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化学竞赛模拟卷模拟卷2


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全国高中化学竞赛模拟试题二
1.008

He 4.003 O Ne B C N F Li Be 6.9419.012 10.8112.0114.01 16.0019.00 20.18 Al Si P S Cl Ar Na Mg 26.9828.09 30.97 32.0735.45 39.95 22.99 24.31 K

Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.1040.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.9083.80 Sn Sb Te I Xe Ru Rh P d Ag Cd In Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc 85.4787.62 88.9191.22 92.91 95.94 98.91101.1 102.9106.4 107.9 112.4 114.8118.7 121.8127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o At Rn Cs Ba [210] [222] -Lu 178.5180.9 183.9186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210][210] 132.9137.3La Fr Ra [223] [226]Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H

相 对 原 子 质 量

第一题、液氨是研究较多的非水溶剂之一,液氨体系与水溶液体系有很多相似的性质。 1-1、写出液氨自偶电离的方程式 _________________________________ 1-2、已知在液氨中能发生下列两个反应: NH4Cl+KNH2=KCl+2NH3 2NH4I+PbNH=PbI2+3NH3 请写出能在水溶液中发生的与上两个反应相当的反应方程式。

1-3、试完成并配平下列反应方程式(M 为金属)
3 ?? (1) M+NH3 ??

NH (l)

(2) M+NH4Cl

3(l) ?NH ? ??

?? (3) M(NH2)2 ?
第二题、请应用原子核外电子的排布规律和元素周期律的有关知识回答下列问题。 2-1.最近在稳定岛理论的驱动下,合成了第 114、116、118 号元素。请写出 116 号元 素的价电子构型: 是 。 2-2.电子构型为[Xe]4f145d56s2 的元素是 A.稀有气体 B.过渡元素 C.主族元素 。 D.稀土元素 区, ;它在元素周期表中的位置

?

2-3. 某元素的基态原子最外层为 5s2, 最高氧化态为 +4, 它位于周期表的 其+2 氧化态离子的电子构型为 为 。

,其最高氧化态氧化物的化学式

2-4.我们已经知道描述核外电子运动状态的一些电子亚层符号,如 s、p、d、f 等,如 果接下来的亚层符号为 g,则第一个包含 g 亚层电子的元素的原子序数为 。

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2-5. 假设我们的世界从三维变为二维, 则改变后元素周期表第 2 周期有

种元素。

第三题、完成并配平下列反应方程式: 3-1.CaH2 与 Na2CO3 溶液的反应。 3-2.用 Fe2(SO4)3 水溶液溶解煤中的 FeS2(注:用过的溶液可经简单化学方法处理后 转化为 Fe2(SO4)3 供往复循环使用) 。 3-3.固态 KMnO4 在 200℃ 加热,失重 10.8%。 固态 KMnO4 在 240℃ 加热,失重 15.3%。 (已知:相对原子质量:O 16.0;K 39.0;Mn 54.9) 3-4.1950 年,Brown 等人合成了 NaBH4,由此开拓了一个新的合成化学领域.在众 多的反应中, NaBH4 与氯化镍在水溶液里的反应十分令人瞩目。 这个反应的主要产物是 Ni2B 是一种神奇的有机反应催化剂, 例如, 它可以使硝基苯还原成苯胺, 使睛转化为伯胺, 等等。 已知 NaBH4 与氯化镍的反应摩尔比是 2:l, 反应使所有的镍转化为 Ni2B, 硼的另一产物则是 H3BO3,反应还放出氢气,余留在溶液里的还有氯化钠。试写出配平的化学方程式。

第四题、回答下列与配位化学有关的问题 - 4-1. 为什么[Ni(H2O)4]2+的空间结构为四面体。而[Ni(CN)4]2 的空间结构则为正方形? 4-2. 试说明为什么[Ag(NH3)2]+的 p?为 7.2,而[Ag(en)]+的 p?只有 6.0。 - - 4-3. 为什么[Co(SCN)6]4 的稳定常数比[Co(NH3)6]2+小,而在酸性溶液中[Co(SCN)6]4 可以存在,[Co(NH3)6]2+不能存在?

