全国高中学生化学竞赛练习题（2）.docx

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1、全国高中学生化学竞赛练习题2题号123456789101112总分满分1645551011109889100得分第1题 (16分) 1-1 铜是重要的金属，其化合物很多。（1）固体CuCl2是通过氯原子桥连形成的长链结构，Cu2+的配位数是4，Cl为弱场配体。画出其长链结构；若将长链结构看成一维晶体，并在长链结构上同时画出正当单位。 （2）在CuCl和NaCl晶体中，阳离子半径相近（分别为96pm和95pm），晶格能（CuCl为929kJ mol-1，NaCl为777kJ mol-1）和熔点（CuCl为430，NaCl为801）相差很大，这似乎与计算离子晶体晶格能的理论矛盾，请给出合理的解释。

2、（3）我们知道CuCl2易溶于水，CuCl在水中是易溶还是难溶？原因是什么？（4）配合物K3CuF6是顺磁性的，配合物分子中有几个未成对电子？1-2 纯的三氧化硫可以聚合成环状结构，称为g 型变体。该聚合分子有一个三重旋转轴。画出这种分子的结构式，并说明分子有无极性。1-3 液态BrF3能导电，请用方程式解释导电原因。1-4 取质量相等的2份PbSO4 (难溶物)粉末，分别加入HNO3 ( 3 mol L-1) 和HClO4 ( 3 mol L-1)，充分混合，PbSO4在HNO3 能全溶，而在HClO4中不能全溶。该实验说明哪个配体的配位能力更弱？简要解释该离子配位能力弱的原因。1-5 19

3、71年，从F2与冰的反应中得到了一种新分子，该分子极性比H2O小。写出生成 该分子及该分子分解的反应方程式。第2题 (4分) 化合物X是橡胶硫化时的溶剂。将干燥的氯气通入熔融的硫中，可以制得X。X有极性，但不是顺磁性的，含硫在45%50%之间，遇水很容易水解。2-1 写出X的分子式，并说明X中是否存在共轭大键（），若存在写出共轭大键（）；若不存在说明原因。2-2 分别写出上述制备X的反应方程式。2-3 写出上述X水解反应的方程式第3题 (5分) 设正辛烷和氢气都是理想气体。由石墨和氢气合成正辛烷的反应如下：8C(石墨) + 9H2(g) = C8H18 (g) + 207.87 kJ·

4、;mol-1，反应在298K时的平衡常数为KP=7.40×10-4。3-1在298K时，通过计算说明该反应能否自发进行。3-2 若在298K及101.325kPa下反应，通过计算说明平衡时气相混合物中正辛烷的摩尔分数能否达到0.05。3-3 若希望正辛烷在平衡时气相混合物中的摩尔分数达到0.5，请计算298K时需要加多大的压力。 第4题 (5分) (SCN)2与（CN)2一样也被称为拟卤素，其阴离子SCN- 也是重要的配体。4-1 (SCN)2能与Na2S2O3反应, 写出反应方程式。 4-2 写出SCN-中的共轭大键（ ）。 4-3 写出(SCN)2 (g) 在O2 (g) 中燃烧

5、的反应方程式。 4-4 SCN-离子与Fe3+配位时，用哪一端配位？为什么？第5题 (5分) Se的分子呈螺旋长链，这些长链分子相互平行地堆积在一起形成a-Se晶体，平行于螺旋轴的投影结构如下图。它的晶胞的参数为：a = b = 436 pm, c = 495 pm, a= = 90°，g=120°。5-1 指出该晶体的点阵形式。5-2 写出该晶体的结构基元。5-3计算该晶体的密度。 第6题 (10分) 络合滴定在分析金属离子时普遍采用。其中EDTA由于能与许多金属离子形成配合物，是常用的络合滴定试剂。一种含有铜、锌、镁的合金，为确定合金中各种金属的百分含量，进行如下分析：

6、6-1 为标定EDTA的浓度，准确移取25.00 mL 0.05500 mol L-1的锌标准溶液，放入锥形瓶中，滴加体积比为1：1的氨水至开始出现白色沉淀，然后加入10 mL 配制好的六亚甲基四胺溶液，再加水20 mL，加入指示剂后用EDTA溶液滴定，消耗27.50 mL。计算EDTA溶液的浓度，指出滴定前加入六亚甲基四胺溶液的作用。 6-2 准确称取0.5000 g含有铜、锌、镁的合金样品，溶解后用容量瓶配成100 mL溶液。吸取25 .00 mL合金试液，调pH=6，加入指示剂后用上述EDTA溶液滴定铜和锌，用去37.30 mL。另外，再吸取25 .00 mL合金试液放入锥形瓶中，调pH

