高中化学竞赛辅导练习及答案.doc
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1、精品文档高中化学竞赛辅导练习及答案 第一章 根底化学第一节 原子化学与元素周期律一在极性分子中,正电荷重心同负电荷重心间的距离称偶极长,通常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正或负电荷重心的电量q有关,一般用偶极矩来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即=dq。试答复以下问题:1HCl、CS2、H2S、SO2 4种分子中=0的是 ;2对硝基氯苯、邻硝基氯苯、间硝基氯苯,3种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是: ;3实验测得:PF3=1.03德拜、BCl3=0德拜。由此可知,PF3分子是 构型,BC13分子是 构型。4治癌药Pt(NH3)2Cl2具有平面四边形结构,Pt处
2、在四边形中心,NH3和Cl分别处在四边形的4个角上。该化合物有两种异构体,棕黄色者0,淡黄色者=0。试画出两种异构体的构型图,并比拟在水中的溶解度。构型图:淡黄色 ,棕黄色 ;在水中溶解度较大的是 。二电离能是指由蒸气状态的孤立原子失去电子形成阳离子需要的能量。从中性原子中移去第一个电子所需要的能量为第一电离能I1,移去第二个电子所需要的能量为第二电离能I2,依次类推。现有5种元素,A、B、C、D、E,其I1I3分别如下表,根据表中数据判断其中的金属元素有 ,稀有气体元素有 ,最活泼的金属是 ,显二价的金属是 。三假设在现代原子结构理论中,假定每个原子轨道只能容纳一个电子,那么原子序数为42的
3、元素的核外电子排布式将是怎样的?按这种假设而设计出的元素周期表,该元素将属于第几周期、第几族?该元素的中性原子在化学反响中得失电子情况又将怎样?四超重元素“稳定岛的假设预言自然界中可能存在着原子序数为114号的稳定同位素描208X。请根据原子结构理论和元素周期律,预测: 1208X原子的核外电子排布式; 2它在周期表哪一周期?哪一族?是金属还是非金属? 3写出它的最高价态氧化物、氢氧化物或含氧酸的化学式并估计后者的酸碱性质。 4它与氯能生成几种化合物?哪种较为稳定?5如果存在第八周期的超重元素,此周期可包括多少种元素?理由何在?附:98-5-1-3第二节 化学平衡与电解质溶液一现将25时PbC
4、l2在HCl液中溶解度列于下表:PbCl2于1.00mol/L HCl溶解度最小,请说出可能原因。二在一个典型的实验里,将43mL 95质量百分数乙醇密度0.79g/mL、19mL 浓硫酸密度1.8g/mL的混合物,在连有回流冷凝器的容器中进行长时间煮沸后,生成乙酸乙酯的质量分数为15.6。 1计算在使用300L 70含水乙醇密度/mL、500L 75乙酸密度/mL以及按比例量的硫酸,并在与上述同样的回流温度下反响时,生成酯的量是多少? 2如何用实验方法测定出酯的产量?3使用同样的原料,怎样才能提高酯的产量?三293K时氢氧化钙的溶解度为0.165克/100克水及在0.9282巴的二氧化碳压力
5、下碳酸钙的溶解度为0.109克/100克水。请用计算说明,当持续把二氧化碳压强为0.982巴,下同通入饱和石灰水,开始生成的白色沉淀会否完全“消失?在屡次实验中出现了以下现象,请解释。1把由碳酸钙和盐酸6mol/L作用生成的二氧化碳直接通入饱和石灰水溶液,所观察到的现象是:开始通二氧化碳时生成的沉淀到最后完全“消失。假设使生成的二氧化碳经水洗后再通入饱和石灰水溶液,那么开始生成的白色沉淀到最后就不能完全“消失,为什么?2把饱和石灰水置于一敞口容器中,过了一段时间后溶液外表有一层硬壳。把硬壳下部的溶液倒入另一容器中,再通入经水洗过为二氧化碳,最后能得清液,请解释。假设把硬壳取出后,全部放回到原石
6、灰水溶液中,再持续通入经水洗过的二氧化碳,最后能得清液吗?3用适量水稀释饱和石灰水溶液后,再持续通入经水洗过的二氧化碳,结果是因稀释程度不同,有时到最后能得清液,有时得不到清液。请估算用水把饱和石灰水稀释多少倍时,谁能得到清液?设反响过程中温度保持恒定,即293K五碘的碘化钾水溶液里存在如下的化学平衡: I2十II3其平衡常数为: 式中的方括号均表示各物质的平衡浓度;而碘的总浓度CI2=I2I3。在碘的碘化钾水溶液里参加四氯化碳,碘将分配于水和四氯化碳两种液相中,达平衡时平衡常数: 式中的方括号分别表示碘在四氯化碳和水中的平衡浓度,而C I2CCl4/ C I2H2O=D,那么称为分配比。 1
