中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛省级赛区备用试题

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）备用试题（2005年10月9日9︰00－12︰00共计3小时）题号12345678910总计满分12121081010108128100得分评卷人竞赛时间3小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。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－LrRfDbSgBhHsMt第一题（12分）将H2O2慢慢加入到SbF5的HF溶液中得一白色固体A，A是一种盐类，其阴离子呈八面体结构。1．A的结构简式，生成A的化学方程式。2．A不稳定，能定量分解，B是产物之一，其中亦含有八面体结构，B的结构简式为。3．若将H2S气体通入SbF5的HF溶液中，则得晶体C，C中仍含有八面体结构，写出C的结构简式。生成C的化学反应方程式是。4．将H2O2滴入液氨中得白色固体D，D是一种盐，含有正四面体结构，写出D的结构式和生成反应方程式。5．比较H2O2和H2S的性质异同。第二题（12分）锂电池由于其安全可靠的性能，体积小、质量轻、高效能及可逆等卓越品质被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机等便携式电子器材中。下图为锂电池工作原理图，学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网（M＝Co，Ni，V，Mn)构成，阳极材料由石墨构成，阴、阳两极之间用半透膜隔开，充电时锂离子由阴极向阳极迁移，放电时则相反，电池可表示为：(－)Cn/LiClO4/LiMO2(＋)1．写出锂电池充放电时的可逆电极反应。2．根据上图所示的LiMO2的尖晶石结构，写出氧的堆积方式，并指出Li和M占据何种空隙，画出以氧为顶点的一个晶胞。3．锂离子在阳极与石墨形成固体混合物，试推测并画出锂离子嵌入石墨的可能结构。4．早期的阳极材料用的是锂金属，试指出锂金属作阳极材料的不足，并说明还可以用什么物质替代石墨作阳极材料？第三题（10分）固体发光材料是一种能将激发的能量转变为可见光的固体物质。在基质中掺入杂质，含量可达千分之几或百分之几，可调整发光效率、余辉及发光光谱。如在刚玉Al2O3基质中掺入0.05~1.0%的Cr3＋及在Y2O3基质中掺入Eu3＋等均可制成固体发光材料。1．推测Al2O3基质中掺入Cr3＋的发光原理。2．Y2O3属立方晶系，将Y2O3的立方晶胞分为8个小立方体，Y在小立方体的面心和顶点，O位于小立方体内的四面体空隙，画出这样四个小立方体，指出Y和O的配位数。第四题（8分）本题涉及4种组成不同的配合物，它们都是平面正方形结构。1．PtCl2·2KCl的水溶液与二乙硫醚（Et2S）反应（摩尔比1︰2）得到两种结构不同的黄色配合物，该反应的化学方程式和配合物的立体结构是：2．PtCl2·2KCl的水溶液与足量Et2S反应获得的配合物为淡红色晶体，它与AgNO3反应（摩尔比1︰2）得到两种组成不同的配合物，写出上述两个反应的化学方程式。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网第五题（10分）氯化钯是一种重要的催化剂，在石油化工和汽车尾气转化中应用广泛，从工业废料中提取钯通常得到的物料是二氯二氨合钯，然后再用复杂的工艺得到氯化钯，并且环境污染严重，转化率低。2005年有人报道制取的新工艺，过程较简单，无污染，直收率99%，产品纯度＞99.95%。1．在二氯二氨合钯中加入一定量的水和盐酸，加热至100℃得澄清溶液A。写出该反应的化学方程式：2．于上述A的热溶液中加入一定量的氯酸钠溶液，继续加热溶液有气体逸出，得溶液B，写出该反应的化学方程式，此时钯以何形式存在？3．在溶液B中加入10%NaOH溶液调节pH＝10，保持溶液温度在100℃左右得沉淀C。如溶液PH＞10，上清液中钯含量升高。分别写出溶液B中生成沉淀C及上清液中钯量又升高的化学反应方程式。4．在C中加入浓盐酸加热至100℃浓缩直至蒸干，再在120℃下烘5小时。写出发生的化学反应方程式。第六题（10分）1．给出下列四种化合物的化学名称A：COOHB：CH3CCH2CCH3O=O=A的名称：B的名称：C：NHOCH3D：CH3-C-CH3OOC的名称：D的名称：2．写出下列每步反应的主要产物（A、B、C）的结构式第七题（10分）20世纪60年代，化学家发现了一类酸性比100%的硫酸还要强的酸，称之为魔酸，其酸性强至可以将质子给予δ受体，CF3SO3H就是其中常见的魔酸之一。1．试写出CH3CH3与CF3SO3H可能的反应式。2．以上反应所得产物活性均很高，立即发生分解，试写出分解以后所得到的全部可能产物。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网第八题（8分）熵是由德国物理学家克劳休斯于1865年首次提出的一个重要热力学概念。统计物理学研究表明，熵是系统混乱度的量度。熵增加原理的数学表达式是：(ds)U，V≥0。其物理意义是：一个孤立系统的自发过程总是朝着熵增加的方向进行，即从有序走向无序。而生命的发生、演化及成长过程都是从低级到高级、从无序到有序的变化。这样看来把熵增加原理应用到生命科学中似乎是不可能的。