历年高中化学奥赛竞赛试题及答案

精选试题

历年高中化学奥赛竞赛试题及答

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中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题

（2007年9月16日9：00-12：00共3小时）

题号1234567891011总分

*7

满分12610110128410129100

得分

评卷入

竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。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。

试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页.

不得持有任何其他纸张。

姓名、报名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处。

允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

第1题（12分）

通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成SiSH）,。

1-1已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。

早在上世纪50年代就发现了CIV的存在，人们曾提出该离子结构的多种假设，然

而，直至1999年，才在低温下获得该离子的振动-转动光谱，并由此提出该离子的如下

结构模型：氢原子围绕着碳原子快速转动；所有OH键的键长相等。

1-2该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。

1-3该离子是（

A.质子酸B.路易斯酸C.自由基D.亲核试剂

2003年5月报道，在石油中发现了一种新的烷烧分子，因其结构类似于金刚石，被称

为“分子钻石”，若能合成，有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下:

1-4该分子的分子式为;

1-5该分子有无对称中心？

1-6该分子有几种不同级的碳原子？

1-7该分子有无手性碳原子？

1-8该分子有无手性？

第2题（5分）

羟胺和用同位素标记氮原子（ND的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：

NHZOH+HNQ-A+H20

MWH-HN'Oz-B+H2

A、B脱水都能形成弗0,由A得到MN0和NNP,而由B只得到NN'O。

请分别写出A和B的路易斯结构式。

第3题（8分）

X-射线衍射实验表明，某无水MgCk晶体属三方晶系，呈层形结构，氯离子采取立方最

密堆积（ccp）,镁离子填满同层的八面体空隙；晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。

该晶体的六方晶胞的参数：a=,c=;p=•cm\

3-1以表示空层，A、B、C表示C1漓子层，a、b、c表示Mg?♦离子层，给出三方层型结

构的堆积方式。

2计算一个六方晶胞中“MgCk”的单元数。

3假定将该晶体中所有八面体空隙皆填满A或'离子，将是哪种晶体结构类型？

第4题(7分)

化合物A是一种热稳定性较差的无水的弱酸钠盐。用如下方法对其进行分析：将A与情

性填料混合均匀制成样品，加热至400C,记录含A量不同的样品的质量损失(%),结果列

于下表：

样品中A的质量分数20507090

样品的质量损失修

利用上述信息，通过作图，推断化合物A的化学式，并给出计算过程。

第5题(10分)

甲苯与干燥氯气在光照下反应生成氯化节，用下列方法分析粗产品的纯度：称取样品，

与25矶4moi・1氢氧化钠水溶液在100mL圆底烧瓶中混合，加热回流1小时：冷至室温,

加入50矶20%硝酸后，用・L硝酸银水溶液处理，再用・L'NIhSCN水溶液滴定剩余的硝酸

银，以硫酸铁钱为指示剂，消耗了mLo

5-1写出分析过程的反应方程式。

5-2计算样品中氯化节的质量分数(%)o

5-3通常，上述测定结果高于样品中氯化羊的实际含量，指出原因。

5-4上述分析方法是否适用于氯本的纯度分析？请说明理由。

第6题(12分)

在给定实验条件下，一元弱酸HA在苯(B)和水(W)的分配系数KD=[HA]B/[HA]产。已知

水相和苯相中HA的分析浓度分别为XIO”和X1071noi・匚)在水中，HA按HA*H+A解离，Ka=

X101；在苯中，HA发生二聚：2HA=(HA)”

6-1计算水相中各物种的浓度及pH。

6-2计算化合物HA在苯相中的二聚平衡常数。

6-3已知HA中有苯环，含义个分子，给出HA的化学名称。

6-4解释HA在苯中发生二聚的原因，画出二聚体的结构。

第7题(8分)

