我爱奥赛网2006年第一届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题

我爱奥赛网2006年第一届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题（2006年5月6日9：00-12：00共计3小时）第1题（4分）1、23992U经过连续衰变直到20782Pb,期间经过次α衰变，次β衰变。2、现已知的一千多种放射性同位素中，绝大部分是人工产生的。如就是用中子轰击而得到的人造元素，写出该核反应式______________________________第2题（9分）等电子原理通常是指原子数和价层电子数都相同的化合物，可能具有相似的结构。例如：CO32-、SO3、NO3-都有24个价电子，都为平面三角形结构，都有3个σ键和1个∏46键。试根等电子原理、VSEPR理论和八电子隅规则讨论以下化合物或离子的结构。（1）SCl3+和PCl3是等电子体，SCl3+空间构型是，S以杂化轨道与Cl形成共价键。SCl3+中S－Cl键键长(填、＝或)PCl3中P－Cl键键长，原因是。（2）①化合物A的分子中原子的连接顺序为N—S—F，A与为等电子体，结构式为（要体现分子的几何构型）。A可以结合一个F_成为阴离子B，B与为等电子体；A还可以失去一个F_成为阳离子C，C的结构式为；②A、B、C中具有最短的S-N键的是.第3题（8分）化学物质的制备方法种类繁多，千差万别，下面涉及到几种物质的制备。请回答提出的问题：1．原子序数小于10的几种元素组成的两种气态化合物分子式均为AB3形式，将他们在常温下通入真空瓶中，生成一种白色粉末，除此之外没有其他生成物，试推断生成该白色化合物的反应方程式。2．为了得到铬(Ⅲ)的乙二胺(en)配合物，我爱奥赛网的一位网友在CrCl3的水溶液中边搅拌边加入乙二胺，结果得到一种灰蓝色的沉淀，沉淀中并无乙二胺配体。试用方程式解释实验现象，并提出实验的改进方法3．某些羰基化合物也可以由氧化物与CO反应制得，与铁为同一族的锇的四氧化物与CO制备得到锇的羰基化合物，写出反应方程式第4题（8分）磁性材料在人们的日常生活中有着重要的应用，对磁性材料的研究也是日渐深入。回答下列问题。1．磁致冷材料是用于磁致冷系统的具有磁热效应的物质，用它可制成磁冰箱。磁致冷首先是给材料加磁场，使磁矩按磁场方向整齐排列，如A状态所示；然后再撤去磁场使磁矩的方向变得杂乱，如B状态所示，通过这个过程达到致冷的目的。请从热力学的角度解释上述过程。2．磁光盘机(MagneticOpticalDiskDrive,MO)：这是一种可重写的光盘驱动器，它使用磁光盘片作存储媒体。磁光存储是一种采用激光和磁场共同作用的存储技术，磁光存储的研究是Williams等在1957年使MnBi薄膜磁化并用光读取之后开始的。下图是MnBi的晶体结构，属于六方晶系，晶胞参数为a=b=427pm，c=615pm（1）Mn原子在Bi原子所形成的__________空隙中，Mn原子的配位数为______（2）试估算MnBi晶体的密度（3）从原子结构上简要解释MnBi适合做磁光材料的原因。第5题（共8分）胰岛素是一种信号激素，它在动物体内对脂肪和碳水化合物的代谢起重要作用。近年来科学家发现金属钒化合物有很好的体外胰岛素活性。通过选择适当的配体与钒化合物形成的钒配合物，可以有效降低有机毒性，延长药物作用时间。某钒的配合物A具有VO（N2O2）配位结构形式，所有的氮、氧原子都为配位原子。且配合物中只检测到一种V-N键，两种V-O键。经检测配合物A中含钒元素15.3%,氢元素4.20%,该配合物可由钒的乙酰丙酮盐[三乙酰丙酮合钒（III）]在配体salen的甲醇溶液中搅拌制得。配体salen可由配比为2:1的水杨醛（邻羟基苯甲醛）和乙二胺合成。回答下列问题：1．写出合成配体salen的化学方程式2．推测配合物A的化学式3.画出配合物A的结构,指出配合物A中钒氧化态第6题（11分）（1）水解：水解反应可以看成是“正”“负”结合的复分解反应。如AB型化合物的水解是发生在A+、B-、H+、OH-四种微粒之间的“正”、“负”结合，即AB+H2O=AOH+HB。如果水解产物不稳定则产物可能继续发生歧化反应。完成下列水解反应：BC13+H2O--ICl+H2O--（2）溶剂解：H2O是常用的含质子的溶剂和含羟基的溶剂。其它含质子的溶剂有NH3（液）、C2H5OH等，含有羟基的试剂有CH3COOH、O2NOH等，它们也可发生类似于水解的溶剂解反应。