化学竞赛模拟试卷2.doc

2008年全国高中化学竞赛模拟试题二第一题、液氨是研究较多的非水溶剂之一，液氨体系及水溶液体系有很多相似的性质。1-1、写出液氨自偶电离的方程式 _1-2、已知在液氨中能发生下列两个反应： NH4ClKNH2KCl2NH3 2NH4IPbNHPbI23NH3请写出能在水溶液中发生的及上两个反应相当的反应方程式。1-3、试完成并配平下列反应方程式（M为金属）(1) MNH3 (2) MNH4Cl (3) M(NH2)2 第二题、请应用原子核外电子的排布规律和元素周期律的有关知识回答下列问题。2-1最近在稳定岛理论的驱动下，合成了第114、116、118号元素。请写出116号元素的价电子构型： ；它在元素周期表中的位置是 。2-2电子构型为Xe4f145d56s2的元素是 。A稀有气体 B过渡元素 C主族元素 D稀土元素2-3某元素的基态原子最外层为5s2，最高氧化态为 +4，它位于周期表的 区，其+2氧化态离子的电子构型为 ，其最高氧化态氧化物的化学式为 。2-4我们已经知道描述核外电子运动状态的一些电子亚层符号，如s、p、d、f等，如果接下来的亚层符号为g，则第一个包含g亚层电子的元素的原子序数为 。2-5假设我们的世界从三维变为二维，则改变后元素周期表第2周期有 种元素。第三题、完成并配平下列反应方程式：3-1CaH2及Na2CO3溶液的反应。3-2用Fe2(SO4)3水溶液溶解煤中的FeS2（注：用过的溶液可经简单化学方法处理后转化为Fe2(SO4)3供往复循环使用）。3-3固态KMnO4在200加热，失重10.8。固态KMnO4在240加热，失重15.3%。（已知：相对原子质量：O 16.0；K 39.0；Mn 54.9）3-41950年，Brown等人合成了NaBH4，由此开拓了一个新的合成化学领域在众多的反应中，NaBH4及氯化镍在水溶液里的反应十分令人瞩目。这个反应的主要产物是Ni2B是一种神奇的有机反应催化剂，例如，它可以使硝基苯还原成苯胺，使睛转化为伯胺，等等。已知NaBH4及氯化镍的反应摩尔比是2:l，反应使所有的镍转化为Ni2B，硼的另一产物则是H3BO3，反应还放出氢气，余留在溶液里的还有氯化钠。试写出配平的化学方程式。第四题、回答下列及配位化学有关的问题 4-1. 为什么Ni(H2O)42+的空间结构为四面体。而Ni(CN)42的空间结构则为正方形？ 4-2. 试说明为什么Ag(NH3)2+的pb为7.2，而Ag(en)+的pb只有6.0。 4-3. 为什么Co(SCN)64的稳定常数比Co(NH3)62+小，而在酸性溶液中Co(SCN)64可以存在，Co(NH3)62+不能存在？第五题、氰氨化钙（CaCN2）是一种多用途的有机肥料，它很容易用廉价的普通化学品如CaCO3来生产，CaCO3热分解产生白色固体XA和无色气体XB，后者不支持燃烧。用碳还原XA生产灰色固体XC和气体XD，XC和XD能进一步氧化，XC及氮反应，最终生成CaCN2。5-1如何合成氰氨化钙，完成下列反应：（1）CaCO3 XAXB ( )（2）XA3C XCXD ( )（3）XCN2 CaCN2C ( )5-2CaCN2水解产生什么气体，写出水解反应方程式5-3在固体化学中，CN22离子呈现异构化，两种异构离子的酸都是已知的（至少在气态），画出这两种异构化酸的结构式，指出异构化平衡更倾向哪一侧。第六题、6-1一种金属化合物中晶体结构为立方面心点阵，Mg原子采用类似金刚石的排列，每4个Cu原子形成四面体，相互之间共用顶点连接起来，排布在Mg原子的空隙中。请问该晶胞中有 个原子，该金属化合物最简式为 。6-2 以草酸铁和草酸锌为原料，按一定比例溶于水中充分搅拌混匀，加热并蒸去混合溶液的水分；逐渐共沉淀下来，产物几乎为Fe3及Zn2均匀分布的的固溶体型草酸盐混合物，过滤、灼烧，即成很好的固相反应原料“前驱物”的制备即一种尖晶石型物质A：O2作立方最密堆积，Zn2占据1/8的四面体空隙，Fe3占据1/2的八面体空隙。请写出该反应的化学方程式。第七题、锂离子电池的正极材料为层状结构的LiNiO2。已知LiNiO2中Li+和Ni3+均处于氧离子组成的正八面体体心位置，但处于不同层中。7-1 将化学计量的NiO和LiOH在空气中加热到700可得LiNiO2，试写出反应方程式。7-2 写出LiNiO2正极的充电反应方程式。7-3锂离子完全脱嵌时LiNiO2的层状结构变得不稳定，用铝离子取代部分镍离子形成LiNi1yAlyO2，可防止锂离子完全脱嵌而起到稳定结构的作用，为什么？第八题、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及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：8-1写出合成配体salen的化学方程式8-2推测配合物A的化学式8-3. 画出配合物A的结构, 指出配合物A中钒氧化态第九题化合物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AJ各物质中该元素的主要存在形式的化学式。  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A B C D E F G H I J 第十题、苯巴比妥是1903年就开始使用的安眠药，其合成路线表示如下。