化学竞赛全国初赛试题分类(1) 下载本文

2.右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子,如镧;小原子是周期系第五主族元素,如锑;中等大小的原子是周期系VIII 族元素,如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示:晶胞的6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为-1,镧的氧化态为+3,问:铁的平均氧化态多大?

9.(05年初赛)第3题(10分)

等摩尔的丙酮和过氧化氢混合,在盐酸催化下生成白色粉末A和水,反应进行完全,产物分子总数是反应物分子总数的2/3。A在撞击、摩擦和加热时发生爆炸,被称为熵炸弹。

1.A分子中氧的化学环境相同。画出A的立体结构(H原子不必画出)。

2.A发生爆炸生成丙酮等物质,并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。

3.为什么A被称为“熵炸弹”?

4.合成A是十分危险的,不慎会在合成时瞬即发生爆炸,例如,温度稍高,反应将生成A的同系物B,B的相对分子质量为A的2/3。画出B的结构;B比A更容易爆炸,应如何从结构上理解?(注:在H2O2分子中的H—O—O夹角约95℃,面夹角约112℃。)

10.(05年初赛)第4题(6分)

本题涉及3种组成不同的铂配合物,它们都是八面体的单核配合物,配体为OH和/或

Cl-。

1.PtCl4·5H2O的水溶液与等摩尔NH3反应,生成两种铂配合物,反应式为:

2.BaCl2·PtCl4和Ba(OH)2反应(摩尔比2︰5),生成两种产物,其中一种为配合物,该反应的化学方程式为:

11.(05年初赛)第8题(12分)

LiCl和KCl同属NaCl型晶体,其熔点分别为614℃和776℃。Li+、K+和Cl-的半径分133pm和181pm。别为76pm、在电解熔盐LiCl以制取金属锂的生产工艺中,加入适量的KCl晶体,可使电解槽温度下降至400℃,从而使生产条件得以改善。

1.简要说明加入熔点高的KCl反而使电解温度大大下降的原因;

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2.有人认为,LiCl和KCl可形成固溶体(并画出了“固溶体的晶胞”)。但实验表明,液相LiCl和KCl能以任意比例混溶而它们的固相完全不混溶(即不能生成固溶体!)。请解释在固相中完全不混溶的主要原因。

3.写出计算LiCl和KCl两种晶体密度之比的表达式(须包含离子半径的符号);

4.在KCl晶体中,K+离子占据由Cl-离子围成的八面体空隙,计算相距最近的八面体空隙中心之间的距离。

5.实验证明,即使产生了阳离子空位,KCl晶体在室温下也不导电。请通过计算加以说明。

12.(05年初赛)第10题(10分)

据世界卫生组织统计,全球约有8000万妇女使用避孕环。常用避孕环都是含金属铜的。据认为,金属铜的避孕机理之一是,铜与子宫分泌物中的盐酸以及子宫内的空气反应,生成两种产物,一种是白色难溶物S,另一种是酸A。酸A含未成对电子,是一种自由基,具有极高的活性,能杀死精子。

1.写出铜环产生A的化学方程式。 2.画出A分子的立体结构。

3.给出难溶物S和酸A的化学名称。

4.A是一种弱酸,pK=4.8。问:在pH=6.8时,A主要以什么形态存在?

13.(04年初赛)第1题(4分)

2004年2月2日,俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。X是用高

48

能Ca撞击

24393Am

靶得到的。经过100微秒,X发生α-衰变,得到Y。然后Y连续发生4

次α-衰变,转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号(左上角标注该核素的质量数),写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。 14.(04年初赛)第2题(4分)

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2004年7月德俄两国化学家共同宣布,在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮,这种高聚氮的N-N键的键能为160kJ/mol(N2的键能为942kJ/mol),晶体结构如图所示。在这种晶体中,每个氮原子的配位数为 ;按键型分类时,属于 晶体。这种固体的可能潜在应用是 ,这是因为: 。 15.(04年初赛)第4题(15分)

在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A(键角102°,偶极矩

30

0.78×10-30C·m;对比:氨的键角107.3°m); ,偶极矩4.74×10-C·

1.写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。

2.A分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么?

3.A与汞共热,得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C(相对分子质量66)。写出化学方程式及B和C的立体结构。

4.B与四氟化锡反应首先得到平面构型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物;这种离子化合物受热放出C,同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F的立体结构;写出得到它们的化学方程式。

5.A与F2、BF3反应得到一种四氟硼酸盐,它的阳离子水解能定量地生成A和HF,而同时得到的O2和H2O2的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的合成反应的化学方程式,并用化学方程式和必要的推断对它的水解反应产物作出解释。

16.(04年初赛)第5题(7分)

研究发现,钒与吡啶-2-甲酸根形成的单核配合物可增强胰岛素降糖作用,它是电中性分子,实验测得其氧的质量分数为25.7%,画出它的立体结构,指出中心原子的氧化态。要给出推理过程。

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17.(04年初赛)第6题(6分)

最近发现,只含镁、镍和碳三种元素的晶体竟然也具有超导性。鉴于这三种元素都是常见元素,从而引起广泛关注。该晶体的结构可看作由镁原子和镍原子在一起进行(面心)立方最密堆积(ccp),它们的排列有序,没有相互代换的现象(即没有平均原子或统计原子),它们构成两种八面体空隙,一种由镍原子构成,另一种由镍原子和镁原子一起构成,两种八面体的数量比是1︰3,碳原子只填充在镍原子构成的八面体空隙中。

1.画出该新型超导材料的一个晶胞(碳原子用小球,镍原子用大○球,镁原子用大球)。

2.写出该新型超导材料的化学式。

18.(04年初赛)第8题(8分)

今有化学式为Co(NH3)4BrCO3的配合物。 1.画出全部异构体的立体结构。

2.指出区分它们的实验方法。

19.(04年初赛)第10题(8分)

有一种测定多肽、蛋白质、DNA、RNA等生物大分子的相对分子质量的新实验技术称为ESI/FTICR-MS,精度很高。用该实验技术测得蛋白质肌红朊的图谱如下,图谱中的峰是质子化肌红朊的信号,纵坐标是质子化肌红朊的相对丰度,横坐标是质荷比m/Z,m是质子化肌红朊的相对分子质量,Z是质子化肌红朊的电荷(源自质子化,取正整数),图谱中的相邻峰的电荷数相差1,右起第4峰和第3峰的m/Z分别为1542和1696。求肌红朊的相对分子质量(M)。

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