高中化学竞赛经典套题(2)

2010年全国化学竞赛初赛模拟试卷（2）（时间：3小时满分：100分）题号1234567891011满分5412661115612108H1.008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－LaRfDbSgBhHsMtDs第1题（5分）某锕系元素X与1944年由α粒子轰击Pu靶（Pu是锕系第6个元素）而得，并以某法国科学家的名字命名，已知上述反应只涉及3种粒子，且反应物总质量数为243.1、写出合成X的核反应方程式。（可用X代表该元素）。2.X发生两次α衰变生成核素Y，Y是一种常用核燃料，但Y与其一同位素难以发生分离，Y的元素符号是什么？如何分离Y?第2题（4分）实验室中观察丁达尔现象一般是用Fe(OH)3胶体，但Fe(OH)3胶体必须现场制取，不能保存，现有一种解决方法：取一支试管，加入一些蔗糖，用酒精灯缓慢加热使熔化······1、你认为这样制得的胶体颗粒是什么物质？2、加热至200℃以上，蔗糖会“沸腾”，请解释这种“沸腾”现象。第3题（12分）1、工业上常用CO通过气相转移反应提纯Fe，写出有关反应并画出主要转移物种的结构。2、化合物Na5P3O10是许多洗涤剂的添加剂，用来结合（螯合）水中的Ca2+、Mg2+离子，以防洗衣时形成钙和镁的脂肪酸盐沉淀。设Mg2+离子呈八面体配位，画出[Mg(P3O10)(H2O)]3-的结构。3、写出化合物PtBrCl(NH2CH2CHCH3NH2)所有的立体异构体。第4题（6分）HgCl2虽然是以共价键为主的化合物，但熔融的HgCl2却具有一定的导电性。1、用反应式解释原因。2、写出Hg(ClO4)2和KCl在HgCl2熔体中的反应式：3、上述反应相当于反应。第5题（6分）环境恶化和能源匮乏是当今世界面临的两个重大问题，科学家们设想通过光合作用将太阳能转化为化学能，再通过原电池将化学能转化为电能，在大量获取能量的同时避免对环境造成破坏。1、写出光合作用由CO2和H218O合成葡萄糖的方程式。2、将上述反应的逆反应设计成一个原电池，写出此原电池的正极反应和负极反应方程式。3、经热力学计算，该原电池的标准电动势为1.24V。已知φθ(O2/H2O)=1.23V.求φθ(CO2/C6H12O6)。4、设一长满绿藻的正方形游泳池，边长为10.0cm，在平均照度下，每cm2面积上可按上述电池产生1.00mA电流计算，求该游泳池产生的总功率。第6题（11分）将KCl与NiCl2按物质的量3：1的比例混合在300atm压力的单质氟气中，在300℃时氟化，生成其中的一种紫色晶体A。研究发现A中阴离子具有正八面体结构，其中心原子为镍，此时镍原子核外d亚层有3个未成对电子。1、确定A的化学式。2、写出生成A的化学反应方程式。3、若将A放入水中，则变成NiF2，同时产生一种参与生命活动的气体。试通过分析写出A与水反应的化学反应方程式4、A在液态氟化氢中发生歧化反应，得到等物质的量的两种含镍的产物，其中有一种物质B的阴离子呈八面体。试写出A歧化的化学反应方程式。5、若将KCl与NiCl2按物质的量2：1比例混合在氟气中进行氟化，也能得到B。B在真空中分解，又可产生A。试写出B生成A的化学反应方程式。第7题（15分）离子晶体A、B由相同的+1价离子X+和不同的-1价离子Y-（半径140pm）、Z-（半径133pm）组成，它们的晶体结构中都是阴离子组成立法密堆积、阳离子填充在八面体空隙中；晶体A、B的密度比为1：3.59。1、晶体A、B与何物质具有相似的晶胞？2、通过分析和计算确定A、B的化学式。3、计算X+的半径。4、计算晶体B的具体密度值。5、A、B的熔点分别为680℃、850℃（较为接近），然而生成热差别大，△fHmθ(A)=-90KJ·mol-1、△fHmθ(B)=-612KJ·mol-1。简要解释可能的原因第8题（6分）含汞废水处理是环保工作的重要任务之一，化学沉淀法是在含汞废水中先加入已定量的硫化钠，但我们为了彻底清除汞离子，硫化钠的量很难控制；但我们如果再加入FeSO4，就可以很好地处理这个问题。请结合化学方程式对以上问题进行说明。第9题（12分）超分子自组织和分子识别，说到底都是分子中原子或原子团的相互作用的客观实在。1、就目前所提供的DNA或其它蛋白质分子模型而言，生物体内的蛋白质是按DNA分子遗传信息来合成的。而在合成的模板或产品（新的蛋白质）中都是按A-T,T-A,C-G,G-C的方式对接，目前还未发现有A-C,A-G,T-G,T-C的连接。为什么？并画出T-A,C-G的结构示意图。