KC1Q热分解是实验室制取氧气的一种方法。KC1G在不同的条件下热分解结果如下：

实验反应体系第一放热温度/℃第二放热温度/℃

AKClOa400480

BKClOj+FeA360390

CKC103+Mn02350

已知⑴K(s)+l/2Ck(g)=KCl(s)AH(1)=-437kJ-mol-1

1

(2)K(s)+l/2Cl2+3/202(g>=KC10,3(S)AH(2)=-398kJ・mol-

1

(3)K(s)+l/2Cl2+202(g)=KClOAs)AH(3)=-433kJ・mc-r

7-1根据以上数据，写出上述三个体系对应的分解过程的热化学方程式。

7-2用写Mn(M崔化KC103分解制得的氧气有轻微的刺激性气味，推测这种气体是什么，并

提出确认这种气体的实验方法。

第8题(4分)

用下列路线合成化合物3

反应结束后，产物中仍含有未反应的A和B。

8-1请给出从混合物中分离出C的操作步骤；简述操作步骤的理论依据。

8-2生成C的反应属于哪类基本有机反应类型。

第9题(10分)

根据文献报道，醛基可和双氧水发生如下反应：

为了合成一类新药，选择了下列合成路线：

9-1请写出A的化学式，画出B、C、D和缩醛G的结构式。

9-2由E生成F和F生成G的反应分别属于哪类基本有机反应类型。

9-3请画出化合物G的所有光活异构体。

第10题（12分）

尿素受热生成的主要产物与NaOH反应，得到化合物A（三钠盐）。A与氯气反应，得到

化合物B,分子式C3N303cl3。B是一种大规模生产的化工产品，全球年产达40万吨以上，我

国年生产能力达5万吨以上。B在水中能持续不断地产生次氯酸和化合物C,因此广泛用于

游泳池消毒等。

10-1画出化合物A的阴离子的结构式。

10-2画出化合物B的结构式并写出它与水反应的化学方程式。

10-3化合物C有一个互变异构体，给出C及其互变异构体的结构式。

10-4写出上述尿素受热发生反应的配平方程式。

第11题（12分）

石竹烯（Caryophyllene,G5HG是一种含双键的天然产物，其中一个双键的构型是反

式的，丁香花气味主要是由它引起的，可从下面的反应推断石竹烯及其相关化合物的结构。

反应1：

反应2：

反应3：

反应4：

石竹烯异构体一异石竹烯在反应1和反应2中也分别得到产物A和B,而在经过反应3后却

得到了产物C的异构体，此异构体在经过反应4后仍得到了产物Do

11-1在不考虑反应生成手性中心的前提下，画出化合物A、C以及C的异构体的结构式；

11-2画出石竹烯和异石竹烯的结构式；

11-3指出石竹烯和异石竹烯的结构差别。

第1题（12分）

-

1-1Si+40If=SiO?'+2H2（l分）SiO?+4H20=Si（OH）,+40Hzi分）

2-2-

若写成Si+20H-+H20=Si03+2H2SiO3+3HQ=Si（OH）4+20H;

