2009年化学奥赛模拟题(五)

12009年化学奥赛模拟题（五）第一题（4分）热核爆炸是用裂变弹（如钚弹）激发D－T混合物发生聚变反应。1．按书写要求写出核反应方程式：2．氢原子有2种变体，即正氢和仲氢，区别在于核的自旋量子数不同，现已知顺磁物质可以催化仲氢转变为正氢。试写出催化机理：第二题（8分）2005年的Nobel奖授予了在烯烃复分解领域里作出贡献的3位科学家，下图简单的示意了烯烃复分解R1R1R2R2＋R1R1R2R2R1R1R1R1＋R2R2R2R2分子内烯烃复分解反应生成一个环状体系，右面用图示解释烯烃复分解的机理：1．与烯烃复分解一样，炔烃也可以发生类似的复分解反应，写出下列反应方程式：－≡－＋－≡－→2．→3．标出下列有机物中不对称C原子的构型：第三题（12分）某含氧酸根A是比高锰酸根或重铬酸根更强的氧化剂。A中只有M元素和氧元素，且M元素占46.67%。A在pH较低的水溶液中自发分解，其中M的氧化态经历下列变化：M（Ⅵ）→M（Ⅴ），M（Ⅳ）→M（Ⅲ），从而失去氧化性。用分光光度法测定A的钾盐的吸光度，发现吸收峰出现在可见光区波长为505nm处。现用A的钾盐溶液来做一个另人吃惊的实验：用相同起始浓度的磷酸三钠溶液，草酸钠溶液，醋酸钠溶液分别和等浓度A的钾盐溶液混合，发现A的钾盐在三种溶液中的稳定性顺序为：磷酸三钠溶液＜草酸钠溶液＜醋酸钠溶液。问题：1．写出A的化学式，并表明M的氧化态。2．预测A的钾盐的颜色，说明原因。3．你认为A在磷酸三钠溶液，草酸钠溶液，醋酸钠溶液中出现的稳定性顺序的原因是什么？4．你认为A的实际用途是什么？2第四题（10分）化合物A是一种有毒并有恶臭的金黄色液体，现用催化剂X催化氯化得到化合物B。化合物B是樱桃红色液体，它与乙烯在一定条件下化合生成一种毒气C化合物A与NH4Cl在一定条件下作用生成化合物D，化合物D具有八员杂环的摇篮式结构，其中分子内有2个原子间存在比正常化学键弱但却很明显的键合作用，且存在4个相同的原子共平面。1．写出A、B、C、D的化学式。2．画出A、D的空间结构，并画出D中不平常的键合作用。3．写出化合物B与乙烯在一定条件下反应的化学方程式，并用系统命名法命名产物。第五题（15分）回答下列问题：1．相同的溶质溶于不同的溶剂，摩尔质量会不同，试解释原因。2．强磁性物质的高磁化率是由于其内部的原子磁距间存在特殊的相互作用，这种作用的本质是静电相互作用，称为交换作用。强磁性的物质的自发磁化，使它获得高强磁化率。但在实际的物质中，同一方向的自发磁化只存在于一个个叫做磁畴的小区域中。在磁畴内部原子磁矩平行排列，存在着自发磁化。磁畴的结构使材料的△G达到最小，所以强磁性物质虽有自发磁化，但不加磁场仍表现不出磁性。具有铁磁性的单质有9种，它们都有这样一个性质，当温度高于某一临界点时，它们会由铁磁性转变为顺磁性，试解释原因。3．在超高压和低温态下发现一种H的链状化合物Hn，已知它是可导电的固体，试解释它是如何成键的。4．已知(SN)n属2D链状晶体，导电性良好，试画出它的结构：5．目前一直没有发现或合成出存在具有环状闭合共轭体系的N6分子，试解释原因：第六题（8分）已知下图为Mo和S构成的一种化合物的晶体结构（黑球是Mo）1．写出该晶体的化学式：2．说出其属于什么晶系：3．试说明其润滑性能，并解释原因：3第七题（9分）下表为短周期的一些元素的电离能数据（单位：kJ/mol），A～I原子序数依次增大，读表回答问题。元素代号I1I2I3I4I5I6A1312B23725250C520729811815D90017571484921007E10862353462162233783047277F1402285645787475944553266G4964562691295441335316619H73814517733105401362817995I578181727451157814831183781．写出A～I的元素符号：2．写出表格中所有在同一族的元素（用元素符号表示），并写出你的推理过程：第八题（4分）高铁酸盐具有较高的氧化电位，因而表现出很强的氧化能力，这使其在水处理过程中具有杀菌灭藻、氧化去除有机物的独特作用。同时，高铁酸盐被还原后形成三价铁的水解过程，又赋予了高铁酸盐具有强化混凝的特性，并且其在氧化还原过程中自身不产生对人体有害的物质。因此，高铁酸盐作为一种新型高效多功能的水处理药剂而备受关注。现用高铁酸钾做一个令人吃惊的实验：对含苯酚为2.0mg/L的水样，在不同的初始pH条件下，用高铁酸钾进行氧化处理60min，水中苯酚去除率与pH和高铁酸钾用量之间的关系曲线，如图（附：高铁酸钾在酸性和碱性环境中的氧化电位分别为2.20V和0.72V）问题：由上图可明显看出，在酸性条件下苯酚的氧化去除率高于碱性时的去除率，试解释原因。