①写出下列含质子溶剂的氨解或醇解反应：②写出下列含羟基溶剂的酸解反应：③溶剂解是在“纯”溶剂中的反应，如液氨、冰醋酸等。如果在溶剂的水溶液（如氨水）中发生反应，则一般发生水解反应，而不是溶剂解反应，原因是。（3）BaTiO3是一种压电材料，以往是用TiO2和BaCO3磨成细粉，（半径约10-6m），混匀，在1800℃反应24h，只在细粉表面形成极薄的一层BaTiO3。目前的方法：使TiC14、BaC12进行醇解，醇解产物可以在分子级水平上混匀，而后进行水解、过滤、加热干燥得质量极高的压电材料。写出新法制BaTiO3材料的化学方程式：第7题（共8分）二氯二氨合铂有两种几何异构体，一种是顺式，一种是反式，简称顺铂和反铂。顺铂是一种常用的抗癌药，而反铂没有抗癌作用。（1）鉴别顺铂和反铂可以采用的方法（2）若用1，2-二氨基环丁烯二酮代替两个NH3与铂配位，则生成的产物（填有或无）顺反异构体？并写出产物的结构式（3）若把1，2-二氨基环丁烯二酮上的C=C双键加氢后，再代替两个NH3与铂配位，写出生成物的结构式。并产物的结构式为：OHHCOPNHOPOHHCBCl5210436452332BClNOHOCOOHCHPOC331第8题（10分）化合物A能发生如下列框图的转化关系（A--J均含相同元素），化合物A是一种黑色固体，不溶于水、稀醋酸及稀NaOH溶液中，而易溶于热HCl溶液中，红色沉淀H不溶于稀酸或稀碱中，但可溶于热HNO3中。判断框图中A—J各物质中该元素的主要存在形式的化学式。ABCDEFGHIJ第9题（共12分）瑞典皇家科学院把2005年度诺贝尔化学奖授予三位有机化学家——法国科学家伊夫·肖万（YvesChauvin）和美国科学家理查德·施罗克（RichardR.Schroch）、罗伯特·格拉布（RobertH.Grubbs），以表彰他们在烯烃复分解反应研究方面做出的贡献。（一）烯烃复分解反应是由金属烯烃配合物（也称金属卡宾）催化的不饱和碳碳双键或三键之间的碳架重排反应。金属卡宾是指一类含有金属钼、钌等的有机物，其结构可示意为R-M=CH2(R表示有机基团、M表示金属原子)或[M]=CH2，烯烃复分解反应的主要类型有：热盐酸热HNO3锌粉加KCN水稀释黑色固体A蓝色沉淀J蓝色溶液F绿色溶液B土黄色溶液C白色沉淀D无色溶液ENaOH溶液溶于氨水蓝色溶液I红色沉淀H无色溶液G煮沸铜丝过滤强热在空气中(1)请在上图方框中写出生成物的结构（二）烯烃复分解反应的伊夫·肖万机理如右图：（以关环复分解为例）（2）请用文字简单描述该反应机理：（3）若把C6H5CH=CHCH3与催化剂[M]=CH2在一定条件下混合反应，则可能生成的新化合物有：（三）Grubbs催化剂，具有非常广泛的官能团实用性，且稳定、易制备。反应产物的产率高，催化剂的用量少。它可催化关(成)环复分解反应，它的结构如下：(4)上述Grubbs催化剂的分子式为。(5)完成下列化学方程式:第10题（共10分）氮芥类药物是目前临床应用的一类重要抗肿瘤药物，近几年，国际上每年都有大量文献报道新型氮芥类衍RRNNRuPCy3PhClClGrubbs催化剂R：2,4,6-三甲苯基Cy：环已基+生物的合成。以下是两种新型氮芥衍生物（6）和（7）的合成路线，请在在框内填入适当的结构简式：注：N,N'-二环己基碳二亚胺(DCC)是于1955年开发出来的第一个碳二亚胺型缩合剂，至今DCC仍是多肽合成中最常用的缩合剂之一。第11题（共12分）近年来锂离子二次电池由于其优异的性能备受关注，与传统的锂电池相比具有能量密度高，电压高，循环性能好等优点，现在已经广泛的用于数码产品中。锂离子电池负极一般用改性石墨等碳材，目前的发展比较成熟。而正极材料的开发已经成为制约锂离子电池性能进一步提高、价格进一步降低的重要因素，正极材料一般都是锂的氧化物,如LiCoO2，LiNiO2和钒的氧化物等。1．下图是锂离子二次电池工作原理示意图，请说明其工作原理（100字以内）(mol比1：1)2.某一种正极材料具有LixMnyOz的化学式，在该材料的晶胞中，O离子的堆积方式与NaCl晶胞中Cl离子堆积方式相同，Li离子占据1/8的O离子形成的四面体空隙，Mn离子占据1/2的O离子形成的八面体空隙。试求x,y,z的值。3．电容量（单位：mAh/g）是衡量电池性能的一个重要指标，试计算正极材料物质LiCoO2的理论电容量4．如何衡量正极材料的好坏？请至少从3个方面进行分析。