2011年湖南师范大学中学化学夏令营无机试题

湖南师范大学化学竞赛初赛模拟试卷（无机化学部分）（时间：120分钟满分：100分）学校姓名性别：学号：题号12345678总计满分12101412129922100得分H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La－LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac－LaRfDbSgBhHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.0第一题（考查对称性，每小题1.5分，共12分）环丁烷被X或Y取代后的分子有那些对称元素？①②③④⑤⑥⑦⑧第二题（考查晶体结构，第1小题4分，第2、3小题各3分，共10分）冰为六方晶系晶体，晶胞参数为a=452.27pm,c=736.71pm；晶胞中O原子的分数坐标为(0,0,0)，(0,0,0.375)，(2/3,1/3,1/2)，(2/3,1/3,0.875)。（1）画出冰晶体的空间格子示意图；其点阵型式是什么？结构基元是什么？（2）计算冰的密度；（3）计算氢键O-H....O的键长。第三题（考查晶体结构，第1小题2分，第2小题5分，第3小题2分，第4小题3分，第5小题2分，共14分）经X射线分析确定，某一离子晶体为立方晶系，其晶胞参数a=403.1pm；晶胞顶点位置为Ti4+所占，体心位置为Ba2+所占，棱心位置为O2所占；（1）画出晶胞示意图；（2）写出晶胞中离子的分数坐标；（3）指出晶体的点阵形式和结构基元；（4）指出各种离子的配位数；（5）若O2的半径为140pm，计算两种正离子的半径。第四题（本题共12分，第1、2、4小题各2分，第3小题6分）某含砷的化合物为橘红色，经稀硝酸处理后溶液中仍有黄色粉末状固体，为了分析其组成，进行了以下实验：（1）称取该化合物0.1070g，用稀硝酸处理后除去黄色粉末，所得溶液调节到pH值为8.00，以淀粉为指示剂用2.50102mol·L1的I2标准溶液滴定至终点，消耗20.00mL。（2）然后用盐酸酸化此溶液，加入过量KI溶液，释放出的I2用1.00101mol·L1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗20.00mL。试通过分析与计算回答下列问题：（1）该化合物可能是什么？写出化学式及名称。（2）写出该化合物与稀硝酸的反应方程式。（3）写出滴定反应涉及的化学方程式。（4）该化合物中砷元素的质量百分含量为多少？第五题（考核配合物，共12分，1、2小题各2分，第三小题中每问2分）配位化学是化学的一个重要分支。在十九世纪，维尔纳的老师认为：六配位化合物是一种链式结构，如：M—A—B—C—D—E—F或M—B—A—C—D—E····；而维尔纳认为：六配位化合物是一种八面体。1．请你设想一下：维尔纳是如何否定老师的论断得出他的正确结论的？在配合物中，乙酰丙酮（CH3CCH2CCH3OO）是常见的一种配体。试回答：2．请从有机化学的角度解释乙酰丙酮可作双齿配体。3．某同学用乙酰丙酮与CoCl2、H2O2在一定条件下反应得到一晶体A。为测定晶体组成，该同学设计以下实验：准确称取A晶体0.4343g，煮沸溶解后，将Co元素转化为Co(II)形式，然后用氢离子交换树脂（即HR型）充分交换至看不出有Co2+的红色，过滤；交换液用0.1013mol/L的NaOH标准溶液滴定，用去24.07mL。测定该物质A的摩尔电导，发现其为电中性分子。求：（1）A中Co的质量分数。（2）预测A的化学式，画出A的结构并写出Co的杂化形态。（3）写出制备A的化学反应方程式。（4）在铁粉的催化下，A能与液溴发生取代反应（物质的量之比为1：3）。试写出其化学反应方程式。阐述其原因。第六题（考查氧化还原，本题共9分，第4小题3分，其余每小题3分）已知酸性溶液中下列电对的标准电极电势：(VO2+/VO2+)=1.0V，(VO2+/V3+)=0.36V，(V3+/V2+)=-0.25V，(V2+/V)=-1.2V，(Zn2+/Zn)=-0.763V，(Sn4+/Sn2+)=0.15V，(Fe3+/Fe2+)=0.77V。请回答：（1）VO2+还原为V2+，选择哪种还原剂？（2）VO2+还原为V3+，选择哪种还原剂？（3）VO2+还原为VO2+，选择哪种还原剂？（4）酸性钒酸盐溶液中通入二氧化硫，生成蓝色溶液；用锌还原时生成紫色溶液。将上述蓝色溶液与紫色溶液混合时得到绿色溶液，写出涉及的离子方程式。第七题（考查溶液中的平衡，本题共9分）有一溶液含有0.10mol/L的自由NH3、0.010mol/LNH4Cl和0.15mol/L[Cu(NH3)4]2+，问从这个溶液中能否生成Cu(OH)2沉淀？已知K稳[Cu(NH3)42+]=4.8×1012，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×1020，Kb(NH3)=1.77×105。第八题（考查分子结构与原子结构，本题共22分）81（本小题4分，每小问2分）（1）分析PFCl4分子的结构（i）中心原子杂化轨道类型：()（ii）画出分子的几何构型图：()（2）判断下列分子键角大小：（i）OCl2，OF2()（ii）NH3，PH3，AsH3()8-2（第1小问4分，2~7小问各2分，共16分）（1）用VSEPR预测NO2、NO2+、NO2-的几何形状，并比较它们中ONO键角大小顺序。（2）氮的两种化合物分别为三甲胺(Me3N)和三甲硅烷胺(H3Si)3N，观察到两化合物中N原子与相邻原子的键角分别是108°和120°，用VB法解释它们键角的差别。（3）氮和硼都能形成三氟化物NF3，BF3前者N-F键能280kJ·mol1，后者B-F键能646kJ·mol1，为何有如此大差别？（4）NF3沸点129℃，而NH3沸点33℃，为何后者沸点比前者高？（5）NF3偶极矩小（0.24D），NH3偶极矩大（1.46D），解释这种差别。（6）NH3能作为Lewis碱提供电子对，如与Ag+形成Ag(NH3)2+，而NF3却不是Lewis碱，为什么？（7）NaNO3水溶液和钠汞齐（合金）反应生成Na2N2O2。写出这个反应式。8-3（本小题2分）天然存在的铀有3种同位素，99.30%的238U，0.70%235U和痕量的234U。235U受到热（慢）中子的辐射，核裂变释放出原子能，产物之一为质量数为92的稀有气体，产物之二为质量数为140的IIA族元素。写出核裂变反应方程式并指出该反应的两个最主要特点。