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1997—2006年全国化学奥林匹克竞赛


1997—2006 年全国化学奥林匹克竞赛 初赛试题分类汇编
目录
结构化学------------------------------------------------------------------------1 结构化学答案---------------------------------------------------------------

---17 有机化学------------------------------------------------------------------------34 有机化学参考答案------------------------------------------------------------45 化学热力学---------------------------------------------------------------------61 化学热力学参考答案---------------------------------------------------------66 无机化学------------------------------------------------------------------------70 无机化学参考答案-------------------------------------------------------------76 电化学----------------------------------------------------------------------------86 电化学参考答案----------------------------------------------------------------88 分析化学-------------------------------------------------------------------------90 分析化学参考答案------------------------------------------------------------ 95

1997—2006 年全国化学奥林匹克竞赛 初赛试题分类汇编
结构化学
1.(06 年初赛)第 6 题(9 分) 潜在储氢材料——化合物 A 是第二周期两种氢化物形成的路易斯酸碱对,是乙烷的等 电子体,相对分子质量 30.87 常温下为白色晶体,稳定而无毒。刚刚融化的 A 缓慢释放氢 气,转变为化合物 B(乙烯的等电子体) 不稳定,易聚合成聚合物 C(聚乙烯的等电子 。B 体) 在 155℃释放氢气转变为聚乙炔的等电子体,其中聚合度为 3 的化合物 D 是苯的等 。C 电子体。高于 500℃时 D 释放氢气,转变为化合物 E、E 有多种晶型。 6—1 写出 A、B、C、D、E 的化学式。

6—2

化合物 A 转变为 E 各步释放的氢氢占的质量分数以及总共释放的氢气所占的质量
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分数多大?

6—3

为使 A 再生, 有人设计了化合物 D 在水蒸气存在下与甲烷反应, 写出化学方程式。

2.(06 年初赛)第 1 题(4 分) 2006 年 3 月有人预言,未知超重元素第 126 号元素有可能与氟形成稳定的化合物。按 元素周期系的已知规律,该元素应位于第 是 ,在该能级上有 周期,它未填满 电子的能级应 个电子。 个电子,而这个能级总共可填充

3.(06 年初赛)第 7 题(11 分)化合物 A 是近十年开始采用的锅炉水添加剂。A 的相对分子 质量 90.10,可形成无色晶体,能除去锅炉水中溶解氧,并可使锅炉壁钝化。 7—1 A 是用碳酸二甲酯和一水合肼在 70℃下合成的,收率 80%。画出 A 的结构式。

7—2 7—3 7—4 7—5

写出合成 A 的反应方程式。 低于 135℃时,A 直接与溶解氧反应,生成三种产物。写出化学方程式。 高于 135℃时,A 先发生水解,水解产物再与氧反应。写出化学方程式。 化合物 A 能使锅炉壁钝化是基于它能将氧化铁转化为致密的四氧化三铁。写出化 学方程式。

7—6

化合物 A 与许多金属离子形成八面体配合物,例如[Mn(A)1]3+。结构分析证实 该配合物中的 A 和游离态的 A 相比,分子中原本等长的两个键不再等长。画出 这种配合物的结构简图(氢原子不需画出) ,讨论异构现象。

4.(06 年初赛)第 8 题(9 分)超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点。它是在高温、超高 压条件下合成的(50Gpa、2000K) 。由于相对于铂,氮原子的电子太少,衍射强度大弱, 单靠 X-射线衍射实验难以确定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标,2004 年以来,先后提出 过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、岩盐型(NaCl)和萤石型,2006 年 4 月 11 日又有人认 为氮化铂的晶胞如下图所示(图中的白球表示氮原子,为便于观察,该图省略了一些氮原 子) 。结构分析证实,氮是四配位的,而铂是六配位的;Pt—N 键长均为 209.6pm,N—N 键长均为 142.0pm(对比:N2 分子的键长为 110.0pm) 。

