中国化学会第31届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷

中国化学会第31届全国高中生化学竞赛(省级比赛区)试卷期全国高中生化学竞赛(省级比赛区)试卷鉴定用解答(2017年8月27日9:00 12:00 )的题目编号1、2、3、4、5、6、8、10总得分满分为1210分迟到半小时以上者不能进入考场。 考试开始以后时间过去了。 迟到半小时以上者不能进入考场。 考试开始后一小时内不得退场。 时间到了，把试卷放在桌子上，立刻起立离开考场。 试卷要装订成册，不要拆开。 所有答案必须写在指定的框内，不得用铅笔填写。 稿纸在最后一页。 你不能带别的纸。 姓名、申请号、所属学校必须写在主页左侧的指定位置，写在其他地方的人要废卷讨论。 允许使用未编程的计算机和尺子等文具。 不得在时间内退场。 时间到了，把试卷放在桌子上，立刻起立离开考场。 试卷要装订成册，不要拆开。 所有答案必须写在指定的框内，不得用铅笔填写。 稿纸在最后一页。 你不能带别的纸。 姓名、申请号码、所属学校必须写在主页左侧的指定位置，写在其他地方的人要废卷讨论。 允许使用未编程的计算机和尺子等文具。 H 1.008相对原子质量he 4.003 Li 6.941 be 9.012 b 10.81 c 12.01 n 14.01 o 16.00 f 19.00 ne 20.18 na 22.99 mg 24.31 al 26.98 si 28.09 p 30.97 s 32.07 cl 35.4 5ar 39.95 k 39. 47.88 v 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 co 58.93 ni 58.69 Cu 63.55 Zn 65.41 ga 69.72 ge 72.61 as 74.92 se 78.9 6br 79.90 kr 83.80 Rb 85.47 Sr 87.62 y 88.91 zr91 ru 101.1 RH 102.9 PD 106.4 ag 107.9 CD 112.4 in 114.8 sn 118.7 sb 121.6 I 126.9 xe 131.3 cs 132.9 ba 137.3 la-luhf 178.5 ta 180.9 w 183.8 r e 186.2 OS 190.2 IR 190 0.6 TL 204.4 Pb 207.2 bi 209.0 po 210 at 210 rn 222 fr 223 ra 226 AC-larfdbssgbhsmtdsrgutuquuuuuuuuuuuuuuuuusuolacerprndsmeugdtbdyhoertyble 11工业上使碳酸氢铵和镁硼Mg2B2O4(OH)2在水溶液中反应制备硼酸。 在从1-1 NH h4HCO3mg2b2o4(oh )2=2mgdc3n h3NH3n h3HCO3mg2b2o4(oh )2h2o=mg2(oh )2d c3n h3bo3- 2使用过的燃料中提取钚元素的过程中，使用亚硝酸钠在强酸溶液中将Pu3氧化成Pu4 1-24h2hno2ppul3=n2o4pu4h2o(2分钟)1-3 NaBH4与氯化镍(摩尔比2:1 )在水溶液中反应，得到硼化镍和硼酸(摩尔比1:3 )两种硼化物. 1-38 nab h4nicl 218 h2o=6h3bo 32 ni2b8NaCl 25 h2(2分钟)在1-4KF-HF介质中使KMnO4与H2O2反应，得到化学法F2原料K2MnF6. 1-42kn MnO 43 h2o2k f 10hf=2k2MNF 63 o8h2o (2分钟)1-5膦与甲醛的硫酸溶液反应，生成物仅为硫酸鏻(盐)。 1-52ph 38 hchoh2so4= p (ch2oh )42so4(2分钟)在第2题(题目(10分钟)2-1氨结晶中，氨分子中的每h参与氢键的形成，n原子与多少个氢原子邻接？ 1摩尔固体氨有多少摩尔氢键？氨结晶解开后，固体氨会下沉，还是浮在液氨液面？ 2-1 6(3个氢键，3个共价键) (1分钟)3 mol(1分钟)下沉。 2-2 P4S5为多面体分子，结构中的多边形不是平面状，但遵循欧拉定律，两种原子结合后的价数层均满足8电子，s的氧化数为-2。 画出这个分子的结构图(用元素符号表示原子) 。2-2 (2分钟)2-3气化反应CO(g) H2O(g) H2(g) CO2(g)是重要的化工过程，BE(CO)=1072 kJmol-1，BE(O-H)=463 kJmol-1，BE(C=O)=799 kJmol-1，BE(H-H)=436 kJmol-1 2-3h-2 be (c=o ) be (h-h ) be (co )-2be (o-h ) =-36kj mol-1 (1分钟)该反应H0根据lushert序列平衡移动原理，由于低温有利于平衡顺向移动，因此低温是有利的. (1点)注：实际反应需要适当的温度。 2-4硫粉和S2-反应生成多硫离子。 在s 2溶液10ml中加入硫磺粉0.080 g，控制条件使硫磺粉完全反应。 溶液中检测出最大聚合度的硫离子为S32-，sn2- (n=1，2，3，)离子浓度之比相当于等比数列1，10，10n-1。 如果不考虑其他副反应，则计算反应后的溶液中的s 2的浓度c1及其开始浓度c0。 在由2-4问题得到的溶液中，含硫离子S2-、S2-、S32-列式s2- s 22-s 32-c 131 c 131通过零价s保存得到： 10c132c131c1=n(s ) .