混合价态存在。为拟定该复合氧化物化学式，进行如下分析：6-1 精确移取25.00 mL 0.0530

16、1 mol L-1草酸钠水溶液，放入锥形瓶中，加入25 mL蒸馏水和5 mL 6 mol L-1HNO3溶液，微热至6070oC，用KMnO4溶液滴定，消耗27.75 mL。写出滴定过程发生反映方程式；计算KMnO4溶液浓度。 2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ = 2Mn2+ + 10CO2 + 8H2O (1分)KMnO4溶液浓度：(2/5) 0.05301 25.00 / 27.75 = 0.01910 （mol L-1） (1分)反映方程式反映物C2O42-写H2C2O4，只要配平，也得1分。下同。6-2 精确称取0.4460 g复合氧化物样品，放入锥形瓶中，加25.00

17、mL上述草酸钠溶液和30 mL 6 mol L-1 HNO3溶液，在6070oC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10.02 mL。依照实验成果推算复合氧化物中锰价态，给出该复合氧化物化学式，写出样品溶解过程反映方程式。已知La原子量为138.9。依照：化合物中金属离子摩尔比为 La ：Ca ：Mn = 2 ：2 ：1，镧和钙氧化态分别为+3和+2，锰氧化态为 +2 +4，初步判断复合氧化物化学式为La2Ca2MnO6+x，其中 x = 01。 (1分)滴定状况：加入C2O42-总量：25.00 mL 0.05301 mol L-1 = 1.3253 mmo

18、l (0.5分)样品溶解后，滴定消耗高锰酸钾：10.02 mL 0.01910 mol L-1 = 0.1914 mmol (0.5分)样品溶解后剩余C2O42-量： 0.1914 mmol 5/2 = 0.4785 mmol (0.5分)样品溶解过程所消耗C2O42-量：1.3253 mmol - 0.4785 mmol = 0.8468 mmol (0.5分)若将以上过程合并，推论合理，成果对的，也得2分。在溶样过程中，C2O42-变为CO2给出电子： 2 0.8468 mmol = 1.694 mmol (0.5分)有两种求解x办法：（1）方程法：复合氧化物(La2Ca2MnO6+x)样

19、品物质量为： 0.4460 g / (508.9 + 16.0 x) g mol-1 (0.5分)La2Ca2MnO6+x中，锰价态为：2 (6+x) -2 3 -22 = (2+2x) (1分) 溶样过程中锰价态变化为： (2+2 x - 2) = 2 x (0.5分)锰得电子数与C2O42-给电子数相等：2 x 0.4460 g / (508.9 + 16.0 x) g mol-1 = 2 0.8468 10-3 mol (1分) x = 1.012 1 (0.5分)如果将以上环节合并，推导合理，成果对的，也得3.5分；如果将以上环节合并，推导合理但成果错误，得2分；推导错误，即便成果吻合

20、，也不得分。（2）尝试法由于溶样过程消耗了相称量C2O42-，可见锰价态必定不会是+2价。若设锰价态为+3价，相应氧化物化学式为La2Ca2MnO6.5，此化学式式量为516.9 g mol-1，称取样品物质量为：0.4460 g / (516.9 g mol-1) = 8.628 10-4 mol (0.5分)在溶样过程中锰价态变化为 1.689 10-3 mol / (8. 628 10-4 mol) = 1.96 (0. 5分) 锰在复合氧化物中价态为： 2 + 1.96 = 3.96 (0. 5分) 3.96与3差别很大，+3价假设不成立； (0.5分)而成果提示Mn更接近于+4价。

21、(0.5分)若设Mn为+4价，相应氧化物化学式为La2Ca2MnO7，此化学式式量为524.9 g mol-1。锰在复合氧化物中价态为：2 + 2 0.8468 10-3 / (0.4460 / 524.9) = 3.99 4 (0.5分)假设与成果吻合，可见在复合氧化物中，Mn为+4价。 (0.5分)如果将以上环节合并，推导合理，成果对的，也得3.5分；如果将以上环节合并，推导合理但成果错误，得2分；推导错误，即便成果吻合，也不得分。该复合氧化物化学式为La2Ca2MnO7 (1分)溶样过程反映方程式为： La2Ca2MnO7 + C2O42- + 14H+ = 2La3+ + 2Ca2+

22、+ Mn2+ + 2CO2 + 7H2O (1分) 未经计算得出La2Ca2MnO7，方程式对的，只得方程式1分。第7题 (14分) AX4四周体 (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用。四周体T1按下图所示方式相连可形成一系列“超四周体”（T2、T3）：7-1上图中T1、T2和T3化学式分别为AX4、A4X10和A10X20，推出超四周体T4化学式。T4超四周体化学式为A20X35 (1分)7-2 分别指出超四周体T3、T4中各有几种环境不同X原子，每种X原子各连接几种A原子？在上述两种超四周体中每种X原子数目各是多少？ T3超四周体中，有3种不同环境X原子

23、。(1分)其中4个X原子在顶点上，所连接A原子数为1；(0.5分)12个X原子在超四周体边上，所连接A原子数为2；(0.5分)4个原子在超四周体面上，所连接A原子数为3。(1分) (共3分) T4超四周体中有5种不同环境X原子。 （2分） 其中4个X原子在顶点上，所连接A原子数为1； (0.5分) 12个X原子在超四周体边上但不在边中心，所连接A原子数为2； (0.5分)6个X原子在超四周体边中心，所连接A原子数为2； (0.5分)12个原子在超四周体面上，所连接A原子数为3； (0.5分)1个在超四周体中心，所连接A原子数为4。 (1分) （共5分） 7-3若分别以T1、T2、T3、T4为构

