1997年河北省高中学生化学竞赛复赛试卷

1997年河北省高中学生化学竞赛复赛试卷第1题（12分）（1）写出一氧化氮在400℃左右，有催化剂存在的情况下与氨气发生反应的化学方程式。（2）用化学方程式说明铵态，氮肥不能同草木灰一起施用的原因。（3）自来水厂常用硫酸亚铁和液氯来消毒和净化水，试写出消毒和净化水过程的化学式（或离子方程式），并简要说明消毒和净化的原因。第2题（10分）在温法炼锌过程中，生成硫酸锌的浸出液中常含有Fe3+、Fe2+、Cu2+、Cd2+、Cl-离子杂质，请选择必要的试剂和条件，用化学方程式表示除去杂质离子的方法。第3题（10分）H2－O2燃料电池，它是由两个多孔石墨电极（分别含有催化剂）插入作为电解质的KOH或NaOH溶液中，H2和O2不断通入电极也不断消耗。已知：2H2O＋2e＝H2+2OH－E0＝－0.83伏O2＋2H2O＋4e＝4OH－E0＝0.40伏（1）写出电池正、负极和电池发生反应的方程式。（2）计算氢气燃烧的平衡常数。（3）在登月飞船上使用H2－O2燃料电池的主要优点是什么？第4题（5分）指出PbCl2、XeF4、SnCl62-、PF3Cl2、HgCl42-分子或离子的几何构型名称。第5题（10分）两种白色晶体A和B均为钠盐，A的水溶液呈中性，B的水溶液呈碱性，进行下述实验：（1）A溶液与FeCl3溶液反应，有暗棕色沉淀生成；（2）A溶液与AgNO3溶液反应，析出黄色沉淀；（3）晶体B与浓盐酸反应产生黄绿色气体，该气体通入冷NaOH溶液反应后，得到含B的溶液；（4）向A溶液滴加B溶液时，最初生成暗棕色沉淀，继续滴加过量B溶液，沉淀消失。请回答：①写出A和B的化学式和名称；②写出和上述实验现象有关的化学方程式。第6题（10分）简要回答下列问题：（1）把H2、CO、Ne和HF按沸点由低到高的顺序排列。（2）M代表中心原子，A、B、C代表配体，配合物MA3B2C有几种几何异构体（不包含旋光异构），并写出它们的结构式。（3）1989年国际应用和纯化学协会（IUPAC）的无机化学命名委员会建议将原先长周期ⅠA、ⅡA……等改为1、2、……共18列。按此规定，请写出：①第6列3个元素名称和符号；②第10列3个元素名称和符号。第7题（10分）在标准状况下，CO2饱和水溶液中CO2的浓度为0.034mol/L，求该溶液中H+和CO32－、离子的浓度。（已知：H2CO3电离常数Ka1＝4.2×10－7，Ka2＝5.6×10－11）第8题（12分）石油工业中重整可以增加低质燃料的辛烷值，重整过程是环化、脱氢使开链化合物转变为芳香烃的过程。如1-已烯通过重整可生成苯。CH2＝CH－CH2－CH2－CH2－CH3一种汽油组分A，式量112，经重整得到化合物B，B与HNO3/H2SO4反应，只得到一种一硝基化合物，B不使溴水褪色，在酸性条件下，用KMnO4处理B，生成酸C，C可与1，2－乙二醇反应生成市售商分子化合物D，A经O3氧化还原水解可得到甲醛和另一分子羰基化合物。请回答：（1）写出A，B的可能结构；（2）写出由B→C→D的反应式。第9题（9分）蒽与苯炔反应生成化合物A：（1）写出A中一个氢被甲基取代的所有异构体；（2）如果两个甲基分别取代不同苯环上的两个氢有多少种异构体？写出它们的结构。第10题（12分）丙二酸二乙酯为市售试剂，常用来实验室制备羧酸。从结构着它具有呈酸性的α·H,在醇钠作用下可生成碳负离子，从而与卤代烃反应在α位导入烃基。然后水解加热脱羧，生成酸类。其反应过程如下：（1）根据上述提示，写出下列合成中A、B、C的结构。CH2(COOC2Hs)2（过量）＋BrCH2CH2BrA（C16H26O8）B（C18H28O8）C（C8H12O4）（2）由丙二酸二乙酯和其它任何必要的有机、无机原料和试剂合成：参考答案1．(12分)(1)4NH3+6No5N2+6H2O(2分)(2)草木灰所含的K2CO3水解显碱性，铵盐水解显酸性。CO32-+H2OHCO3-+OH-NH4++H2ONH3·H2O+H+(2分)2NH4++CO32-2NH3↑+CO2↑+H+(2分)或NH4++OH-NH3↑+H2O(3)Cl2+H2OHCl+HClHClO对水有消毒作用(2分)2Fe2+Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+(2分)Fe(OH)3胶体可收附水中杂质。(2分)2.(10分)2Fe2+H2O2=2Fe3++H2O(2分)Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+(2分)CuSO4+Zn=ZnSO4+Cu↓(2分)CdSO4+Zn=ZnSO4+Cd↓(2分)2Cl-+Ag2SO4=2AgCl↓+SO42-(2分)3.(10分)(1)(+)极O2+2H2O(l)+4e=4OH-(aq)(2分)(-)极2H2(g)+4OH-(aq)=4H2O(l)+4e(2分)电池反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)(2分)(2)lgK=K=2.5×1083(2分)(3)燃料电池重量轻；反应发生在电解质溶液中KOH不断供给，使电池不会停止工作；反应产物H2O可供宇航员使用。（2分）4.(5分)PbCl2角形，XeF4平面正方，SnCl6-正八面体PF3Cl2三角双锥，HgCl42-四面体。（每个名称1分共5分）5.(10分)①A是NaI碘化钠，B是NaClO次氯酸钠(4分)②2NaI+2FeCl3=I2↓+2FeCl2+2NaCl(1分)NaI+AgNO3=AgI↓+NaNO3(1分)NaClO+HCl(浓)=Cl2↑+NaCl+H2O(1分)Cl2+2NaOHNaClO+NaCl+H2O(1分)2NaI+NaClO+H2O=I2↓+NaCl+2NaOH(1分)I2+5NaClO+2NaOH=2NaIO3+5NaCl+H2O(1分)6.(10分)(1)H2NeCOHF(2分)(2)三种几何异构体，都为八面体。（4分）(3)第6列：铬Cr、钼Mo、钨W（2分）第10列：镍Ni、钯Pd、铂Pt（2分）7.(10分)解：设溶液中H+离子为xmol/L,CO32-离子为ymol/LCO2+H2OH++HCO3-平衡浓度0.034-xxxmol/LKa==4.2×10-7x=1.2×10-4∴[H+]=1.2×10-4(mol/L)(5分)HCO3-H++CO32-x-yy+zyKa2=∵Ka2很小即y+z=xx-y=x则y≈Ka2=[CO32-]=5.6×10-11(mol/l)(5分)8.(12分)(共8分)(共4分)9.(9分)（共3分）（共6分）10.(12分)（共6分）胡波整理编辑