1997-2006全國初賽試題分類.doc

瀘縣二中高2009級化學(xué)奧林匹克競賽輔導(dǎo)資料19972006年全國化學(xué)奧林匹克競賽初賽試題分類匯編目錄結(jié)構(gòu)化學(xué)-1結(jié)構(gòu)化學(xué)答案-17有機(jī)化學(xué)-34有機(jī)化學(xué)參考答案-45化學(xué)熱力學(xué)-61化學(xué)熱力學(xué)參考答案-66無機(jī)化學(xué)-70無機(jī)化學(xué)參考答案-76電化學(xué)-86電化學(xué)參考答案-88分析化學(xué)-90分析化學(xué)參考答案-9519972006年全國化學(xué)奧林匹克競賽初賽試題分類匯編結(jié)構(gòu)化學(xué)1.(06年初賽)第6題（9分）潛在儲氫材料化合物A是第二周期兩種氫化物形成的路易斯酸堿對，是乙烷的等電子體，相對分子質(zhì)量30.87常溫下為白色晶體，穩(wěn)定而無毒。剛剛?cè)诨腁緩慢釋放氫氣，轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顱（乙烯的等電子體）。B不穩(wěn)定，易聚合成聚合物C（聚乙烯的等電子體）。C在155釋放氫氣轉(zhuǎn)變?yōu)榫垡胰驳牡入娮芋w，其中聚合度為3的化合物D是苯的等電子體。高于500時D釋放氫氣，轉(zhuǎn)變?yōu)榛衔顴、E有多種晶型。61 寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式。62 化合物A轉(zhuǎn)變?yōu)镋各步釋放的氫氫占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及總共釋放的氫氣所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多大？63 為使A再生，有人設(shè)計了化合物D在水蒸氣存在下與甲烷反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式。2.(06年初賽)第1題（4分）2006年3月有人預(yù)言，未知超重元素第126號元素有可能與氟形成穩(wěn)定的化合物。按元素周期系的已知規(guī)律，該元素應(yīng)位于第 周期，它未填滿電子的能級應(yīng)是 ，在該能級上有 個電子，而這個能級總共可填充 個電子。3.(06年初賽)第7題（11分）化合物A是近十年開始采用的鍋爐水添加劑。A的相對分子質(zhì)量90.10，可形成無色晶體，能除去鍋爐水中溶解氧，并可使鍋爐壁鈍化。71 A是用碳酸二甲酯和一水合肼在70下合成的，收率80%。畫出A的結(jié)構(gòu)式。72 寫出合成A的反應(yīng)方程式。73 低于135時，A直接與溶解氧反應(yīng)，生成三種產(chǎn)物。寫出化學(xué)方程式。74 高于135時，A先發(fā)生水解，水解產(chǎn)物再與氧反應(yīng)。寫出化學(xué)方程式。75 化合物A能使鍋爐壁鈍化是基于它能將氧化鐵轉(zhuǎn)化為致密的四氧化三鐵。寫出化學(xué)方程式。76 化合物A與許多金屬離子形成八面體配合物，例如Mn（A）13+。結(jié)構(gòu)分析證實該配合物中的A和游離態(tài)的A相比，分子中原本等長的兩個鍵不再等長。畫出這種配合物的結(jié)構(gòu)簡圖（氫原子不需畫出），討論異構(gòu)現(xiàn)象。4.(06年初賽)第8題（9分）超硬材料氮化鉑是近年來的一個研究熱點。它是在高溫、超高壓條件下合成的（50Gpa、2000K）。由于相對于鉑，氮原子的電子太少，衍射強(qiáng)度大弱，單靠X-射線衍射實驗難以確定氮化鉑晶體中氮原子數(shù)和原子坐標(biāo)，2004年以來，先后提出過氮化鉑的晶體結(jié)構(gòu)有閃鋅礦型、巖鹽型（NaCl）和螢石型，2006年4月11日又有人認(rèn)為氮化鉑的晶胞如下圖所示（圖中的白球表示氮原子，為便于觀察，該圖省略了一些氮原子）。結(jié)構(gòu)分析證實，氮是四配位的，而鉑是六配位的；PtN鍵長均為209.6pm，NN鍵長均為142.0pm（對比：N2分子的鍵長為110.0pm）。 8-1氮化鉑的上述四種立方晶體在結(jié)構(gòu)上有什么共同點？8-2分別給出上述四種氮化鉑結(jié)構(gòu)的化學(xué)式。8-3試在圖上挑選一個氮原子，不添加原子，用粗線畫出所選氮原子的配位多面體。