甘肃省高中化学竞赛题

中学化学竞赛试题资源库——氧化还原

A组

1．为测定实验室长期存放的Na2SO3固体的纯度，某化学活动小组设计了某种实验方案，准确称取wg固体样品，配成250mL溶液，量取25.00mL上述溶液，用a mol/L酸性

－－＋－＋

KMnO4溶液进行滴定。（5SO32＋2MnO4＋6H＝5SO42＋2Mn2＋3H2O），消耗KMnO4溶液的体积为bmL。

（1）配制250mL Na2SO3溶液时，必须用到的玻璃仪器有：烧杯、容量瓶、滴管和 ； （2）在实验中滴定时是否需要选用指示剂 （填“需要”或“不需要”） （3）用以上数据，计算Na2SO3固体的纯度 。

2．已知KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠（Na2C2O4）氧化：

－－＋＋

MnO4＋C2O42＋H →Mn2＋CO2↑＋H2O（未配平）

－＋＋

MnO2＋C2O42＋4H＝Mn2＋2CO2↑＋2H2O

某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，准确称取1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠晶体，再加入足量的稀硫酸并加热（杂质不参加反应），充分反应之后冷却、滤去杂质，将所得溶液转移到容量瓶中定容；从中取出25.00mL待测液置于锥形瓶中，再用0

中学化学竞赛试题资源库——有机合成

A组

1．6－羰基庚酸是合成某些高分子材料和药物的重要中间体。某实验室以溴代甲基环己烷为原料合成6－羰基庚酸。

请用合成反应流程图表示出最合理的合成方案（注明反应条件）

提示：①合成过程中无机试剂任选，②如有需要，可以利用试卷中出现过的信息，③合成反应流程图表示方法示例如下：

2．已知①卤代烃（或

?CH－Br）可以和金属反应生成烃基金属有机化合物。后者又

能与含羰基化合物反应生成醇：

25222??RCH2OMgBr?????RMgBr??RBr＋Mg?????RCH2OH

?OCHOHO/H?②有机酸和PCl3反应可以得到羧酸的衍生物酰卤：③苯在AlCl3催化下能与卤代烃作用生成烃基苯：

有机物A、B分子式均为C10H14O，与钠反应放出氢气并均可经上述反应合成，但却

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又不能从羰基化合物直接加氢还原得到。A与硫酸并热可得到C和C’，而B得到D和D’。C、D分子中所有碳原子均可共处于同一平面上，而C’和D’却不可。请以最基础的石油产品（乙烯、丙烯、丙烷、苯等）并任选无机试剂为原料依下列路线合成B，并给出A、C’、D的结构简式及下述指

中学化学竞赛试题资源库——对称性和VSEPR

A组 B组

1．IO6中的I是采用何种形式杂化

A d2sp3 B sp3d C dsp3 D sp3d2 2．下列分子或离子为平面四边形构型的是 A ICl4 B ClO4 C BrF4 D SF4 3．ClO3F的结构属于

A 线型 B 平面四边 C 平面三角 D 四面体

4．XeF2和PCl5两种分子没有极性，而XeO3分子则是极性分子，试画出这三种分子的结构。

5．磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。

6．在立方体中找出4根三重轴，3根四重轴和9个镜面。 C组

7．HCN和CS2都是直线型分子，请写出它们的对称元素。 8．写出H3CCl分子中的对称元素。

9．写出三重映轴S3和三重反轴I3的全部对称操作。 10．写出四重映轴S4和四重反轴I4的全部对称操作。 11．写出σ

xz和通过原点并与

－

＋

5－

x轴重合的C2轴的对称操作C21的表示矩阵。

yzσxz＝C2

1

（x）

12．用对称操作的表示矩阵证明：

中学化学竞赛试题资源库——多手性旋光异构

A组

1．材料一：在有机物中，有一类化合物的化学式相同，原子的连接方式和次序也相同（即结构式相同），但原子在空间排列的方式上不同，因而具有实物与镜像一样的结构，虽然这两种结构非常相似，但不能重叠，这种异构现象叫对映异构，这一对映异构之间的关系就旬人的左手和右手一样，故这类化合物的分子叫手性分子。

材料二：在有机物分子中，若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团，这种碳原子就叫做手性碳原子或不对称碳原子，含有手性碳原子的分子一般是手性分子，手性分子就可能存在对映异构。