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8-1 氮化铂的上述四种立方晶体在结构上有什么共同点? 8-2 分别给出上述四种氮化铂结构的化学式。 8-3 试在图上挑选一个氮原子,不添加原子,用粗线画出所选氮原子的配位多面体。

8—4

请在本题的附图上添加六个氮原子(添加的氧请尽可能靠前) 。

5.(06 年初赛)第 9 题(10 分)环磷酰胺是目前临床上常用的抗肿瘤药物,国内学者近年打 破常规,合成了类似化合物,其毒性比环磷酰胺小,若形成新药,可改善病人的生活质量, 其中有一个化合物的合成路线如下,请完成反应,写出试剂或中间体的结构。

注:NBS 即 N-溴代丁二酰亚胺。 6.(06 年初赛)第 11 题(11 分)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表 面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。 11—1 11—2 写出合成磷化硼的化学反应方程式。 分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。

11—3

磷化硼晶体中磷原子作立方最密堆积,硼原子填入四面体空隙中。画出磷化硼的 正当晶胞示意图。
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11—4

已知磷化硼的晶胞参数 a=478pm,计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(



11—5

画出磷化硼正当晶胞沿着体对角线方向的投影(用实线圆圈表示 P 原子的投影, 用虚线圆圈表示 B 原子的投影) 。

7.(05 年初赛)第 1 题(9 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.写出合成砹的核反应方程式。 2.已知室温下用 CCl4 萃取 I2 的分配系数为 cI2(CCl4)/cI2(H2O)=84,预计用 CCl4 萃取 AtI 的分配系数 cAtI(CCl4)/cAtI(H2O) 3.已知 I2+I K
- - -

84(填>,<或=) ;理由是


。 AtI2 的平衡常数 。


I3 的平衡常数 K=800,可推断 AtI+I


800(填>,<或=) ;依据是

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。

5. 已知室温下 ICH2COOH 的 pKa=3.12, 由此可推断 AtCH2COOH 的 pKa >,<或=) ;理由是 。

3.12 填 (

8.(05 年初赛)第 2 题(12 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。

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。
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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。按如上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?

9.(05 年初赛)第 3 题(10 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。 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) 。

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.为什么 A 被称为“熵炸弹”?

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℃。 )

10.(05 年初赛)第 4 题(6 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-。 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: 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,
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该反应的化学方程式为: 11.(05 年初赛)第 8 题(12 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、133pm 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。 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;

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。

3.写出计算 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) ;

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。

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。

12.(05 年初赛)第 10 题(10 分) 据世界卫生组织统计, 全球约有 8000 万妇女使用避孕环。 常用避孕环都是含金属铜的。 据认为,金属铜的避孕机理之一是,铜与子宫分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应,生 成两种产物,一种是白色难溶物 S,另一种是酸 A。酸 A 含未成对电子,是一种自由基, 具有极高的活性,能杀死精子。 1.写出铜环产生 A 的化学方程式。 2.画出 A 分子的立体结构。

3.给出难溶物 S 和酸 A 的化学名称。
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4.A 是一种弱酸,pK=4.8。问:在 pH=6.8 时,A 主要以什么形态存在? 13.(04 年初赛)第 1 题(4 分) 2004 年 2 月 2 日,俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素 X 和 Y。X 是用
48 高能 Ca 撞击
243 93

Am 靶得到的。经过 100 微秒,X 发生 α-衰变,得到 Y。然后 Y 连续发生

4 次 α-衰变,转变为质量数为 268 的第 105 号元素 Db 的同位素。以 X 和 Y 的原子序数为 新元素的代号(左上角标注该核素的质量数) ,写出上述合成新元素 X 和 Y 的核反应方程 式。 14.(04 年初赛)第 2 题(4 分) 2004 年 7 月德俄两国化学家共同宣布,在高压下氮气会发生 聚合得到高聚氮,这种高聚氮的 N-N 键的键能为 160kJ/mol (N2 的键能为 942kJ/mol)晶体结构如图所示。 , 在这种晶体中, 每个氮原子的配位数为 为: 15.(04 年初赛)第 4 题(15 分) 在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角
30 m;对比:氨的 锥体分子 A(键角 102° ,偶极矩 0.78×10- C·

