精品新人教版高中化学第25届全国高中学生化学竞赛理论试题及答案Word格式.docx
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1401
O
1600
F
1900
2018
2299
Mg
2431
A
2698
S
2809
P
3097
3207
3545
Ar
3995
3910
4008
Sc
4496
T
4788
V
5094
r
5200
M
5494
5585
5893
5869
6355
6539
G
6972
7261
7492
7896
Br
7990
8380
Rb
8547
Sr
8762
Y
8891
9122
Nb
9291
9594
Tc
[98]
R
1011
1029
Pd
1064
Ag
1079
d
1124
I
1148
1187
Sb
1218
1276
1269
1313
1329
1373
L-L
Hf
1785
1809
W
1838
1862
1902
Ir
1922
1951
1970
Hg
2006
2044
Pb
2072
2090
[210]
[222]
第1题(13分)同族金属A,B,具有优良的导热、导电性能,若以I表示电离能,I1最低的是B,(I1+I2)最低的是A,(I1+I2+I3)最低的是。
1-1同族元素D,E,F(均为非放射性副族元素)基态原子的价层电子组态符合同一个通式,在元素周期表中,位置在A、B、所在族之前,请给出D、E、F的元素符号及价层电子组态的通式。
1-2元素A存在于动物的血蓝蛋白中,人对A元素代谢紊乱可导致W病。
(1)A2+硫酸盐在碱性溶液中加入缩二脲HN(ONH2)2会得到特征的紫色物质,该物质为-2价的配位阴离子,具有对称中心和不通过A的二重旋转轴,无金属—金属键,请画出该阴离子的结构(A必须写元素符号,下同)。
(2)通过A2+与过量的丁二酮肟形成二聚配合物,实现了A2+的平面正方形配位向A2+的四方锥形配位转,请画出该配合物的结构(丁二酮肟用
表示)。
1-3用B+的标准溶液滴定和SN的中性溶液,得到电位滴定曲线,其拐点依次位于M、N、P处。
(1)请分别写出在M、N、P处达到滴定终点的离子反应方程式。
(2)在N处的物质是无支链的聚合物,请至少画出三个单元表示其结构。
1-4元素的单质与单一的无机酸不起作用,但可溶于王水。
与O2和F2作用制得合物,在中的质量分为5743%,的结构与1962年NBr开创性工作的产物极为相似,通过推演给出的式。
第2题(12分)合物A为非放射性主族元素M与氧的合物,将13712gA与过量热稀硝酸充分反应后,得到不溶物B和溶液,将B洗净后与过量草酸混合,加入过量稀硫酸并充分反应,生成的气体全部通入过量的熟石灰溶液中,得到4004g不溶物质。
控制温度,M的单质与氧反应,生成具有较强氧性的D,D含氧1038%。
2-1通过计算给出D的式。
2-2通过计算给出A的式。
2-3给出B在硫酸溶液中与草酸反应的离子方程式。
2-4图2示出M的一种氧物的晶体结构,写出该氧物的式,简述推过程。
()(b)(c)
图2M的一种氧物的晶体结构
第3题(10分)一容积可变的反应器,如图3所示,通过活塞维持其内部压力由于恒外压相等。
图3容积可变的反应器示意图
在恒温、有催剂条件下,反应器内进行如下反应
N2(g)+3H2(g)
2NH3(g)
3-1若平衡时,反应器的容积为10L,各物质的浓度如下:
物质
N2
H2
NH3
c/(·
-1)
011
014
075
现向平衡体系中注入40N2。
试计算反应的平衡常c和反应商Qc,并由此判断反应将向什么方向进行。
3-2若平衡时,反应器的容积为V,各物质的浓度分别为c(N2),c(H2)和c(NH3),现向平衡体系中注入体积为V的N2(同温同压)。
设此条件下1气体的体积为V0,试推导出Qc的表达式,并判断反应方向。
第4题(13分)
4-1硅酸根基本结构单元是硅氧四面体(SO4),可以用三角形表示硅氧四面体的平面投影图形,三角形的顶点代表一个O原子,中心是S和一个顶角O的重叠。
