2002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)夏令营选拔赛试题.doc

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1、“南京师范大学杯”2002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题(2002年8月5日 8:3011:30 共计3小时)题 号123456789101112满 分1213541312697946得 分评卷人 竞赛时间3小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。 所有解答必须写在指定位置,不得用铅笔填写。 姓名、准考证号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。1(12分)(1) 如果已经发现167号元素A,若已知的原子结构规律不变,167号元素应是第 周期

2、、第 族元素;可能的最高氧化态为 ;氢化物的化学式为 。(2) 某一放射性物质衰变20需15天,该物质的半衰期是 。 (3) 化合物分子中有 种化学环境不同的氢原子。如果用氯取代分子中的氢原子,生成的一氯代物可能有 种。 (4) 硅与碳为同族元素,呈四价。然而,与碳化合物相比,硅化合物的数量要少得多。碳易于形成双键,硅则不易形成双键。但据美国科学杂志2000年报道,已合成了分子中既有SiSi单键,又有Si=Si双键的化合物X。X的分子式为Si5H6,红外光谱和核磁共振表明X分子中氢原子的化学环境有2种,则X的结构式是: 。2(13分)(1) 磷和氢能组成一系列的氢化物,如PH3,P2H4,P1

3、2H16等。其中最重要的是PH3。PH3称为膦,它是一种无色剧毒的有类似大蒜臭味的气体。它可由NaOH和白磷反应来制备,其制备反应的化学方程式为 ,P2H4的沸点比PH3 (填“高”或“低”),原因是 。AsH3又称胂,试写出由As2O3制备胂的反应方程式 ,胂的汽化热比膦 (填“大”或“小”)。 (2) 根据VSEPR理论,SCl3+和ICl4的空间构型分别是 和 ,S和I分别以 和 杂化轨道同Cl形成共价键。 SCl3+和PCl3是等电子体,其SCl键键长 (填、或)PCl键键长,原因是 。3(5分)石墨晶体由如图(1)所示的C原子平面层堆叠形成。有一种常见的2H型石墨以二层重复的堆叠方式

4、构成,即若以A、B分别表示沿垂直于平面层方向(C方向)堆叠的两个不同层次,它的堆叠方式为ABAB。图(2)为AB两层的堆叠方式,O和分别表示A层和B层的C原子。(1) 在图(2)中标明两个晶胞参数a和b。(2) 画出2H型石墨晶胞的立体示意图,并指出晶胞类型。4(4分)在仅含有Al3+一种金属离子的某样品水溶液中,加入NH3NH4Ac缓冲溶液,使pH9.0,然后加入稍过量的8羟基喹啉,使Al3+定量地生成喹啉铝沉淀:Al3+3HOC9H6NAl(OC9H6N)3+3H+过滤并洗去过量的8羟基喹啉,然后将沉淀溶于2molL1HCl溶液中,即得8羟基喹啉的酸溶液,用15.00mL 0.1238mo

5、lL-1KBrO3KBr标准溶液(即KBrO3的浓度为0.1238molL-1,KBr过量)处理,产生的Br2与8羟基喹啉发生取代反应为:HOC9H6N+2Br2HOC9H4NBr2+2H+2Br待取代反应完全以后,再加入过量的KI,使其与剩余的Br2反应生成I2,最后用0.1028molL-1 Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2,终点时用去Na2S2O3标准溶液5.45mL。(1) 写出Na2S2O3与I2反应的化学方程式: 。 (2) 由以上实验数据可算得样品中Al的含量为 mg。5(13分)高效、低毒农药杀灭菊酯的合成路线如下: (1) 写出A、B、C、D、E、F、G的结构简式。 A

6、B C D E F G (2) 给出D和G的系统命名。 D G 6(12分)Parecoxib为第二代环氧合酶2(COX2),由美国Phamarcia公司专为治疗与外科手术或外伤有关的剧烈疼痛而开发,其合成路线如下: (1) 写出化合物A、B、C、D、E的结构简式: A B C D E (2) 用“*”标出化合物F中所有的手性碳,F的光学异构体数目为 。7(6分)已知,CrO42离子和Cr2O72离子在水溶液中存在如下平衡:2CrO42(aq)+2H+(aq)Cr2O72(aq)+H2O(1),K (1) 要使平衡向左移动,可以加 ,或加 ,或加某些金属离子如Ba2+。 (2) 请自行设计两个