7、通常测定水溶液中的碘的方法是用浓度的Na2S2O3水溶液滴定,因为下面的反响是定量进行的,并可用淀粉作为指示剂: 2Na2S2O3I2=Na2S4O62NaI 请设计一个实验方案来测定碘在水和四氯化碳中的浓度不要求写出实验的细节。 2写出用你的实验测得的碘的浓度来计算KD值的数学关系式。四像你所知道的,水能“分裂出一个质子而离解,此处打引号是由于分裂出来的质子不是以游离状态存在于真实的化学体系中,而是立即与另一水分子结合: H2OH2OH3O十OH K1=H3OOHH2O =1.8 1016251015100氢氧根离子的进一步离解那么是相当少的; OHH2OH3O十O2 K2=H3OO2OH=
8、103625 1计算25时纯水中所有粒子的浓度。 2在多少体积的水里含有一个氧负离子?3水中时离解度的变化如何? 4确定在25和100时纯水的pH值。按照你的计算,沸水将是怎样的反响介质中性的、碱性的或酸性的? 5试解释,哪一种水轻水1H2O或重水D2O将具有较大的离解度,为什么?六酸碱的概念在化学上非常普遍,人们屡次以各种方式给它们下定义其中最常见的定义有:质子定义但凡提供质子的分子或离子是酸,凡能接受质子的分子或离子是碱;溶剂定义凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸,凡能增加由溶剂派生出的阴离子的溶质是碱;Lewis路易斯定义酸是电子对的接受体,碱是电子对的给予体,试答复以下问题: 1
9、在BrF3溶剂中,BrF2AsF6属于哪类物质?试说明之。 2纯硫酸具有高沸点、高粘度,所以在外电场作用下,一般离子在纯硫酸中的迁移速度很慢,试推测什么样的离子在纯硫酸中的迁移速度特别快,并解释你的推测。 3H3PO3与碱反响仅形成两种类型的盐,这说明H3PO3是几元酸?画出其结构式并写出固体H3PO3加热时的分解方程式。 4当SbF3加到氟磺酸中,获得一种超酸superacid,试写出有关反响式来说明超酸的形成。超酸体系能否在水溶液中形成?试说明你的结论注:超酸的酸性比强酸如HNO3、H2SO4的浓水溶液大1061010倍。七将难溶化合物的沉淀和其饱和溶液之间的多相平衡状态,以称为溶度积KS
10、P常数来表述。溶度积数值在化学实践中广泛用于与溶解度和沉淀的析出有关的许多计算中。 1试用KSP的概念说明沉淀的生成和溶解的条件。1012,求此化合物在指定条件下在水中的溶解度mol/L或g/L。在何pH值时,由10的氯化镁溶液密度为/mL中开始析出氢氧化镁沉淀? 3假设氢氧化铝的KSP1034,它的溶解度是多少? KOH溶液中的溶解度计算时认为生成四烃基合铝酸盐离子。 5溶解的氢氧化铝,需要多大起始浓度的氢氧化钠溶液100mL? 6溶解1g氢氧化铝,需要0.01mol/L NaOH溶液多少体积? 一些参考数据: KSP=AnBm,此处A和B为饱和溶液中离子A和B的平衡浓度mol/L;水的离子
11、积KSP= HOH=1014;铝的羟基配合物的稳定常数K稳=Al(OH)n3nAl3OHn,其数为10n=1,10n=2,1026n=3,1033n=4。附:98-1-8 99-2-5 99-4-6 99-5-5 99-6-5第三节 氧化复原与电化学一如图示实验中,把四根洁净的金属条A、B、C、D轮流放置在没有盐溶液的滤纸上面并压紧。在每次轮流实验时,记录了电压表指针的移动方向和电压表的读数如右表。1 金属可能是最强的复原剂;2 金属不能从硫酸铜溶液中置换铜。二在酸性溶液H2SO4中,KBrO3能把KI氧化为KIO3,本身可复原为Br2,KIO3与KI反响生成I2。现在酸性溶液中混合等物质的量
12、的KBrO3和KI,生成哪些氧化复原产物?写出相应的反响方程式,这些氧化复原产物的物质的量比为多少?三以金属锌阴和铜阳为电极组成电解槽,以含有酚酞和淀粉的碘化钾水溶液为电解液。电解开始不久,阴极区溶液呈红色,而阳极区溶液仍为无色。过了相当长时间后阳极区溶液才呈蓝紫色。1写出阴、阳极上发生的化学反响方程式;2怎样才能使阳极区溶液在电解开始后不久即呈蓝紫色?四在一个盛有硝酸银溶液的烧杯里,放人质量相同的锌片和银片。两个金属片与一个小灯泡相连。经过一段时间后,从溶液中取出金属片,这时发现,二者的质量有相同的变化。试确定所形成原电池的有效功率完成的电流功对理论可能功之比。假设整个过程是定量地进行的,而
