2002年广东省高中化学竞赛(复赛)试题 4页

2002年广东省高中化学竞赛（复赛）试题中山大学2002.10.192002年广东省高中化学竞赛（复赛）试题（时间：3小时满分：180分）2002.10.19题号一二三四五六七八九十十一合计满分141091014221616163518180得分H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[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－LaRfDbSgBhHsMt一、（14分）20世纪80年代，生物无机化学家在研究金属离子与核酸的相互作用机制时，提出某些金属配合物可以作为DNA的探针，如[M(phen)3]Cl2·2H2O，配合物的合成是用MCl3和phen和LiCl在氩气的保护下制得，M属于VIIIB的元素。已知在配合物[M(phen)3]Cl2·2H2O中，金属M所占的质量百分比为13.4%。1－1写出M的元素符号。写出M原子的外层电子排布式。1－2画出[M(phen)3]2＋的结构图。1－3[M(phen)3]2＋有无旋光异构体？1－4计算配合物的磁矩。1－5在制备配合物的过程中，通入氩气的目的是什么？1－6判断该配合物是否具有颜色。二、（10分）Fe3＋离子可以被I－离子还原为Fe2＋离子，并生成I2，但如果在含Fe3＋离子的溶液中加入氟化物，然后再加入KI，就没有I2生成。通过计算解释上述现象。已知：E°（Fe3＋/Fe2＋）＝0.771VE°（I2/I－）＝0.535VFe3＋＋5F－＝[FeF5]2－K稳＝1.7×10－16三、（9分）如何制取下列金属，用反应方程式表示并作必要的说明。3－1从定影液中回收金属银。华南师范大学附属中学广州510630第4页共4页supermcse@sina.com编辑整理：曾亮2021/9/1\n2002年广东省高中化学竞赛（复赛）试题中山大学2002.10.193－2从含ZnS杂质的CdS中提取金属Cd。四、（10分）回答下列问题：4－1含汞废水的处理是环保工作的重要任务之一，化学沉淀法是在含汞废水中先加入一定量的Na2S，然后再加入FeSO4，试就以上过程进行说明。4－2在硝酸和盐酸不同的酸性介质中，NaBiO3与Mn2＋离子发生反应，反应将如何进行？写出相应的化学反应方程式。五、（14分）试设计滴定分析方案测定某含Fe3＋试液中HCl的含量。要求写出原理、分析步骤、指出分析测定条件、所需试剂及指示剂等，写出计算公式（单位表示为mol/L）六、（22分）准确称取NaIO3和NaIO4的混合试样1.0000g，溶解后定容于250mL容量瓶中。准确移取试液50.00mL，用硼砂将试液调至弱碱性，假如过量的KI，用0.04000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点时，消耗20.00mL。另取试液25.00mL，用HCl调节至酸性，加入过量KI，用0.04000mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点时，消耗50.00mL。计算混合试样中，NaIO3和NaIO4的质量百分含量。已知Mr(NaIO3)＝198.0，Mr(NaIO4)＝214.0。七、（16分）分子式同为C8H10O的三个化合物D、E、F的一元硝化产物均为两个，在热的碱性高锰酸钾作用下均生成一元酸G、H、I，但是所得的酸经元素分析计算得分子式分别为G：C8H8O3；H：C7H6O2；I：C7H4O4。此外此外，F可与FeCl3显色；而D经氢碘酸作用后的产物与FeCl3显色；E在酸性田间下易脱水生成苯乙烯，与某一手性酸反应生成两个非对映异构的酯。试推断D、E、F、G、H、I的结构，并说明推导过程，必要时使用反应方程式加以说明。八、（16分）华南师范大学附属中学广州510630第4页共4页supermcse@sina.com编辑整理：曾亮2021/9/1\n2002年广东省高中化学竞赛（复赛）试题中山大学2002.10.19有一个饱和烃A的组成为：C：87.42%，H：12.58%，它可以从一个14碳的芳香烃B经过催化氢化得到。该芳香烃B与顺丁烯二酸酐进行D－A反应的产物含有两个未共轭的苯环。（1）请尝试写出饱和烃A和芳香烃B的结构；（2）该饱和烃可能有几种构型异构体，试画出它们各自的稳定构象，并由此分析哪种构型异构体具有最低的能量。