若干硅氧四面体可以连接成层型结构,如图4-1()所示,两个硅氧四面体共用一个氧原子,又可以将其简单地表示为图4-1(b)。
每一种层型结构可以用交于一点的元环及环的目描述,例如图4-1(b)可以描述为63。
图4-1(c)至()给出在沸石分子筛中经常见到的二维三连接层结构,图4-1(c)和图4-1(d)可分别描述为482和(468)(682)。
试将对图4-1()至()的描述分别写答卷上。
图4-1几种层型硅酸根结构的图示方法
4-2分子筛骨架中存在一些特征的笼型结构,见图4-2笼型结构是根据构成它们的多面体的各种元环进行描述的。
例如图4-2()所示的笼可以描述为4552;
而图4-2(b)的笼可以描述为466263。
试将对图4-2(c)至图4-2()的描述写在答卷上。
图4-2分子筛骨架中存在的一些特征笼型结构
4-3分子筛骨架中的笼型结构可以采用下述方法画出:
将最上一层放在平面图的最内圈,下一层放在次内圈,依此类推,直到最底层放在平面图的最外圈。
图中各原子之间的连接关系、各种环及其位置当然要与笼型结构中保持一致。
例如图4-3()所示的笼,可以表示为图4-3(′)。
图4-3(b)至图4-3(d)结构不完整地图示在图4-3(b′)至图4-3(d′),即只给出了结构的最上层和最下层的图示,试在答卷上画出完整的平面图。
图4-3几种笼型结构及图示(或不完整图示)
第5题(14分)高温条件下反应机的研究一直是反应动力的基本课题,1956年的诺贝尔奖获得者在该领域做出过杰出的贡献。
研工作者研究了1000下丙酮的热分解反应并提出了如下反应历程:
H3OH3
H3·
+H3O·
(1)E
(1)=351J·
-1
H3O·
+O
(2)E
(2)=42J·
H3·
+H3OH3
H4+H3OH2·
(3)E(3)=63J·
H3OH2·
+H2O(4)E
(1)=200J·
+H3OH2·
2H5OH3(5)E(5)=21J·
5-1上述历程是根据两个平行反应而提出的,请写出反应方程式。
5-2实验测得1000下热分解反应对丙酮为一级反应,试推出反应的速率方程。
提示:
①消耗丙酮的主要基元步骤是反应(3);
②可忽略各基元反应指前因子的影响。
5-3根据5-2推出的速率方程,计算表观活能。
5-4分解产物中H4可以和水蒸气反应制备H2:
H4(g)+H2O(g)
3H2(g)+O(g)
试根据下表据计算该反应在298时和平衡常,并指出平衡常随温度的变趋势。
相关物质热力据(298)
/J·
/J·
-1·
H4(g)
-744
1863
H2O(g)
-2418
1888
H2(g)
1307
O(g)
-1105
1977
H2O()
-2858
699
第6题(8分)甲酸和乙酸都是重要的工原料。
移取2000甲酸和乙酸的混合溶液,以01000·
-1NOH标准溶液滴定至终点,消耗2500。
另取2000上述混合溶液,加入5000002500·
-1MO4强碱性溶液,反应完全后,调节至酸性,加入4000002
000·
-1F2+标准溶液,用上述MO4标准溶液滴定至终点,消耗2400。
6-1计算混合溶液中甲酸和乙酸的总量。
6-2写出氧还原滴定反应的方程式。
6-3计算混合酸溶液中甲酸和乙酸的浓度。
第7题(18分)2002年,Sc等人首次完成了的60全合成,该成果为今后合成更多和更丰富的60衍生物带了可能。
下面是其全合成的路线(无机产物及副产物已略去)。
7-1写出上述合成路线中、b、c和d所对应的试剂或反应条件。
7-2画出上述合成路线中中间体A~I的结构简式。
7-3写出中间体J的对称元素。
7-4给出从中间体I到J的反应机。
第8题(12分)最近的研究表明,某种新型的胍盐离子液体(GIL)对Mc加成反应有很好的催活性,进一步的研究表明GIL还具有一定的碱性。
以下是某研究小组利用GIL为催剂,合成多官能团合物H的路线:
8-1画出A和的结构简式。
8-2画出B、D、F和G的结构简式。
8-3给出从中间体E到F的反应机。
8-4从周环反应的角度看,反应中间体G转为目标产物需经过一次迁移,其驱动力为。
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