已知：四种碱基结构与代号如下：NNNHNNH2NNHNH2ONNHNHNNH2ONHNHOOCH3腺嘌呤鸟嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶2、HN=C(NH2)2+H+[C(NH2)3]+,[C(NH2)3]+与HCO3-按1：1方式自组装成复杂超分子体系。请画出它们的结构示意图。第10题（10分）1、的二氯代物同分异构体有几种？2、......n的二氯代物同分异构体有几种？（保留计算过程）。3、利用相似的计数方法，......n的三氯代物同分异构体有几种？（保留计算过程）。第11题（8分）环庚三烯并[f]茚是蒽的异构体.1、确定它们各自发生亲电取代活性最高的位置(用*在图给的结构上标出).2、写出他们各自与Br2发生反应的方程式.3、请画出下图示分子形成的偶极离子的结构.(在图给的圆圈中标上电荷量及电性).参考答案(1002)第1题（5分）1、23994Pu+42He→24396X(2分)2、U（1分），先制成UF6，再进行气相扩散，利用它们扩散速度差异来分离（2分）。第2题（4分）1、微小的碳颗粒（或说碳粒）（2分）。2、蔗糖高温碳化脱水，水剧烈汽化，则呈沸腾状态。（2分）。第3题（12分）1、Fe+5COFe(CO)5Fe(CO)5Fe(CO)5高温（3分）FeOCCOCOCH3CH3（1分）2、OH2POOOOPPMgOOOOOO3-（3分）3、PtBrClNH2NH2CH3HPtClBrNH2NH2CH3HPtBrClNH2NH2HCH3PtClBrNH2NH2HCH3（5分，少1个扣1分）第4题（6分）1、2HgCl2HgCl3-+HgCl+（3分，不写可逆号扣1分）2、Hg(ClO4)2+2KCl2KClO4+HgCl2（2分）3、中和（1分）第5题（6分）1、略(2分)2、略（2分）3、-0.1（1分）4、1240W（1分）第6题（11分）1、K3NiF6（2分）2、6KCl+2NiCl2+6F2→2K3NiF6+5Cl2（2分）3、4K3NiF6+2H2O4NiF2+4HF+O2+12KF→(2分)4、2K3NiF6→K2NiF6+NiF2+4KF(2分)5、4KCl+2NiCl2+6F2→2K2NiF6+4Cl23K2NiF6→2K3NiF6+NiF2+2F2(各1.5分)第7题（15分）1、NaCl(1分)2、A：LiH，B：LiF。由于Y-和Z-都为-1价阴离子，半径接近质量却相差数倍，由此想到质量较小的Y-可能为H-,而与其半径接近的只有F-；再确定X+：由[M（X+）+M（Y-）]:[M(X+)+M(Z-)]=1:3.59算出M(X+)对照元素周期表可知X+为Li+。3、ρ1:ρ2=[M1:M2]/[a13:a23]=[M1:M2]/[(r1+r2)3:(r1+r3)3]，由此可以计算出r1。4、3.28g/cm35、二者阴阳离子间距相差不大，即键能接近；但H-H键键能远大于F-F键。第8题（6分）Hg2+与S2-形成难溶的HgS沉淀，但在含Hg2+的废水中，为了使Hg2+尽可能完全沉淀，势必要加大Na2S的投放量。但过多的Na2S反而可以使HgS溶解而生成[HgS2]2-配离子，而达不到除Hg2+的目的。为了解决这一矛盾可以再加入一定量的FeSO4，使过量的Na2S与FeSO4反应生成FeS沉淀，生成的FeS可以与悬浮的HgS形成共沉淀而沉降下来，同时防止[HgS2]2-的形成。（涉及到的方程式请自行完成）。第9题（12分）1、充分有效地形成更多的氢键，或形成更加牢固的氢键。NNNHNNH2NNOOHHHHHH.......A-TNNHNH2ONNHNHNNH2O.........G-C2、ONCH第10题（10分）1、14（2分）2、此结构有2根对称轴，取2点时，共有C22(n+2)种取法，其中有的4种取法代表一种结构，有的2种取法代表一种结构，有的只有1种取法代表1种结构。下面以此为分类标准并分奇偶进行讨论：n为奇数时：1种取法的结构：12种取法的：3(n+1)/24种取法的：[C22(n+2)-1-2×3(n+1)/2]/4总共有[C22(n+2)-1+2×3(n+1)/2]/4种结构n为偶数时：1种取法的结构：02种取法的：3(n+2)/24种取法的：[C22(n+2)-2×3(n+2)/2]/4总共有[C22(n+2)+2×3(n+2)/2]/4种结构3、方法同上：n为奇数时：1种取法的结构：02种取法的：2（n+1）/2=n+14种取法的：[C32(n+2)-2×(n+1)]/4总共有[C32(n+2)+2×(n+1)]/4种结构n为偶数时：1种取法的结构：02种取法的：04种取法的：C32(n+2)/4总共有C32(n+2)/4种结构第11题（8分）1、2、提示：前者在*处取代；后者在*处（及其对位处）加成。3、-2+10-1+2