24、造单元共顶点相连（顶点X原子只连接两个A原子），形成无限三维构造，分别写出所得三维骨架化学式。化学式分别为 AX2， A4X8， A10X18， A20X33。 (每式0.5分，共2分) 答分别为 AX2， AX2， A5X9， A20X33也可。7-4 欲使上述T3超四周体连接所得三维骨架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骨架化学式（各给出一种，构造单元中离子数成简朴整数比）。A10X184+ 只能是Ge10S184+； (1分)A10X18可以是Zn2Ge8S18，In2ZnGe7S18，In4Ge6S18； (1分)只要

25、答出其中一种，得1分； A10X184-可以是Zn4Ge6S184-，In8Ge2S184-，In6ZnGe3S184-，In4Zn2Ge4S184-，In2Zn3Ge5S184-； (1分)只要答出其中一种，得1分。第8题 (9分) 由烷基镁热分解制得镁氢化物。实验测定，该氢化物中氢质量分数为7.6%，氢密度为0.101 g cm-3，镁和氢核间距为194.8 pm。已知氢原子共价半径为37pm，Mg2+ 离子半径为72 pm。8-1 写出该氢化物中氢存在形式，并简述理由。 H- (1分)镁-氢间距离为194.8 pm，Mg2+离子半径为72 pm，则氢半径为194.8 pm72 pm 12

26、3 pm。此值远不不大于氢原子共价半径，这阐明H原子以H- 离子形式存在。(1分)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化合物。X-射线衍射分析表白，该化合物立方晶胞面心和顶点均被镍原子占据，所有镁原子配位数都相等。推断镁原子在Mg2NiH4晶胞中位置(写出推理过程)。 Mg原子与Ni原子数之比为2 ：1，故每个晶胞中含8个镁原子。所有镁原子配位数相等，它们只能填入由镍原子形成四周体空隙。 (3分)镁原子位置用下列坐标参数表达也得3分：1/4，1/4，1/4； 1/4，1/4，3/4； 3/4，3/4，1/4； 3/4，3/4，3/4；1/4，3/4

27、，1/4； 1/4，3/4，3/4； 3/4，1/4，1/4； 3/4，1/4，3/4。 坐标错一组，扣0.5分，不得负分。其她答案不得分。8-3 实验测定，上述Mg2NiH4晶体晶胞参数为646.5 pm，计算该晶体中镁和镍核间距。已知镁和镍原子半径分别为159.9 pm和124.6 pm。 镁镍间距离为 (2分)算式及答案皆对的（涉及单位）得2分； 算式对但成果错；只得1分；成果中数对但单位错，得1.5分。用原子半径相加计算镁-镍间距离，不得分。8-4 若以材料中氢密度与液态氢密度之比定义储氢材料储氢能力，计算Mg2NiH4储氢能力（假定氢可所有放出；液氢密度为0.0708 g cm-3）

28、。储氢能力晶体密度氢质量分数液氢密度 (2分) = 1.40= 1.4 算法及成果皆对的得2分；算法（式）对的但成果错得1分；无过程不得分。只有成果但无算式，不得分。氢原子量取1不取1.008，算出成果1.39，只得1.5分。第9题 (7分) 化合物A、B和C互为同分异构体。它们元素分析数据为：碳 92.3%，氢 7.7%。1 mol A在氧气中充分燃烧产生179.2 L二氧化碳（原则状况）。A是芳香化合物，分子中所有原子共平面；B是具备两个支链链状化合物，分子中只有两种不同化学环境氢原子，偶极矩等于零；C是烷烃，分子中碳原子化学环境完全相似。9-1 写出A、B和C分子式。C8H8 (1分)

29、其她答案不得分。9-2 画出A、B和C构造简式。A构造简式： 或 (2分)写成或键线式也得分；苯环画成也可，其她答案不得分。 B构造简式： (2分)写成键线式也得分；其她答案不得分。 C构造简式： (2分)写成， 或写成键线式，其她答案不得分。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，其中氧含量为23.5%。实验表白：化合物A、B、C和D均是一取代芳香化合物，其中A、C和D芳环侧链上只含一种官能团。4个化合物在碱性条件下可以进行如下反映： 10-1 写出A、B、C和D分子式。 C8H8O2 (1分)10-2 画出A、B、C和D构造简式。A构

30、造简式： 或 (1分)若写成C6H5COOCH3也得分。 B构造简式： 或 (1分)若写成C6H5CH2OCHO也得分。C构造简式： 或 (1分)若写成C6H5OCOCH3也得分。D构造简式： 或 (1分)若写成C6H5CH2COOH也得分。10-3 A和D分别与NaOH溶液发生了哪类反映？A与NaOH溶液发生了酯碱性水解反映。 (0.5分)答碱性水解反映、酯水解反映或水解反映、皂化、取代反映也得0.5分。D与NaOH溶液发生了酸碱中和反映。 (0.5分)答酸碱反映或中和反映也得0.5分；其她答案不得分。10-4 写出H分子中官能团名称。醛基和羧基。 各0.5分 (共1分)10-5 既有如下溶液：HCl、HNO3、NH3 H2O、NaOH、NaHCO3、饱和Br2水、FeCl3和NH4Cl。从中选取适当试剂，设计一种实验方案，鉴别E、G和I。由题目给出信息可推出：E是苯甲酸，G是苯甲醇，I是苯酚。依照所给试剂，可采用如下方案鉴定。方案1：