;按键型分类时,属于 。



体。这种固体的可能潜在应用是

,这是因

键角 107.3° ,偶极矩 4.74×10

-30

C· ; m)

1.写出 A 的分子式和它的合成反应的化学方程式。 2.A 分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么?

3.A 与汞共热,得到一种汞盐和一对互为异构体的 B 和 C(相对分子质量 66) 。写出 化学方程式及 B 和 C 的立体结构。

4. 与四氟化锡反应首先得到平面构型的 D 和负二价单中心阴离子 E 构成的离子化合 B 物; 这种离子化合物受热放出 C, 同时得到 D 和负一价单中心阴离子 F 构成的离子化合物。 画出 D、E、F 的立体结构;写出得到它们的化学方程式。

5.A 与 F2、BF3 反应得到一种四氟硼酸盐,它的阳离子水解能定量地生成 A 和 HF, 而同时得到的 O2 和 H2O2 的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的 合成反应的化学方程式,并用化学方程式和必要的推断对它的水解反应产物作出解释。
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16.(04 年初赛)第 5 题(7 分) 研究发现,钒与吡啶-2-甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用,它是电中 性分子,实验测得其氧的质量分数为 25.7%,画出它的立体结构,指出中心原子的氧化态。 要给出推理过程。

17.(04 年初赛)第 6 题(6 分) 最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是 常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行(面心) 立方最密堆积(ccp) ,它们的排列有序,没有相互代换的现象(即没有平均原子或统计原 子) ,它们构成两种八面体空隙,一种由镍原子构成,另一种由镍原子和镁原子一起构成, 两种八面体的数量比是 1︰3,碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。 1.画出该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用小 球,镍原子用大○球,镁原子用大 球) 。

2.写出该新型超导材料的化学式。 18.(04 年初赛)第 8 题(8 分) 今有化学式为 Co(NH3)4BrCO3 的配合物。 1.画出全部异构体的立体结构。

2.指出区分它们的实验方法。
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19.(04 年初赛)第 10 题(8 分) 有一种测定多肽、蛋白质、DNA、RNA 等生物大分子的相对分子质量的新实验技术称 为 ESI/FTICR-MS,精度很高。用该实验技术测得蛋白质肌红朊的图谱如下,图谱中的峰 是质子化肌红朊的信号,纵坐标是质子化肌红朊的相对丰度,横坐标是质荷比 m/Z,m 是 质子化肌红朊的相对分子质量,Z 是质子化肌红朊的电荷(源自质子化,取正整数) ,图谱 中的相邻峰的电荷数相差 1, 右起第 4 峰和第 3 峰的 m/Z 分别为 1542 和 1696。 求肌红朊的 相对分子质量(M)。

20.(04 年初赛)第 13 题(9 分) 88.1 克某过渡金属元素 M 同 134.4 升(已换算成标准状况)一氧化碳完全反应生成反 磁性四配位络合物。该配合物在一定条件下跟氧反应生成与 NaCl 属同一晶型的氧化物。 1.推断该金属是什么; 2.在一定温度下 MO 可在三氧化二铝表面自发地分散并形成“单分子层” 。理论上可 以计算单层分散量,实验上亦能测定。(a)说明 MO 在三氧化二铝表面能自发分散的主要原 因。(b)三氧化二铝表面上铝离子的配位是不饱和的。MO 中的氧离子在三氧化二铝表面上
2 形成密置单层。画出此模型的图形;计算 MO 在三氧化二铝(比表面为 178 m /g)表面上

