2000年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（初賽）試題及答案- 2000年全國高中學(xué)生

1、中國奧博教育 http:/www.chinaAoB 浙江奧數(shù)網(wǎng) 2000年全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（初賽）試題及答案按:為節(jié)省版面原試題提供的給出元素符號和相對原子質(zhì)量的元素周期表和對評分的某些說明被刪節(jié).1. 1999年是人造元素豐收年，一年間得到第114、116和118號三個新元素。按已知的原子結(jié)構(gòu)規(guī)律，118號元素應(yīng)是第_周期第_族元素，它的單質(zhì)在常溫常壓下最可能呈現(xiàn)的狀態(tài)是_（氣、液、固選一填入）態(tài)。近日傳聞俄國合成了第166號元素，若已知原子結(jié)構(gòu)規(guī)律不變，該元素應(yīng)是第_周期第_族元素。（5分）答案: 七; 零; 氣; 八; VIA2今年是勒沙特列（Le Chatelier1850-193

2、6）誕生150周年。請用勒沙特列原理解釋如下生活中的常見現(xiàn)象：打開冰鎮(zhèn)啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。（6分）答案要點(diǎn): 溶解平衡 CO2(氣) = CO2(溶液)受CO2氣體的壓力和溫度影響, 平衡按勒沙特列原理移動. 壓力和溫度各3分. 不與勒沙特列原理掛鉤不給分.31999年合成了一種新化合物，本題用X為代號。用現(xiàn)代物理方法測得X的相對分子質(zhì)量為64；X含碳93.8%,含氫6.2%；X分子中有3種化學(xué)環(huán)境不同的氫原子和4種化學(xué)環(huán)境不同的碳原子；X分子中同時存在CC、C=C和CC三種鍵，并發(fā)現(xiàn)其C=C鍵比尋常的C=C短。3-1X的分子式是_（2分）3-2請將X的可能結(jié)構(gòu)式畫在

3、下面的方框內(nèi)。（4分）答案1, C5H4 2.如附圖3a(只有一種可能結(jié)構(gòu); 重鍵位置必須正確, 而鍵角和立體結(jié)構(gòu)則不要求).4理想的宏觀單一晶體呈規(guī)則的多面體外形。多面體的面叫晶面。今有一枚MgO單晶如附圖1所示。它有6個八角形晶面和8個正三角形晶面。宏觀晶體的晶面是與微觀晶胞中一定取向的截面對應(yīng)的。已知MgO的晶體結(jié)構(gòu)屬NaCl型。它的單晶的八角形面對應(yīng)于它的晶胞的面。請指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符號表示原子，至少畫出6個原子，并用直線把這些原子連起，以顯示它們的幾何關(guān)系）。（6分）答案見附圖4a、4b。所有原子都是Mg(得3分)所有原子都是O(得3分)畫更多原子者仍應(yīng)有正確幾

4、何關(guān)系。5最近發(fā)現(xiàn)一種由鈦原子和碳原子構(gòu)成的氣態(tài)團(tuán)簇分子，如附圖2所示，頂角和面心的原子是鈦原子，棱的中心和體心的原子是碳原子，它的化學(xué)式是_。答案：Ti14C13（2分）6某中學(xué)同學(xué)在一本英文雜志上發(fā)現(xiàn)2張描述結(jié)構(gòu)變化的簡圖如下（圖中“”是長鏈的省略符號）：未讀原文，他已經(jīng)理解：左圖是生命體內(nèi)最重要的一大類有機(jī)物質(zhì)_（填中文名稱）的模型化的結(jié)構(gòu)簡圖，右圖是由于左圖物質(zhì)與_（化學(xué)式），即_（中文名稱）發(fā)生反應(yīng)后的模型化的結(jié)構(gòu)簡圖。由左至右的變化的主要科學(xué)應(yīng)用場合是：_；但近年來我國一些不法奸商卻利用這種變化來坑害消費(fèi)者，消費(fèi)者將因_。答案: 蛋白質(zhì)（或多肽）; CH2O; 甲醛; 制作（動物）

