全国高中学生化学竞赛试题六 9页

全国高中学生化学竞赛（省级赛区）模拟试卷六（时间：3小时满分100分）题号12345678910满分6481011101220109H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[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－LaRfDbSgBhHsMtDs第一题（6分）Ni（Ⅱ）的配合物可以形成四配位的四面体形或平面正方形，亦可形成六配位的八面体形，若以CN－和H2O为配体，写出符合下列条件的配合物化学式。1．一种非电解质的八面体配合物。2．两个平面正方形配合物A和B，它们均是1︰1电离类型，A是，B是。3．在Ni(CN)2·5H2O中的配离子。第二题（4分）要测量一个大容器的体积，但是手边没有大的量具，某人将固体380gNaCl放入容器中，加水充满容器，混匀后取出100mL该溶液于锥形瓶中，用0.0747mol/LAgNO3标准溶液滴定，终点时消耗32.24mL，计算该容器的体积。模拟试题六·9\n第三题（8分）含磷阻燃剂是近年来化学家重点研究的新型阻燃剂。某新型磷氮阻燃剂A（白色粉末）可由下列路线经过一系列取代反应合成：＋POCl3→BA已知A为对称型分子，经元素分析，其质量分数：C47.63%，H6.46％，N6.95％；A的摩尔质量为404g／mol。试确定A、B的结构，并写出有关化学反应方程式。第四题（10分）将1.00gNH4Cl和100gBa(OH)2·8H2O溶于80mL水，在25℃下，稀释到100mL。1．计算溶液的pH[pKa(NH4＋)＝9.24]。2．计算溶液中所有离子的浓度。3．在上述溶液中加入100mL1.00mol/LHCl，计算所得溶液的pH。4．计算新的溶液中的[NH3]。模拟试题六·9\n第五题（11分）C60是碳的第三种稳定的同素异形体，C60的分子构型是由五边形和六边形面成的32面体，其中五边形面12个，每个碳原子只跟相邻的三个碳原子形成化学键，C60的13C核磁共振谱中只现一个峰。1．已知立方面心堆积的C60晶体中，C60分子占据立方体顶点和面心，立方晶胞边长为a＝1420pm，试问其晶胞中包含几个结构基元？每个结构基元的内容是什么？计算C60球的接触半径？指出晶胞中C60与各类空隙数之比。2．K3C60化合物晶胞型式和晶胞参数均与C60晶体相同，其中C603－位于立方体顶点和面心，已知rK＋＝133pm，通过计算说明K＋离子在晶胞中占据何种类型空隙？占据空隙的比率是多少？标出K＋离子在晶胞中的位置。3．与C同族的Si、Ge等元素能否生成类似C60的分子，如Si60，Ge60分子，为什么？推测哪些元素可以形成骨架掺杂的C60分子？说明理由的。第六题（10分）已知酸性溶液中某金属M的元素电势图（298.15K）如下：已知：对i个相邻电对，有：附：Ey(H＋/H2)＝0V；Eø(Cl2/Cl－)＝1.36V；Eø(O2/H2O)＝1.23V。1．计算下列电对的EAy。M2＋(aq)＋2e＝M(s)MO53－＋10H＋＋3e＝M4＋(aq)＋5H2O2．把金属M加到已排除氧的密闭容器内的稀盐酸里，假定热力学可能进行的反应未被动力学因素阻止，会发生什么反应。模拟试题六·9\n3．氧化物MO2很容易溶于情性气氛的盐酸里，且当反应结束留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程的主要产物（除去水）是什么？4．化合物K3MO5很容易溶于密闭容器内的稀盐酸里，当反应结束后。留下澄清溶液，假定热力学上可能进行的反应未被动力学因素阻止，试问该溶解过程除K＋(aq)及水外的主要产物是什么？第七题（12分）Na2O2是一种常见的化学物质。现回答下列问题：1．某密闭容器中有大量H2O（g）、大量CO2和少量Na2O2，充分反应后有一种气体剩余，你认为剩余的是H2O（g）还是CO2?为什么?2．某密闭容器中有NaOH、Na2O2和少量CO2，充分反应后有一种反应物剩余，你认为剩余的是NaOH还是Na2O2？为什么?3．Na2O2是强氧化剂，它能与粉末状的铝粉、碳粉或硫粉发生爆炸反应。请分别写出它们的化学反应方程式。4．Na2O2试剂很容易变质生成Na2CO3固体。为测定Na2O2样品的纯度。某同学设计了下列实验方案：将样品与足量的水反应，用排水法测定生成的氧气，以此确定样品中Na2O2的含量。试问：上述测定方法可行吗?实验测定的Na2O2纯度与理论计算值相比哪一个大?为什么?