第五题、氰氨化钙(CaCN2)是一种多用途的有机肥料,它很容易用廉价的普通化学品如 CaCO3 来生产,CaCO3 热分解产生白色固体 XA 和无色气体 XB,后者不支持燃烧。用碳还 原 XA 生产灰色固体 XC 和气体 XD, XC 和 XD 能进一步氧化, XC 与氮反应, 最终生成 CaCN2。 5-1.如何合成氰氨化钙,完成下列反应: (1)CaCO3 XA+XB ( (2)XA+3C XC+XD ( (3)XC+N2 CaCN2+C ( 5-2.CaCN2 水解产生什么气体,写出水解反应方程式 )
)

)

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5-3.在固体化学中,CN22 离子呈现异构化,两种异构离子的酸都是已知的(至少在 气态) ,画出这两种异构化酸的结构式,指出异构化平衡更倾向哪一侧。



第六题、6-1 一种金属化合物中晶体结构为立方面心点阵,Mg 原子采用类似金刚石的排列, 每 4 个 Cu 原子形成四面体,相互之间共用顶点连接起来,排布在 Mg 原子的空隙中。请问 该晶胞中有 个原子,该金属化合物最简式为 。 6-2 以草酸铁和草酸锌为原料,按一定比例溶于水中充分搅拌混匀, 加热并蒸去混合溶 3 2 液的水分; 逐渐共沉淀下来, 产物几乎为 Fe +与 Zn +均匀分布的的固溶体型草酸盐混合物, 2- 过滤、灼烧,即成很好的固相反应原料―前驱物‖的制备——即一种尖晶石型物质 A:O 作 2 3 立方最密堆积,Zn +占据 1/8 的四面体空隙,Fe +占据 1/2 的八面体空隙。请写出该反应的 化学方程式。

第七题、锂离子电池的正极材料为层状结构的 LiNiO2。已知 LiNiO2 中 Li+和 Ni3+均处于氧离 子组成的正八面体体心位置,但处于不同层中。 7-1 将化学计量的 NiO 和 LiOH 在空气中加热到 700℃ 可得 LiNiO2, 试写出反应方程式。 7-2 写出 LiNiO2 正极的充电反应方程式。 7-3 锂离子完全脱嵌时 LiNiO2 的层状结构变得不稳定,用铝离子取代部分镍离子形成 LiNi1-yAlyO2,可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用,为什么?

第八题、胰岛素是一种信号激素,它在动物体内对脂肪和碳水化合物的代谢起重要作用。近 年来科学家发现金属钒化合物有很好的体外胰岛素活性。 通过选择适当的配体与钒化合物形 成的钒配合物, 可以有效降低有机毒性, 延长药物作用时间。 某钒的配合物A具有VO (N2O2) 配位结构形式,所有的氮、氧原子都为配位原子。且配合物中只检测到一种V-N 键,两种 V-O键。 经检测配合物A中含钒元素15.3%,氢元素4.20%,该配合物可由钒的乙酰丙酮盐[三乙 酰丙酮合钒(III)]在配体salen的甲醇溶液中搅拌制得。配体salen可由配比为2:1的水杨醛 (邻羟基苯甲醛)和乙二胺合成。回答下列问题: 8-1.写出合成配体salen的化学方程式

8-2.推测配合物A的化学式

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8-3. 画出配合物A的结构, 指出配合物A中钒氧化态

第九题 化合物 A 能发生如下列框图的转化关系(A--J 均含相同元素),化合物 A 是一种黑色固体, 不溶于水、稀醋酸及稀 NaOH 溶液中,而易溶于热 HCl 溶液中,红色沉淀 H 不溶于稀酸或 稀碱中, 但可溶于热 HNO3 中。 判断框图中 A—J 各物质中该元素的主要存在形式的化学式。 黑色固体 A 过滤 强热 蓝色沉淀 J NaOH 溶液 蓝色溶液 I 热 HNO3 红色沉淀 H 锌粉 无色溶液 G 加 KCN 热盐酸 绿色溶液 B 铜丝 煮沸 土黄色溶液 C 水稀释 白色沉淀 D