84 請在本題的附圖上添加六個氮原子（添加的氧請盡可能靠前）。5.(06年初賽)第9題（10分）環(huán)磷酰胺是目前臨床上常用的抗腫瘤藥物，國內(nèi)學(xué)者近年打破常規(guī)，合成了類似化合物，其毒性比環(huán)磷酰胺小，若形成新藥，可改善病人的生活質(zhì)量，其中有一個化合物的合成路線如下，請完成反應(yīng)，寫出試劑或中間體的結(jié)構(gòu)。注：NBS即N-溴代丁二酰亞胺。6.(06年初賽)第11題（11分）磷化硼是一種受到高度關(guān)注的耐磨涂料，它可用作金屬的表面保護(hù)層。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氫氣中高溫反應(yīng)合成。111 寫出合成磷化硼的化學(xué)反應(yīng)方程式。112 分別畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的結(jié)構(gòu)。113 磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中。畫出磷化硼的正當(dāng)晶胞示意圖。114 已知磷化硼的晶胞參數(shù)a=478pm，計算晶體中硼原子和磷原子的核間距（ ）115 畫出磷化硼正當(dāng)晶胞沿著體對角線方向的投影（用實線圓圈表示P原子的投影，用虛線圓圈表示B原子的投影）。7.（05年初賽）第1題（9分）用粒子撞擊鉍209合成了砹211。所得樣品中砹211的濃度108mol/L，砹211同位素半衰期較長，足以用它來研究砹的化學(xué)性質(zhì)。1寫出合成砹的核反應(yīng)方程式。2已知室溫下用CCl4萃取I2的分配系數(shù)為cI2(CCl4)/cI2(H2O)84，預(yù)計用CCl4萃取AtI的分配系數(shù)cAtI(CCl4)/cAtI(H2O) 84（填，或）；理由是 。3已知I2II3的平衡常數(shù)K800，可推斷AtIIAtI2的平衡常數(shù)K 800（填，或）；依據(jù)是 。4在AtI中加入I2和I的混合溶液，滴加AgNO3溶液，發(fā)現(xiàn)所得沉淀中只有AgI而沒有共沉淀的AgAt（如果有AgAt，必然會被共沉淀），然而在上述產(chǎn)物中加入Pb(IO3)2卻發(fā)現(xiàn)有砹的共沉淀。寫出有關(guān)化學(xué)方程式，解釋上述實驗現(xiàn)象。5已知室溫下ICH2COOH的pKa3.12，由此可推斷AtCH2COOH的pKa 3.12（填，或）；理由是 。8.（05年初賽）第2題（12分）為紀(jì)念1905年愛因斯坦連續(xù)發(fā)表6篇論文導(dǎo)致物理學(xué)大變革100周年，今年被定為國際物理年。本題涉及的“熱電效應(yīng)”機(jī)理也是愛因斯坦首先闡釋的，即他提出的被后人稱為“愛因斯坦振蕩器”的獨立振蕩原子與溫度關(guān)系的模型。 1左上圖是熱電效應(yīng)之一的圖解。給出圖中所有英文單詞（或詞組）及物理學(xué)符號的意義，并為此圖寫一篇不超過200字（包括標(biāo)點符號等）的說明文。2右上圖是化學(xué)家合成的能實現(xiàn)熱電效應(yīng)的一種晶體的晶胞模型。圖中的大原子是稀土原子，如鑭；小原子是周期系第五主族元素，如銻；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如鐵。按如上結(jié)構(gòu)圖寫出這種熱電晶體的化學(xué)式。給出計算過程。提示：晶胞的6個面的原子數(shù)相同。設(shè)晶體中銻的氧化態(tài)為1，鑭的氧化態(tài)為3，問：鐵的平均氧化態(tài)多大？9.（05年初賽）第3題（10分）等摩爾的丙酮和過氧化氫混合，在鹽酸催化下生成白色粉末A和水，反應(yīng)進(jìn)行完全，產(chǎn)物分子總數(shù)是反應(yīng)物分子總數(shù)的2/3。A在撞擊、摩擦和加熱時發(fā)生爆炸，被稱為熵炸彈。1A分子中氧的化學(xué)環(huán)境相同。畫出A的立體結(jié)構(gòu)（H原子不必畫出）。2A發(fā)生爆炸生成丙酮等物質(zhì)，并不燃燒起火。寫出爆炸的反應(yīng)方程式。3為什么A被稱為“熵炸彈”？4合成A是十分危險的，不慎會在合成時瞬即發(fā)生爆炸，例如，溫度稍高，反應(yīng)將生成A的同系物B，B的相對分子質(zhì)量為A的2/3。畫出B的結(jié)構(gòu)；B比A更容易爆炸，應(yīng)如何從結(jié)構(gòu)上理解？