化学竞赛胡波题

2005年全国化学竞赛初赛模拟试卷（05）

（时间：3小时 满分：100分）

题 号 1 4 2 5 3 4 4 6 5 4 6 12 7 9 8 6 9 8 10 12 11 7 12 12 13 11 满 分 H He 相对原子质量 1.008 4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La－Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Ac－ [223] [226] La Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds 第一题（4分）

1．当纯的50Cr原子核受到α粒子的轰击时，发生两种反应，其产物粒子中有中子和氘核。写出通过核反应生成新核素的符号。

2．一碱土金属元素具有放射性，它和它的子元素通过连续地释放出三个α粒子而衰变，则最终的产物属于哪一族？

第二题（5分）

1．在轨道上飞行的宇宙飞船中，宇航员溅出了的几滴饮料，每个液滴的几何形状最可能是什么样子的？试解释之。

2．当从接近过冷的液体中移走热量时，液体温度会降到冰点以下，然后突然上升。温度突然上升的热源是什么？

第三题（4分）

IF3分子能够稳定存在。

1．指出中心原子的杂化类型和分子构型

2．说明为什么可能具有同样电子和分子结构的I4分子并不存在。

第四题（6分）

1．CsCl晶体构型可以稳定存在的必要条件是正离子的半径足够大，以防止相邻的8个负

＋－

离子相互接触。为了防止它们的接触，r/r的最小值是多少？

2．如果CsCl晶体的密度是3.988g/cm3，计算晶胞中单个CsCl离子对占有的有效体积。（NA

－

＝6.022×1023mol1）

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第五题（4分）

当把含有K2SO4和Al2(SO4)3的溶液蒸发结晶后得到成八面体的KAl(SO4)2·12H2O晶体。试说出一种能够验证其是配位化合物还是复盐的具体实验方法，并指出当分别为配位化合物或复盐时的情况。

第六题（12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 N2O NO N2O3 热力学函数 NO2 33.18 51.30 N2O4 9.16 97.82 ?fHm（kJ·mol－1） ?fGm（kJ·mol－1） ??82.0 104.2 90.25 86.57 83.72 139.41 上述数据在标准状况下测得

1．画出N2O、NO2的分子结构。

??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?fHm和?Sm不随温度变化）。 3．请根据所学的知识，提出治理氮氧化物的两种可能途径，写出反应方程式。

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的金属离子（ ）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。

第七题（9分）

二元化合物X（ABn型），具有强氧化性性。X与NH3反应，得到两种单质气体和一种盐，其中该混合气体的平均摩尔质量为69.85g/mol；0.224L（折算为标准状况下）X与足量KI溶液反应，生成的碘需要用25.00mL 0.800mol/L的Na2S2O3溶液滴定完全。

1．通过计算，确定X的化学式；

2．写出X与NH3、H2O分别反应的化学方程式；

第八题（6分）

BaTiO3晶体具有钙钛矿结构，可用立方晶格来描述，钡离子占据晶胞的角，氧离子占据晶胞的面心，钛离子占据晶胞的中心。

1．如果Ti被认为是占据Ba－O晶格的空隙，它占据的空隙属于什么空隙类型？ 2．Ti占据该类型空隙的分数。

3．解释它占据空隙的类型为什么是这一种而不是另外一种？

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第九题（8分）

－

在金电极之间，以一定电流通过AuCl4溶液。经过10min，阴极重量增加了1.314g。 1．写出阴极反应方程式；

2．试问在此过程中，有多少电荷经过？电流是多少？

3．在1.000×105Pa，25.0℃下，阳极可释放出多少体积的气体。

－

4．在电解AuCl4溶液的过程中，溶液需要快速搅拌，请明确解释为什么搅拌在这个过程中如此重要？

第十题（12分）

二氯化钯是乙烯氧化制乙醛的工业催化剂，这是一种重要的配位络合催化反应。

1．在不同温度下PdCl2有两种结构形式，即α–PdCl2型β–PdCl2型。α–PdCl2呈扁平的链状结构，β–PdCl2则以Pd6Cl12为结构单元。在这两种结构中钯（Ⅱ）都具有正方形配位特征。试画出结构的示意图。

2．下图是PdCl2为催化剂，氧化乙烯为乙醛的流程图：

（1）写出PdCl2将乙烯氧化为乙醛的总化学方程式；

＋＋

（2）流程中Pd的配合物中Pd2都处于四边形的中央，这些配离子的Pd2是以什么杂化形式。

－＋

（3）配离子[Pd(C2H4)Cl3]中C2H4与Pd2之间形成的是什么键，试画出该配合的结构示意图。

（4）该流程中还使用了CuCl2，它的作用是什么？写出其参与反应并再生的离子方程式。 3．如何利用PdCl2来鉴定体系中CO的存在（写出反应式）。 第十一题（7分）

