【化學競賽試題】模擬卷2

2008年全國高中化學競賽模擬試題二第一題、液氨是研究較多的非水溶劑之一，液氨體系與水溶液體系有很多相似的性質(zhì)。1-1、寫出液氨自偶電離的方程式 _1-2、已知在液氨中能發(fā)生下列兩個反應： NH4ClKNH2KCl2NH3 2NH4IPbNHPbI23NH3請寫出能在水溶液中發(fā)生的與上兩個反應相當?shù)姆磻匠淌健?-3、試完成并配平下列反應方程式（M為金屬）(1) MNH3 (2) MNH4Cl (3) M(NH2)2 第二題、請應用原子核外電子的排布規(guī)律和元素周期律的有關(guān)知識回答下列問題。2-1最近在穩(wěn)定島理論的驅(qū)動下，合成了第114、116、118號元素。請寫出116號元素的價電子構(gòu)型： ；它在元素周期表中的位置是 。2-2電子構(gòu)型為Xe4f145d56s2的元素是 。A稀有氣體 B過渡元素 C主族元素 D稀土元素2-3某元素的基態(tài)原子最外層為5s2，最高氧化態(tài)為 +4，它位于周期表的 區(qū)，其+2氧化態(tài)離子的電子構(gòu)型為 ，其最高氧化態(tài)氧化物的化學式為 。2-4我們已經(jīng)知道描述核外電子運動狀態(tài)的一些電子亞層符號，如s、p、d、f等，如果接下來的亞層符號為g，則第一個包含g亞層電子的元素的原子序數(shù)為 。2-5假設我們的世界從三維變?yōu)槎S，則改變后元素周期表第2周期有 種元素。第三題、完成并配平下列反應方程式：3-1CaH2與Na2CO3溶液的反應。3-2用Fe2(SO4)3水溶液溶解煤中的FeS2（注：用過的溶液可經(jīng)簡單化學方法處理后轉(zhuǎn)化為Fe2(SO4)3供往復循環(huán)使用）。3-3固態(tài)KMnO4在200加熱，失重10.8。固態(tài)KMnO4在240加熱，失重15.3%。（已知：相對原子質(zhì)量：O 16.0；K 39.0；Mn 54.9）3-41950年，Brown等人合成了NaBH4，由此開拓了一個新的合成化學領域在眾多的反應中，NaBH4與氯化鎳在水溶液里的反應十分令人矚目。這個反應的主要產(chǎn)物是Ni2B是一種神奇的有機反應催化劑，例如，它可以使硝基苯還原成苯胺，使睛轉(zhuǎn)化為伯胺，等等。已知NaBH4與氯化鎳的反應摩爾比是2:l，反應使所有的鎳轉(zhuǎn)化為Ni2B，硼的另一產(chǎn)物則是H3BO3，反應還放出氫氣，余留在溶液里的還有氯化鈉。試寫出配平的化學方程式。第四題、回答下列與配位化學有關(guān)的問題 4-1. 為什么Ni(H2O)42+的空間結(jié)構(gòu)為四面體。而Ni(CN)42的空間結(jié)構(gòu)則為正方形？ 4-2. 試說明為什么Ag(NH3)2+的pb為7.2，而Ag(en)+的pb只有6.0。 4-3. 為什么Co(SCN)64的穩(wěn)定常數(shù)比Co(NH3)62+小，而在酸性溶液中Co(SCN)64可以存在，Co(NH3)62+不能存在？第五題、氰氨化鈣（CaCN2）是一種多用途的有機肥料，它很容易用廉價的普通化學品如CaCO3來生產(chǎn)，CaCO3熱分解產(chǎn)生白色固體XA和無色氣體XB，后者不支持燃燒。用碳還原XA生產(chǎn)灰色固體XC和氣體XD，XC和XD能進一步氧化，XC與氮反應，最終生成CaCN2。5-1如何合成氰氨化鈣，完成下列反應：（1）CaCO3 XAXB ( )（2）XA3C XCXD ( )（3）XCN2 CaCN2C ( )5-2CaCN2水解產(chǎn)生什么氣體，寫出水解反應方程式5-3在固體化學中，CN22離子呈現(xiàn)異構(gòu)化，兩種異構(gòu)離子的酸都是已知的（至少在氣態(tài)），畫出這兩種異構(gòu)化酸的結(jié)構(gòu)式，指出異構(gòu)化平衡更傾向哪一側(cè)。第六題、6-1一種金屬化合物中晶體結(jié)構(gòu)為立方面心點陣，Mg原子采用類似金剛石的排列，每4個Cu原子形成四面體，相互之間共用頂點連接起來，排布在Mg原子的空隙中。請問該晶胞中有 個原子，該金屬化合物最簡式為 。