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2013年全国化学竞赛初赛模拟试卷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－LaRfDbSgBhHsMt第一题（6分）β衰变为核素的一种基本类型，主要是：10n→11P＋01e＋00v（00v代表中微子）1．元素14156A经三次β衰变成元素B的一种核素，试写出衰变的反应式。2．在衰变过程中有一元素能以＋4价离子存在于水溶液中，且具有强氧化性，还原产物为＋3价离子。其＋4价离子的硝酸盐和硝酸铵可按1︰2形成一种复盐，它常作为分析中的一种基准物质，写出该复盐的化学式。3．该复盐常用来测定某样品中Fe2＋的含量，请写出滴定反应的化学方程式。第二题（8分）离子晶体A中存在共价键，A仅由2种位于不同周期的元素组成。将A溶于稍过量NaOH中得一无色透明溶液，且无气体和沉淀产生。向所得溶液中加入AgNO3溶液，生成浅黄色沉淀，经分析知道该沉淀为两种银盐的混合物，一种沉淀由两种元素组成，另一种沉淀由三种元素组成。写出A的化学式以及所有涉及的反应方程式。第三题（10分）Lewis结构中至少有一个原子周围多于8个电子的化合物叫超价化合物。出现超价化合物对于第三至第六周期而言是个相当普遍的现象，例如PCl3和SF6结构中的P和S原子。传统的解释认为这些元素的低能级未满d轨道能够容纳额外的电子，如果利用3d轨道，P的价层电子数就能超过8，PCl5中至少必须利用一个3d轨道，第二周期较少出现超价是由于这些元素没有2d轨道。然而，新近的计算表明传统的解释方法过分强调了3d轨道在超价化合物中所起的作用，空轨道并不是形成超价化合物的主要原因，超价SF6分子中的成键作用不必用d轨道扩大S原子的八隅体就能作出解释。1．试说明第二周期元素很少出现超价化合物的主要原因。2．用第1问得出的结论解释为什么可以稳定存在SF6和PCl5。3．S2F10也为超价化合物，试画出其Lewis结构。4．已知SF6不容易水解，其原因可归结于其结构的稳定性及S已达到最高配位等因素，但TeF6却可在水中明显地水解，说明其原因。5．写出TeF6水解的反应方程式。第四题（9分）化学耗氧量通常以英文缩写COD表示，COD是利用氧化剂将水中可氧化物质氧化分解，然后根据氧化剂的消耗折算成每升水样耗氧的毫克数，其值越大，说明水质污染越严重。测定COD常用KMnO4法和K2Cr2O7法，前者多用来测定较清洁的水样，后者用于测定污染严重和工业废水的水样。今取废水样100.0mL，以H2SO4酸化后，加入25.00mL，0.01667mol/LK2Cr2O7溶液，以Ag2SO4为催化剂煮沸一定时间，待水样中还原性物质完全氧化后，以邻二氮菲－亚铁为指示剂，用0.1000mol/LFeSO4滴定剩余的Cr2O72－，用去20.00mL。1．写出Cr2O72－/Cr3＋及O2/H2O两电对在酸性介质中的半反应式。2．写出Fe2＋和Cr2O72－的滴定反应方程式。3．计算此废水样的COD（O2，mg/L）已知M(O2)＝32.00g/mol）第五题（9分）钙钛矿型复合氧化物是小分子物质氧化还原反应很有效的催化剂。研究表明在测定温度范围内，LaNiO3具有金属导电性，La2NiO4和LaSrNiO4为P型半导体，电导率与CO氧化活性存在相互对应关系，其大小顺序为：LaNiO3＞LaSrNiO4＞La2NiO4。结构研究表明LaNiO3为正常钙钛矿结构。1．LaNiO3属于何种晶系？晶胞中各原子（离子）的位置如何？试画出一个晶胞。2．La2NiO4结构可视为LaO岩盐层与LaNiO3交互出现的层状结构，LaO插入使得LaNiO3的三维同性转变为具有一定二维平面特性。