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全国高中生化学竞赛经典套题(2)


2010 年全国化学竞赛初赛模拟试卷(2)
(时间:3 小时
题 号 满 分
H 1.008 Li Be 6.941 9.012 Na Mg 22.99 24.31 K Ca 39.10 40.08 Rb Sr 85.47 87.62 Cs Ba 132.9 137.3 Fr Ra [223] [226]

满分:100 分)

r />5 6 6 11 7 15 8 6 9 12 10 10 11 8

1 5

2 4

3 12

4 6

Sc Ti V Cr 44.96 47.88 50.94 52.00 Y Zr Nb Mo 88.91 91.22 92.91 95.94 La- Hf Ta W Lu 178.5 180.9 183.8 Ac- Rf Db Sg Bh La

He 4.003 B C N O F Ne 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Al Si P S Cl Ar 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222]

相对原子质量

Hs

Mt

Ds

第 1 题(5 分) 某锕系元素 X 与 1944 年由α粒子轰击 Pu 靶(Pu 是锕系第 6 个元素)而得,并以某法国科 学家的名字命名,已知上述反应只涉及 3 种粒子,且反应物总质量数为 243. 1、 写出合成 X 的核反应方程式。 (可用 X 代表该元素) 。

2.X 发生两次α衰变生成核素 Y,Y 是一种常用核燃料,但 Y 与其一同位素难以发生分离, Y 的元素符号是什么?如何分离 Y?

第 2 题(4 分) 实验室中观察丁达尔现象一般是用Fe(OH)3胶体,但Fe(OH)3胶体必须现场制取,不能保存, 现有一种解决方法:取一支试管,加入一些蔗糖,用酒精灯缓慢加热使熔化· · · · · · 1、 你认为这样制得的胶体颗粒是什么物质? 2、 加热至 200℃以上,蔗糖会“沸腾” ,请解释这种“沸腾”现象。

第 3 题(12 分) 1、工业上常用 CO 通过气相转移反应提纯 Fe,写出有关反应并画出主要转移物种的结构。

2+ 2+ 2、化合物Na5P3O10是许多洗涤剂的添加剂,用来结合(螯合) 水中的Ca 、Mg 离子,

以 防 洗 衣 时 形 成 钙 和 镁 的 脂 肪 酸 盐 沉 淀 。 设 Mg
[Mg(P 3O 10)(H2O)]
3-

2+

离子呈八面体配位,画出

的结构。

2CH2CHCH 3NH2)所有的立体异构体。 3、写出化合物PtBrCl(NH

第 4 题(6 分)
HgCl2虽然是以共价键为主的化合物,但熔融的HgCl2却具有一定的导电性。

1、用反应式解释原因。

4)2和 KCl 在HgCl2熔体中的反应式: 2、写出Hg(ClO

3、上述反应相当于

反应。

第 5 题(6 分) 环境恶化和能源匮乏是当今世界面临的两个重大问题, 科学家们设想通过光合作用将太阳能 转化为化学能, 再通过原电池将化学能转化为电能, 在大量获取能量的同时避免对环境造成 破坏。 1、写出光合作用由CO2和H 2 O 合成葡萄糖的方程式。
18

2、将上述反应的逆反应设计成一个原电池,写出此原电池的正极反应和负极反应方程式。

3 、 经 热 力 学 计 算 , 该 原 电 池 的 标 准 电 动势 为 1.24V 。 已 知 φ
φ
θ

θ

(O2/H 2O)=1.23V

.求

(CO 2/C 6H12O6)



4、设一长满绿藻的正方形游泳池,边长为 10.0cm,在平均照度下,每cm 面积上可按上述 电池产生 1.00mA 电流计算,求该游泳池产生的总功率。

2

第 6 题(11 分) 将 KCl 与NiCl2按物质的量 3:1 的比例混合在 300atm 压力的单质氟气中,在 300℃时氟化, 生成其中的一种紫色晶体 A。研究发现 A 中阴离子具有正八面体结构,其中心原子为镍, 此时镍原子核外 d 亚层有 3 个未成对电子。 1、确定 A 的化学式。 2、写出生成 A 的化学反应方程式。