6-2 以草酸鐵和草酸鋅為原料，按一定比例溶于水中充分攪拌混勻，加熱并蒸去混合溶液的水分；逐漸共沉淀下來，產(chǎn)物幾乎為Fe3與Zn2均勻分布的的固溶體型草酸鹽混合物，過濾、灼燒，即成很好的固相反應原料“前驅(qū)物”的制備即一種尖晶石型物質(zhì)A：O2作立方最密堆積，Zn2占據(jù)1/8的四面體空隙，F(xiàn)e3占據(jù)1/2的八面體空隙。請寫出該反應的化學方程式。第七題、鋰離子電池的正極材料為層狀結(jié)構(gòu)的LiNiO2。已知LiNiO2中Li+和Ni3+均處于氧離子組成的正八面體體心位置，但處于不同層中。7-1 將化學計量的NiO和LiOH在空氣中加熱到700可得LiNiO2，試寫出反應方程式。7-2 寫出LiNiO2正極的充電反應方程式。7-3鋰離子完全脫嵌時LiNiO2的層狀結(jié)構(gòu)變得不穩(wěn)定，用鋁離子取代部分鎳離子形成LiNi1yAlyO2，可防止鋰離子完全脫嵌而起到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的作用，為什么？第八題、胰島素是一種信號激素，它在動物體內(nèi)對脂肪和碳水化合物的代謝起重要作用。近年來科學家發(fā)現(xiàn)金屬釩化合物有很好的體外胰島素活性。通過選擇適當?shù)呐潴w與釩化合物形成的釩配合物，可以有效降低有機毒性，延長藥物作用時間。某釩的配合物A具有VO（N2O2）配位結(jié)構(gòu)形式，所有的氮、氧原子都為配位原子。且配合物中只檢測到一種V-N 鍵，兩種V-O鍵。經(jīng)檢測配合物A中含釩元素15.3%,氫元素4.20%,該配合物可由釩的乙酰丙酮鹽三乙酰丙酮合釩（III）在配體salen的甲醇溶液中攪拌制得。配體salen可由配比為2:1的水楊醛（鄰羥基苯甲醛）和乙二胺合成?；卮鹣铝袉栴}：8-1寫出合成配體salen的化學方程式8-2推測配合物A的化學式8-3. 畫出配合物A的結(jié)構(gòu), 指出配合物A中釩氧化態(tài)第九題化合物A能發(fā)生如下列框圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系（A-J均含相同元素），化合物A是一種黑色固體，不溶于水、稀醋酸及稀NaOH溶液中，而易溶于熱HCl溶液中，紅色沉淀H不溶于稀酸或稀堿中，但可溶于熱HNO3中。判斷框圖中AJ各物質(zhì)中該元素的主要存在形式的化學式。熱鹽酸熱HNO3鋅粉加KCN水稀釋黑色固體A藍色沉淀J藍色溶液F綠色溶液B土黃色溶液C白色沉淀D無色溶液ENaOH溶液溶于 氨水藍色溶液I紅色沉淀H無色溶液G煮沸銅絲過濾 強熱在空 氣中A B C D E F G H I J 第十題、苯巴比妥是1903年就開始使用的安眠藥，其合成路線表示如下。請在相應的方格中寫出AF和苯巴比妥的結(jié)構(gòu)：第十一題、某元素X，在空氣中燃燒，生成XO2，XO2與PCl5反應，生成XOCl2。在室溫下XO2與O2反應生成XO3很難，但是在有催化劑存在下，此反應進行得很快。XO2溶解在堿性溶液中，得到XO32，在有過量的XO2存在下的XO32溶液可用鋅還原到X2O42，但X2O42靜止后就分解成X2O32和HXO3。當0.1741gX2O42的鈉鹽與過量的硝酸銀的氨溶液反應，得到0.2158g銀的沉淀，計算X的原子量，寫出上述各反應的方程式。第十二題、氫能源是公認的清潔能源，開發(fā)性能優(yōu)良的儲氫材料是科學家的重要課題。稀土元素儲氫材料是研究的熱點之一。LaNi5是較好的儲氫材料，能快速可逆地存儲和釋放H2，方程式如下。 LaNi5 + 3H2 LaNi5H6 LaNi5 屬六方晶系，aH=511 pm，cH=397 pm，上下兩底面上各有2個Ni，其連線沿對角線方向分布，側(cè)面面心與體心的原子組成2個三角形，La在頂點上。1、試畫出 LaNi5 的一個晶胞2、指出該晶胞中四面體空隙和八面體空隙的個數(shù)及具體位置。3、試推測 LaNi5 儲存H2的機理。