溶于 氨水 无色溶液 E 在空 气中 蓝色溶液 F

A B C D E F G H I J 第十题、苯巴比妥是 1903 年就开始使用的安眠药,其合成路线表示如下。请在相应的方格 中写出 A—F 和苯巴比妥的结构:
CH3 NBS CCl4 A (C7H7Br) i.Mg, Et2O ii.CO2, iii.H+ B (C8H8O2) SOCl2

C (C8H7ClO)

CH3CH2OH

D (C10H12O2)

CO(OCH2CH3)2 E (C13H16O4) CH3CH2ONa

KOC(CH3)3 CO(NH2)2 Phenobarbital (C12H12N2O3) F (C15H20O4) CH3CH2Br CH3CH2ONa 苯巴比妥

A

B

C

D

E

F

苯 巴 比 妥

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第十一题、某元素 X,在空气中燃烧,生成 XO2,XO2 与 PCl5 反应,生成 XOCl2。在室温 下 XO2 与 O2 反应生成 XO3 很难,但是在有催化剂存在下,此反应进行得很快。XO2 溶解在 碱性溶液中,得到 XO32 ,在有过量的 XO2 存在下的 XO32 溶液可用锌还原到 X2O42 ,但 X2O42 静止后就分解成 X2O32 和 HXO3 。当 0.1741gX2O42 的钠盐与过量的硝酸银的氨溶 液反应,得到 0.2158g 银的沉淀,计算 X 的原子量,写出上述各反应的方程式。
- - - - - - -

第十二题、氢能源是公认的清洁能源,开发性能优良的储氢材料是科学家的重要课题。稀土 元素储氢材料是研究的热点之一。LaNi5 是较好的储氢材料,能快速可逆地存储和释放 H2, 方程式如下。 LaNi5 + 3H2→ LaNi5H6 LaNi5 属六方晶系,aH=511 pm,cH=397 pm,上下两底面上各有 2 个 Ni,其连线沿对角 线方向分布,侧面面心与体心的原子组成 2 个三角形,La 在顶点上。 1、试画出 LaNi5 的一个晶胞 2、指出该晶胞中四面体空隙和八面体空隙的个数及具体位置。 3、试推测 LaNi5 储存 H2 的机理。

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2008 年全国高中化学竞赛模拟试题二参考答案 第一题 1-1、2NH3 == NH4+ + NH21-2、HCl+KOH 1-3、(1) M+NH3 (2) M+NH4Cl (3) M(NH2)2 第二题 2-1.7s27p4 第 7 周期Ⅵ A族 2-3.d [Kr]4d2 ZrO2 2-2.B 2-4.121 2-5.6 KCl+H2O M(I)NH2 + M(I)Cl + 2HI+Pb(OH)2 PbI2+2H2O