4第九题（8分）目前市场上大量生产的太阳能电池的主要材料是晶体硅制作的半导体材料，这种太阳能电池的结构如右图所示：其中A是表层金属导线，B层是吸光材料，C和D都是晶体硅制成的半导体，但类型不同，E是金属电极，F是底层材料。1．简述上述太阳能电池的工作原理。2．说明C，D各是什么类型的半导体。3．晶体硅制成C，D型半导体的主要方法是搀杂，说明C，D各是由于往晶体硅中搀杂什么样的原子制成的。第十题（10分）某元素M在形成化合物时有其独特的成键方式。现有一含M44%的白色固体A，其对多数酸碱都无反应，其晶体结构可与碳的一种同素异型体相类比。A在红热状态下可与水蒸气反应，生成一种氧化物B和无色气体C。将C通过灼热的CuO反应，得到2种单质。M元素形成的酸是一元弱酸D。将C加热脱水，在373K转变为E，E中含M25%，继续加热，最终转变为B。问题：1．写出A、B、C、D、E的化学式。2．解释D是一元弱酸的原因，用相关的反应方程式表示。3．说明A的的导电性，并解释你的结论。第十一题（12分）某元素M存在常见的2种价态阳离子，分别记为P，Q。P在溶液中呈浅绿色，现在其溶液中加入淡黄色固体X，放出无色气体B，且溶液中出现红褐色沉淀C，在空气中灼烧C，得到构成易变的混合物，其中含3种组分。现在含P的溶液中加入KCN，有沉淀生成，继续加入KCN，则沉淀溶解，析出一种黄色晶体D。现将析出的黄色晶体分离出来，另溶解于蒸馏水中，并加入含Q离子的溶液，则生成蓝色沉淀E，E的颜色特别深，可用作染料。1．写出M、B、C、D、E、P、Q、X的化学式2．写出在空气中灼烧C得到的3种组分的化学式。3．命名物质E4．沉淀E的颜色特别深，试解释原因。5参考答案第一题（4分）1．D＋T→42He＋10n（或21H＋31H→42He＋10n）2．由于顺磁物质具有永久磁距，其靠近仲氢时，顺磁分子吸引磁感线，仲氢变为正氢后满足了顺磁分子的要求，相当于能量降低，因此转化。第二题（8分）1．－≡－2．3．RR第三题（12分）1．FeO42－Fe氧化态＋62．红色因为吸收峰在505nm处，吸收可见光中的绿色光，故显色应该为绿色的补色，即红色。3．FeO42－的还原产物Fe3＋可催化FeO42－的分解，而Ac－可抑制这种作用。草酸根可还原FeO42－。4．有机物的氧化合成。因还原产物是铁锈，对环境没有不良影响。第四题（10分）1．A：S2Cl2B：SCl2C：(ClCH2CH2)2SD：S4N42．S2Cl2的空间结构和H2O2类似。S4N4结构：3．SCl2＋2CH2＝CH2→(ClCH2CH2)2S命名：2－氯乙硫醚或2－氯乙烷硫化物第五题（15分）1．溶质在不同的溶剂中缔合程度不同。2．温度高于某一温度时，分子热运动的竞争力超过了磁有序，即交换能小于热运动能，磁有序瓦解。铁磁性转变成了顺磁性。3．H的原子轨道组合，形成能带，电子填入其中一半的由S轨道组成的能带，故可导电。4．5．N6分子相当于3个N2分子，由于N2分子中N－N三键键能大，且N6转化为N2熵增特别大，导致△G更负，N6自发转化为N2的趋势特别大。第六题（8分）1．MoS22．六方（层状）晶系3．具有良好的润滑性能，因为其具有层状结构，较易滑动而不会破坏晶体。第七题（9分）1．A：HB：HeC：LiD：BeE：CF：NG：NaH：MgI：Al2．H，Li，NaBe，Mg相邻两级电离能相差很大，且该差距出现在相同的相邻两极电离中。第八题（4分）因为高铁酸钾在酸性条件具有较高的氧化电位2.20V，对苯酚有较强的氧化能力。而碱性条件下，一方面高铁酸钾的氧化电位仅0.72V，对水中有机物的氧化去除能力较弱；另一方面高铁分解后形成的铁氢氧化物胶体物质，会促进水中高铁的无效分解，从而进一步影响高铁对苯酚的氧化降解和去除。6第九题（8分）1．C板（n型半导体）在光的照射下产生电子，而D板在C板产生电子的同时产生带正电的空穴。电子经表层金属导线引走，形成电流。2．C是n型半导体，D是p型半导体。3．n型硅半导体搀入的杂质是电子比硅原子多的原子。而p型硅半导体搀入的杂质是电子比硅原子少的原子。第十题（10分）1．A：BNB：B2O3C：NH3D：H3BO3E：HBO22．B(OH)3＋H2O→B(OH)4＋H＋3．（六方）BN是绝缘体，不导电。因为B－N键的极化作用，使其禁带分裂为2个亚带，带隙宽度增大，从而无法形成空穴导电。第十一题（12分）1．M：FeB：O2C：Fe(OH)3D：K4[Fe（CN）6]E：Fe4[Fe(CN）6]3P：Fe2＋Q：Fe3＋X：Na2O22．FeOFe2O3Fe3O43．（水合）六氰合亚铁酸铁4．在E中Fe存在2种不同的氧化态，在它们间发生了从Fe（Ⅱ）到Fe（Ⅲ）的电荷迁移。即荷移显色，电子转移需要能量较低，跃迁的概率大，故其颜色很深。