乙草胺是一种重要的酰胺类除草剂。主要用于玉米、大豆、花生、棉花、马铃薯等作物的除草。乙草胺的结构简式如右图所示，新工艺合成路线如下：

ClCH2COClD2OA?CH???B?????C???乙草胺 1．写出A、B、C、D的结构简式； 2．系统命名法命名A；

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3．乙草胺的老工艺合成中使用了大量的氯化氢、三氯化磷、氯乙酸、固体烧碱等。与新工艺相比，老工艺的缺点是什么？

第十二题（12分）

在配位化合物的合成中，直接合成大环配体时往往步骤多，产率低，而且在合成有机配体过程中易发生副反应。因此先合成配体，再让配体与金属离子反应生成配合物的传统方法往往不能奏效。20世纪60年代以后，含氧或氮的大环配合物化学的发展，开创了新的合成方法，即模板合成。模板合成方法的基本要点是：在合成有机配体的同时，加入中心金属离子，在该金属离子原位生成大环配合物，金属离子相当于一个模板，促进了大环配体和配合物的形成，该过程称为金属离子的模板效应。

Busch等人曾设想用A（R－－－R）和B（HS－CH2－CH2－NH2）合成四齿配体C， 但实际得到的主要产物是D（存在五元环）。在C和D之间存在一平衡过程。当加入Ni（Ⅱ）后，稳定了中间体C，最终得到C的配合物E，其产率高达70％。配合物E与F（进行反应，关环成为六配位的大环化合物G。

1．命名有机物B、F。

2．写出C、D、E、G的结构简式

3．模板合成的大环配合物对于研究具有生物活性的无机化合物，例如卟啉类N4大环配合物以及它们的模型化合物有一定意义。写出由

第十三题（11分）

中和1.4592g平面构型的羧酸消耗16.00mL 1.20mol/L NaOH溶液，将该羧酸加热分子内脱水，生成含碳量为62.69％的化合物，该化合物是非极性分子。确定符合上述条件的摩尔质量最大的羧酸及其脱水产物的结构式，简述推理过程。

核酸的结构式： 脱水产物的结构式： 推理过程：

和M2形成配合物的化学式。

＋

）

命题：胡 波 2003年8月于浙江慈溪中学 中学综合学科网版权所有，任何网站不得转载

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参考答案（0505）

第一题（4分）

1．53Fe 52Mn（各1分） 2．ⅣA（2分）

第二题（5分） 1．球形（1分）。因为表面张力的存在总是有使表面积达到最小的趋势（1分），而球的单位体积对应表面积最小（1分），所以为球形。

2．熔解焓（2分）

第三题（4分）

1．sp3d（1分） T型（1分）

2．IF3分子中碘原子上的电子呈三角双锥形结构，其中的两个平伏电子对为孤对电子。I4不稳定易于分解成两个I2分子，可能是因为非中心碘原子的体积太大，而电负性又太低。（2分）

第四题（6分） 1．0.732（3分） 2．7.010×10

－23

cm3（3分，注意有效数字）

第五题（4分）

可通过测量溶液的导电率，如果其离子的导电率等于K2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液的导电率之和，则说明此化合物在溶液中完全电离，也即其是复盐不是配合物。

第六题（12分）

:1．N2O：

?: NO2：:oN...o::（各1分）

??2．因为?fGm＝?fHm－T?Sm

????Sm＝(?fHm－?fGm)/T（1分）

?对于NO ?fHm－?fGm＝90.25－86.57＞0（1分）

???Sm＞0，温度升高 T?Sm项会增大，有可能?fGm＜0（1分）

??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（1分）

3．催化分解：2NO2N2＋2O2

催化还原：6NO2＋8NH37N2＋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＋NO＝[Fe(NO)]SO4（任意两种均可，各1分） 4．（1）O2－＋NO＋H＋＝HOONO HOONO＝NO2＋OH（各1分） （2）NO 铁（各1分）

第七题（9分）

1．参加反应的X与Na2S2O3的物质的量之比为1︰2，所以X中起氧化作用的元素化合价下降2价；（2分）

与NH3反应中一种D单质为N2，另一种与KI反应得到的还原物质相同，设为Yn，

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