（注：在H2O2分子中的HOO夾角約95，面夾角約112。）10.（05年初賽）第4題（6分）本題涉及3種組成不同的鉑配合物，它們都是八面體的單核配合物，配體為OH和/或Cl。1PtCl45H2O的水溶液與等摩爾NH3反應(yīng)，生成兩種鉑配合物，反應(yīng)式為：2BaCl2PtCl4和Ba(OH)2反應(yīng)（摩爾比25），生成兩種產(chǎn)物，其中一種為配合物，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：11.（05年初賽）第8題（12分）LiCl和KCl同屬NaCl型晶體，其熔點分別為614和776。Li、K和Cl的半徑分別為76pm、133pm和181pm。在電解熔鹽LiCl以制取金屬鋰的生產(chǎn)工藝中，加入適量的KCl晶體，可使電解槽溫度下降至400，從而使生產(chǎn)條件得以改善。1簡要說明加入熔點高的KCl反而使電解溫度大大下降的原因；2有人認(rèn)為，LiCl和KCl可形成固溶體（并畫出了“固溶體的晶胞”）。但實驗表明，液相LiCl和KCl能以任意比例混溶而它們的固相完全不混溶（即不能生成固溶體?。?。請解釋在固相中完全不混溶的主要原因。3寫出計算LiCl和KCl兩種晶體密度之比的表達(dá)式（須包含離子半徑的符號）；4在KCl晶體中，K離子占據(jù)由Cl離子圍成的八面體空隙，計算相距最近的八面體空隙中心之間的距離。5實驗證明，即使產(chǎn)生了陽離子空位，KCl晶體在室溫下也不導(dǎo)電。請通過計算加以說明。12.（05年初賽）第10題（10分）據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，全球約有8000萬婦女使用避孕環(huán)。常用避孕環(huán)都是含金屬銅的。據(jù)認(rèn)為，金屬銅的避孕機(jī)理之一是，銅與子宮分泌物中的鹽酸以及子宮內(nèi)的空氣反應(yīng)，生成兩種產(chǎn)物，一種是白色難溶物S，另一種是酸A。酸A含未成對電子，是一種自由基，具有極高的活性，能殺死精子。1寫出銅環(huán)產(chǎn)生A的化學(xué)方程式。2畫出A分子的立體結(jié)構(gòu)。3給出難溶物S和酸A的化學(xué)名稱。4A是一種弱酸，pK4.8。問：在pH6.8時，A主要以什么形態(tài)存在？13.(04年初賽)第1題（4分）2004年2月2日，俄國杜布納實驗室宣布用核反應(yīng)得到了兩種新元素X和Y。X是用高能48Ca撞擊Am靶得到的。經(jīng)過100微秒，X發(fā)生-衰變，得到Y(jié)。然后Y連續(xù)發(fā)生4次-衰變，轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量數(shù)為268的第105號元素Db的同位素。以X和Y的原子序數(shù)為新元素的代號（左上角標(biāo)注該核素的質(zhì)量數(shù)），寫出上述合成新元素X和Y的核反應(yīng)方程式。14.(04年初賽)第2題（4分）2004年7月德俄兩國化學(xué)家共同宣布，在高壓下氮氣會發(fā)生聚合得到高聚氮，這種高聚氮的NN鍵的鍵能為160kJ/mol（N2的鍵能為942kJ/mol），晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。在這種晶體中，每個氮原子的配位數(shù)為 ；按鍵型分類時，屬于 晶體。這種固體的可能潛在應(yīng)用是 ，這是因為： 。15.(04年初賽)第4題（15分）在銅的催化作用下氨和氟反應(yīng)得到一種銨鹽和一種三角錐體分子A（鍵角102，偶極矩0.781030Cm；對比：氨的鍵角107.3，偶極矩4.741030Cm）；1寫出A的分子式和它的合成反應(yīng)的化學(xué)方程式。2A分子質(zhì)子化放出的熱明顯小于氨分子質(zhì)子化放出的熱。為什么？3A與汞共熱，得到一種汞鹽和一對互為異構(gòu)體的B和C（相對分子質(zhì)量66）。寫出化學(xué)方程式及B和C的立體結(jié)構(gòu)。4B與四氟化錫反應(yīng)首先得到平面構(gòu)型的D和負(fù)二價單中心陰離子E構(gòu)成的離子化合物；這種離子化合物受熱放出C，同時得到D和負(fù)一價單中心陰離子F構(gòu)成的離子化合物。畫出D、E、F的立體結(jié)構(gòu)；寫出得到它們的化學(xué)方程式。