也得同样的分。但写成Si+4H2O=Si（OH）.,+2H2不得分。写不写l（沉淀）和t（气

体）不影响得分。

1-2不能。（1分）

经典共价键理论认为原子之间通过共享电子对而成键。C为第二周期元素，只有4个

价层轨道，最多形成4个共价键。（1分）

理由部分：答“C原子无2d轨道，不能形成sp3d杂化轨道”，得1分；只答“C原

子没有2d轨道”，得分；只答“C原子有4个价电子”，得分；答CH「中有一个三中

心二电子键，不得分（因按三中心二电子键模型，CH；离子的C-H键不等长）。

1-3A或质子酸（多选或错选均不得分。）（2分）

1-4C26H如（分子式不全对不得分）（2分）

1-5有（1分）

1-63种（答错不得分）（1分）

1-7有（1分）

1-8无（1分）

第2题（6分）（每式3分）

对每一式，只写对原子之间的连接顺序，但未标对价电子分布，只得1分；未给出立

体结构特征不扣分；未标出同位素符号不扣分，但B中将星号标错位置扣分。

第3题（10分）

3-1・・・AcBCbABaCA•••（5分）

大写字母要体现出C1层作立方最密堆积的次序，镁离子与空层的交替排列必须正确，

镁离子层与氯离子层之间的相对位置关系（大写字母与小写字母的相对关系）不要求。必须

表示出层型结构的完整周期，即至少写出包含6个大写字母、3个小写字母、3

个空层的排列。若只写对含4个大写字母的排列，如“・・・AcB

CbA・・・”,得分。

3-2（3分）

Z的表达式对，计算过程修约合理，结果正确（^一，指出单元数为整数3）,得3分。

Z的表达式对，但结果错，只得1分。

3-3NaCl型或岩盐型（2分）

第4题（7分）根据所给数据，作图如下：

由图可见，样品的质量损失与其中A的质量分数呈线性关系，由直线外推至A的质量

分数为100%，即样品为纯A,可得其质量损失为机

作图正确，外推得纯A质量损失为（±）%,得4分；作图正确，得出线性关系，用

比例法求出合理结果，也得4分；仅作图正确，只得2分。

样品是热稳定性较差的无水弱酸钠盐，在常见的弱酸盐中，首先考虑碳酸氢钠，其分解

反应为：2NaHC03=Na2C03+ll20f+CO2f该反应质量损失分数为（+）/（2X）=%,

与上述外推所得数据吻合。化合物A的化学式是NaHC03o

根据所给条件并通过计算质量损失，答对NaHCP得3分。答出NaHCO,但未给出计算过

程，只得1分。其他弱酸钠盐通过计算可排除，例如Na2c0a质量损失分数为%,等等。

第5题（10分）

5-1（4分）QH5cH2Cl+NaOH=CH5cH20H+NaCl

NaOH+HNO3=NaNO34-H2O（此式不计分）

AgN034-NaCl=AgClI+NaN（h

NH.iSCN4-AgN03=AgSCNI+NH4NO3

Fe3T+SCN=Fe（SCN）2+

每式1分;写出正确的离子方程式也得满分;最后一个反应式写成Fe3+3SCN=Fe（SCN）3

也可。

5-2（2分）样品中氯化节的摩尔数等于AgNOa溶液中Ag+的摩尔数与滴定所消耗的NHBCN

的摩尔数的差值，因而，样品中氯化茉的质量分数为

3（C6H5cH2CI）X[XX100%=91%

算式和结果各1分；若答案为％,得分（91%相当于三位有效数字，%相当于四位

有效数字）。

5-3（2分）测定结果偏高的原因是在甲苯与CL反应生成氯化节的过程中，可能生成少量

的多氯代物C6H5cHek和C6H£CK,反应物Ck及另一个产物HC1在氯化羊中也有一定的溶

解，这些杂质在与NaOH反应中均可以产生氯离子，从而导致测定结果偏高。

凡答出由以下情况导致测定结果偏高的均得满分：1）多氯代物、Ch和HC1；2）多氯代物

和Ch；3）多氯代物和HC1；4）多氯代物。凡答出以上任何一种情况，但又提到甲苯的，只

得1分。若只答Ck和/或HC1的，只得1分。

5-4（2分）不适用。（1分）氯米中，C1原子与苯环共较，结合紧密，难以被0H关换下

来。（1分）

氯苯与碱性水溶液的反应须在非常苛刻的条件下进行，而且氯苯的水解也是非定量的。

第6题（12分）

6-1（4分）HA在水中存在如下电离平衡：

HA=H+A-Aa=X10'

据题意，得如下3个关系式：[HA]+[A]=X10%oi・1/①

[H][Al/[HA]=X10M②

[H*]=[A-][H]=X101mol•L'③

三式联立，解得：[A[=[H]=X104mol•L，[HA]=X103mol•L\[OH]

=X10"mol•LpH=-log[H]==

计算过程合理得分；每个物种的浓度分；pH分。

6-2（4分）HA的二聚反应为：2HA=（HA）2

2

平衡常数^in=[（HA）2]/[HA]

苯相中，HA的分析浓度为3mol•L-l

2[（HA）2]+[HA]B=X10

根据苯-水分配常数，k[HAL/1HA]产

得[HA]u=[HA]W=X10*mol,L'