3、若将 A 放入水中,则变成NiF2,同时产生一种参与生命活动的气体。试通过分析写出 A 与水反应的化学反应方程式

4、A 在液态氟化氢中发生歧化反应,得到等物质的量的两种含镍的产物,其中有一种物质 B 的阴离子呈八面体。试写出 A 歧化的化学反应方程式。

5、若将 KCl 与NiCl2按物质的量 2:1 比例混合在氟气中进行氟化,也能得到 B。B 在真空 中分解,又可产生 A。试写出 B 生成 A 的化学反应方程式。

第 7 题(15 分) 离子晶体 A、B 由相同的+1 价离子X 和不同的-1 价离子Y (半径 140pm) 、Z (半径 133pm) 组成, 它们的晶体结构中都是阴离子组成立法密堆积、 阳离子填充在八面体空隙中; 晶体 A、 B 的密度比为 1:3.59。 1、晶体 A、B 与何物质具有相似的晶胞? 2、通过分析和计算确定 A、B 的化学式。
+ -

3、计算X 的半径。

+

4、计算晶体 B 的具体密度值。

5 、 A 、 B 的 熔 点 分 别 为 680 ℃ 、 850 ℃ ( 较 为 接 近 ) ,然而生成热差别大,

f Hm θ

(A)=-90KJ·mol

-1

、△

f Hm

θ

(B)=-612KJ·mol

-1

。简要解释可能的原因

第 8 题(6 分) 含汞废水处理是环保工作的重要任务之一, 化学沉淀法是在含汞废水中先加入已定量的硫化 钠,但我们为了彻底清除汞离子,硫化钠的量很难控制;但我们如果再加入FeSO4,就可以 很好地处理这个问题。请结合化学方程式对以上问题进行说明。

第 9 题(12 分) 超分子自组织和分子识别,说到底都是分子中原子或原子团的相互作用的客观实在。 1、就目前所提供的 DNA 或其它蛋白质分子模型而言,生物体内的蛋白质是按 DNA 分子遗 传信息来合成的。而在合成的模板或产品(新的蛋白质)中都是按 A-T,T-A,C-G,G-C 的方式

对接,目前还未发现有 A-C,A-G,T-G,T-C 的连接。为什么?并画出 T-A,C-G 的结构示意图。 已知:四种碱基结构与代号如下: O NH2 O NH
2

N NH N

N

N NH N

NH NH2

N NH O

H3C

NH NH O

腺 嘌 呤

鸟 嘌 呤

胞 嘧 啶

胸 腺 嘧 啶

2)2+H 2、HN=C(NH

+

[C(NH2)3]

+

, [C(NH 2)3] 与HCO 3 按 1:1 方式自组装成复杂超分

+

-

子体系。请画出它们的结构示意图。

第 10 题(10 分)

1、

的二氯代物同分异构体有几种?

......

2、

n

的二氯代物同分异构体有几种?(保留计算过程) 。

......

3、 利用相似的计数方法,

n

的三氯代物同分异构体有几种? (保留计算过程) 。

第 11 题(8 分) 环庚三烯并[f]茚是蒽的异构体. 1、确定它们各自发生亲电取代活性最高的位置(用*在图给的结构上标出).

2、写出他们各自与Br2发生反应的方程式.

3、请画出下图示分子形成的偶极离子的结构.(在图给的圆圈中标上电荷量及电性).

参考答案(1002)
第 1 题(5 分) 1、
239 4 243 94Pu+ 2He→ 96X(2

分)

2、U(1 分) ,先制成UF6,再进行气相扩散,利用它们扩散速度差异来分离(2 分) 。 第 2 题(4 分) 1、微小的碳颗粒(或说碳粒) (2 分) 。 2、蔗糖高温碳化脱水,水剧烈汽化,则呈沸腾状态。 (2 分) 。 第 3 题(12 分)
CO OC Fe
Fe ( CO 5 ) (3 分)

?
1、Fe+5CO
O P O O P O O Mg O OH2 O O O

Fe(CO) 5

Fe ( CO 5)

高 温

CH3 CH3 CO (1 分)

3-

P O

2、

(3 分)
Br Pt H3C Cl H N H2 H2 N H Cl H3C N H2 Pt Br H2 N Pt Br Cl

H2 N H3C H N H2 H2 N H H3C Pt N H2

Br

Cl

3、

(5 分,少 1 个扣 1 分)