5、標(biāo)本（或保存尸體）; 食物中殘余甲醛可與人體蛋白質(zhì)發(fā)生同右圖所示的反應(yīng)而受害（5分, 每空1分）7最近，我國某高校一研究小組將0.383 g AgCl, 0.160 g Se和0.21 g NaOH裝入充滿蒸餾水的反應(yīng)釜中加熱到115oC, 10小時后冷至室溫, 用水洗凈可溶物后，得到難溶于水的金屬色晶體A。在顯微鏡下觀察，發(fā)現(xiàn)A的單晶竟是六角微型管（附圖3），有望開發(fā)為特殊材料。現(xiàn)代物理方法證實(shí)A由銀和硒兩種元素組成，Se的質(zhì)量幾近原料的2/3；A的理論產(chǎn)量約0.39 g。7-1寫出合成A的化學(xué)方程式，標(biāo)明A是什么。（3分）7-2 溶于水的物質(zhì)有：_。（2分）答案：7-1 4AgCl + 3

6、Se + 6NaOH = 2Ag2Se + Na2SeO3 + 4NaCl + 3H2O (2分)(A)(1分)7-2： NaCl, NaOH, Na2SeO3, Na2S（2分, Na2Se獨(dú)得1分）注：Na2Se是由于原料中過量的Se歧化產(chǎn)生的。8某中學(xué)生取純凈的Na2SO3·7H2O 50.00 g，經(jīng)600oC以上的強(qiáng)熱至恒重, 分析及計算表明, 恒重后的樣品質(zhì)量相當(dāng)于無水亞硫酸鈉的計算值，而且各元素的組成也符合計算值，但將它溶于水，卻發(fā)現(xiàn)溶液的堿性大大高于期望值。經(jīng)過仔細(xì)思考，這位同學(xué)解釋了這種反?，F(xiàn)象，并設(shè)計了一組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了自己的解釋是正確的。8-1他對反?，F(xiàn)象的解釋是

7、：（請用化學(xué)方程式表達(dá)）（5分）8-2他設(shè)計的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是：（請用化學(xué)方程式表達(dá)）（5分） 答案：8-1 4Na2SO3 = 3 Na2 SO4 + Na2S (5分) 8-2 略。說明: 此題給出的信息未明確8-1所示的歧化是否100%地將Na2SO3完全轉(zhuǎn)化為Na2SO4和Na2S, 因此, 只有全面考慮存在完全轉(zhuǎn)化和不完全轉(zhuǎn)化兩種情形, 并分別對兩種情形的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計才是完整的答案. 不考慮析出硫的反應(yīng)SO32- + 2S2- + 6H+ = S + 3H2O 寫成H2S和H2SO3反應(yīng)也得分的正確應(yīng)答者只得4分。 9 最近，我國一留美化學(xué)家參與合成了一種新型炸藥，它跟三硝基甘油一樣抗打擊

8、、抗震，但一經(jīng)引爆就發(fā)生激烈爆炸，據(jù)信是迄今最烈性的非核爆炸品。該炸藥的化學(xué)式為C8N8O16，同種元素的原子在分子中是毫無區(qū)別的。9-1 把它的結(jié)構(gòu)式畫在右面方框內(nèi)。（4分）9-2 把它的爆炸反應(yīng)方程式寫在下面的方框內(nèi)。(2分)答案：9-1見9a圖。答八硝基環(huán)辛四烯者也按正確論。9-2 C8(NO2)8 = 8 CO2 + 4 N2 9-3 (1) 八硝基立方烷分解得到的兩種氣體都是最穩(wěn)定的化合物, (2)立方烷的碳架鍵角只有90o,大大小于109o28(或答: 是張力很大的環(huán)), 因而八硝基立方烷是一種高能化合物, 分解時將釋放大量能量. (3) 八硝基立方烷分解產(chǎn)物完全是氣體, 體積膨脹