1

[（HA）2]=X10'mol-L

24322

Adi.-[（HA）2]/[HA]-XIO/XIO-）-XIO

计算过程合理得2分；单体及二聚体浓度正确各得分；平衡常数正确得1分（带不

带单位不影响得分）。

6-3（2分）HA的摩尔质量为XXl（f）/X100=156（g/mol）,根据所给信息，推断HA是

氯代苯甲酸。

156-77（心出）一45（竣基）=34,苯环上可能有氯，于是有156—76（C6H0—45（段基）=35,

因此HA是氯代苯甲酸。推算合理和结论各1分。

6-4（2分）在苯中，氯代苯甲酸相互作用形成分子间氢键；二聚体结构如下：

原因与结构各1分。

第7题（8分）

7-1（6分）

A第一次放热：4KC16（s）=3KCIO4（s）+KC1（s）=-144kj/mol

第二次放热：KC10.,（s）=KC1（s）+2（Ug）"=-4kj/mol

每个方程式1分。方程式写错，不得分；未标或标错物态，扣分；未给出或算

借，扣分。第一次放热过程，在上述要求的方程式外，还写出2KC10Xs）-2KCl（s）+302（g）,

不扣分。

B第一次放热、第二次放热反应的热化学方程式均与A相同。（给出此说明，得分同

A）若写方程式，评分标准同Ao

C2KC1O3（S）=2KC1（s）+3O2（g）°=-78kj/mol

方程式2分。方程式写错，不得分；未标或标错物态，扣分；未给出△〃。或

算错，扣分。

7-2（2分）

具有轻微刺激性气味的气体可能是CU（1分）

实验方案：（1）将气体通入HNJ酸化的AgNOs溶液，有白色沉淀生成；分）

（2）使气体接触湿润的KI-淀粉试纸，试纸变蓝色。分）

若答气体为和/或C102,得1分；给出合理的确认方案，得1分。

第8题（4分）

8-1（3分）

操作步骤：

第一步：将反应混合物倾入（冰）水中，搅拌均匀，分离水相和有机相；（分）

笫二步：水相用乙酸乙酯等极性有机溶剂萃取2-3次后，取水相；分）

第三步：浓缩水相，得到C的粗产品。（1分）

理论依据：C是季铁盐离子性化合物，易溶于水，而A和B都是脂溶性化合物，不溶

于水。（1分）

未答出水相用有机溶剂萃取，不得第二步分：

未答浓缩水相步骤，不得第三步分；

未答出C是季筱盐离子性化合物或未答出A和B都是脂溶性化合物，扣分。

8-2（1分）

A含叔胺官能团，B为仲卤代烷，生成C的反应是胺对卤代烷的亲核取代反应。（1分）

只要答出取代反应即可得1分。

第9题（10分）

9-1（5分）AKMnOi或KzCrzO?或其他合理的氧化剂；MnO?、PCC、PDC>Jones试剂等不行。

A、B、C、D、和G每式1分,

化合物B只能是酸酊，画成其他结构均不得分：

化合物C画成

也得1分

化合物D只能是二醇，画成其他结构均不得分；

化合物G画成或只得分

9-2（2分）

由E生成F的反应属于加成反应;由F生成G的反应属于缩合反应。（各1分）

由E生成F的反应答为其他反应的不得分；由F生成G的反应答为“分子间消除反

应”也得满分，答其他反应的不得分。

9-3（3分）

G的所有光活异构体（3分）

应有三个结构式，其中前两个为内消旋体，结构相同，应写等号或只写一式；三个结构

式每式1分；如果将结构写成4个，而没有在内消旋体之间写等号的，或认为此内消旋体

是二个化合物的扣分；如果用如下结构式画G的异构体，4个全对，得满分。每错1个

扣1分，最多共扣3分。

第10题（12分）

10-1（2分）

画成其他结构均不得分。

10-2（5分）

画成其他结构均不得分。B（2分）

化合物B与水反应的化学方程式：

或C-303cl3+3H20=CaN30aH3+3HC10（3分）

方程式未配平得分；产物错不得分。

10-3（2分）

（2分，每个结构式1分）

10-4（3分）

或3C0（NH2）2=C3N303H3+3NH3

方程式未配平只得分；产物错不得分。

第11题（9分）

11-1（3分）

A的结构式：（1分）

A的结构，必须画出四元环并九元环的并环结构形式；未画出并环结构不得分；甲基位

置错误不得分。

C的结构式：（1分）

C的结构，必须画出四元环并九元环的结构形式；未画出并环结构不得分；环内双键的