第 4 题(6 分) 1、
2HgCl 2 HgCl 3 +HgCl
+

(3 分,不写可逆号扣 1 分)

4)2+2KCl 2、Hg(ClO

2KClO 4+HgCl 2(2 分)

3、中和(1 分) 第 5 题(6 分) 1、略 (2 分) 2、略(2 分) 3、-0.1(1 分) 4、1240W(1 分) 第 6 题(11 分) 1、K3NiF6(2 分)

2+6F2 →2K 3NiF6+5Cl2(2 分) 2、6KCl+2NiCl 2+12KF (2 分) 3、4K3NiF6+2H2O → 4NiF2+4HF+O

4、2K3NiF6→K 2NiF6+NiF2+4KF(2 分)
2+6F2→2K 2NiF6+4Cl2 5、4KCl+2NiCl

3K2NiF6→2K 3NiF6+NiF2+2F2(各 1.5 分)

第 7 题(15 分) 1、NaCl(1 分)
-

2、A:LiH,B:LiF。由于Y 和Z 都为-1 价阴离子,半径接近质量却相差数倍,由此想到质 量 较 小 的 Y 可 能 为 H , 而 与 其 半 径 接 近 的 只 有 F ; 再 确 定 X : 由 [M ( X ) +M (Y )]:[M(X )+M(Z )]=1:3.59 算出 M(X )对照元素周期表可知X 为Li 。
3 3 3 3

-

-

-

+

+

-

+

-

+

+

+

3、 ρ

1:ρ

2=[M 1:M 2]/[a 1

:a 2 ]=[M 1:M 2]/[(r 1+r 2) :(r1+r 3) ]

,由此可以计算出r1。

4、3.28g/cm

3

5、二者阴阳离子间距相差不大,即键能接近;但 H-H 键键能远大于 F-F 键。 第 8 题(6 分)
Hg 与S 形成难溶的HgS 沉淀,但在含Hg 的废水中,为了使Hg 尽可能完全沉淀,势必
2+ 22+ 2+

要加大Na2S的投放量。但过多的Na2S反而可以使HgS 溶解而生成[HgS 2] 配离子,而达不
2+ 到除Hg 的目的。 为了解决这一矛盾可以再加入一定量的FeSO4, 使过量的Na2S与FeSO4反

2-

应生成FeS 沉淀, 生成的FeS 可以与悬浮的HgS 形成共沉淀而沉降下来, 同时防止[HgS 2] 的 形成。 (涉及到的方程式请自行完成) 。 第 9 题(12 分) 1、充分有效地形成更多的氢键,或形成更加牢固的氢键。
N NH N H N H H H H

2-

... O N .. .. H N
NH2

N NH N

O

... H N NH . .. N
2

O

A-T

NH2

... O

NH

G-C

2、
O

N C
H

第 10 题(10 分) 1、14(2 分)
2 2、此结构有 2 根对称轴,取 2 点时,共有C2(n+2) 种取法,其中有的 4 种取法代表一种结构,

有的 2 种取法代表一种结构, 有的只有 1 种取法代表 1 种结构。 下面以此为分类标准并分奇 偶进行讨论: n 为奇数时:1 种取法的结构:1 2 种取法的:3(n+1)/2 4 种取法的:[C2(n+2)-1-2×3(n+1)/ 2]/4 总共有[C2(n+2)-1+2×3(n+1)/2]/4 种结构 n 为偶数时:1 种取法的结构:0 2 种取法的:3(n+2)/2 4 种取法的:[C2(n+2)-2×3(n+2)/2]/4 总共有[C2(n+2)+2×3(n+2)/2]/4 种结构 3、方法同上: n 为奇数时:1 种取法的结构:0 2 种取法的:2(n+1)/2=n+1 4 种取法的:[C2(n+2)-2×(n+1)]/4 总共有[C2(n+2)+2×(n+1)]/4 种结构 n 为偶数时:1 种取法的结构:0 2 种取法的:0 4 种取法的:C2(n+2)/4 总共有C2(n+2)/4 种结构 第 11 题(8 分)
3 3 3 3 2 2 2 2

1、 2、提示:前者在*处取代;后者在*处(及其对位处)加成。
-2 +1 0 -1 +2

3、


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