=2.4910-3 mol(1分钟)，因此c1=1.210-3 molL-1(1分钟) c0=c110c1c1=0.13moll-1(1分钟)第3个问题(题目(12分钟)是在金属离子M3的溶液中加入酸HmX，控制条件，得到不同的沉淀。 得到pH 1、沉淀A(M2XnyH2O、y 7、沉淀BMX(OH)，在空气气氛中a的热重分析中，从30C升温至100C，重量为11.1%，与失去5个结晶水(部分)对应地继续加热至300C，进而重量为31.2%，无色通过3-1计算，显示m是哪种金属，决定a的化学式。 由31MX(oh )可知x为2价，因此a为M2X3yH2O通过在第一阶段失去5个结晶水可以确认分子量为811.53gmol-1(1分钟)，通过热重量分析放出无色无味的气体，因此推测该气体可能为CO2(1分钟)，x为碳酸根因此，x推定为C2O42-，分子量计算中m推定为Bi。 因此，a化学式写入Bi2(C2O4)37H2O(1点) 32在空气中热分解a的反应方程式. 3-22bi2(c2o4) 37 H2O3o2=2bi2o 314 H2O 12 co2(2分钟)通过bi2 (c2o4) 37h2o=bi2 (c2o4) 32 H2O 5h2o2bi2(c2o4) 32h2O3 o2=2b i2o 34 H2O 12 co 23-3计算，b在N2环境中3-3 Mr (重量减少)=92.25 gmol-1，其馀为BiO0.75(2分钟)，Bi(66.7%) Bi2O3(33.3%)(2分钟) 34写了b在氮气氛下分解反应方程式. 4 bi (c2o4) (oh )=2bib i2o 32 H2O7CO2 co (2分钟)第四个问题(题目(10分钟)随着科学的发展和大型实验装置(如同时辐射和中子源)的建设，高压技术在物质研究中起着越来越重要的作用。 高压不仅会引起物质的相变，还会引起新型化学键的形成。 近年来，有许多关于超高压下新晶体形成与结构的研究报道。 4-1 NaCl晶体在50-300 GPa的高压下与Na或Cl2反应，可形成不同组成、不同结构的晶体。 下图显示了其中三个晶体的单位晶格(大球为氯原子，小球为钠原子)。 写a、b、c的化学式。 41an ACL3n a3cln a2cl (每分钟)在42超高压(300 GPa )下，金属钠和氦可形成化合物。 结构中，钠离子为单纯的立方体结构，形成Na4立方体的空隙(右图)，电子对(2e-)和氦原子交替分布填充在立方体的中心。 4-2-1写入单位晶格中的钠离子数。 4-2-1 8。 (1点)4-2-2写出表现该化合物构成特征的化学式. 4-2-2 Na2(e2) He。 (1分钟)将4-2-3氦原子置于单位晶格顶点时，写出所有电子对(2e-)在单位晶格中的位置. 4-2-3体心，棱心。(1分钟)4-2-4单位晶格边长a=395pm . 计算了该结构中的Na-He的间距d和结晶的密度(单位：gcm-1 )。 4-2-4 =zM/NAV=5.39 gmol-1(2分钟) d=3/4a=171 pm(2分钟)由第5个问题(题目(10分钟)成分)元素x和y构成的化合物a是重要的化学工业制品，可用于润滑剂、杀虫剂等的制造. a可通过x单体副产物FeP2与黄铁矿的反应制备，同时还可得到另一种二元化合物b。 b溶解在稀硫酸释放气体c中，与浓硫酸反应释放出二氧化硫。 c与大多数金属离子发生沉淀反应。 纯a为黄色，对热量稳定，但湿空气容易分解，有臭鸡蛋的味道。 a在乙醇中进行酒精分解，得到以x为中心的二酯化合物d，释放气体c，d与Cl2反应生成杀虫剂的原料e，释放刺激性的酸性气体f，得到y的单体(生成物的摩尔比1:1:3603603601 )。 将a和五氧化二磷混合加热，得到结构对称性与a相同的化合物G1和G2两种。 从5-1、c开始写f、G1和G2分子式。 5-1a P4 S10 ch2SHS PS (oc2h5)2ECL PS (oc2h5)2FHC LG1P4 S6 o 4g2P4 o6 s4(每分钟)5-2编写了x单体副产品FeP2和黄铁矿生产a的方程。 5-2 2FeP2 12FeS2=P4S10 14FeS(1分钟)5-3写入与浓硫酸反应的方程式。 5-32 FeS 13h2so4=2Fe (HSO4) 310 h2o9so2(2分钟)第6题(题目(12分钟)钌的络合物在发光、光电、催化剂、生物等领域备受瞩目。 61研究人员制备了含有混合配体的Ru(II )络合物Ru(bpy)n(phen)3-n(ClO4)2(配体结构如下图)。 元素分析结果表明，c、h、n的质量分数分别为48.38%、3.06%、10.54%。 磁测试表明，该络合物显示出反磁性。 推定6-1-1络合物化学式中n值. 6-1-1 n=2。 (1点)6-1-2写入中心钌原子的混合轨道类型。 用6-1-2 d2sp3(1分钟)6-2显微镜观察生物样品时，经常使用被称为钌红的染色剂，钌红的化学式为Ru3O2(NH3)14Cl6，Ru(NH3)6Cl3的氨水溶液暴露于空气中而形成，钌红的化学式为Ru3O2(NH3)14Cl6 编写生成6-2-1钌红阳离子的反应方程。 6-2-112 ru (NH3)63o 26 h2o=4 ru3o2(NH3) 14 612 NH4NH3(2分钟)6-2-2描述了钌红阳离子的结构式，并且显示了每个钌的氧化状态。 写出了6-2-2 ruoruo un H3 NH 3n H3 NH 3n H3 NH 3n H3 NH 3n H3 NH 3n h3n 3n 3n6(每分钟) 343 (每分钟