9、將引起激烈爆炸. (只要能答出類似以上要點(diǎn)者均可得滿分)10據(jù)統(tǒng)計, 40%的飛機(jī)失事時機(jī)艙內(nèi)壁和座椅的塑料會著火冒煙，導(dǎo)致艙內(nèi)人員窒息致死。為此，尋找裝修機(jī)艙的阻燃聚合物是化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。最近，有人合成了一種叫PHA的聚酰胺類高分子，即主鏈內(nèi)有“酰胺鍵”（CONH）。溫度達(dá)180200oC時，PHA就會釋放水變成PBO(結(jié)構(gòu)式如附圖4所示)，后者著火點(diǎn)高達(dá)600oC, 使艙內(nèi)人員逃離機(jī)艙的時間比通常增大10倍。該發(fā)明創(chuàng)造的巧妙之處還在于，PHA是熱塑性的（加熱后可任意成型），而PBO卻十分堅硬, 是熱固性的（加熱不能改變形狀）。10-1寫出PHA的結(jié)構(gòu)式。（3分）10-2根據(jù)高分子結(jié)構(gòu)來

10、解釋，為什么PHA有熱塑性而PBO卻是熱固性的。（2分） 答案：10-1 見附圖10a。10-2 PHA高分子鍵的共軛較差, 加熱容易發(fā)生鍵的旋轉(zhuǎn),是柔性骨架, 所以PHA具有熱塑性, 而PBO高分子鍵的共軛程度高, 加熱不容易發(fā)生鍵的旋轉(zhuǎn), 所以PBO是熱固性的. (2分)(注: 只要能對高分子骨架的鍵的性質(zhì)能作正確的描述, 均可得分)11已經(jīng)探明，我國南海跟世界上許多海域一樣，海底有極其豐富的甲烷資源。其總量超過已知蘊(yùn)藏在我國陸地下的天然氣總量的一半。據(jù)報導(dǎo)，這些蘊(yùn)藏在海底的甲烷是高壓下形成的固體，是外觀像冰的甲烷水合物。11-1試設(shè)想，若把它從海底取出，拿到地面上，它將有什么變化？為什么

11、？它的晶體是分子晶體、離子晶體還是原子晶體？你作出判斷的根據(jù)是什么？（2分）11-2已知每1立方米這種晶體能釋放出164立方米的甲烷氣體，試估算晶體中水與甲烷的分子比（不足的數(shù)據(jù)由自己假設(shè)，只要假設(shè)得合理均按正確論）。（6分）答案：11-1 從海底取出的甲烷水合物將融化并放出甲烷氣體. 因?yàn)樵摼w是分子晶體. 甲烷分子和水分子都是由有限數(shù)目的原子以共價鍵結(jié)合的小分子, 水分子和甲烷分子之間范德華力, 而水分子之間是范德華力和氫鍵. (2分)11-2 假設(shè)甲烷氣體體積是折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的數(shù)據(jù), 則1m3水合物中有甲烷164 m3 ÷ 22.4 m3/kmol = 7.32 kmol；假

12、設(shè)甲烷水合物固體中的水的密度為1 g/cm3, 則其中有水1m3×1000 kg/m3÷18 kg/mol = 55.56 kmol；因此有：CH4 : H2O = 7.32 kmol : 55.6 kmol = 1 : 7.6。說明: 甲烷水合物的組成可能是6 CH4·46 H2O；以上是最簡單的參考答案, 設(shè)密度為1g/cm3也可包含甲烷, 只要答案為CH4·69 H2O，均可按滿分計。但設(shè)密度為0.9g/cm3又包含甲烷則不能認(rèn)為是合理的(豈不會漂到海面上來?另外，必須給出解題時的假設(shè)，否則不能得滿分。) 12氯化亞砜（SOCl2），一種無色液體，