模拟试题六·9\n第八题（20分）单质A与氟以1︰9的物质的量之比在室温、高压（约为1MPa）下混合、加热到900℃时有三种化合物B、C和D生成。它们都是熔点低于150℃的晶体。测得C中含氟量为36.7％（质量百分数），D中含氟量为46.5％（质量百分数）。用无水HOSO2F在－75℃处理B时，形成化合物E：B＋HOSO2F→E＋HF。E为晶体，在0℃时可稳定数周，但在室温下只要几天就分解了。1．为确定A，如下测定A的相对原子质量：用过量Hg处理450.0mg的C，放出53.25cm3的A（25℃，101.0kPa下）。计算A的相对原子质量。2．指出A、B、C、D、E各为何物。3．根据价层电子对互斥理论（VSEPR），确定B、C和E分子的几何构型。4．使开始得到的B、C和D的混合物水解。B水解时放出A和O2，并且形成氟化氢水溶液。C水解时放出A和O2（物质的量比为4︰3），并形成含有氧化物AO3和氟化氢的水溶液。写出三个水解作用的化学反应方程式。5．将B、C、D混合物完全水解以测定其组成。在处理一份混合物样品时，放出60.2cm3气体（在290K和100kPa下测定的），这一气体中含有O240.0％（体积百分数）。用0.100mol／dm3FeSO4水溶液滴定以测定水中AO3含量，共用去36.0cm3FeSO4溶液。滴定时Fe2＋被氧化成Fe3＋，AO3还原成A。计算原始B、C、D混合物的组成（以摩尔百分数表示）。模拟试题六·9\n第九题（10分）聚苯并噁唑（A）、聚苯并咪唑（B）、聚苯并噻唑（C）是三种耐高温的含氮（硫）杂环聚合物。其中聚苯并噁唑的合成路线如下：n＋nDA1．已知噁唑的结构简式为：，试推断D和A的结构简式2．B的结构简式为，写出咪唑的结构简式以及合成B的单体。3．C可由和通过缩聚反应合成。写出噻唑和C的结构简式。第十题（9分）Argyrodite（一种矿石）是一种整比化合物，它含有银（氧化态为＋1）、硫（氧化态为－2）和未知元素Y（氧化态为＋4）。在Argyrodite中银与Y的质量比是m(Ag)︰m(Y)＝11.88︰1。Y生成一种红棕色的低价硫化物（Y的氧化态是＋2）和一种白色的高价硫化物（Y的氧化态是＋4）。红棕色的低价硫化物是通过在氢气流中加热Argyrodite所得到的升华物，而残留物是Ag2S和H2S。如果在400K和100kPa下完全转化10.0g的Argyrodite需要0.295L氢气。根据上面的描述：1．计算Y的摩尔质量；2．写出Y的化学符号和Argyrodite的化学式；3．写出氢气和Argyrodite反应的化学方程式。模拟试题六·9\n第一题1．[Ni(H2O)4(CN)2]2．A：[Ni(CN)(H2O)3]CNB：K[Ni(CN)3(H2O)]3．[Ni(CN)(H2O)5]＋[Ni(CN)(H2O)3]＋第二题0.02408mol/L，270L第三题1．B：（2分）A：（2分）2．＋POCl3→＋2HCl（1分）2＋→＋2HCl（1分）第四题1．NH4＋＋OH－→NH3＋H2O18.7mmolNH4Cl和3.17mmo1Ba(OH)2·8H2O（6.34mmolOH－）作用生成6.34mmolNH3，12.4mmo1NH4＋。剩余组成NH4＋－NH3缓冲溶液，NH4＋＝NH3＋H＋，Ka＝，所以[H＋]＝＝1.13×10－9mol/L，pH＝8.952．[NH4＋]＝0.124mol/L[Ba2＋]＝0.0317mol/L[H＋]＝1.13×10－9mol/L[Cl－]＝0.187mol/L[OH－]＝8.85×10－6mol/L3．10mmolHCl加入后，有6.34mmol被NH3中和，假设总体积为110mL，忽略弱酸NH4＋，得[H＋]＝0.0333mol/LpH＝1.484．在弱酸溶液中，[NH3]，[NH4＋]＝18.7mo1/110mL＝00.170mol/L[NH3]＝Ka[NH4＋]/[H＋]＝10/－9.24×0.170/0.0333＝2.9×10－9mol/L第五题1．4C60502pm1︰1︰22．C603－构成面心立方堆积时，K＋模拟试题六·9\n嵌入空隙中，可以嵌入正四面体空隙，也可以嵌入八面体空隙由于每个C603－分摊到一个正八面体空隙和二个正八面体空隙，故K＋占据空隙比率为100％、K＋在晶胞中位于（1/4，1/4，1/4）和（1/2，0，0，）处。3．不能，因为Si，Ge不能生成稳定的双键，无法以三面共点的形状形成笼状结构；NB与C2是等电子体，可预期将会形成硼、氮掺杂的C60分子。第六题1．Ey(M2＋/M)＝(－1.07×4－0.92＋0.50)/2V＝－2.35V（2分）Ey(MO53－/M4＋)＝(1.77＋0.11＋0.54)/3＝0.81V（2分）2．