中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛

中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷

（2010年9月12日）

l 竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。

l 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的位置，用铅笔解答无效(包括作图)。草稿纸在最后一页。不得将任何纸张带入考场。

l 凡要求计算者，须给出计算过程，没有计算过程无效。

l 姓名、报名号和所属学校等必须写在首页左侧指定位置，写于其他地方者按废卷论处。

l 用涂改液涂改的解答无效。

l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

气体常数R＝8.31447 J K-1 mol-1 法拉第常数F＝96485 C mol-1 阿佛加德罗常数N

＝6.022142×1023 mol-1

A

第1题(15分)

1-12009年10月合成了第117号元素，从此填满了周期表第七周期所有空格，是元素周期系发展的一个里程碑。117号元素是用249Bk轰击48Ca靶合成的，总共得到6个117号元素的原子，其中1个原子经p次α衰变得到270Db后发生裂变；5个原子则经q次α衰变得到281Rg后发生裂变。用元素周期表上的117号元素符号，写出得到117号元素的核反应方程

1-2 写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型：

1-3 一氯一溴二(氨基乙酸根)合钴(III)酸根离子有多种异构体，其中之一可用如下简式表示。请依样画出其他所有八面体构型的异构体。

第2题(5 分)最近我国有人报道，将0.1 mol L的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛有0.1 mol L-1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得混浊。

2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φ?(Cu2+/Cu)和φ?(S/S2-)分别为0.345V和-0.476 V，nFE?＝RT ln K，Ｅ?表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。

o

第3题(7 分) 早在19世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到了碳化硼。它是迄今已知的除金刚石和氮化硼外最硬的固体。1930年确定了它的理想化学式。左下图是2007年发表的一篇研究论文给出的碳化硼晶胞简图。

第4题 (8分)

、KO 、BaO 222310其O —O 的键长为147 pm ；B 的化学式为Co(bzacen)PyO 2，其O —O 的键长为126 pm ，Py 是吡啶(C 5H 5N)，bzacen 是四齿配体 [C 6H 5

?C(O -)=CH?C(CH 3)=NCH 2?]2。B 具有室温吸氧，加热脱氧的功能，可作为人工载氧体。画出A 和B 的结构简图（图中必须明确表明O —O 与金属离子间的空间关系），并分别指出A 和B 中Co 的氧化态。

无味气体C 。镁在C 中加热生成灰色固体D 。B 在过量的NaOH 溶液中加热溶解，得到绿色溶液E 。将适量H 2O 2加入E 中，加热，得到黄色溶液F 。F 酸化后变为橙色溶液G 。向G 中加入Pb(NO 3)2溶液，得到黄色沉淀H 。 5-1写出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 和H 的化学式。

5-3 A 中的金属元素M 可以形成M O 2和Zn M 2

O 4, 它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。分别写出M O 和Zn M 中M 的价电子组态。 5-4 A 中的金属元素M 可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子，按照18电子规则画出Na

水的白色固体。Q 的水溶液用硫酸酸化，得到弱酸X 。X 为无色小片状透明晶体。X 和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E 。E 在空气中点燃呈现绿色火焰。E 和NaH 反应得到易溶

于水的白色固态化合物Z （分子量37.83）。

6-7近年来，用Z 和过氧化氢构建一种新型碱性电池已成为热门的研究课题。该电池放电时，每摩尔Z 释放8摩尔电子，标准电动势大于2 V 。写出这种电池放电反应的离子方程式。

第7题(13分) 分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。人工合成的分子筛有几十种，皆为骨架型结构，其中最常用的是A型、X型、Y型和丝光沸石型分子筛，化学组成可表示为M m[Al p Si q O n(p+q)]·x H2O。

7-1 Si4+、Al3+ 和O2- 的离子半径分别为41 pm、50 pm和140 pm，通过计算说明在水合铝4+3+

7-4 说明以下事实的原因：

①硅铝比（有时用SiO表示）越高，分子筛越稳定；②最小硅铝比不小于1。

7-5 人工合成的A型分子筛钠盐，属于立方晶系，正当晶胞参数a＝2464 pm，晶胞组成为Na96[Al96Si96O384]·x H2O。将811.5克该分子筛在1.01325×105 Pa、700o C加热6小时将结晶水完全除去，得到798.6升水蒸气（视为理想气体）。计算该分子筛的密度D。

第8题( 6分) 在25℃和101.325kPa下，向电解池通入0.04193 A的恒定电流，阴极（Pt，

0.1 mol L-1 HNO3）放出氢气，阳极（Cu，0.1 mol L-1 NaCl）得到Cu2+。用0.05115 mol L-1

的EDTA标准溶液滴定产生的Cu2+，消耗了53.12 mL。

8-1 计算从阴极放出的氢气的体积。

第9题(11 分)

9-1画出下列转换中A、B、C和D的结构简式（不要求标出手性）。

9-2 画出下列两个转换中产物1、2和3的结构简式，并简述在相同条件下反应，对羟基苯甲醛只得到一种产物，而间羟基苯甲醛却得到两种产物的原因。

第10题( 7分) 灰黄霉素是一种抗真菌药，可由A和B在三级丁醇钾/三级丁醇体系中合成，反应式如下：

10-2写出所有符合下列两个条件的B的同分异构体的结构简式：

①苯环上只有两种化学环境不同的氢；②分子中只有一种官能团。

A分子中的碳原子均为sp3杂化。A与2-苯基乙基溴化镁在适当条件下反应后经水解生成B。

B在质子酸的催化作用下生成C。经测定B分子只含1个不对称碳原子，其构型为R。请根据上述信息回答下列问题：

郑重声明；本试题及答案的版权属中国化学会所有，不经中国化学会化学竞赛负责人授权，任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利，违者必究。本试卷和答案将分别于2010年9月12和15日12:00在网站https://www.wendangku.net/doc/aa7053172.html,/ 和 https://www.wendangku.net/doc/aa7053172.html,/上公布。