13、沸點(diǎn)79oC，重要有機(jī)試劑，用于將ROH轉(zhuǎn)化為RCl。氯化亞砜遇水分解，需在無水條件下使用。12-1 試寫出它與水完全反應(yīng)的化學(xué)方程式：_（2分）; 12-2 設(shè)計一些簡單的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證你寫的化學(xué)方程式是正確的。（只需給出實(shí)驗(yàn)原理，無須描述實(shí)驗(yàn)儀器和操作。評分標(biāo)準(zhǔn)：設(shè)計的合理性簡捷、可靠、可操作及表述。）（4分）答案: 12-1 SOCl2 + H2O = SO2 + 2 HCl （說明： 寫成H2SO3也按正確答案論）12-2 向水解產(chǎn)物的水溶液加入硫化氫應(yīng)得到硫磺沉淀。向另一份水解產(chǎn)物的水溶液加入硝酸銀應(yīng)得到白色沉淀。說明：檢出1種水解產(chǎn)物得1分。13 某烴A，分子式為C7H10，經(jīng)催化氫化

14、生成化合物B（C7H14）。A在HgSO4催化下與水反應(yīng)生成醇，但不能生成烯醇式結(jié)構(gòu)（該結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為酮）。A與KMnO4劇烈反應(yīng)生成化合物C，結(jié)構(gòu)式如附圖5. 試畫出A的可能結(jié)構(gòu)的簡式。（9分）答案見附圖13a13b和13c. 說明：必須給出3種結(jié)構(gòu)式，每個結(jié)構(gòu)式3分。共計9分。雙鍵的位置劃錯不給分。此題未給出催化氫化的溫度, 未涉及開環(huán)反應(yīng). 若學(xué)生在應(yīng)答時指出可能有開環(huán)反應(yīng)而不會有四元環(huán)和三元環(huán)的結(jié)構(gòu)式存在也應(yīng)按正確論.14. 鉑系金屬是最重要的工業(yè)催化劑。但其儲藏已幾近枯竭，上小行星去開采還純屬科學(xué)幻想。研究證實(shí)，有一類共價化合物可代替鉑系金屬催化劑。它們是堅硬的固體，熔點(diǎn)極高，高

15、溫下不分解，被稱為“千禧催化劑”（millennium catalysts）。下面3種方法都可以合成它們： l 在高溫下將烴類氣體通過鎢或鉬的氧化物的表面。 l 高溫分解鎢或鉬的有機(jī)金屬化合物（即：鎢或鉬與烴或烴的鹵代物形成的配合物）。l 在高度分散的碳表面上通過高溫氣態(tài)鎢或鉬的氧化物。14-1 合成的化合物的中文名稱是_和_。（共4分，各2分）14-2 為解釋這類化合物為什么能代替鉑系金屬，提出了一種電子理論，認(rèn)為這些化合物是金屬原子與非金屬原子結(jié)合的原子晶體，金屬原子周圍的價電子數(shù)等于同周期的鉑原子或釕原子的價電子數(shù)。這類化合物的化學(xué)式（即最簡式或?qū)嶒?yàn)式）是_和_。（4分，各2分）答案:1

16、4-1 碳化鉬; 碳化鎢。 14-2 Mo2C; WC 。說明：每個鎢原子的d軌道上平均多了4個電子，相當(dāng)于Pt的電子結(jié)構(gòu)，每個鉬原子的d軌道上多了2個電子，相當(dāng)于Ru原子的電子構(gòu)型。152.00升(標(biāo)準(zhǔn)狀況測定值)氫氣和5.00克氯氣混合經(jīng)光照后直至檢不出氯氣剩余，加入9.00% NaOH溶液80.0 mL (密度d = 1.10 g/mL)。問：需要加入多少毫升0.100 mol/L的H2SO4才能使溶液呈中性? （10分）答案: 設(shè)氫氣的體積已折合為標(biāo)準(zhǔn)狀況，則：氫氣：0.0893 mol;氯氣: 0.0705 mol;氫氣是過量的;.80.0 mL 9.00% NaOH溶液的質(zhì)量為: 88.0 g; 其中含 NaOH 質(zhì)量: 0.198 mol;吸收HCl 氣體后尚剩余NaOH為:0.057 mol;中和Na