CO在这类材料上首先吸附于Ni3＋上的配位活化，然后与表面氧种结合生成CO2，试写出离子方程式（可用最简单离子表示反应各物种）。3．与LaSrNiO4相似，钇钡铜氧化物是具有钙钛矿构型和相关的一种晶体结构，且晶体中Y、Ba、Cu的原子个数比为1︰2︰3，试写出其化学式。第六题（9分）某微绿色气体A由2种常见且处于不同周期的元素组成，该气体可通过使某一气体单质通过Na2CO3溶液制得。若将标准状况下该气体20.00mL溶入足量的KI溶液（假设反应完全进行），再用0.1000mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，消耗35.70mL。该气体加热会爆炸性分解为B和C，将B溶于水可生成D，A溶于水也可得到D，D为弱酸性物质。气体A在液态空气中与NH3反应生成一种常温下为固体的E，一种常温下为气体的F和一种常温下为液体的G。1．请写出从A→G的化学式：A：；B：；C：；D：；E：；F：；G：。2．请写出制备A的方程式第七题(编者推荐)（11分）新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备钇钡铜氧高温超导体的同时，偶然得到了副产品——紫色的硅酸铜钡。凑巧的是，后者正是发现于中国汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料，还发现于秦俑彩绘。对钇钡铜氧材料的分析表明，其组成为(Y3＋)(Ba2＋)2(Cu2＋)2(Cu3＋)(O2－)7；三分之二的铜以Cu2＋形式存在，三分之一则以罕见的Cu3＋形式存在。确定铜的价态曾经是最关键的一环，可通过经典的容量分析法——间接碘量法得到解决。1.将Yba2Cu3O7溶于稀酸，Cu3＋全部被还原为Cu2＋。写出试样在稀酸中溶解的离子反应方程式。2．给出用间接碘量法测定Cu2＋和Cu3＋的简要设计方案，包括主要步骤、标准溶液（滴定剂）、指示剂和质量分数的计算公式[式中的溶液浓度、溶液体积（mL）、物质的摩尔质量、试样质量（g）和质量分数请分别采用通用符号c、V、M、ms和ω表示]。第八题（8分）碳有多种氧化物，如CO、CO2、C3O2（O＝C＝C＝C＝O）等。如果将只含C、O两种元素的化合物成为“碳氧化物”，那么这一定义将使碳的氧化物范围扩大，X为一种“碳氧化物”，其稳定性比C3O2大得多，但X易水解。经光谱分析知，X中存在两种C－C键和两种C＝O键，X中1/2的碳和2/3的氧参与形成C＝O基团，X中具有多个环状结构。1．写出X的结构式和水解方程式。2．试提出一条由“碳氢化物”合成该“碳氧化物”的途径（可以任意添加其他无机试剂）。第九题（11分）从熏衣草油中提取一种醇叫沉香醇，分子式为C10H18O，它用KMnO4氧化得到当用氢溴酸与沉香醇反应得到A（C10H17Br），A可使溴水褪色，A还可以由B：[(CH3)2C＝CHCH2CH2(CH3)C＝CHCH2OH]与氢溴酸反应得到1．写出沉香醇构造式，并命名。2．写出A的构造式和由B生成A的历程。3．B加1分子H2后与HBr生成C（C10H19Br），C与Br2不反应。写出C的构造式及生成机理。第十题（3分）1984年，联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重离子加速器上用58Fe离子轰击208Pb靶时发现了265X。1．X的元素符号是。2．用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成X的核反应方程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写）。