最新中国化学会全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题
1.008 He 4.003 O B C N F Ne Li Be 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Al P S Cl Ar Si Na Mg 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 22.99 24.31 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Sn Sb Te I Xe Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 98.91 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn Cs Ba - La [210] [222] 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.9 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210 ]Fr Ra Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo [223] [226] Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt H 元素周期表 La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb LuAc Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 气体常数
法拉第常数F＝96485 C mol-1 阿佛加德罗常数NA＝6.022142×1023 mol-1
第1题（15分）
1-1 2009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式（在元素符号的左上角和左下角分别标出质量数和原子序数）。 1-2 写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型： XeFFFIFF
R＝8.31447 J K-1 mol-1
I+ (C6H5)2Xe [I(C6H5)2]+ [(C6H5)IF5]? 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。
ClNOBrNO 第2题（5分）
最近我国有人报道，将0.1 mol L1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 L1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0.345 V和 ?0.476 V，nFE? ＝RTlnK，Ｅ?表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。计算25oC下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。 2-2金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？ 2-3 该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。现设pH = 6，写出反应的离子方程式。 2-4 请对此实验结果作一简短评论。 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。
3-1 该图给出了晶胞中的所有原子，除“三原子”（中心原子和与其相连的2个原子）外，晶胞的其余原子都是B12多面体中的1个原子，B12多面体的其他原子都不在晶胞内，均未画出。图中原子旁的短棍表示该原子与其他原子相连。若上述“三原子”都是碳原子，写出碳化硼的化学式。 3-2该图有什么旋转轴？有无对称中心和镜面？若有，指出个数及它们在图中的位置（未指出位置不得分）。
3-3 该晶胞的形状属于国际晶体学联合会在1983年定义的布拉维系七种晶胞中的哪一种？（注：国际晶体学联合会已于2002年改称Bravais systems为lattice systems, 后者尚无中文译名。）
第4题（8分）
4-1分别将O2、KO2、BaO2 和O2[AsF6]填入与O—O键长相对应的空格中。
O—O键长 化学式 112 pm 121 pm 128 pm 149 pm 4-2 在配合物A和B中，O2为配体与中心金属离子配位。A 的化学式为[Co2O2(NH3)10]4+，其O—O的键长为147 pm；B的化学式为Co(bzacen)PyO2，其O—O的键长为126 pm，Py是吡啶(C5H5N)，bzacen是四齿配体 [C6H5?C(O?)=CH?C(CH3)=NCH2?]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。 配合物 结构简图 Co的氧化态 A B 第5题（ 11分）把红热的玻棒插入橙红色固体A中，A受热后喷射出灰绿色粉末B和无色无味气体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H2O2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(NO3)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。 5-2 写出由E转变为F，F转变为G，G 转变为H的离子方程式。 E转变为F F转变为G G转变为H 5-3 A中的金属元素M可以形成MO2和ZnM2O4, 它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。分别写出MO2和ZnM2O4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Na2[M2(CO)10]的阴离子结构，指出M的氧化态。 第6 题（8分）在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q为一种易溶于水的白色固体。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）。 6-1写出由Q得到X的离子方程式。 6-2 写出X在水中的电离方程式。 6-3 写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式。 6-4 写出E燃烧反应的化学方程式。
6-5 写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式。
6-6 Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关，pH越大越稳定。为什么？
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Mm[AlpSiqOn(p+q)]·xH2O。
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硅酸盐晶体中Si4+和Al3+ 各占据由氧构成的何种类型的多面体空隙。 Si4+ 7-3 X光衍射测得Si-O键键长为160 pm。此数据说明什么？如何理解？ 7-4 说明以下事实的原因：
①硅铝比（有时用SiO2/Al2O3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]·xH2O。将811.5克该分子筛在1.01325×105 Pa、700℃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。 Al3+ 7-2 上述化学式中的n等于多少？说明理由。若M为2价离子，写出m与p的关系式。
05全国高中化学竞赛试题6