2008年全國高中化學競賽模擬試題二參考答案第一題1-1、2NH3 = NH4+ + NH2-1-2、HClKOHKClH2O 2HIPb(OH)2PbI22H2O1-3、(1) MNH3M(I)NH2 + H2(2) MNH4ClM(I)Cl + H2 NH3(3) M(NH2)2MNH NH3第二題2-17s27p4 第7周期A族2-2B2-3d Kr4d2 ZrO2 2-4121 2-56第三題3-1CaH2Na2CO3十2H2OCaCO32NaOH2H23-27Fe2(SO4)3FeS28H2O15FeSO4十8H2SO43-32KMnO4K2MnO4MnO2O2 或 2KMnO4K2Mn2O6O2 2KMnO4K2Mn2O53/2O23-48NaBH4十4NiCl218H2O2Ni2B6H3BO325H28NaCl第四題4-1、CN是強場配體，使Ni2+的3d8電子發(fā)生重排，Ni2+可以采取dsp2雜化，所以Ni(CN)42的空間構(gòu)型為平面四方(嚴格來說為畸變平面四方)；H2O配體不能使Ni2+的3d8電子發(fā)生重排，Ni2+只能采取sp3雜化，故Ni(H2O)42+為正四面體幾何構(gòu)型。4-2、 Ag(NH3)2+的pb7.2，即K不穩(wěn)107.2，Ag(en)+的pb6.0，即K不穩(wěn)106.0，從數(shù)據(jù)來看Ag(en)+不如Ag(NH3)2+穩(wěn)定，這是由于在Ag(en)+中en雙齒配體與中心Ag+形成的環(huán)中存在著張力，使之不穩(wěn)定。4-3、 SCN體積大，空間位阻效應大，Co(SCN)64在水溶液中不穩(wěn)定，Co(SCN)64的穩(wěn)定常數(shù)比Co(NH3)62+小，但在酸性溶液中，既有Co(NH3)62+ + 6H+Co2+ + 6NH4+，又有4Co(NH3)62+ + O2 + 4H+4Co(NH3)63+ + 2H2O，在酸性條件下，Co(NH3)62+不能存在，而Co(SCN)64與H+難反應，穩(wěn)定。第五題5-1、（1）CaCO3CaOCO2（2）CaO3CCaC2CO（3）CaC2N2CaCN2C5-2、CaCN23H2OCaCO32NH35-3、第六題6-1 24，MgCu26-2 Fe2(COO)23Zn(COO)2ZnFe2O44CO4CO2第七題7-1 2NiO + 2LiOH + O2 2LiNiO2+2H2O7-2 LiNiO2 xe Li1xNiO2 + xLi+7-3 Ni的氧化數(shù)有+2、+3、+4，而Al只有+3氧化態(tài)，如果Ni都被氧化到+4氧化態(tài)，那么鋰離子可以完全脫嵌，形成NiO2，但有yAl3+存在，必有yLi+形成yLiAlO2，用鋁離子取代部分鎳離子形成LiNi1yAlyO2，完全可以防止鋰離子完全脫嵌而起到穩(wěn)定LiNiO2結(jié)構(gòu)的作用。第八題8-1、-OH-CHO+ H2NCH2CH2NH22+ 2H2O8-2、V原子為一個，式量為 50.9/0.153=333，含H量求出H原子數(shù): 333/0.0420=14,N為2個，O為3個，求出C 16個，所以分子式為：C16H14N2O3V8-3、配合物A的結(jié)構(gòu) 釩氧化態(tài)+4 第九題A：CuO; B：CuCl42-; C：CuCl32- 或CuCl2-; D：CuCl; E：Cu(NH3)2+;F：Cu(NH3)42+; G：Cu(CN)2-; H：Cu; I：Cu(H2O)62+; J：Cu(OH)2（離子寫成對應的酸和鹽的形式，得0.5分）第十題、第十一題X的原子量為32。S + O2SO2 SO2 + PCl5SOCl2 + POCl32SO2 + O22SO3 SO2 + 2OHSO32+ H2OSO2 + SO32 + Zn + 2H+Zn2+ + H2O + S2O42 2S2O42+ H2O S2O32 + 2HSO3第十二題12-1、LaNi5 晶胞1個La: 頂點5個Ni: 上下底面各一個, 側(cè)面兩個,體心一個12-2、 3個八面體空隙(由 4個Ni和2個La組成)及6個四面體空隙(2個Ni和 2個La組成)。12-3、 吸附H2，H2解離為原子，6個H儲存在6個四面體空隙中。