构型画成顺式不得分，取代基位置错误不得分。

C的异构体的结构式：（1分）

c异构体的结构，必须画出四元环并九元环的结构形式；未画出并环结构不得分；环内

双键的构型画成反式不得分；取代基位置错误不得分。

11-2（4分）石竹烯的结构式：（2分）

石竹烯的结构式，必须画出四元环并九元环的结构形式；未画出并环结构不得分；结构

中有二个双键，一个在环内，一个在环外；九元环内的双键的构型必须是反式的；双键位置

正确得满分；双键位置错误不得分；甲基位置错误不得分。

异石竹烯的结构式：（2分）

异石竹烯的结构式，必须画出四元环并九元环的结构形式；未画出并环结构不得分；结

构中有二个双键，—个在环内，个在环外；九元环内的双键的构型必须是顺式的；双键位

置正确得满分；双键位置错误不得分；甲基位置错误不得分。

11-3（2分）

环内双键构型不同，石竹烯九元环中的双键构型为反式的，异石竹烯九元环中的双键构

型为顺式的。

石竹烯和异石竹烯的结构差别：必须指出石竹烯九元环中的双键构型为反式的，异石竹

烯九元环中的双键构型为顺式的；主要差别在于环内双键构型的顺反异构：只要指出双键构

型的顺反异构就得满分，否则不得分。

注：红色字体为答案，蓝色字体为评分说明。

中国化学会第22届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）

试题、标准答案及评分细则

2008年9月18日

题号1234567891011总分

满分14541051114971110100

评分通则：1.凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。

2有效数字错误，扣分，但每大题只扣1次。

3单位不写或表达错误，扣分，但每大题只扣1次。

4只要求1个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分。

5方程式不配平不得分。

6不包括在此标准答案的分的题，可由评分组讨论决定是否给分。

第1题（14分）

1-1EDTA是乙二胺四乙酸的英文名称的缩写，市售试剂是其二水合二钠盐。

（1）画出EDTA二钠盐水溶液中浓度最高的阴离子的结构简式。

，ooc、

CH2

H2HH2

W'c"V、cocr

H2HH2|

H2C、

COO(2分)

©HG

答(■OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO)2或CH2NH(CH2COO)<得2分，质子

HeJ2

必须在氮原子上。

(2)Ca(EDTA)2溶液可用于静脉点滴以排除体内的铅。写出这个排铅反应的化学方程

式(用Pb?.表示铅)。

Pb2>+Ca(EDTA)2=Ca2t+Pb(EDTA)2(1分)

(3)能否用EDTA二钠盐溶液代替Ca(EDTA)2溶液排铅？为什么？

不能。若直接用EDTA二钠盐溶液，EDTA阴离子不仅和Pb"反应，也和体内的Ca?,结合

造成钙的流失。(答案和原因各分，共1分)

1-2氨和三氧化硫反应得到一种晶体，熔点205℃,不含结晶水。晶体中的分子有一个三重

旋转轴，有极性。画出这种分子的结构式，标出正负极。

硫氧键画成双键或画成S-0,氮疏键画成N-S,均不影响得分。结构式1分，正负号1分。

答ILNSO3、HaN-Sa,等不得分。正确标出了正负号，如+H3NSO3、+HM-S03得1分。其他符

合题设条件(有三重轴，有极性)的结构，未正确标出正负极，得1分，正确标出正

负极，得2分。

1-3Na2[Fe(CN)5(N0)]的磁矩为零，给出铁原子的氧化态。Na2[Fe(CN)5(NO)]是鉴定S2的

试剂，二者反应得到紫色溶液，写出鉴定反应的离子方程式。

Fe(II)答II或+2也可(2分)

224

[Fe(CN)5(NO)]+S=[Fe(CN)5(NOS)]配合物电荷错误不得分(1分)

1-4CaSOi•2H2O微溶于水，但在HNOs(1molL%HC1O.(1molL)中可溶。写出

能够解释CaSO,在酸中溶解的反应方程式。

CaSO<+=Ca24+HSO,(1分)