5A與F2、BF3反應(yīng)得到一種四氟硼酸鹽，它的陽離子水解能定量地生成A和HF，而同時得到的O2和H2O2的量卻因反應(yīng)條件不同而不同。寫出這個陽離子的化學(xué)式和它的合成反應(yīng)的化學(xué)方程式，并用化學(xué)方程式和必要的推斷對它的水解反應(yīng)產(chǎn)物作出解釋。16.(04年初賽)第5題（7分）研究發(fā)現(xiàn)，釩與吡啶2甲酸根形成的單核配合物可增強(qiáng)胰島素降糖作用，它是電中性分子，實驗測得其氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.7%，畫出它的立體結(jié)構(gòu)，指出中心原子的氧化態(tài)。要給出推理過程。17.(04年初賽)第6題（6分）最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導(dǎo)性。鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關(guān)注。該晶體的結(jié)構(gòu)可看作由鎂原子和鎳原子在一起進(jìn)行（面心）立方最密堆積（ccp），它們的排列有序，沒有相互代換的現(xiàn)象（即沒有平均原子或統(tǒng)計原子），它們構(gòu)成兩種八面體空隙，一種由鎳原子構(gòu)成，另一種由鎳原子和鎂原子一起構(gòu)成，兩種八面體的數(shù)量比是13，碳原子只填充在鎳原子構(gòu)成的八面體空隙中。1畫出該新型超導(dǎo)材料的一個晶胞（碳原子用小球，鎳原子用大球，鎂原子用大球）。2寫出該新型超導(dǎo)材料的化學(xué)式。18.(04年初賽)第8題（8分）今有化學(xué)式為Co(NH3)4BrCO3的配合物。1畫出全部異構(gòu)體的立體結(jié)構(gòu)。2指出區(qū)分它們的實驗方法。19.(04年初賽)第10題（8分）有一種測定多肽、蛋白質(zhì)、DNA、RNA等生物大分子的相對分子質(zhì)量的新實驗技術(shù)稱為ESI/FTICRMS，精度很高。用該實驗技術(shù)測得蛋白質(zhì)肌紅朊的圖譜如下，圖譜中的峰是質(zhì)子化肌紅朊的信號，縱坐標(biāo)是質(zhì)子化肌紅朊的相對豐度，橫坐標(biāo)是質(zhì)荷比m/Z，m是質(zhì)子化肌紅朊的相對分子質(zhì)量，Z是質(zhì)子化肌紅朊的電荷（源自質(zhì)子化，取正整數(shù)），圖譜中的相鄰峰的電荷數(shù)相差1，右起第4峰和第3峰的m/Z分別為1542和1696。求肌紅朊的相對分子質(zhì)量(M)。20.(04年初賽)第13題（9分）88.1克某過渡金屬元素M同134.4升（已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況）一氧化碳完全反應(yīng)生成反磁性四配位絡(luò)合物。該配合物在一定條件下跟氧反應(yīng)生成與NaCl屬同一晶型的氧化物。1推斷該金屬是什么；2在一定溫度下MO可在三氧化二鋁表面自發(fā)地分散并形成“單分子層”。理論上可以計算單層分散量，實驗上亦能測定。(a)說明MO在三氧化二鋁表面能自發(fā)分散的主要原因。(b)三氧化二鋁表面上鋁離子的配位是不飽和的。MO中的氧離子在三氧化二鋁表面上形成密置單層。畫出此模型的圖形；計算MO在三氧化二鋁（比表面為178 m2/g）表面上的最大單層分散量（g/m2）（氧離子的半徑為140 pm）。21.(03年初賽)第3題（5分）在正確選項上圈圈。1下列化學(xué)鍵中碳的正電性最強(qiáng)的是ACF BC一O CCSi DCCl2電子構(gòu)型為Xe4f145d76s2的元素是A稀有氣體 B過渡元素 C主族元素 D稀土元素3下列離子中最外層電子數(shù)為8的是AGa3 BTi4 CCu DLi22.(03年初賽)第4題（8分）在30以下，將過氧化氫加到硼酸和氫氧化鈉的混合溶液中，析出一種無色晶體X。組成分析證實，該晶體的質(zhì)量組成為Na 14.90，B 7.03，H 5.24。加熱X，得無色晶體Y。Y含Na 23.0，是一種溫和的氧化劑，常溫下在干燥空氣里穩(wěn)定，但在潮濕熱空氣中分解放氧，廣泛用作洗滌劑、牙膏、織物漂白劑和美發(fā)產(chǎn)品，也用于有機(jī)合成。結(jié)構(gòu)分析證實X和Y的晶體中有同一種陰離子Z2，該離子中硼原子的化學(xué)環(huán)境相同，而氧原子卻有兩種成健方式。1寫出X、Y的最簡式，給出推理過程。