请在相应的方格中写出AF和苯巴比妥的结构：第十一题、某元素X，在空气中燃烧，生成XO2，XO2及PCl5反应，生成XOCl2。在室温下XO2及O2反应生成XO3很难，但是在有催化剂存在下，此反应进行得很快。XO2溶解在碱性溶液中，得到XO32，在有过量的XO2存在下的XO32溶液可用锌还原到X2O42，但X2O42静止后就分解成X2O32和HXO3。当0.1741gX2O42的钠盐及过量的硝酸银的氨溶液反应，得到0.2158g银的沉淀，计算X的原子量，写出上述各反应的方程式。第十二题、氢能源是公认的清洁能源，开发性能优良的储氢材料是科学家的重要课题。稀土元素储氢材料是研究的热点之一。LaNi5是较好的储氢材料，能快速可逆地存储和释放H2，方程式如下。 LaNi5 + 3H2 LaNi5H6 LaNi5 属六方晶系，aH=511 pm，cH=397 pm，上下两底面上各有2个Ni，其连线沿对角线方向分布，侧面面心及体心的原子组成2个三角形，La在顶点上。1、试画出 LaNi5 的一个晶胞2、指出该晶胞中四面体空隙和八面体空隙的个数及具体位置。3、试推测 LaNi5 储存H2的机理。2008年全国高中化学竞赛模拟试题二参考答案第一题1-1、2NH3 = NH4+ + NH2-1-2、HClKOHKClH2O 2HIPb(OH)2PbI22H2O1-3、(1) MNH3M(I)NH2 + H2(2) MNH4ClM(I)Cl + H2 NH3(3) M(NH2)2MNH NH3第二题2-17s27p4 第7周期A族2-2B2-3d Kr4d2 ZrO2 2-4121 2-56第三题3-1CaH2Na2CO3十2H2OCaCO32NaOH2H23-27Fe2(SO4)3FeS28H2O15FeSO4十8H2SO43-32KMnO4K2MnO4MnO2O2 或 2KMnO4K2Mn2O6O2 2KMnO4K2Mn2O53/2O23-48NaBH4十4NiCl218H2O2Ni2B6H3BO325H28NaCl第四题4-1、CN是强场配体，使Ni2+的3d8电子发生重排，Ni2+可以采取dsp2杂化，所以Ni(CN)42的空间构型为平面四方(严格来说为畸变平面四方)；H2O配体不能使Ni2+的3d8电子发生重排，Ni2+只能采取sp3杂化，故Ni(H2O)42+为正四面体几何构型。4-2、 Ag(NH3)2+的pb7.2，即K不稳107.2，Ag(en)+的pb6.0，即K不稳106.0，从数据来看Ag(en)+不如Ag(NH3)2+稳定，这是由于在Ag(en)+中en双齿配体及中心Ag+形成的环中存在着张力，使之不稳定。4-3、 SCN体积大，空间位阻效应大，Co(SCN)64在水溶液中不稳定，Co(SCN)64的稳定常数比Co(NH3)62+小，但在酸性溶液中，既有Co(NH3)62+ + 6H+Co2+ + 6NH4+，又有4Co(NH3)62+ + O2 + 4H+4Co(NH3)63+ + 2H2O，在酸性条件下，Co(NH3)62+不能存在，而Co(SCN)64及H+难反应，稳定。第五题5-1、（1）CaCO3CaOCO2（2）CaO3CCaC2CO（3）CaC2N2CaCN2C5-2、CaCN23H2OCaCO32NH35-3、第六题6-1 24，MgCu26-2 Fe2(COO)23Zn(COO)2ZnFe2O44CO4CO2第七题7-1 2NiO + 2LiOH + O2 2LiNiO2+2H2O7-2 LiNiO2 xe Li1xNiO2 + xLi+7-3 Ni的氧化数有+2、+3、+4，而Al只有+3氧化态，如果Ni都被氧化到+4氧化态，那么锂离子可以完全脱嵌，形成NiO2，但有yAl3+存在，必有yLi+形成yLiAlO2，用铝离子取代部分镍离子形成LiNi1yAlyO2，完全可以防止锂离子完全脱嵌而起到稳定LiNiO2结构的作用。第八题8-1、-OH-CHO+ H2NCH2CH2NH22+ 2H2O8-2、V原子为一个，式量为 50.9/0.153=333，含H量求出H原子数: 333/0.0420=14,N为2个，O为3个，求出C 16个，所以分子式为：C16H14N2O3V8-3、配合物A的结构 钒氧化态+4 第九题A：CuO; B：CuCl42-; C：CuCl32- 或CuCl2-; D：CuCl; E：Cu(NH3)2+;F：Cu(NH3)42+; G：Cu(CN)2-; H：Cu; I：Cu(H2O)62+; J：Cu(OH)2（离子写成对应的酸和盐的形式，得0.5分）第十题、第十一题X的原子量为32。S + O2SO2 SO2 + PCl5SOCl2 + POCl32SO2 + O22SO3 SO2 + 2OHSO32+ H2OSO2 + SO32 + Zn + 2H+Zn2+ + H2O + S2O42 2S2O42+ H2O S2O32 + 2HSO3第十二题12-1、LaNi5 晶胞1个La: 顶点5个Ni: 上下底面各一个, 侧面两个,体心一个12-2、 3个八面体空隙(由 4个Ni和2个La组成)及6个四面体空隙(2个Ni和 2个La组成)。12-3、 吸附H2，H2解离为原子，6个H储存在6个四面体空隙中。第 5 页