20052008年化学竞赛无答案

中国化学会中国化学会 20052005 年全国高中学生化学竞赛年全国高中学生化学竞赛( (省级赛区省级赛区) )试题试题 (2005 年 9 月 11 日9：00-12：00 共计 3 小时) 第第 1 1 题题(9(9 分分) ) 用 α 粒子撞击铋-209 合成了砹-211。所得样品中砹-211 的浓度＜10－8mol/L，砹-211 同位素半 衰期较长，足以用它来研究砹的化学性质。 1-1 写出合成砹的核反应方程式。 1-2 已知室温下用 CCl4萃取 I2分配系数为cI 2 (CCl 4 )/c I2 (H 2O) 84，预计用 CCl4萃取 AtI 的分配系数c AtI (CCl 4 )/c AtI (H 2O) 84(填＞，＜或=)；理由是。 1-3 已知 I2+II3的平衡常数 K=800，可推断 AtI+IAtI2的平衡常数 K 800 填＞，＜或=)；依据是。 － 1-4 在 AtI 中加入 I2和 I 的混合溶液，滴加 AgNO3溶液，发现所得沉淀中只有 AgI 而没有共 沉淀的 AgAt(如果有 AgAt，必然会被共沉淀)，然而在上述产物中加入 Pb(IO3)2却发现有砹的共沉 淀。写出有关化学方程式，解释上述实验现象。 1-5 已知室温下 ICH2COOH 的 pKa=3．12，由此可推断 AtCH2COOH 的 pKa___3．12(填＞， ＜或=)；理由是：_______________________________________________________ 第第 2 2 题题(12(12 分分) ) 为纪念 1905 年爱因斯坦连续发表 6 篇论文导致物理学大变革 100 周年，今年被定为国际物理 年， 本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的， 即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器” 的独立振荡原子与温度关系的模型。 －－－－ 2-1 左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词(或词组)及物理学符号的意义，并 为此图写一篇不超过 200 字(包括标点符号等)的说明文。 2-2 右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原 子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁，按 如下结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶胞的6 个面的原子数相同。设晶 体中锑的氧化态为-1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？ 第第 3 3 题题 (10(10 分分) ) 等摩尔的丙酮和过氧化氢混合， 在盐酸催化下生成白色粉末A 和水，反应进行完全，产物分子 总数是反应物分子总数的2/3。A 在撞击、摩擦和加热时发生爆炸，被称为熵炸弹。 3-1 A分子中氧的化学环境相同。画出A 的立体结构(H 原子不必画出)。 1 3-2 A发生爆炸生成丙酮等物质，并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。 3-3 为什么 A 被成为“熵炸弹”？ 3-4 合成 A 是十分危险的，不慎会在合成时瞬即发生爆炸，例如，温度稍高，反应将生成 A 的同系物 B，B 的相对分子质量为 A 的 2/3。画出 B 的结构；B 比 A 更容易爆炸，应如何从结构上 理解？(注：在 H2O2)分子中的 H－O－O 夹角约 95℃，面夹角约 112℃。) 第第 4 4 题题(6(6 分分) ) －－ 本题涉及 3 种组成不同的铂配合物，它们都是八面体的单核配合物，配体为 OH 和/或 Cl 。 4-1 PtCl4·5H2O 的水溶液与等摩尔 NH3反应，生成两种铂配合物，反应式为： 4-2 BaCl2·PtCl4和 Ba(OH)2反应(摩尔比 2：5)，生成两种产物，其中一种为配合物，该反应的 化学方程式为： 第第 5 5 题题(8(8 分分) ) 气态废气物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解溶液，主要成分为： K4[Fe(CN)6](200g/L)和 KHCO3(60g/L)； 通电电解， 控制电解池的电流密度和槽电压， 通入 H2S 气体。 写出相应的反应式。 －－ 已知：φΘ(Fe(CN)63/Fe(CN)64)=0．35V； － KHCO3溶液中的 φ(H+/H2)～－0．5V；φ(S/S2)～－0．3V 第第 6 6 题题(13(13 分分) ) 写出下列反应的每步反应的主产物(A、B、C)的结构式；若涉及立体化学，请用Z、E、 R、S 等符号具体标明。 CH 2 COOH CH 2 COOH -H 2O △ A CH 3 CHO( 等摩 尔 ) 无 水丁 二 酸钠 △ B HBr C B 是两种几何异构体的混合物。 第第 7 7 题题(8(8 分分) ) 7-1 给出下列四种化合物的化学名称： A． H O C N(CH 3)2 B．CH3OCH2CH2OCH3 A 的名称：B 的名称 N H O D．H3CC． S O CH 3 C 的名称：D 的名称： 7-2常用上述溶剂将芳香烃和丁二烯等化工原料从石油馏分中抽提出来， 请简要说明它们的作 用原理。 2 7-3 选出下列顺磁性物种(用物种前面的字母表示)： A．Cr(H2O)62+B．Fe(CO)5C．N2O-ON2D．[N(C6H4OCH3)3]+ 顺磁性物种是： 第第 8 8 题题(12(12 分分) ) － LiCl 和 KCl 同属 NaCl 型晶体， 其熔点分别为 614℃和 776℃。 Li+、 K+和 Cl 的半径分别为 76pm、 113pm 和 181pm。在电解熔盐 LiCl 以制取金属锂的生产工艺中，加入适量的 KCl 晶体，可使电解 槽温度下降至 400℃，从而使生产条件得以改善。 8-1 简要说明加入熔点高的 KCl 反而使电解温度大大下降的原因： 8-2 有人认为，LiCl 和 KCl 可形成固溶体(并画出了“固溶体的晶胞”)。但实验表明，液相 LiCl 和 KCl 能以任意比例混溶而它们的固相完全不混溶(即不能生成固溶体！)请解释在固相中完全不混 溶的主要原因。 8-3 写出计处 LiCl和 KCl 两种晶体密度之比的表达式(须包含离子半径的符号)； － 8-4 在 KCl 晶体中，K+离子占据由 Cl 离子围成的八面体空隙，计算相距最近的八面体空隙中 心之间的距离。 8-5 实验证明，即使产生了阳离子空位， KCl晶体在室温下也不导电。请通过计算加以说明。 第第 9 9 题题(12(12 分分) ) 一种鲜花保存剂(preservative of cut flowers)B可按以下方法制备： 把丙酮肟、溴乙酸、氢氧化钾混合在 1,4-二氧六环(溶剂)中反应，酸化后用乙醚提取，蒸去乙 醚后经减压蒸馏析离出中间产物 A，A 用 1：1 盐酸水溶液水解，水解液浓缩后加入异丙醇(降低溶 解度)，冷却，即得到晶态目标产物B，B 的熔点 152~153℃(分解)，可溶于水，与AgNO3溶液形成 AgCl 沉淀。 用银定量法以回滴方式(用 NH4SCN 回滴过量的 AgNO3)测定目标产物 B 的相对分子质量，实 验过程及实验数据如下： (1) 用 250 毫升容量瓶配制约0． 05mol/L的 AgNO3溶液，