X的最簡式： Y的最簡式：推理過程：2用最恰當(dāng)?shù)囊暯钱嫵鯶2離子的立體結(jié)構(gòu)（原子用元素符號表示，共價鍵用短線表示）。23.(03年初賽)第6題（12分）2003年3月日本筑波材料科學(xué)國家實驗室一個研究小組發(fā)現(xiàn)首例帶結(jié)晶水的晶體在5K下呈現(xiàn)超導(dǎo)性。據(jù)報道，該晶體的化學(xué)式為Na0.35CoO21.3H2O，具有CoO2H2ONaH2OCoO2H2ONaH2O層狀結(jié)構(gòu)；在以“CoO2”為最簡式表示的二維結(jié)構(gòu)中，鈷原子和氧原子呈周期性排列，鈷原子被4個氧原子包圍，CoO鍵等長。1鈷原子的平均氧化態(tài)為 。2以代表氧原子，以代表鈷原子，畫出CoO2層的結(jié)構(gòu)，用粗線畫出兩種二維晶胞?？少Y參考的范例是：石墨的二維晶胞是右圖中用粗線圍攏的平行四邊形。3據(jù)報道，該晶體是以Na0.7CoO2為起始物，先跟溴反應(yīng)，然后用水洗滌而得到的。寫出起始物和溴的反應(yīng)方程式。24.(03年初賽)第9題（6分）釩是我國豐產(chǎn)元素，儲量占全球11，居第四位。在光纖通訊系統(tǒng)中，光纖將信息導(dǎo)入離光源1km外的用戶就需用5片釩酸釔晶體（釔是第39號元素）。我國福州是全球釩酸釔晶體主要供應(yīng)地，每年出口幾十萬片釩酸釔晶體，年創(chuàng)匯近千萬美元（1999年）。釩酸釔是四方晶體，晶胞參數(shù)a712pm，c629pm，密度d4.22g/cm3，含釩25，求釩酸釔的化學(xué)式以及在一個晶胞中有幾個原子。給出計算過程。釩酸鈦的化學(xué)式： 一個晶胞中的原子數(shù)：計算過程：25.(02年初賽)第3題（3分）最近有人用高能26Mg核轟擊Cm核，發(fā)生核合成反應(yīng)，得到新元素X。研究者將X與氧氣一起加熱，檢出了氣態(tài)分子XO4，使X成為研究了化學(xué)性質(zhì)的最重元素。已知的X同位素如下表所示，上述核反應(yīng)得到的核素是其中之一，該核素的衰變性質(zhì)保證了其化學(xué)性質(zhì)實驗獲得成功。質(zhì)量數(shù)半衰期衰變方式2631s釋放粒子2640.00008s釋放粒子；或自發(fā)裂變2650.0018s釋放粒子；或自發(fā)裂變266不詳不詳2670.033s釋放粒子；或自發(fā)裂變268不詳不詳2699.3s釋放粒子1X的元素符號是 。2用元素符號并在左上角和左下角分別標(biāo)注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成X的核反應(yīng)方程式（方程式涉及的其他符號請按常規(guī)書寫）。26.(02年初賽)第4題（6分）1汞與次氯酸（摩爾比11）發(fā)生反應(yīng)，得到2種反應(yīng)產(chǎn)物，其一是水。該反應(yīng)的方程式為 ；反應(yīng)得到的含汞產(chǎn)物的中文名稱為 。2N2H4在一定條件下熱分解，產(chǎn)生NH3、N2和H2，后兩者摩爾比為32，寫出反應(yīng)方程式 。3第二周期元素A與氫形成的如下化合物中的AA鍵的鍵能（kJ/mol）：CH3CH3 346， H2NNH2 247， HOOH 207試問：它們的鍵能為什么依次下降？27.(02年初賽)第5題（13分）六配位（八面體）單核配合物MA2(NO2)2呈電中性；組成分析結(jié)果：M 31.68%，N 31.04%，C 17.74%；配體A不含氧：配體(NO2)x的氮氧鍵不等長。1該配合物中心原子M是什么元素？氧化態(tài)多大？給出推理過程。2畫出該配合物的結(jié)構(gòu)示意圖，給出推理過程。3指出配體(NO2)x在“自由”狀態(tài)下的幾何構(gòu)型和氮原子的雜化軌道。4除本例外，上述無機(jī)配體還可能以什么方式和中心原子配位？用圖形畫出三種。28.(01年初賽)第2題（2分）自然界中，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(zhì)量地殼豐度（原子分?jǐn)?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(zhì)量只是其穩(wěn)定同位素的加權(quán)平均值而不將14C也加入取平均值？答：29.(01年初賽)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(zhì)量分?jǐn)?shù)為31，陰離子為四氟硼酸根離子，陽離子結(jié)構(gòu)中有B的苯環(huán)。