全国高中学生化学竞赛试题六.doc

全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试卷六（时间：3小时 满分100分）题 号12345678910满 分6481011101220109H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDs第一题（6分）Ni（）的配合物可以形成四配位的四面体形或平面正方形，亦可形成六配位的八面体形，若以CN和H2O为配体，写出符合下列条件的配合物化学式。1一种非电解质的八面体配合物 。2两个平面正方形配合物A和B，它们均是11电离类型，A是 ，B是 。3在Ni(CN)25H2O中的配离子 。第二题（4分）要测量一个大容器的体积，但是手边没有大的量具，某人将固体380g NaCl放入容器中，加水充满容器，混匀后取出100mL该溶液于锥形瓶中，用0.0747mol/L AgNO3标准溶液滴定，终点时消耗32.24mL，计算该容器的体积。第三题（8分）含磷阻燃剂是近年来化学家重点研究的新型阻燃剂。某新型磷氮阻燃剂A（白色粉末）可由下列路线经过一系列取代反应合成：POCl3BA已知A为对称型分子，经元素分析，其质量分数：C 47.63%，H 6.46，N 6.95；A的摩尔质量为404gmol。试确定A、B的结构，并写出有关化学反应方程式。第四题（10分）将1.00g NH4Cl和100g Ba(OH)28H2O溶于80mL水，在25下，稀释到100mL。1计算溶液的pH pKa(NH4)9.24。2计算溶液中所有离子的浓度。3在上述溶液中加入100mL 1.00mol/L HCl，计算所得溶液的pH。4计算新的溶液中的NH3。第五题（11分）C60是碳的第三种稳定的同素异形体，C60的分子构型是由五边形和六边形面成的32面体，其中五边形面12个，每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成化学键，C60的13C核磁共振谱中只现一个峰。1已知立方面心堆积的C60晶体中，C60分子占据立方体顶点和面心，立方晶胞边长为a1420pm，试问其晶胞中包含几个结构基元？每个结构基元的内容是什么？计算C60球的接触半径？指出晶胞中C60与各类空隙数之比。2K3C60化合物晶胞型式和晶胞参数均与C60晶体相同，其中C603位于立方体顶点和面心，已知rK133pm，通过计算说明K离子在晶胞中占据何种类型空隙？占据空隙的比率是多少？标出K离子在晶胞中的位置。3与C同族的Si、Ge等元素能否生成类似C60的分子，如Si60，Ge60分子，为什么？推测哪些元素可以形成骨架掺杂的C60分子？说明理由的。第六题（10分）已知酸性溶液中某金属M的元素电势图（298.15K）如下：已知：对i个相邻电对，有：附：Ey (H/H2)0V；E(Cl2/Cl)1.36V；E(O2/H2O)1.23V。1计算下列电对的EAy。M2(aq)2eM(s) MO5310H3eM4(aq)5H2O2把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里，假定热力学可能进行的反应未被动力学因素阻止，会发生什么反应。3氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里，且当反应结束留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程的主要产物（除去水）是什么？4化合物K3MO5很容易溶于密闭容器内的稀盐酸里，当反应结束后。留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程除K(aq)及水外的主要产物是什么？第七题（12分）Na2O2是一种常见的化学物质。现回答下列问题：1某密闭容器中有大量H2O（g）、大量CO2和少量Na2O2，充分反应后有一种气体剩余，你认为剩余的是H2O（g）还是CO2?