写成2CaSO,+2HNO3=Ca(NO3)2+Ca(HSOi)2也得分。高氯酸同。答案若生成H2soi

不得分。

1-5取质量相等的2份PbSOi(难溶物)粉末,分别加入州。3(3molL')和HCUh(3mol

L'),充分混合，PbSO,在HNC3能全溶，而在HClOi中不能全溶。简要解释PbS分在HN6

中溶解的原因。

Pb?+与N03形成络离子(配离子或配合物)。(1分)

写方程式也可，如PbSOd+II'+N03-=HSO；+Pb(N03)\若将络离子(配离子或配合物)

写成Pb(NO3)2或Pb(N(h)3也得分，但方程式须配平。

1-6X和Y在周期表中相邻。CaCOj与X的单质高温反应，生成化合物B和一种气态氧化物；

B与Y的单质反应生成化合物C和X的单质；B水解生成D；C水解生成E,E水解生成

尿索。确定B、C、D、E、X和Y。

B:CaGC:CaCN2D:C2H2或Ca(OH)2E:NH£N[C(NH)2也可]

X:CY:N

(各分，共3分)

第2题(5分)化合物X是产量大、应用广的二元化合物，大量用作漂白剂、饮水处理剂、

消毒剂等。年产量达300万吨的氯酸钠是生产X的原料，92%用于生产X—在酸性水溶液中

用盐酸、二氧化硫或草酸还原。此外，将亚氯酸钠固体装柱，通入用空气稀释的氯气氧化，

也可生产X。X有极性和顺磁性，不形成二聚体，在碱性溶液里可发生歧化反应。

2-1写出X的分子式和共挽冗键(

C102泊(各1分，共2分)

2-2分别写出上述用草酸还原和用氯气氧化生产X的反应方程式。

2C103+H2c2。』+2H'=2C102+2C02+2H2O(1分)

或2NaC103+H2C2O4+H2so产2C102+2CO2+Na2s0」+2H20

2NaC102+Cl2=2cIQ+2NaCl(1分)

NaClA是固体，写成CIO2，不得分。

2-3写出上述X歧化反应的化学方程式。

2C1O2+2NaOH=NaC102+NaC103+H20(1分)

或2cIQ+20H=CIO2+C103+H2O

第3题(4分)甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇脱氢制备，反应式如下:

催化剂，700℃

1

CH30H(g)>CH2O(g)+H2(g)ArW©=kJmol'(1)

向体系中通入空气，通过以下反应提供反应(1)所需热量：

H2(g)+/Mg)------->H20(g)kJnol'(2)

要使反应温度维持在700℃,计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。己知空气中氧气的体积

分数为。

要使反应维持在一定温度持续进行，应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1)全部利

用，则:

甲醇与氧气的摩尔比为：〃(C%OH):n(02)=(2/=(2分)

甲醇与空气的摩尔比为：〃(CLOH):〃(空气)=/5=(2分)

答成或得分。

答(写)成1:也得2分。

考虑到实际情况，将上式的等号写成小于或小于等于，得2分。

算式合理，结果错误，只得1分。只有结果没有计算过程不得分。

第4题(10分)(CN)2被称为拟卤素，它的阴离子CN作为配体形成的配合物有重要用途。

4-1HgCL和Hg(CN)2反应可制得(CN)2,写出反应方程式。

HgCL+Hg(CN)2=HgzCb+(CN)2(1分)

4-2画出CN、(CN)2的路易斯结构式。

[:C=N：]一：N三c一C三N：(各1分，共2分)

短线画成电子对同样得分；不画孤对电子不得分。

4-3写出(CN)2(g)在5(g)中燃烧的反应方程式。

(CN)2(g)+202(g)=2c(Ug)+N2(g)(1分)

不标物态也可。

4-4298K下，(CN)2(g)的标准摩尔燃烧热为1095kJmolC扎(g)的标准摩尔燃

l

烧热为1300kJmol1,C2H2(g)的标准摩尔生成焰为227kJmol,H20(1)的标准摩

尔生成婚为286kJmol1,计算(CN)2(g)的标准摩尔生成烙。

(CN)2(g)+202(g)=2c02(g)+N2(g)

23A(CO.)△/[(CN)J=1095kJmol1

l

2At«(CO2)=1095kJmol+Afj%[(CN)2]

