四川2004省赛物化与结构.doc

2004年四川省高中学生化学竞赛选拔赛试题物化及结构化学卷题号一二三四五六七八九十总分满分1010101010141012104100分数第1题 (10分)1-1 CO2是线形分子。其晶体为分子晶体。每个晶胞的顶点处，面心处均有一个CO2分子，但各个CO2分子的取向不同。其中，8个顶点处的分子取向相同，每相对两个面心处分子的取向相同。（1）讨论CO2分子中的成键情况（2）CO2晶体属何晶格型式（3）该晶体的结构基元是什么（4）一个晶胞中有几个结构基元1-2下表中列出了几种型NaCl晶体的晶胞参数晶体MgO MnO CaO MgS MnS CaSa/4.21 4.44 4.80 5.19 5.21 5.68 由此推求S2,-Ca2+,O2-，Mn2+,等的离子半径。第2题 (10分)CO和N2分子都能与某些过渡金属生成络（配）合物，分别称为羰基络合物和分子氮络合物。这两类配合物在理论研究和实际应用上都有特殊意义，成为当前研究的热点课题之一。2-1根据MO理论，写出CO和N2的电子组态。2-2在形成配合物时，CO和N2在多数情况下是端基配位还是侧基配位，简述理由。2-3实验测得部分元素的原子轨道能量数据(-eV)AOHBCNOF2s3.412.916.620.328.537.82p3.48.311.314.513.617.4（1）为什么H原子的2S与2P轨道能量相同？（2）讨论N2与CO和过渡金属络合能力的相对大小如何。第1 页（共6页）第3题 (10分)OH分子是1964年在星际空间发现的。按MO理论，写出其电子组态，指明HOMO及LUMO，已知其第一电离能为13.2e V,试推求HF的第一电离能（可作适当假设）。（已知氧的第一电离能I115.8e V, F的I118.6e V）第2 页（共6页）第4题 (10分)在晶体中，每一个含有物质微粒的平面都可称为晶面。为了表示不同的晶面，人们定义了晶面指标（h*k*l*）,也称Miller指数,即晶面在三个晶轴上倒易截数之互质整数比。如金属铜为立方最密堆积，其在水平方向上的晶面可记为（001）4-1与铜晶胞的三次轴（3）垂直的晶面，其晶面指标为何？4-2画出该晶面上的铜原子分布图（至少画10个原子）4-3在该晶面上，原子数，切点数，空隙数之比为何？4-4晶面指标（h*k*l*）代表的是一组平行晶面，若铜的晶胞参数是a,则该组晶面间的面间距为多少？4-5指出该晶胞中对称元素的种类和个数。第5题(10分)金属Cr与CO可形成羰基配合物Cr(CO)n,试确定n 值。在配合物Cr(CO)n中，存在有键（或称电子授受键）。绘图表示电子授受键的形式，并简要说明键对配合物形成的影响。第3页（共6页）第6题(14分)碳在氧气中的燃烧反应主要涉及以下三个： C（s）+ O2（g）= CO2（g） 2C（s）+ O2（g）= 2CO（g） 2CO（g）+ O2（g）= 2CO2（g）右图中三条线段分别表示以上三个反应的对温度T关系图（Ellingkan图）。已知110 kJmol-1，393.3kJmol-1， = 197.36 JK-1mol-1，= 2050JK-1mol-1，= 213.6 JK-1mol-1，= 5.7 JK-1mol-1，393.5 kJmol-1，566kJmol-1。6-1计算反应（2）的6-2由右图出发讨论：在TT1及TT1条件下，C、CO或CO2之间会发生什么样的反应。（假设，不受温度影响）6-3试求交点T1的温度，并分别计算550及1000下，混合煤气中CO气体所占的分压为多少kPa？假设煤气中只存在CO和CO2两种气体，且101.325kPa。第7题 (10分)Cu2O和CuO即便在500也不易分解，若与碳燃烧生成CO2的反应同时进行，能否使Cu2O和CuO分解？已知500时192.8kJmol-1，92.4kJmol-1，395.2kJmol-1第4页（共6页）第8题 (12分)8-1对于加成反应在一定范围内，发现有下列关系存在： 式中：k为此反应的实验速率常数。进一步实验表明，P/A的比值与A的浓度无关，而P/B的比值与B 的浓度有关。当t=100h时，测得下表数据。B/moldm-30.40.2P/B0.080.01假如A和B的初始浓度相同，试求此反应对每种反应物各为几级反应？8-2有人认为上述反应的机理可能是 2B B2 K1 （快反应） B + A AB K2 （快反应） B2 + AB P + 2B k （慢反应）试验证该机理是否可能。第5 页（共6页）第9题 (10分)实验测得反应2NaHCO3（s） Na2CO3（s）+ H2O（g）+ CO2（g）在不同温度时的平衡总压如下：t（）30507090100110P（p）8.1610-339.4710-30.15780.54510.96201.648假设该反应的 与温度无关，试求NaHCO3的分解温度。第10题 (4分)1997年，美国德克萨斯州立大学J.B.Goodenough教授研究小组发现磷酸铁锂（LiFePO4）是一种具有良好应用前景的锂离子电池