的最大单层分散量(g/m ) (氧离子的半径为 140 pm) 。

2

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21.(03 年初赛)第 3 题(5 分) 在正确选项上圈圈。 1.下列化学键中碳的正电性最强的是 A.C-F A.稀有气体 A.Ga3+ B.C 一 O
14 7 2

C.C-Si

D.C-Cl D.稀土元素

2.电子构型为[Xe]4f 5d 6s 的元素是 B.过渡元素 B.Ti4+ C.Cu+ C.主族元素 D.Li+ 3.下列离子中最外层电子数为 8 的是 22.(03 年初赛)第 4 题(8 分) 在 30℃以下,将过氧化氢加到硼酸和氢氧化钠的混合溶液中,析出一种无色晶体 X。 组成分析证实,该晶体的质量组成为 Na 14.90%,B 7.03%,H 5.24%。加热 X,得无色晶 体 Y。Y 含 Na 23.0%,是一种温和的氧化剂,常温下在干燥空气里稳定,但在潮湿热空气 中分解放氧,广泛用作洗涤剂、牙膏、织物漂白剂和美发产品,也用于有机合成。结构分 析证实 X 和 Y 的晶体中有同一种阴离子 Z2 ,该离子中硼原子的化学环境相同,而氧原子 却有两种成健方式。 1.写出 X、Y 的最简式,给出推理过程。 X 的最简式: 推理过程: Y 的最简式:


2.用最恰当的视角画出 Z2-离子的立体结构(原子用元素符号表示,共价键用短线表 示) 。

23.(03 年初赛)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
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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。 1.钴原子的平均氧化态为 。 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:石墨的二维晶胞是右图中用 粗线围拢的平行四边形。

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。 24.(03 年初赛)第 9 题(6 分) 钒是我国丰产元素,储量占全球 11%,居第四位。在光纤通讯系统中,光纤将信息导 入离光源 1km 外的用户就需用 5 片钒酸钇晶体(钇是第 39 号元素) 。我国福州是全球钒酸 钇晶体主要供应地,每年出口几十万片钒酸钇晶体,年创汇近千万美元(1999 年) 。钒酸钇
3 是四方晶体,晶胞参数 a=712pm,c=629pm,密度 d=4.22g/cm ,含钒 25%,求钒酸钇

的化学式以及在一个晶胞中有几个原子。给出计算过程。 钒酸钛的化学式: 计算过程: 一个晶胞中的原子数:

25.(02 年初赛)第 3 题(3 分) 最近有人用高能 26Mg 核轰击
248 96

Cm 核,发生核合成反应,得到新元素 X。研究者将 X 与

氧气一起加热,检出了气态分子 XO4,使 X 成为研究了化学性质的最重元素。已知的 X 同 位素如下表所示,上述核反应得到的核素是其中之一,该核素的衰变性质保证了其化学性 质实验获得成功。 质量数 263 半衰期 1s 衰变方式 释放α 粒子

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264 265 266 267 268 269 1.X 的元素符号是

0.00008s 0.0018s 不详 0.033s 不详 9.3s 。

释放α 粒子;或自发裂变 释放α 粒子;或自发裂变 不详 释放α 粒子;或自发裂变 不详 释放α 粒子

2. 用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数, 写出合成 X 的核反应 方程式(方程式涉及的其他符号请按常规书写) 。 26.(02 年初赛)第 4 题(6 分) 1.汞与次氯酸(摩尔比 1︰1)发生反应,得到 2 种反应产物,其一是水。该反应的方 程式为 方程式 ; 反应得到的含汞产物的中文名称为 。 。 2.N2H4 在一定条件下热分解,产生 NH3、N2 和 H2,后两者摩尔比为 3︰2,写出反应 3.第二周期元素 A 与氢形成的如下化合物中的 A-A 键的键能(kJ/mol) : CH3-CH3 346, H2N—NH2 247, HO-OH 207 试问:它们的键能为什么依次下降?