C2H2(g)+(g)=2c02(g)+映⑴

1

2A以(C02)+八"(H20)Af/4(C2H2)=1300kJmol_

1

(C02)=1300kJmol'+286kJmol'+227kJmol

11

△[(CN)2]=1095kJmol1300kJmol'+286kJmol'+227kJmol

=308kJmol1(2分)

计算过程正确计算结果错误只得1分。没有计算过程不得分。

△阳E(CN)2]=10951300+286+227=308(kJmol')也可以。

但不加括号只得分。

4-5(CN”在300~500℃形成具有一维双链结构的聚合物，画出该聚合物的结构。

\

???...(2分)

•••|||•••

“NNN

也得2分。但画成只得1分。

4-6电镀厂向含制化物的电镀废液中加入漂白粉以消除有毒的CN,写出化学方程式（漂

白粉用C10表示）。

2CN+5C10+HzO=2HC03+N2+5C1（2分）

产物中写成c（V只要配平，也得分。

第5题（5分）1963年在格陵兰Ika峡湾发现一种水合碳酸钙矿物ikaite。它形成于冷的

海水中，温度达到8（即分解为方解石和水。1994年的文献指出：该矿物晶体中的Cd?.离子

被氧原子包围，其中2个氧原子来自同一个碳酸根离子，其余6个氧原子来自6个水分子。

它的单斜晶胞的参数为：3=887pm,b=823pm,c=1102pm,£二°,密度gcm3,

Z=4o

5-1通过计算得出这种晶体的化学式。

ikaite晶胞体积：

V=abcsin=1021cm3）0=1022cm3（分）

设晶胞中含有〃个水分子，晶胞的质量：m-\（100+18〃）/NK（g）（分）

晶体密度：d=m/V=4（100+18ri）/（1023102）（gcmJ）=gcm3

100+18〃=208〃=6分）

该晶体的化学式为CaCQ36Ha分）

算出6个水分子，未写化学式，得分。

5-2研究了这种晶体在加压下受热膨胀体积增大的情形，并与冰及钙离子配位数也是8的

二水合石膏晶体（gypsum）作了对比，结果如下图所示（纵坐标为相对体积）：

为什么选取冰和二水合石膏作对比？实验结果说明什么？

Ikaite在冷水中形成，而且含有大量结晶水，分解温度又接近冰的熔点，可能与冰的

结构有相似性，故选取冰作参比物；分）

石膏是带结晶水的钙的含氧酸盐，而且钙的配位数也是8,可能与ikaite结构相似，

故选取石膏作参比物。分）

实验结果说明ikaite的结构跟冰相似。（1分）

实验结果，说明含水的摩尔分数越大膨胀越大，可以得分。

5-3这种晶体属于哪种类型的晶体？简述理由。

分子晶体。分）

答混合型晶体不得分。

晶体分解温度接近冰的熔点，体积随温度的变化趋势也接近冰，可认为晶体中的化学

微粒是CaC（h6H20,它们以分子间作用力（氢键和范德华力）构成晶体。分）

第6题（11分）在90（TC的空气中合成出一种含镯、钙和钵（摩尔比2:2:1）的复合氧

化物，其中锦可能以+2、+3、+4或者混合价态存在。为确定该复合氧化物的化学式，进行

如下分析：

6-1准确移取mLmolL।的草酸钠水溶液，放入锥形瓶中，加入25mL蒸馆水和5血,6mol

L।的HNO3溶液，微热至60~70℃,用KMnO」溶液滴定，消耗mL。写出滴定过程发生的

反应的方程式；计算KMn（h溶液的浓度。

2MnO,+5c+16H'=2Mn'+10C02+8H20（1分）

KUnOi溶液浓度：（2/5）/=（molL*）（1分：

反应方程式反应物GO产写HzC。，只要配平，也得1分。下同。

6-2准确称取g复合氧化物样品，放入锥形瓶中，加mL上述草酸钠溶液和30mL6moiL।

的HN（h溶液，在60~70℃下充分摇动，约半小时后得到无色透明溶液。用上述KMnO,溶

液滴定，消耗mLo根据实验结果推算复合氧化物中锦的价态，给出该复合氧化物的化

学式，写出样品溶解过程的反应方程式。已知La的原子量为。