1 H2 2

1 H2 + NH3 2

MNH + NH3

第三题 3-1.CaH2+Na2CO3 十 2H2O=CaCO3+2NaOH+2H2↑ 3-2.7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4 十 8H2SO4 3-3.2KMnO4=K2MnO4+MnO2+O2↑ 或 2KMnO4=K2Mn2O6+O2↑ 2KMnO4=K2Mn2O5+3/2O2↑ 3-4.8NaBH4 十 4NiCl2+18H2O=2Ni2B+6H3BO3+25H2↑+8NaCl 第四题 - 4-1、 CN 是强场配体, 使 Ni2+的 3d8 电子发生重排, Ni2+可以采取 dsp2 杂化, 所以[Ni(CN)4]2 - 的空间构型为平面四方(严格来说为畸变平面四方);H2O 配体不能使 Ni2+的 3d8 电子发 生重排,∴ Ni2+只能采取 sp3 杂化,故[Ni(H2O)4]2+为正四面体几何构型。 4-2、 [Ag(NH3)2]+的 p?=7.2,即 K 不稳=10—7.2,[Ag(en)]+的 p?=6.0,即 K 不稳=10—6.0, 从数据来看[Ag(en)]+不如[Ag(NH3)2]+稳定,这是由于在[Ag(en)]+中 en 双齿配体与中心 Ag+形成的环中存在着张力,使之不稳定。 - - - 4-3、 SCN 体积大,空间位阻效应大,∴ [Co(SCN)6]4 在水溶液中不稳定,[Co(SCN)6]4 的稳定常数比[Co(NH3)6]2+小,但在酸性溶液中,既有[Co(NH3)6]2+ + 6H+ Co2+ + 6NH4+,又有 4[Co(NH3)6]2+ + O2 + 4H+ 4[Co(NH3)6]3+ + 2H2O,∴ 在酸性条件下, 2+ 4- + [Co(NH3)6] 不能存在,而[Co(SCN)6] 与 H 难反应,∴ 稳定。 第五题 5-1、 (1)CaCO3 CaO+CO2↑(2)CaO+3C=CaC2+CO↑

(3)CaC2+N2=CaCN2+C 5-2、CaCN2+3H2O=CaCO3+2NH3 5-3、
NH C NH
小 大

N

C

NH2

第六题 6-1 24,MgCu2 6-2 Fe2[(COO)2]3+Zn(COO)2=ZnFe2O4+4CO↑+4CO2↑ 第七题
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7

7-1 2NiO + 2LiOH +

1 O2 = 2LiNiO2+2H2O 2

7-2 LiNiO2 – xe → Li1–xNiO2 + xLi+ 7-3 ∵ Ni 的氧化数有+2、+3、+4,而 Al 只有+3 氧化态,如果 Ni 都被氧化到+4 氧化态,那 么锂离子可以完全脱嵌,形成 NiO2,但有 yAl3+存在,必有 yLi+形成 yLiAlO2,∴ 用铝离子取 代部分镍离子形成 LiNi1-yAlyO2, 完全可以防止锂离子完全脱嵌而起到稳定 LiNiO2 结构的作 用。 第八题 8-1、 -OH + H2NCH2CH2NH2 -CHO

2

+ 2H2O

8-2、V原子为一个,式量为 50.9/0.153=333, 含H量求出H原子数: 333/0.0420=14, N为2个,O为3个,求出C 16个,所以分子式为:C16H14N2O3V 8-3、配合物A的结构

钒氧化态+4

第九题 A:CuO; B:CuCl42-; C:CuCl32- 或 CuCl2-; D:CuCl; E:Cu(NH3)2+; 2+ 2+ F:Cu(NH3)4 ; G:Cu(CN)2 ; H:Cu; I:Cu(H2O)6 ; J:Cu(OH)2 (离子写成对应的酸和盐的形式,得 0.5 分) 第十题、 CH2COCl CH2COOH CH2Br C B A
CH2COOCH2CH3 CH2CH3 C COOCH2CH3 COOCH2CH3 CHCOOCH2CH3 COOCH2CH3 C6H5 O HN O CH2CH3 O NH

D

E

F

苯巴比妥

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第十一题 X 的原子量为 32。S + O2 SO2
催化剂


SO2 + PCl5 2SO3
+


SOCl2 + POCl3


2SO2 + O2 SO2 + SO32


SO2 + 2OH

SO32 + H2O



+ Zn + 2H

Zn2+ + H2O + S2O42-
+ 2HSO3


2S2O42 + H2O

S2O32

第十二题 12-1、LaNi5 晶胞 1 个 La: 顶点 5 个 Ni: 上下底面各一个, 侧面两个,体心一个

12-2、 3 个八面体空隙(由 4 个 Ni 和 2 个 La 组成)及 6 个四面体空隙(2 个 Ni 和 2 个 La 组 成)。 12-3、 吸附 H2,H2 解离为原子,6 个 H 储存在 6 个四面体空隙中。

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