27.(02 年初赛)第 5 题(13 分) 六配位 (八面体) 单核配合物 MA2(NO2)2 呈电中性; 组成分析结果: 31.68%, 31.04%, M N C 17.74%;配体 A 不含氧:配体(NO2)x 的氮氧键不等长。 1.该配合物中心原子 M 是什么元素?氧化态多大?给出推理过程。

2.画出该配合物的结构示意图,给出推理过程。

3.指出配体(NO2)x 在“自由”状态下的几何构型和氮原子的杂化轨道。

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4.除本例外,上述无机配体还可能以什么方式和中心原子配位?用图形画出三种。

28.(01 年初赛)第 2 题(2 分) 自然界中,碳除了有 2 种稳定同位素 C 和 C 外,还有一种半衰期很长的放射性 同位素 C,丰度也十分稳定,如下表所示(注:数据后括号里的数字是最后一位或两 位的精确度, C 只提供了大气丰度,地壳中的含量小于表中数据) : 同位素
12 13 14 14 14 12 13

相对原子质量 12(整数) 13.003354826(17) 14.003241982(27)

地壳丰度(原子分数) 0.9893(8) 0.0107(8) 1.2×10
-16

C C C

(大气中)
14

试问:为什么通常碳的相对原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将 也加入取平均值? 答: 29.(01 年初赛)第 4 题(10 分)

C

去年报道,在-55℃令 XeF4(A)和 C6F5BF2(B)化合,得一离子化合物(C) ,测 得 Xe 的质量分数为 31%,阴离子为四氟硼酸根离子,阳离子结构中有 B 的苯环。C 是 首例有机氙(IV)化合物,-20℃以下稳定。C 为强氟化剂和强氧化剂,如与碘反应 得到五氟化碘,放出氙,同时得到 B。 4-1 写出 C 的化学式,正负离子应分开写。答: 4-2 根据什么结构特征把 C 归为有机氙比合物?答: 4-3 写出 C 的合成反应方程式。答: 4-4 写出 C 和碘的反应。答: 4-5 画出五氟化碘分子的立体结构:

30.(01 年初赛)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,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。 5-1 由图 5-1 可确定硼化镁的化学式为: 。 5-2 在图 5-l 右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图,标出该晶胞内面、棱、 顶角上可能存在的所有硼原子和镁原子(镁原子用大白球,硼原子用小黑球表示) 。
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a=b≠c,c 轴向上 图 5-1 硼化镁的晶体结构示意图 31.(01 年初赛).第 10 题(5 分) 最近有人用一种称为“超酸”的化合物 H(CB11H6Cl6) 和 C60 反应,使 C60 获得一个质 子,得到一种新型离于化合物[HC60] [CB11H6CL6] 。回答如下问题: 10-1 以上反应看起来很陌生,但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应相 比拟,后者是:
- - + -



10-2 上述阴离子[CB11H6Cl6] 的结构可以跟图 10-1 的硼二十面体相比拟, 也是一个闭合 的纳米笼,而且,[CB11H6Cl6] 离子有如下结构特征:它有一根轴穿过笼心,依据这根轴旋 转 360° 的度数,不能察觉是否旋转过。请在图 10-1 右边的图上添加原子(用元素符号 /5 表示)和短线(表示化学键)画出上述阴离子。

图 10-1 32.(01 年初赛)第 11 题(10 分) 研究离子晶体,常考察以一个离子为中心时,其周围不同距离的离子对它的吸引 或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离为 d, 以钠离子为中心,则: 11-1 第二层离子有


个,离中心离子的距离为


d,它们是

离子。

11-2 已知在晶体中 Na 离子的半径为 116pm,Cl 离子的半径为 167pm,它们在晶体 中是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。

11-3 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大,这是它的许多特殊性质的原因,
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假设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状,求这种纳米颗 粒的表面原子占总原子数的百分比。