为什么?2某密闭容器中有NaOH、Na2O2和少量CO2，充分反应后有一种反应物剩余，你认为剩余的是NaOH还是Na2O2？为什么?3Na2O2是强氧化剂，它能与粉末状的铝粉、碳粉或硫粉发生爆炸反应。请分别写出它们的化学反应方程式。4Na2O2试剂很容易变质生成Na2CO3固体。为测定Na2O2样品的纯度。某同学设计了下列实验方案：将样品与足量的水反应，用排水法测定生成的氧气，以此确定样品中Na2O2的含量。试问：上述测定方法可行吗?实验测定的Na2O2纯度与理论计算值相比哪一个大?为什么?第八题（20分）单质A与氟以19的物质的量之比在室温、高压（约为1MPa）下混合、加热到900时有三种化合物B、C和D生成。它们都是熔点低于150的晶体。测得C中含氟量为36.7（质量百分数），D中含氟量为46.5（质量百分数）。用无水HOSO2F在75处理B时，形成化合物E：BHOSO2FEHF。E为晶体，在0时可稳定数周，但在室温下只要几天就分解了。1为确定A，如下测定A的相对原子质量：用过量Hg处理450.0mg的C，放出53.25cm3的A（25，101.0kPa下）。计算A的相对原子质量。2指出A、B、C、D、E各为何物。3根据价层电子对互斥理论（VSEPR），确定B、C和E分子的几何构型。4使开始得到的B、C和D的混合物水解。B水解时放出A和O2，并且形成氟化氢水溶液。C水解时放出A和O2（物质的量比为43），并形成含有氧化物AO3和氟化氢的水溶液。写出三个水解作用的化学反应方程式。5将B、C、D混合物完全水解以测定其组成。在处理一份混合物样品时，放出60.2cm3气体（在290K和100kPa下测定的），这一气体中含有O240.0（体积百分数）。用0.100moldm3FeSO4水溶液滴定以测定水中AO3含量，共用去36.0cm3FeSO4溶液。滴定时Fe2被氧化成Fe3，AO3还原成A。计算原始B、C、D混合物的组成（以摩尔百分数表示）。第九题（10分）聚苯并噁唑（A）、聚苯并咪唑（B）、聚苯并噻唑（C）是三种耐高温的含氮（硫）杂环聚合物。其中聚苯并噁唑的合成路线如下：nnDA1已知噁唑的结构简式为：，试推断D和A的结构简式2B的结构简式为，写出咪唑的结构简式以及合成B的单体。3C可由和通过缩聚反应合成。写出噻唑和C的结构简式。第十题（9分）Argyrodite（一种矿石）是一种整比化合物，它含有银（氧化态为1）、硫（氧化态为2）和未知元素Y（氧化态为4）。在Argyrodite中银与Y的质量比是m(Ag)m(Y)11.881。Y生成一种红棕色的低价硫化物（Y的氧化态是2）和一种白色的高价硫化物（Y的氧化态是4）。红棕色的低价硫化物是通过在氢气流中加热Argyrodite所得到的升华物，而残留物是Ag2S和H2S。如果在400K和100kPa下完全转化10.0g的Argyrodite需要0.295L氢气。根据上面的描述：1计算Y的摩尔质量；2写出Y的化学符号和Argyrodite的化学式；3写出氢气和Argyrodite反应的化学方程式。第一题1Ni(H2O)4(CN)22A：Ni(CN)(H2O)3CN B：KNi(CN)3(H2O)3Ni(CN)(H2O)5 Ni(CN)(H2O)3第二题0.02408mol/L，270L第三题1B：（2分） A：（2分）2POCl32HCl（1分） 22HCl（1分）第四题1NH4OHNH3H2O 18.7mmol NH4Cl和3.17mmo1 Ba(OH)28H2O（6.34mmol OH）作用生成6.34mmol NH3，12.4mmo1 NH4。