因为Ey(MO2＋/M)为负，M能还原H＋（aq）并生成M2＋（aq），由Ey(M3＋/M2＋)的符号可知，M2＋（aq）也能还原H＋（aq），故反应为M（s）＋3H＋＝M3＋＋3/2H2（2分）3．因为Ey(MO2＋/M4＋)＜Ey(M4＋/M3＋)，生成的M4＋（aq）可岐化为MO2＋及M3＋，但由于Ey(MO22＋/MO2＋)＜Ey(MO2＋/M4＋)，MO2＋又能起岐化反应，总反应为3MO2（s）＋8H＋(aq)＝2M3＋(aq)＋MO22＋(aq)＋4H2O（2分）4．由于Ey(MO53－/MO22＋)＞1.23V，阴离子MO53－(aq)氧化溶剂并给出氧气，但更可取的是氯离子的氧化，因为Ey(Cl2/Cl－)＞1.23V（2分）第七题1．H2O（g）；因为在H2O（g）和CO2的混合气体中，H2O首先与Na2O2反应（因为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑；生成的NaOH马上与CO2反应：2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O），综合上面的反应得：2CO2＋2Na2O2＝2Na2CO3＋O2↑。因此，在此反应中，H2O好像是一种“催化剂”，CO2与之反应，剩余下水蒸气。（3分）2．NaOH；可以用反证法：假设剩余物是Na2O2，反应物中的氢元素只能转变成水；水会继续与Na2O2反应，生成NaOH，因此剩余物应该是NaOH。（3分）3．3Na2O2＋4Al＝2Al2O3＋6Na；Na2O2＋2C＝2Na＋2CO；Na2O2＋S＝2Na＋SO2。（各1分）4．不可行；因为反应生成的H2O2不能完全分解成O2，因此测定的实验值始终比理论计算值小。（3分）第八题1．AFn＋n/2Hg＝A＋n/2HgF2；n（A）＝n（AFn）＝m（AFn）／M（AFn）＝0.4500g/（MA＋n×19.0）g/mol＝2.17×10－3mol；已知C中含氟36.7％，即n×19.0／（MA＋n×19.0）＝36.7％，解得：n＝4.0，则C为AF4。0.4500g／（MA＋4×19.0）＝2.17×10－3mol，解得：MA＝13l.4g／mol。（4分）2．A：Xe；B：XeF2；C：XeF4；D：XeF6；E：（XeF）（OSO2F）。（各1分）3．B：XeF2，直线型：；C：XeF4，平面正方形：；E：（各1分）4．XeF2（g）＋H2O（l）＝Xe（g）＋1/2O2（g）＋2HF（aq）；（各1分）XeF4（g）＋2H2O（l）＝2/3Xe（g）＋1/2O2（g）＋1/3XeO3（aq）＋4HF（aq）；XeF6（g）＋3H2O（l）＝XeO3（aq）＋6HF（aq）；（各1分）5．设n（XeF2）＝1，n（XeF4）＝a，n（XeF6）＝b，则n（Xe）＝1＋2a/3；n（O2模拟试题六·9\n）＝1/2（1＋a）；n（XeO3）＝a/3＋b。气体物质的量：nG＝n（Xe）＋n（O2）＝3/2＋7a/6，因含O2为40％，则n（O2）/nG＝0.40＝（1/2＋a/2）/（3/2＋7a/6），解得a＝3。n（O2）＝0.40PV/RT＝0.40×105N／m2×60.2×10－6m3／（8.314J／（K·mol）×298K）＝1.0×10－3mol。6Fe2＋＋XeO3＋6H＋＝6Fe3＋＋3H2O＋Xe。n（XeO3）＝n（Fe2＋）／6＝c（Fe2＋）V（Fe2＋）／6＝0.60×10－3mol。n（XeO3）／n（O2）＝0.60×10－3mol／（1.0×10－3mol）＝（a/3＋b）／（1/2＋a/2），解得b＝0.20。故混合物的摩尔百分组成为XeF2：23.8％；XeF4：71.4％；XeF6：4.8％。（5分）第九题1．D：（2分）A：（2分）2．（1分）（2分）3．（1分）（2分）第十题1．设Argyrodite的化学式为Ag2xYySx＋2yAg2xYySx＋2y＋yH2＝xAg2S＋yYS＋yH2S（1分）参加反应的H2的物质的量是n(H2)＝100×0.295/400×8.314＝0.00887mol（1分）即10︰0.00887＝(107.9×2x×12.88/11.88＋32.1x＋64.2y)︰y（2分）简化后得x/y＝4.00，即x＝4，y＝1，Y的摩尔质量72.66g/mol（2分）2．Y：Ge（1分）Argyrodite：Ag8GeS6（1分）3．Ag8GeS6＋H2＝4Ag2S＋GeS＋H2S（1分）模拟试题六·9