1．熵增加原理与达尔文进化论是否矛盾？说明理由。2．初期的肿瘤患者可以治愈，而晚期癌症患者的肿瘤想要治愈是根本不可能的，用熵增加原理解释其原因。第九题（12分）维生素C又称抗坏血酸，广泛存在于水果、蔬菜中，属于外源性维生素，人体不能自身合成，必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6，相对分子量为176.1，由于分子中的烯二醇基具有还原性，能被I2定量地氧化成二酮基，半反应为：C6H8O6＝C6H6O6＋2H＋＋2e＝0.18V因此，可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下：（1）准确移取0.01667mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00mL于碘量瓶中，加3mol/LH2SO4溶液10mL，10%KI溶液10mL，塞上瓶塞，暗处放置反应5min，加入100mL水稀释，用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时，加入2mL淀粉溶液，继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。平行三次实验，消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76mL。（2）准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中，加水50mL，淀粉溶液2mL，用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验，消耗I2标准溶液平均体积为10.15mL。（3）准确称取0.2205g的维生素C粉末（维生素C药片研细所得）于锥瓶中，加新煮沸过并冷却的蒸馏水100mL，2mol/LHAc溶液10mL，淀粉溶液2mL，立即用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪，消耗12.50mL。（4）重复操作步骤（3），称取维生素C粉末0.2176g，消耗I2标准溶液为12.36mL；称取维生素C粉末0.2332g，消耗I2标准溶液为13.21mL。根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。第十题（8分）有一固体化合物A（C14H12NOCl），与6mol/L盐酸回流可得到两个物质B（C7H5O2Cl）和C（C7H10NCl）。B与NaHCO3溶液反应放出CO2。C与NaOH反应后，再和HNO2作用得黄色油状物，与苯磺酰氯反应生成不溶于碱的沉淀。当C与过量CH3Cl加热反应时，得一带有芳环的季铵盐。推出A、B、C的可能结构式。学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网参考答案第一题（12分）1．[H3O2]＋[SbF6]－（2分）H2O2＋HF＋SbF5＝[H3O2]＋[SbF6]－（1分）2．[H3O]＋[SbF6]－（2分）3．[SH3]＋[SbF6]－（2分）H2S＋HF＋SbF5＝[SH3]＋[SbF6]－（1分）4．[NH4]＋[HOO]－（2分）H2O2＋NH3＝[NH4]＋[HOO]－（1分）5．H2O2既是酸又是碱，H2S是一种碱（1分）第二题（12分）1．Cathode：LiMO2＝Li1－xMO2＋xLi＋＋xeAnode：nC＋xLi＋＋xe＝LixCn正反应为充电、逆反应为放电反应。（4分）2．O：立方面心密堆积；Li和M占据八面体空隙；（1分）以氧为顶点的一个晶胞表示如下：（2分）3．（3分）4．锂活泼，易与电解质反应，形成锂的枝状晶体，导致电池被侵蚀或爆炸。（1分）还可用低熔点的金属如Si，Bi，Pb，Sn，Cd等与锂掺杂形成金属合金，或用电解质如液体电解质LiPF6，LiBF6，LiAsF6及LiOSO2CF3）用有机溶剂不能含水)，以及固体电解质等。（1分）第三题（10分）1．Al3＋和O2－是满壳层电子结构，能隙大，电子不易激发，故无色；（2分）掺入的Cr3＋是过渡金属，具有3d电子，在晶体中置换部分Al3＋形成较低的激发态能级，两个强吸收带分别吸收黄绿色及蓝色的光，只有红光透过，因而掺Cr3＋的刚玉呈绚丽的红色，称为红宝石。（3分）学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网．（4分）Y的O的配位数为6，O的Y配位数为4。（1分）第四题（8分）1．PtCl2·2KCl＋2Et2S＝[Pt(Et2S)2Cl2]＋2KCl（2分）ClSEt2ClPtClPtClSEt2SEt2SEt2顺式反式（各0.5分）2．2PtCl2·2KCl＋4Et2S＝[Pt(Et2S)4][PtCl4]＋4KCl（3分）[Pt(Et2S)4][PtCl4]＋2AgNO3＝Ag2[PtCl4]＋[Pt(Et2S)4](NO3)2（2分）第五题（10分）1．Pd(NH3)2Cl2＋2HCl＝(NH4)2[PdCl4]（2分）2．6ClO3－＋10NH4＋＝3Cl2＋5N2＋18H2O＋4H＋（2分）钯以H2PdCl4形式存在（1分）3．H2PdCl4＋4NaOH＝Pd(OH)2↓＋4NaCl＋2H2O（2分）过量NaOH与部分Pd(OH)2发生反