(好資料)2001年全國高中學生化學競賽初賽試題

中國化學會2001年全國高中學生化學競賽（省級賽區(qū)）試題（2001年10月13日 9001200 共計3小時）題號12345678910111213滿分42410581011105101110得分評卷人l 競賽時間3小時。遲到超過30分鐘者不能進考場。開始考試后1小時內不得離場。時間到，把試卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤離考場。l 試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在站定的方框內，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最后一頁。不得持有任何其他紙張。l 姓名、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他地方者按廢卷論。l 允許使用非編程計算器以及直尺等文具。H1.008元素周期表He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn63.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226Ac-La第1題（4分）今年5月底6月初，各地報刊紛紛轉載了不要將不同品牌潔污劑混合使用的警告。據(jù)報道，在全國各地發(fā)生了多起混合潔污劑發(fā)生氯氣中毒的事件。根據(jù)你的化學知識作出如下判斷（這一判斷的正確性有待證明）：當事人使用的液態(tài)潔污劑之一必定含氯，最可能的存在形式是 和 。當另一種具有 （性質）的液態(tài)潔污劑與之混合，可能發(fā)生如下反應而產生氯氣： 第2題（2分）目然界中，碳除了有2種穩(wěn)定同位素12C和13C外，還有一種半衰期很長的放射性同位素14C，豐度也十分穩(wěn)定，如下表所示（注：數(shù)據(jù)后括號里的數(shù)字是最后一位或兩位的精確度，14C只提供了大氣豐度，地殼中的含量小于表中數(shù)據(jù)）：同位素相對原子質量地殼豐度（原子分數(shù)）12C12（整數(shù)）0.9893（8）13C13.003354826（17）0.0107（8）14C14.003241982（27）1.21016（大氣中）試問：為什么通常碳的相對原子質量只是其穩(wěn)定同位素的加權平均值而不將14C也加入取平均值？答：第3題（4分）最近報道在100的低溫下合成了化合物X，元素分析得出其分子式為C5H4，紅外光譜和核磁共振表明其分子中的氫原子的化學環(huán)境沒有區(qū)別，而碳的化學環(huán)境卻有2種，而且，分子中既有CC單鍵，又有CC雙鍵。溫度升高將迅速分解。X的結構式是：第4題（10分）去年報道，在55令XeF4（A）和C6F5BF2（B）化合，得一離子化合物（C），測得Xe的質量分數(shù)為31，陰離子為四氟硼酸根離子，陽離子結構中有B的苯環(huán)。C是首例有機氙（IV）化合物，20以下穩(wěn)定。C為強氟化劑和強氧化劑，如與碘反應得到五氟化碘，放出氙，同時得到B。41 寫出 C的化學式，正負離子應分開寫。答： 42 根據(jù)什么結構特征把 C歸為有機氙比合物？答： 43 寫出 C的合成反應方程式。答： 44 寫出 C和碘的反應。答： 45 畫出五氟化碘分子的立體結構：第5題（5分）今年3月發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K呈超導性，可能是人類對超導認識的新里程碑。在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，像維夫餅干，一層鎂一層硼地相間，圖51是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿C軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同一平面上。51 由圖51可確定硼化鎂的化學式為： 。52 在圖5l右邊的方框里畫出硼化鎂的一個晶胞的透視圖，標出該晶胞內面、棱、頂角上可能存在的所有硼原子和鎂原子（鎂原子用大白球，硼原子用小黑球表示）。abc，c軸向上圖51硼化鎂的晶體結構示意圖第6題（8分）Mn2離子是KMnO4溶液氧化H2C2O4的催化劑。有人提出該反應的歷程為：Mn（）Mn（）Mn（）Mn（）Mn(C2O4)n32nMn2CO2請設計2個實驗方案來驗證這個歷程是可信的（無須給出實驗裝置，無須指出選用的具體試劑，只需給出設計思想）。第7題（10分）某不活潑金屬 X在氯氣中燃燒的產物Y溶于鹽酸得黃色溶液，蒸發(fā)結晶，得到黃色晶體Z，其中 X的質量分數(shù)為50。在500mL濃度為0.10mol/L的Y水溶液中投入鋅片，反應結束時固體的質量比反應前增加4.95g。X是 ；Y是 ；Z是 。推理過程如下：第8題（11分）新藥麥米諾的合成路線如下：81 確定B、C、D的結構式（填入方框）。82 給出B和C的系統(tǒng)命名：B為 ；C為： 。83 CH3SH在常溫常壓下的物理狀態(tài)最可能是 （填氣或液或固），作出以上判斷的理由是： 第9題（10分）1997年BHC公司因改進常用藥布洛芬的合成路線獲得美國綠色化學挑戰(zhàn)獎：舊合成路線：新合成路線：91 寫出A、B、C、D的結構式（填入方框內）。92 布洛芬的系統(tǒng)命名為： 。第10題（5分）最近有人用一種稱為“超酸”的化合物H(CB11H6Cl6) 和C60反應，使C60獲得一個質子，得到一種新型離于化合物HC60CB11H6CL6?；卮鹑缦聠栴}：101 以上反應看起來很陌生，但反應類型上卻可以跟中學化學課本中的一個化學反應相比擬，后者是： 。102 上述陰離子CB11H6Cl6的結構可以跟圖101的硼二十面體相比擬，也是一個閉合的納米籠，而且，CB11H6Cl6離子有如下結構特征：它有一根軸穿過籠心，依據(jù)這根軸旋轉360/5的度數(shù)，不能察覺是否旋轉過。請在圖101右邊的圖上添加原子（用元素符號表示）和短線（表示化學鍵）畫出上述陰離子。 圖101第11題（10分）研究離子晶體，常考察以一個離子為中心時，其周圍不同距離的離子對它的吸引或排斥的靜電作用力。設氯化鈉晶體中鈉離子跟離它最近的氯離子之間的距離為d，以鈉離子為中心，則：111 第二層離子有 個，離中心離子的距離為 d，它們是 離子。112 已知在晶體中Na離子的半徑為116pm，Cl離子的半徑為167pm，它們在晶體中是緊密接觸的。求離子占據(jù)整個晶體空間的百分數(shù)。113 納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例極大，這是它的許多特殊性質的原因，假設某氯化鈉納米顆粒的大小和形狀恰等于氯化鈉晶胞的大小和形狀，求這種納米顆粒的表面原子占總原子數(shù)的百分比。114 假設某氯化鈉顆粒形狀為立方體，邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍，試估算表面原子占總原子數(shù)的百分比。第12題（11分）設計出燃料電池使汽油氧化直接產生電流是對世紀最富有挑戰(zhàn)性的課題之一。最近有人制造了一種燃料電池，一個電極通入空氣，另一電極通入汽油蒸氣，電池的電解質是摻雜了Y2O3的ZrO2晶體，它在高溫下能傳導O2離子?；卮鹑缦聠栴}：121 以丁烷代表汽油，這個電池放電時發(fā)生的化學反應的化學方程式是： 122 這個電池的正極發(fā)生的反應是： 負極發(fā)生的反應是： 固體電解質里的O2的移動方向是： 向外電路釋放電子的電極是： 123 人們追求燃料電池氧化汽油而不在內燃機里燃燒汽油產生動力的主要原因是： 124 你認為在ZrO2晶體里摻雜Y2O3用Y3代替晶體里部分的Zr4對提高固體電解質的導電能力會起什么作用？其可能的原因是什么？答： 125 汽油燃料電池最大的障礙是氧化反應不完全產生 堵塞電極的氣體通道，有人估計，完全避免這種副反應至少還需10年