7、实验(简单说明实验操作和实验现象)来验证Ba2+确实能使平衡向左移动。 8(9分)有一离子晶体经测定属立方晶系,晶胞参数a4.00(1=108cm),晶胞的顶点位置为Mg2+,体心位置为K+,所有棱边中点为F。 (1) 该晶体的化学组成是 ; (2) 晶胞类型是 ; (3) Mg2+的F配位数是 ,K+的F配位数是 ; (4) 该晶体的理论密度是 gcm3。 (5) 设晶体中正离子和负离子互相接触,已知F的离子半径为1.33,试估计Mg2+的离子半径是 ,K+的离子半径是 。9(7分)实验发现,298K时,在FeCl3的酸性溶液中通入氢气,Fe3+被还原成Fe2+离子的反应并不能发生,但在Fe

8、Cl3酸性溶液中加少量锌粒后反应该立即进行。有人用“新生态”概念解释此实验现象,认为锌与酸作用时产生的“新生态”氢原子H*来不及结合成H2即与FeCl3作用,反应式为:Zn+2H+2H*+Zn2+,H*+FeCl3FeCl2+HCl。但这种解释争议颇多。有化学工作者指出,根据298K时两电对的标准电极电势E$(Zn2+/Zn)0.763V,E$ (Fe3+/Fe2+)=0.771V和设计下述原电池实验即可判断上述解释正确与否:在两只烧杯中分别装入ZnSO4和FeCl3溶液,再在ZnSO4中插入锌片,在FeCl3中插入铂片,并加数滴KSCN使溶液呈红色,将两极用盐桥连接后,装有FeCl3溶液的烧

9、杯中的红色逐渐褪去。如果在FeCl3溶液内加少量酸,褪色更快。请回答下列问题:(1) 所设计的原电池符号是 ; (2) 该原电池的正极反应是 ; 负极反应是 ; 原电池的总反应是 。(3) 上述关于“新生态”H*的解释是否正确 (填“是”或“否”),理由是: 。(4) 说明加酸后褪色更快的原因: 。10(9分)在合成某些铬的配合物时进行以下反应: (a) 新制备的CrBr2+溶于稀HCl溶液中的2,2联吡啶(,相对分子质量:156.18,可简写为“dipy”)黑色结晶沉淀A。 (b) A+5HClO4,黄色晶状沉淀B。 (c) A溶解在无空气的并含有过量NH4ClO4的蒸馏水中+Mg深蓝色化合

10、物C。化学分析和磁性测量结果如下:化合物重量(BM)NBrClCrClO4A11.1721.246.913.27B10.2712.996.353.76C13.568.3916.042.05问:(1) 根据上述数据推出化合物A、B和C的结构式:A B C 由磁性数据可推测C中未成对电子数目是 个。 (2) (a)中为什么要用新制备的CrBr2? 。11(4分)NiO晶体为NaCl型结构,将它在氧气中加热,部分Ni2+被氧化为Ni3+,晶体结构产生镍离子缺位的缺陷,其组成成为NixO(x1),但晶体仍保持电中性。经测定NixO的立方晶胞参数a=4.157,密度为6.47gcm3。 (1) x的值(

11、精确到两位有效数字)为 ;写出标明Ni的价态的NixO晶体的化学式 。 (2) 在NixO晶体中Ni占据 空隙,占有率是 。12(6分)交警为确定驾驶员是否酒醉后驾车,常采用呼吸测醉分析法。在310K时取50.0cm3被检测人的呼吸样品鼓泡通过酸性重铬酸盐溶液。由于乙醇的还原作用产生了3.30105mol Cr(),重铬酸盐的消耗可用分光光度法测定。法律上规定血液中的乙醇含量超过0.05(质量百分数)便算酒醉。请回答以下问题: (1) 写出以上检测反应的离子方程式: (2) 请通过计算确定此人是否为法定的酒醉。计算中假定:310K时,含有0.45乙醇的血液上面乙醇的分压为1.00104Pa。2

12、002年全国高中学生化学竞赛(江苏省赛区)选拔赛试题参考答案及评分标准说明:化学方程式反应物或产物错不得分,配平错扣1分。1(共12分) (1) 8 A +7 HA (每空1分,共4分) (2) 47天 (2分)(3) 4 (2分) 7 (2分)(4) 2(共13分) (1) P4+3NaOH+3H2OPH3+3NaH2PO2 (2分) 高 (1分) P2H4的相对分子质量大,分子间作用力比较大 (1分) As2O3+6Zn+6H2SO42AsH3+6ZnSO4+3H2O (2分) 大 (1分) (2) 三角锥 (1分) 平面正方形 (1分) sp3 (1分) sp3d2 (1分) 0.050 (1分) 因此此人是法定的酒醉。 (1分)另法:法定允许的乙醇分压为x0.0501.00104/0.451.1103Pa 小于1276Pa,因此此人是法定酒醉。2002 - 12 -

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