剩余组成NH4NH3缓冲溶液，NH4NH3H，Ka，所以H1.13109mol/L，pH8.952NH40.124mol/L Ba20.0317mol/L H1.13109mol/LCl0.187mol/L OH8.85106mol/L310mmol HCl加入后，有6.34mmol被NH3中和，假设总体积为110mL，忽略弱酸NH4，得H0.0333mol/L pH1.484在弱酸溶液中，NH3，NH418.7mo1/110mL00.170mol/LNH3KaNH4/H10/9.240.170/0.03332.9109mol/L第五题14 C60 502pm 1122C603构成面心立方堆积时，K嵌入空隙中，可以嵌入正四面体空隙，也可以嵌入八面体空隙由于每个C603分摊到一个正八面体空隙和二个正八面体空隙，故K占据空隙比率为100、K在晶胞中位于（1/4，1/4，1/4）和（1/2，0，0，）处。3不能，因为Si，Ge不能生成稳定的双键，无法以三面共点的形状形成笼状结构；NB与C2是等电子体，可预期将会形成硼、氮掺杂的C60分子。第六题1Ey(M2/M)(1.0740.920.50)/2V2.35V（2分） Ey(MO53/M4)(1.770.110.54)/30.81V（2分）2因为Ey(MO2/M)为负，M能还原H（aq）并生成M2（aq），由Ey(M3/M2)的符号可知，M2（aq）也能还原H（aq），故反应为M（s）3HM33/2H2（2分）3因为Ey(MO2/M4)Ey(M4/M3)，生成的M4（aq）可岐化为MO2及M3，但由于Ey(MO22/MO2)Ey(MO2/M4)，MO2又能起岐化反应，总反应为3MO2（s）8H(aq)2M3(aq)MO22(aq)4H2O（2分）4由于Ey(MO53/MO22)1.23V，阴离子MO53(aq)氧化溶剂并给出氧气，但更可取的是氯离子的氧化，因为Ey(Cl2/Cl)1.23V（2分）第七题1H2O（g）；因为在H2O（g）和CO2的混合气体中，H2O首先与Na2O2反应（因为2Na2O22H2O4NaOHO2；生成的NaOH马上与CO2反应：2NaOHCO2Na2CO3H2O），综合上面的反应得：2CO22Na2O22Na2CO3O2。因此，在此反应中，H2O好像是一种“催化剂”，CO2与之反应，剩余下水蒸气。（3分）2NaOH；可以用反证法：假设剩余物是Na2O2，反应物中的氢元素只能转变成水；水会继续与Na2O2反应，生成NaOH，因此剩余物应该是NaOH。（3分）33Na2O24Al2Al2O36Na；Na2O22C2Na2CO；Na2O2S2NaSO2。（各1分）4不可行；因为反应生成的H2O2不能完全分解成O2，因此测定的实验值始终比理论计算值小。（3分）第八题1AFnn/2HgAn/2HgF2；n（A）n（AFn）m（AFn）M（AFn）0.4500g/（MAn19.0）g/mol2.17103mol；已知C中含氟36.7，即n19.0（MAn19.0）36.7，解得：n4.0，则C为AF4。0.450 0g（MA419.0）2.17103mol，解得：MA13l.4gmol。（4分）2A：Xe；B：XeF2；C：XeF4；D：XeF6；E：（XeF）（OSO2F）。（各1分）3B：XeF2，直线型：；C：XeF4，平面正方形：；E：（各1分）4XeF2（g）H2O（l）Xe（g）1/2O2（g）2HF（aq）；（各1分）XeF4（g）2H2O（l）2/3Xe（g）1/2O2（g）1/3XeO3（aq）4HF（aq）；XeF6（g）3H2O（l）XeO3（aq）6HF（aq）；（各1分）5设n（XeF2）1，n（XeF4）a，n（XeF6）b，则n（Xe）12a/3；n（O2）1/2（1a）；n（XeO3）a/3b。气体物质的量：nGn（Xe）n（O2）3/27a/6，因含O2为40，则n（O2）/nG0.40（1/2a/2）/（3/27a/6），解得a3。n（O2）0.40PV / RT0.40105Nm260.2106m3（8.314J（Kmol）298K）1.0103mol。6Fe2XeO36H6Fe33H2OXe。n（XeO3）n（Fe2）6c（Fe2）V（Fe2）60.60103mol。n（XeO3）n（O2）0.60103mol（1.0103mol）（a/3b）（1/2a/2），解得b0.20。故混合物的摩尔百分组成为XeF2：23.8；XeF4：71.4；XeF6：4.8。（5分）第九题1D：（