2010年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题

第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 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249

Bk轰击

48

Ca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

270

Db后发生裂变；5个原子则经

q次α衰变得到

281

Rg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：

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-1

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

＝RTlnK，Ｅ

表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。计算25o

C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。

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。

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。

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。

5-3 A中的金属元素M可以形成MO2和ZnM

2O4, 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。

6-6 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+、Al

3+

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。

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。

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SiO/AlO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。 8-2 计算电解所需的时间(以小时为单位)。

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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：