根据：化合物中金属离子摩尔比为La:Ca:Mn=2:2:1,翎和钙的氧化态分别

为+3和+2,镭的氧化态为+2~+4,初步判断

复合氧化物的化学式为LazCazMna.,,其中x=0~1。（1分）

滴定情况：

加入C2O42总量：mLmolL1=nunol分）

样品溶解后，滴定消耗高镒酸钾；mLmolL1-mmol分）

样品溶解后剩余C2O/量：nmol5/2=mmol分）

样品溶解过程所消耗的CzOj量：mmolmmol=mmol分）

若将以上过程合并，推论合理，结果正确，也得2分。

在溶样过程中，CA2变为C6给出电子：

2mmol=mmol分）

有两种求解x的方法：

（1）方程法：

复合氧化物（LafeMnOft.）样品的物质的量为：

g/[+x）gmol*]分）

LaEazMnO-中，铳的价态为：[2（6+•2322]=（2+2x）（1

分）

溶样过程中钵的价态变化为：（2+2x2）=2x分）

镭得电子数与C2（V给电子数相等：

2xg/[+x）gmol[=2103mol（1分）

x=1分）

如果将以上步骤合并，推导合理，结果正确，也得分；如果将以上步骤合并，推导合

理但结果错误，得2分；推导错误，即便结果吻合，也不得分。

（2）尝试法

因为溶样过程消耗了相当量的C2（",可见钵的价态肯定不会是+2价。若设铳的价

态为+3价，相应氧化物的化学式为，此化学式式量为gmo『，称取样品的物质的量为:

g/gmol1）=101mol分）

在溶样过程中钵的价态变化为

103mol/（8.62810'mol）=（0.5分）

镒在复合氧化物中的价态为：2+=（0.5分）

与3差别很大，+3价假设不成立；分）

而结果提示Mn更接近于+4价。分）

若设Mn为+4价，相应氧化物的化学式为LaEazMnO?,此化学式式量为g

锌在复合氧化物中的价态为：

2+2103//=4分）

假设与结果吻合，可见在亚合氧化物中，Mn为14价。分）

如果将以上步骤合并，推导合理，结果正确，也得分；如果将以上步骤合并，推导合

理但结果错误，得2分；推导错误，即便结果吻合，也不得分。

该复合氧化物的化学式为La2Ca2MnO7（1分）

溶样过程的反应方程式为：

322

La2Ca2MnO7+C20/+14H'=2La'+2Ca*+Mn'+2c0」+7H20（1分）

未经计算得出La2Ca2Mn07,方程式正确，只得方程式的1分。

第7题（14分）AXi四面体（A为中心原子，如硅、楮；X为配位原子，如氧、硫）在无机

化合物中很常见。四面体T]按下图所示方式相连可形成一系列“超四面体”（12、T3*・・）：

IT2

7-1上图中TI、T2和T3的化学式分别为AX】、AX。和A10X20,推出超四面体T’的化学式。

,超四面体的化学式为AWU（1分）

7-2分别指出超四面体T3、L中各有几种环境不同的X原子，每种〉:原子各连接几个A原

子？在上述两种超四面体中每种X原子的数目各是多少？

T3超四面体中，有3种不同环境的X原子。（1分）

其中4个X原子在顶点上，所连接A原子数为1；分）

12个X原子在超四面体的边上，所连接A原子数为2；分）

4个原子在超四面体的面上，所连接A原子数为3。（1分）（共3分）

「超四面体中有5种不同环境的X原子。（2分）

其中4个X原子在顶点上，所连接A原子数为1：分）

12个X原子在超四面体的边上但不在边的中心，所连接A原子数为2；分）

6个X原子在超四面体的边的中心，所连接A原子数为2；分）

12个原子在超四面体的面上，所连接A原子数为3；分）

1个在超四面体的中心，所连接A原子数为4。（1分）

（共5分）

7-3若分别以“、T2.%、T.i为结构单元共顶点相连（顶点X原子只连接两个A原子），形成

无限三维结构，分别写出所得三维骨架的化学式。

化学式分别为AX2,A..X8,A.OX18,A20X33O（每式分，共2分）

答分别为