11-4 假设某氯化钠颗粒形状为立方体,边长为氯化钠晶胞边长的 10 倍,试估算表面 原子占总原子数的百分比。

33.(00 年初赛)第 1 题(5 分) 1.1999 年是人造元素丰收年,一年间得到第 114、116 和 118 号三个新元素。按已知 的原子结构规律, 号元素应是第 118 呈现的状态是 知原子结构规律不变,该元素应是第 34.(00 年初赛)第 4 题(6 分) 4. 理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。 多面体的面叫晶面。 今有一枚 MgO 单晶如附图 1 所示。 它有 6 个八角形晶面和 8 个正三角 形晶面。宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。已 知 MgO 的晶体结构属 NaCl 型。它的单晶的八角形面对应于它的晶胞 的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子(用元素符号表示原子,至少画出 6 个原子, 并用直线把这些原子连起,以显示它们的几何关系)。 周期第 周期第 族元素, 它的单质在常温常压下最可能 族元素。 (气、液、固选一填入)态。近日传闻俄国合成了第 166 号元素,若已

35.(00 年初赛)第 5 题(2 分) 5. 最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子, 如右图所示, 顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学 式是______。 36.(00 年初赛)第 11 题(8 分) 11.已经探明,我国南海跟世界上许多海域一样,海底有极其丰富的甲烷资源。其总量超
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过已知蕴藏在我国陆地下的天然气总量的一半。据报导,这些蕴藏在海底的甲烷是高压下 形成的固体,是外观像冰的甲烷水合物。 1.试设想,若把它从海底取出,拿到地面上,它将有什么变化?为什么?它的晶体是分子 晶体、离子晶体还是原子晶体?你作出判断的根据是什么?(2 分)

2.已知每 1 立方米这种晶体能释放出 164 立方米的甲烷气体,试估算晶体中水与甲烷的分 子比(不足的数据由自己假设,只要假设得合理均按正确论)(6 分) 。

37.(00 年初赛)第 14 分(6 分) 14.铂系金属是最重要的工业催化剂。但其储藏已几近枯竭,上小行星去开采还纯属科学 幻想。研究证实,有一类共价化合物可代替铂系金属催化剂。它们是坚硬的固体,熔点极 高,高温下不分解,被称为“千禧催化剂” (millennium catalysts) 。下面 3 种方法都可以合 成它们: ① 在高温下将烃类气体通过钨或钼的氧化物的表面。 ② 高温分解钨或钼的有机金属化合物(即:钨或钼与烃或烃的卤代物形成的配合物) 。 ③ 在高度分散的碳表面上通过高温气态钨或钼的氧化物。 1.合成的化合物的中文名称是______和__________。 (共 4 分,各 2 分) 2.为解释这类化合物为什么能代替铂系金属,提出了一种电子理论,认为这些化合物是金 属原子与非金属原子结合的原子晶体,金属原子周围的价电子数等于同周期的铂原子或钌 原子的价电子数。这类化合物的化学式(即最简式或实验式)是_______和_______。 分, (4 各 2 分) 38.(99 年初赛)第三题(12 分) 铬的化学丰富多采,实验结果常出人意料。将过量 30% H2O2 加入(NH4)2CrO4 的氨水溶 液, 热至 50oC 后冷至 0oC,析出暗棕红色晶体 A。元素分析报告:A 含 Cr 31.1%,N 25.1%, H 5.4%。在极性溶剂中 A 不导电。红外图谱证实 A 有 N-H 键,且与游离氨分子键能相差 不太大,还证实 A 中的铬原子周围有 7 个配位原子提供孤对电子与铬原子形成配位键,呈 五角双锥构型。 3-1 以上信息表明 A 的化学式为: ;可能的结构式为: 。

3-2

A 中铬的氧化数为:


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3-3 预期 A 最特征的化学性质为: 3-4