7、=10，加入适量KCN和指示剂后用上述EDTA溶液滴定，用去4.10 mL。然后滴加甲醛以解蔽锌，再用EDTA溶液滴定，用去13.40 mL。计算合金中铜、锌、镁的百分含量。加入甲醛的作用是解蔽锌离子，写出甲醛解蔽锌的离子方程式。第7题 (11分) 自从1985年报道发现C60以后，科学家对碳原子组成的笼状富勒烯分子做了大量研究。12年前（1996年）诺贝尔化学奖授予给了C60的发现者，说明富勒烯分子的发现是化学上的重大事件。在C60分子中，60个碳原子所处化学环境完全一样，在13C-NMR（13C-核磁共振）谱图上只有一组峰。在富勒烯分子中，只有五边形和六边形。请回答下列问题。7-1 厦门大

8、学化学系郑兰荪院士等在2004年4月30号出版的SCIENCE杂志上，报道了首次成功合成富勒烯衍生物C50Cl10。该分子C50Cl10去掉10个Cl后，就是C50，这种结构的C50分子如右图所示，其对称性很高，与全交错式二茂铁对称性一样。请指出该C50分子中，有几个只与六边形相连的五边形？有几个与两个六边形相连的六边形？有几种化学环境不同的碳原子？7-2 C60分子中的每个碳原子用4个杂化轨道形成化学键，请按照含p轨道成分由大到小的顺序排列这些轨道；7-3 制备出C60后不久, 就有人制得了C60O分子, 你认为该分子可能有几种异构体, 为什么? 这些异构体中, 哪一种容易形成?7-4 两个

9、C60分子可以各自通过一个6-6键（六边形和六边形之间的键）二聚, 其二聚部分的结构如右图。两个C60分子二聚的条件是光照还是加热, 为什么?7-5 C60分子作为配体, 一般是用2个碳原子配位, 几乎不同时用5个或6个碳原子配位, 这一事实说明了什么?第8题 (10分) 右图是金属原子Ca与硼元素形成的一种晶体的一个立方晶胞，图中黑球代表Ca原子，硼原子用元素符号表示。8-1 请指出该晶体中，Ca原子的配位数是几，B原子的配位数是几。8-2 若晶胞参数是a，两个相邻的硼原子B八面体之间最近的2个B之间的距离是b，请写出该晶胞中所有原子的分数坐标。8-3若将Ca原子画在晶胞中心，得到一个新晶胞

10、。新晶胞是否是正当晶胞，请给出理由。第9题 (9分) 化合物A、B和C互为同分异构体。它们的元素分析数据为：碳 92.3%, 氢 7.7%。1 mol A在氧气中充分燃烧产生224.0 L二氧化碳（标准状况）。A是芳香化合物，含有对称中心；B分子中有两种不同化学环境的氢原子，且有2个键；C是烷烃，分子中碳原子和氢原子的化学环境完全相同。9-1 写出A、B和C的分子式。9-2 画出A、B和C满足上述条件的所有异构体的结构式。第10题 (8分) 吡喃环是许多天然产物的基本结构单元，也是构建其它杂环化合物的重要合成子。由于其含苯环的衍生物具有多种生理活性与药理活性，因此此类化合物的合成颇受注目。据报

11、道，有人合成了吡喃衍生物D，其合成路线如下。10-1 D中的吡喃环是否具有芳香性？给出你的理由。10-2 画出A、B、C和D的结构简式。第11题 (8分) 化合物A是一种重要的化工中间体，人们采取下列方法合成了化合物A：写出A、B、C、D、E、F和G的结构简式，并指出在制备B前引入磺酸基的原因。第12题 (9分) Cu2+能形成多种配合物，例如可以和乙二胺H2N-CH2-CH2-NH2（简写为en）形成配合物。12-1 画出Cu(H2O)2(en)22+所有可能的异构体，并指出哪种异构体是主要存在形式。12-2 在Cu2+配合物Cu(en)32+、Cu(H2O)4(en)2+、Cu(H2O)2