C是首例有機(jī)氙（IV）化合物，20以下穩(wěn)定。C為強(qiáng)氟化劑和強(qiáng)氧化劑，如與碘反應(yīng)得到五氟化碘，放出氙，同時得到B。41 寫出 C的化學(xué)式，正負(fù)離子應(yīng)分開寫。答： 42 根據(jù)什么結(jié)構(gòu)特征把 C歸為有機(jī)氙比合物？答： 43 寫出 C的合成反應(yīng)方程式。答： 44 寫出 C和碘的反應(yīng)。答： 45 畫出五氟化碘分子的立體結(jié)構(gòu)：30.(01年初賽)第5題（5分）今年3月發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39K呈超導(dǎo)性，可能是人類對超導(dǎo)認(rèn)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(xué)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(biāo)出該晶胞內(nèi)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(jié)構(gòu)示意圖31.(01年初賽).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(yīng)，使C60獲得一個質(zhì)子，得到一種新型離于化合物HC60CB11H6CL6。回答如下問題：101 以上反應(yīng)看起來很陌生，但反應(yīng)類型上卻可以跟中學(xué)化學(xué)課本中的一個化學(xué)反應(yīng)相比擬，后者是： 。102 上述陰離子CB11H6Cl6的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)特征：它有一根軸穿過籠心，依據(jù)這根軸旋轉(zhuǎn)360/5的度數(shù)，不能察覺是否旋轉(zhuǎn)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(xué)鍵）畫出上述陰離子。 圖10132.(01年初賽)第11題（10分）研究離子晶體，?？疾煲砸粋€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(shè)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?jǐn)?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(zhì)的原因，假設(shè)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(shè)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。33.（00年初賽）第1題（5分）11999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。34.（00年初賽）第4題（6分）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）。35.（00年初賽）第5題（2分）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，如右圖所示，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_。36.（00年初賽）第11題(8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。其總量超過已知蘊藏在我國陸地下的天然氣總量的一半。據(jù)報導(dǎo)，這些蘊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。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？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）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）37.