13、且原电池的电压不变。附:98-4-5 99-6-2第四节 分析化学一离子交换法是目前别离金属离子十分有效的方法之一。它的别离过程是在离子交换树脂上进行的。离子交换树脂有阳离子交换树脂氢型和阴离子交换树脂氯型两类,它们进行的反响可表示如下:2RHZn2R2Zn2H2RCIZnCl42R2ZnCl42ClR2ZnCl44OH2RClZn(OH)422Cl今用离子交换法离子交换树脂装在碱式滴定管中别离锌和镉。首先配制所需试剂:试剂A:每L含10.0g氯化钠的0.12mol/L盐酸溶液。试剂B:每L含20g氯化钠的2 mo1/L的氢氧化钠溶液。锌、镉混合溶液:硫酸锌和硫酸镉溶于试剂A中,锌、镉分别以Z
14、nCl42和CdCl42对的形式存在。稀硝酸:lmol/L硝酸溶液。然后进行如下别离步骤。请答复各步中提出的有关问题。1将10mL试剂A从滴定管上部慢慢注入,滴定管下部用铁夹控制流速,使试剂慢慢排出。2将2mL锌、镉混合液用与1同样的方法让其流经树脂柱,写出柱上的反响式。3用120mL150mL试剂B进行淋洗。将其慢慢注人滴定管,使之以4mL/min的速度排出。淋洗下来的液体收集于烧杯中,当检验证明锌完全被淋洗下来后,停止淋洗。再用蒸馏水将树脂中残留的试剂B洗下来,洗涤液弃去。写出试剂B淋洗时的反响式。如何检查试剂B已被蒸馏水完全洗下?为什么镉不能被试剂B淋洗下来,而锌可以?4以3中同样的流速
15、,使120mL150mL稀硝酸溶液流经树脂柱,将全部镉离子淋洗下来,收集于另一烧杯中,写出淋洗时的反响式。5用蒸馏水洗去残留的硝酸后,再用试剂A淋洗,该步操作的目的是什么?二有机物的KMnO44 50.00mL,反响完全后,将溶液酸化,这时有锰酸钾的歧化反响发生,加热溶液至约602C2O4溶液10.00mL,摇匀后,用上述KMnO4标准液回滴过量Na2C2O4,耗去2.30mL。答复: 1碱性溶液中,与乙二醇反响的KMnO4中的Mn的氧化数变化是由 到 注:填上数字,注意正负号; 2碱性溶液中,与KMnO4反响的乙二醇中的C的氧化数变化是由 到 ; 3写出锰酸钾歧化的离子反响方程式; 4写出高
16、锰酸钾与Na2C2O4反响的离子方程式;5试求乙二醇试液的浓度mol/L。三黄铜是一种铜锌合金,除含铜和锌外,还含有少量铅、铁等杂质。为了测定黄铜中铜的百分含量,实验共分为五步完成: 1用2:1的浓硝酸在加热条件下溶解黄铜屑,使 Cu、Zn、Pb、Fe转化成Cu2、Zn2、 Pb2、Fe3进人溶液; 2用2:1的氨水中和溶液中过量的硝酸用弱酸调pH值确保各种金属阳离子不沉淀,并无损移入250mL锥形瓶中; 3称取黄铜屑放人小烧杯中; 4参加NH4HF2溶液,使Fe3变成不参与反响的FeF63离子,然后再参加过量KI溶液;2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色时,参加0.2的淀粉溶液作指示剂继续滴定至
17、终点。滴定反响方程式为:2 Na2S2O3十I2=2NaINa2S4O6重复滴定3次,平均耗用Na2S2O3溶液为15.80mL。 1用编号填出实验步骤的正确操作顺序为 。 2根据事实写出测定含铜量过程中参加KI溶液后发生反响的离子方程式: 3根据数据写出计算含铜量的数学式 。 4本实验用到的化学仪器滴管、玻棒、酒精灯除外有 。5如果不加NH4HF2会使测定结果 填偏高、偏低、无影响,原因是 。6溶液中Pb2、Zn2不影响实验结果的原因是 。3O4、Fe2 O3与情性物质,此样品用过量的KI溶液处理后,能使所有的铁复原成Fe22S2O3溶液滴定即完全反响。另取25mL上述溶液,先除去碘,然后,
18、溶液中的 Fe24离子在酸性介质中滴定。试求原来样品中含Fe3O4、与Fe2O3的质量百分数。五称取含有Na2S和Sb2S3的试样0.2000g,溶于浓HCl,加热,生成的H2S被50.00mL浓度为0.01000mol/L的酸性碘标准液吸收,此时,H22S2O3标准溶液10.00mL。将除去H2S的试液调为弱碱性,用上述碘标准溶液滴定锑Sb()Sb(),消耗了10.00mL,写出配平了的有关方程式,计算试样中Na2S和Sb2S3的百分含量 Na2S和Sb2S3的摩尔质量分别为78.04、/mol 六一酸性溶液含有Fe3、Al3、Cr3、Mn2、Zn2、Cu2、Mg2、K等离子。l向该酸性溶液
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