试回答下列问题：

（1）3－氯－2－丁氨酸的结构简式为：

一个3－氯－2－丁氨酸分子中含有 个手性碳原 子。其中一对对映异构体用简单的投影式表示为（右图）：

则另一对对映异构体的简单投影式为：和（ ）

（2）化学式为的分子属于手性分子，一定条件下发生下

列反应后，生成有机物仍然是手性分子的是：

A 与乙酸发生酯化反应 B 与氢氧化钠溶液共热 C 在催化剂存在下与氢气作用 D 与银氨溶液作用

2．有机化学中常用各种投影式表示分子中各原子关系。

中学化学竞赛试题资源库——对称性和VSEPR

A组 B组

1．IO6中的I是采用何种形式杂化

A d2sp3 B sp3d C dsp3 D sp3d2 2．下列分子或离子为平面四边形构型的是 A ICl4 B ClO4 C BrF4 D SF4 3．ClO3F的结构属于

A 线型 B 平面四边 C 平面三角 D 四面体

4．XeF2和PCl5两种分子没有极性，而XeO3分子则是极性分子，试画出这三种分子的结构。

5．磷的氯化物有PCl3和PCl5，氮的氯化物只有NCl3，为什么没有NCl5？白磷在过量氯气（其分子有三种不同的相对分子质量）中燃烧时，其产物共有几种不同分子。

6．在立方体中找出4根三重轴，3根四重轴和9个镜面。 C组

7．HCN和CS2都是直线型分子，请写出它们的对称元素。 8．写出H3CCl分子中的对称元素。

9．写出三重映轴S3和三重反轴I3的全部对称操作。 10．写出四重映轴S4和四重反轴I4的全部对称操作。 11．写出σ

xz和通过原点并与

－

＋

5－

x轴重合的C2轴的对称操作C21的表示矩阵。

yzσxz＝C2

1

（x）

12．用对称操作的表示矩阵证明：

中学化学竞赛试题资源库——元素周期律

A组

1．元素周期律与原子结构理论出现的年号

A 前者大 B 后者大 C 相等 D 不能确定

2．第二周期非金属元素形成常温下的气态氢化物和气态氧化物的种类 A 前者大 B 后者大 C 相等 D 不能确定 3．元素性质呈周期性变化的根本原因是 A 核外电子排布呈周期性变化 B 元素的相对原子质量逐渐增大 C 核电荷数逐渐增大

D 元素化合价呈周期性变化

4．在人体所需的十多种微量元素中，有一种称为生命元素的R元素，对延长人类的寿命起着重要的作用。已知R元素的原子有四个电子层，其最高价氧化物的分子式为RO3，则R元素的名称为

A 硫 B 砷 C 硒 D 硅

－

5．某元素的最高价含氧酸的阴离子符号是RO3，则该元素的气态氯化物的化学式是 A HR B H2R C RH3 D 不能确定 6．下列各组微粒半径大小比较，前者小于后者的是

－＋

A Na－Mg B S2－S C Mg－N D Al－Al3

7．下列所表示的元素最高价氧化物或气态氢化物的分子式正确的是 A H2S

历年晶体

2000年-2005年晶体考题 一．画晶胞

（2003）第6题（12分） 2003年3月日本筑波材料科学国家实验室一个研究小组发现首例带结晶水的晶体在5K下呈现超导性。据报道，该晶体的化学式为 Na0.35CoO2 ? 1.3H2O，具有??-CoO2-H2O-Na-H2O-CoO2-H2O-Na-H2O-??层状结构；在以“CoO2”为最简式表示的二维结构中，钴原子和氧原子呈周期性排列，钴原子被4个氧原子包围，Co-O键等长。 6－1 钴原子的平均氧化态为 。

6－2 以 代表氧原子，以 代表钴原子，画出CoO2层的结构，用粗线画出两种二维晶胞。可资参考的范例是：石墨的二维晶胞是下图中用粗线围拢的平行四边形。

6－3 据报道，该晶体是以Na0.7CoO2为起始物，先跟溴反应，然后用水洗涤而得到的。写出起始物和溴的反应方程式。

（2001）第5题（5分）今年3月发现硼化镁在39K呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁一层硼地相间，图5－1是该晶体微观空间中取出的部分原子沿C轴方向的投影，白球是镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原