12、(en)22+中，指出哪一种最不稳定，并说明原因。12-3 已知铜的标准元素电势图，Cu+能与I-形成沉淀CuI，已知该沉淀的Ksp=1.27×10-12。若溶液I-=1.00 mol L-1，求下列电极电势的值和，并根据计算结果说明CuI在溶液中能否发生歧化反应。答案：第1题 1-1 (1) 画出正确长链结构2分，标出正当单位1分，共3分。每个Cu周围4个Cl画在同一个平面上，本题只能的1分。(2) 由于Cu+的极化能力比Na+强，使得CuCl键具有较多的共价成分，键能较大，因而晶格能较大；这与计算离子晶体晶格能的理论不矛盾，因为计算离子晶体晶格能只考虑了正负离子的静电作用，没有共

13、价键的贡献；CuCl的熔点低也是CuCl键具有较多的共价成分的原因，融化后成比较稳定的分子形式存在。（每个要点1分，共3分）(3) CuCl难溶于水；原因是Cu+的水合能较小。（每个答案1分，共2分）(4) 2个 (1分) 1-2 有极性（结构式1分，有极性1分，共2分；若将环上的氧原子和硫原子画到同一个平面上结构式不得分。） 1-3 2BrF3 = BrF2+ + BrF4- （1分） 1-4 ClO4-离子的配位能力更弱；原因是每个氧原子上平均所带的负电荷较少。 （每个答案1分，共2分）1-5 F2 + H2O = HOF + HF，2HOF = O2+ 2HF （1个方程式1分）第2题2

14、-1 S2Cl2；不存在共轭大键，原因是分子中的原子不在同一个平面上。（分子式1分，解释1分） 2-2 2S+Cl2 = S2Cl2 （1分）2-3 2S2Cl2 + 2H2O = 3S + SO2 + 4HCl （1分）第3题3-1 （kJ mol-1）0 ，反应不能自发进行。（1分）3-2 设平衡时，正辛烷的摩尔分数为x，则有：，因此正辛烷的摩尔分数不能达到0.05。（2分）3-3 设加的压力是x，则：(kPa) (2分)第4题 4-1 (SCN)2 + 2S2O32- = 2SCN- + S4O62- (1分)4-2 (1分)4-3 (SCN)2 + 4O2 = 2SO2 + 2CO2

15、+ N2 (1分)4-4 N一端配位; 因为Fe3+是硬酸。 （2分，每个答案1分）第5题 5-1 简单六方（hP） （1分）5-2 3个Se原子 （2分）5-3 (g cm-3) (2分)第6题 6-1 (mol L-1) （1分） 加入六亚甲基四胺溶液的作用是作缓冲溶液, 控制溶液的pH。 （1分）6-2 铜的含量60.75%, 锌35.05%, 镁4.18%。（铜、镁和锌计算过程正确，答案正确各得2分，共6分。）; 方程式：Zn(CN)42- + 4HCHO + 4H2O = Zn2+ + 4HO-CH2-CN + 4OH- (2分)第7题 (11分) 7-1 2个只与六边形相连的五边形

16、；有5个与两个六边形相连的六边形；有4种化学环境不同的碳原子。（3分）7-2 形成p键的杂化轨道形成6-5键的杂化轨道形成6-6键的杂化轨道。（2分）7-3 2种；每个O形成2个键，连接2个碳原子，分子中只有2种碳碳键，即6-5键和6-6键，因此只有2种C60O异构体；6-6键的C60O异构体容易生成。（3分）7-4 光照；因为是2+2环加成。（2分）7-5 说明C60分子中碳碳键分成2种，是单双键交替的。不存在类似苯分子中的大p键。（1分）第8题 8-1 Ca原子的配位数是24，B原子的配位数是4。（2分）8-2 Ca： B： （7分，每个分数坐标1分）8-3 新晶胞是正当晶胞；符合正当晶胞

17、的要求。（1分）第9题 9-1 C10H10 （1分）9-2 （A和B每个异构体1.5分，C只有一种，2分，共8分）第10题 10-1 不具有芳香性；不是一个环状共轭体系。（2分）10-2 （A，C各1分，B，D每个2分，共6分）第11题 为了保证硝化时硝基全部进入甲基的邻位，硝化前，先用磺基将对位保护起来。（每个结构式1分，共7分，解释原因1分）第12题 12-1 A和B属于对映异构体，C没有对映异构体，故只有3种异构体。主要存在形式为C，因为C最稳定。（A，B和C画对1个得1分，存在形式1分，共4分）。12-2 Cu(en)32+最不稳定 （1分） 原因是Cu2+ 6配位的配合物是变形的八面体，由于en是螯合物，不容易变形，因此张力最大，最不稳定。（1分）12-3 求得电极电势的值和如下：（每个数值1分，共2分）根据计算结果可以看到CuI在溶液中不能发生歧化反应。（1分）155