九、（16分）苯巴比妥A是一个镇静催眠药。其结构如下图所示，右边方框中初步拟定了一个从丙二酸乙酯制备前体化合物B的合成路线，请问该合成路线是否合理，为什么？请你提出一个以甲苯为起始原料合成B的路线，并写出你的逆合成推导图。十．（35分）1、据2000年4月出版的《参考消息》的报道：美国硅谷已成功开发出分子计算机，其中主要器件为分子开关和分子导线。美国Gokel教授研制了氧化还原型电控分子开关——蒽醌套索醚电控开关。它是通过电化学还原使冠醚“胳膊”阴离子化，从而加强对流动阳离子的束缚力，达到“关”的作用；再借助氧化反应使其恢复到原来的“开启”状态，使阳离子顺利流动：（1）在括号中填写反应类型（填氧化反应、还原反应）：a_____反应，b_____反应。（2）若分子计算机中分子开关处于A状态，则计算机处于 _____状态；若分子计算机开关处于B状态，则计算机处于_____状态（填“开启”或“关闭”）。2、一个拟制剂结合到碳酸酐酶中去时，在298K下反应的平衡常数为K°a＝4.17×10－7，ΔrHm°＝－45.1kJ/mol，则在该温度下反应的ΔrSm°＝（____ ）J/Kmol。3、已知HI的光分解反应机理是（1）HI＋hv＝H＋I（2）H＋HI＝H2＋I（3）I＋I＋M＝I2＋M则该反应的反应物消耗的量子效率为（）。4、由等体积的1mol/L的KI溶液与0.8mol/L的AgNO3溶液制备AgI溶胶，分别加入下列电解质时，其聚沉能力最强的是（）。(A)K3[Fe(CN)6](B)NaNO3(C)MgSO4(D)FeCl35、溴乙烷分解反应的活化能Ea＝－229.3kJ/mol，650K时的反应速率常数K＝2.14×10－4/s。现欲使此反应在20分钟内完成80%，问应将反应温度控制为多少？6、Ag可能受到H2S（g）的腐蚀而发生反应：2Ag(s)＋H2S(g)＝Ag2S(s)＋H2(g)。在298K和标准压力下，将Ag放在等体积的H2(g)和H2S(g)组成的混合气体中。已知在298K时，ΔrGm°(Ag2S,s)＝—40.26KJ/mol，ΔrGm°(H2S,g)＝—33.02kJ/mol。（a）问是否可能发生腐蚀而生成Ag2S，（b）在混合气体中，H2S(g)的组成低于多少，才不致发生腐蚀？华南师范大学附属中学广州510630第4页共4页supermcse@sina.com编辑整理：曾亮2021/9/1\n2002年广东省高中化学竞赛（复赛）试题中山大学2002.10.197、已知下列电池的电动势为E（298K）＝0.0455V，电动势温系数为(θE/θT)p＝3.38×10－4V/K，Ag,AgCl(s)|KCL(m)|Hg2Cl2(s),Hg(l)（1）写出电池反应（2）计算该温度下的ΔrGm°，ΔrHm°，ΔrSm°以及可逆反应放电时的热效应。十一．（18分）纳米材料可以是晶态材料，也可以是非晶态材料。纳米材料具有小尺寸效应，表面效应等多种性能。这些效应，对纳米材料的性质有很大影响。先有一金属晶体，其大小为边长1mm的立方体。经特殊加工得到边长为10nm的立方体的纳米材料。已知改金属为面心立方晶胞，晶胞参数a＝1nm,。（一）问：1、1mm3的金属晶体，加工成上述纳米材料后，纳米晶体的数量为_______。2、1mm3的1粒晶体所含晶胞数为________，它的表面积为_________mm2。3、1粒上述纳米材料含有的晶胞为________，1粒纳米材料表面积为________mm2上述金属加工成纳米材料后，表面积增加为________倍。（二）请回答1、一般金属晶体都有固定的熔点，而将它制成纳米金属材料后，熔点大为降低，例如金的熔点为1063℃，而纳米金熔点仅为330℃。银的熔点为1060.8℃，而纳米银的熔点仅100℃，请解释为什么？2、众所周知，贵金属Pt、Rh是良好的催化剂，例如乙烯氢化反应，用Pt作催化剂，在600℃可以进行。如果采用纳米Pt可以在室温下进行上述反应，为什么？3、由于纳米材料的小尺寸效应，当纳米材料粒经小于可见光的波长时，99%的光可以被吸收。根据这种特性，请您设想纳米材料有哪些实际应用？（举两个以上离子）命题：中山大学2002年10月未经授权，任何网站不得转载华南师范大学附属中学广州510630第4页共4页supermcse@sina.com编辑整理：曾亮2021/9/1