历年有机试题

一． 有机结构

（1999）第六题（10分）曾有人用金属钠处理化合物A（分子式C5H6Br2，含五元环），欲得产物B，而事实上却得到芳香化合物C（分子式C15H18）。 6-1请画出A、B、C的结构简式。 6-2为什么该反应得不到B却得到C？

6-3预期用过量酸性高锰酸钾溶液处理C，得到的产物是D，写出D的结构式。 [解题思路]

1．对比产物C的分子式（C15H18）和起始物A的分子式（C5H6Br2）可见一个C分子是3个A分子脱去溴原子连接而成的，而且A转化为C的反应是用金属钠消除A分子中的溴。可见此题并没有要求应试者必须学过武兹反应，此思路的知识基础没有超过中学化学。 2．试题用A是溴代环戊烯和C是芳香化合物2个信息同时限定了A和C的结构。溴代环戊烯因溴原子连在不同碳原子上而有多种位置异构体，它们与金属钠反应失去溴连接的方式更多，但是，为满足C是分子式为C15H18的芳香化合物（至少要有一个含共轭双键的苯环）的条件，A必须是1，2-二溴环戊烯，C必定有答案给出的结构式。应试者得出这个结论的过程和花费的时间自然很不相同，有的学生可能在草稿纸画满各种各样的二溴环戊烯，并令其脱溴相连，甚至得出很大的环状化合物，有的学生则只需在脑子

历年有机试题

一． 有机结构

（1999）第六题（10分）曾有人用金属钠处理化合物A（分子式C5H6Br2，含五元环），欲得产物B，而事实上却得到芳香化合物C（分子式C15H18）。 6-1请画出A、B、C的结构简式。 6-2为什么该反应得不到B却得到C？

6-3预期用过量酸性高锰酸钾溶液处理C，得到的产物是D，写出D的结构式。 [解题思路]

1．对比产物C的分子式（C15H18）和起始物A的分子式（C5H6Br2）可见一个C分子是3个A分子脱去溴原子连接而成的，而且A转化为C的反应是用金属钠消除A分子中的溴。可见此题并没有要求应试者必须学过武兹反应，此思路的知识基础没有超过中学化学。 2．试题用A是溴代环戊烯和C是芳香化合物2个信息同时限定了A和C的结构。溴代环戊烯因溴原子连在不同碳原子上而有多种位置异构体，它们与金属钠反应失去溴连接的方式更多，但是，为满足C是分子式为C15H18的芳香化合物（至少要有一个含共轭双键的苯环）的条件，A必须是1，2-二溴环戊烯，C必定有答案给出的结构式。应试者得出这个结论的过程和花费的时间自然很不相同，有的学生可能在草稿纸画满各种各样的二溴环戊烯，并令其脱溴相连，甚至得出很大的环状化合物，有的学生则只需在脑子

第五章 晶体结构

§5-1晶体的点阵理论

1. 晶体的结构特征

人们对晶体的印象往往和晶莹剔透联系在一起。公元一世纪的古罗马作家普林尼在《博物志》中，将石英定义为“冰的化石”，并用希腊语中“冰”这个词来称呼晶体。我国至迟在公元十世纪，就发现了天然的透明晶体经日光照射以后也会出现五色光，因而把这种天然透明晶体叫做\五光石\。其实，并非所有的晶体都是晶莹剔透的，例如，石墨就是一种不透明的晶体。

日常生活中接触到的食盐、糖、洗涤用碱、金属、岩石、砂子、水泥等都主要由晶体组成，这些物质中的的晶粒大小不一，如，食盐中的晶粒大小以毫米计，金属中的晶粒大小以微米计。晶体有着广泛的应用。从日常电器到科学仪器，很多部件都是由各种天然或人工晶体而成，如，石英钟、晶体管，电视机屏幕上的荧光粉，激光器中的宝石，计算机中的磁芯等等。

晶体具有按一定几何规律排列的内部结构，即，晶体由原子(离子、原子团或离子团)近似无限地、在三维空间周期性地呈重复排列而成。这种结构上的长程有序，是晶体与气体、液体以及非晶态固体的本质区别。晶体的内部结构称为晶体结构。

晶体的周期性结构，使得晶体具有一些共同的性质：

(1) 均匀性 晶体中原子周期排布的周期很小，宏观观察分辨不出微观