第十一题（9分）化学元素X，其常见化合价是＋2、＋3。自然界只有一种稳定同位素；X是银白色金属，硬而有延展性，密度8.9g/cm3，熔点1495℃，沸点2870℃；X的晶体属六方晶格；标准电极电位EOX2＋/X＝－0.28V；X在常温下与水和空气不起作用，能逐渐溶于稀盐酸和硫酸，易溶于硝酸，加热时与氧、硫、氯等发生剧烈作用，能与一氧化碳生成羰基络合物；X可磁化，与镍、铝等共熔得良好磁性钢；X的矿藏主要与砷矿共生；X用于制造超硬耐热合金、磁性合金、电阻合金、弹簧合金、催化剂、瓷器釉料等。其中人工生产的一种放射性同位素，广泛应用于工业、农业、医学、科学研究中。1．X的元素符号是，外层电子构型是；2．X元素的金属半径是；3．写出X溶解在稀酸中的离子方程式；4．在盛X(OH)3的试管中加入浓盐酸，并在试管口放湿润的KI淀粉试纸，结果发现中沉淀溶解，且试管口试纸变蓝色，写出试管内离子反应的方程式。第十二题（6分）低温下，Na溶于液态NH3的反应式为：Na＋(m＋n)NH3＝Na(NH3)m＋＋e(NH3)n－氨合钠离子[Na(NH3)m＋]为无色物，氨合电子[e(NH3)n－]（一般浓度时）为深蓝色。取两根惰性电极分别作阴、阳电极，插入Na的液氨溶液中进行电解。请写出阴、阳两极的电极反应式。第十三题（5分）一般的氢气制造过程往往不能得到纯净的氢气，而是含有CO、CO2等气体的混合物。Lin等人通过改进生物质制氢气的合成途径及加进CO2吸收剂，可以得到只含少量甲烷的氢气。该技术的原料为木材及农作物残渣，催化剂为NaOH，并用Ca(OH)2作为CO2的吸收剂，通过CO2与CaO反应生成CaCO3以阻止其出现在气相中。请回答下列问题：1．写出该过程中可能发生的化学反应方程式。2．为什么CaO可循环使用？3．该方法的优点有哪些？第十四题（7分）灭蚁灵（A）是白色无臭晶体，不挥发，几乎不溶于水，不与硫酸、盐酸作用；A可由B在AlCl3催化剂存在下，经二聚合而成。A为胃毒杀虫剂，对白蚁有特效。A分子含氯量达77.98%，含碳量为22.02%。经检测，A的摩尔质量不超过1000，且A分子结构中氯元素有3种空间位置，其原子个数比为1︰1︰1。1．写出A、B的化学式；2．画出A、B的结构式。第十五题（10分）聚苯并噁唑（A）、聚苯并咪唑（B）、聚苯并噻唑（C）是三种耐高温的含氮（硫）杂环聚合物。其中聚苯并噁唑的合成路线如下：n＋nnHX2DOH2A1．已知噁唑的结构简式为：，试推断D和A的结构简式2．B的结构简式为，写出咪唑的结构简式以及合成B的单体。3．C可由和通过缩聚反应合成。写出噻唑和C的结构简式。第十六题（重要）（10分）钼、钨化学的一个重要特点是能形成同多酸和杂多酸及盐。例如：将用硝酸酸化的(NH4)2MoO4溶液加热到230℃，加入NaHPO4溶液，生成磷钼酸铵黄色晶体沉淀。经X射线分析结果得知，该杂多酸根是以PO4四面体为核心，它被MoO6八面体所围绕，如右上图。该图可以这样来剖析它：它的构成，由外而内，把它分为四组，每组三个MoO6八面体共用三条边，三个MoO6共顶的氧再与PO4四面体中的氧重合为一。每组如右下图所示；每组之间再通过两两共顶，连成一个整体，形成杂多酸根PMoxOyz－。请回答下列问题：1．写出X、Y、Z的具体数值；并扼要叙述推导过程：2．完成下列反应的离子方程式：MoO42－＋NH4＋＋HPO42－十H＋＝[]（磷钼酸铵）＋H2O；3．如果磷钼酸铵的P、Mo分别换成Si和W元素，由硅钨酸根的化学式为第十七题（8分）通常用克氏定氮法（Kjeldahlmethod）来测定农产品中的氮。该法涉及：用热浓硫酸处理样品，把有机氮转化为铵离子。然后加入浓氢氧化钠，再把生成的氨蒸馏，