（00年初賽）第14分(6分)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，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，熔點極高，高溫下不分解，被稱為“千禧催化劑”（millennium catalysts）。下面3種方法都可以合成它們： 在高溫下將烴類氣體通過鎢或鉬的氧化物的表面。 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）。 在高度分散的碳表面上通過高溫氣態(tài)鎢或鉬的氧化物。1合成的化合物的中文名稱是_和_。（共4分，各2分）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)嶒炇剑┦莀和_。（4分，各2分）38.(99年初賽)第三題（12分）鉻的化學(xué)豐富多采，實驗結(jié)果常出人意料。將過量30% H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液, 熱至50oC后冷至0oC，析出暗棕紅色晶體A。元素分析報告：A含Cr 31.1%，N 25.1%，H 5.4%。在極性溶劑中A不導(dǎo)電。紅外圖譜證實A 有N-H鍵，且與游離氨分子鍵能相差不太大，還證實A 中的鉻原子周圍有7個配位原子提供孤對電子與鉻原子形成配位鍵，呈五角雙錐構(gòu)型。3-1 以上信息表明A 的化學(xué)式為： ；可能的結(jié)構(gòu)式為： 。3-2 A 中鉻的氧化數(shù)為： 。3-3 預(yù)期A 最特征的化學(xué)性質(zhì)為： 。3-4 生成晶體A的反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，方程式是： 。39.(98年初賽)第3題(7分)3迄今已合成的最重元素是112號，它是用高能原子轟擊的靶子，使鋅核與鉛核熔合而得?？茖W(xué)家通過該放射性元素的一系列衰變的產(chǎn)物確定了它的存在，總共只檢出一個原子。該原子每次衰變都放出一個高能a粒子，最后得到比較穩(wěn)定的第100號元素鐨的含153個中子的同位素。（7分）（1）112號是第幾周期第幾族元素？（2）它是金屬還是非金屬？（3）你認(rèn)為它的最高氧化態(tài)至少可以達(dá)到多少？（4）寫出合成112元素的反應(yīng)式（注反應(yīng)式中的核素要用諸如31H、等帶上下標(biāo)的符號來表示，112號元素符號未定，可用M表示）。40.(98年初賽)第5題鎢酸鈉Na2WO4和金屬鎢在隔絕空氣的條件下加熱得到一種具有金屬光澤的、深色的、有導(dǎo)電性的固體，化學(xué)式NaxWO3，用X射線衍射法測得這種固體的立方晶胞的邊長a3.801010m，用比重瓶法測得它的密度為d7.36g/cm3。已知相對原子質(zhì)量：W 183.85，Na 22.99，O 16.00，阿伏加德羅常數(shù)L6.0221023mol1。求這種固體的組成中的x值（2位有效數(shù)字），給出計算過程。（12分）41.(98年初賽)第8題鋨的名稱源自拉丁文，原義“氣味”，這是由于鋨的粉末會被空氣氧化為有惡臭的OsO4（代號A，熔點40，沸點130）。A溶于強(qiáng)堿轉(zhuǎn)化為深紅色的OsO4(OH)22離子（代號B）, 向含B的水溶液通入氨，生成C，溶液的顏色轉(zhuǎn)為淡黃色。C十分穩(wěn)定。C是A的等電子體，其中鋨的氧化態(tài)仍為8。紅外圖譜可以檢出分子中某些化學(xué)鍵的振動吸收。紅外譜圖顯示C有一個四氧化鋨所沒有的吸收。C的含鉀化合物是黃色的晶體，與高錳酸鉀類質(zhì)同晶。（8分）（1）給出C的化學(xué)式。 （2）給出A、B、C最可能的立體結(jié)構(gòu)。 42. (97年初賽)第二題 PCl5是一種白色固體，加熱到160不經(jīng)過液態(tài)階段就變成蒸氣，測得180下的蒸氣密度(折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況)為9.3g/L, 極性為零，PCl鍵長為204pm和211pm兩種。繼續(xù)加熱到250時測得壓力為計算值的兩倍。PCl5在加壓下于148液化，形成一種能導(dǎo)電的熔體，測得PCl的鍵長為198pm和206pm兩種。(P、Cl相對原子質(zhì)量為31.0、35.5)(1) 180下PCl5蒸氣中存在什么分子？為什么？寫出分子式，畫出立體結(jié)構(gòu)。(2) 在250下PCl5蒸氣中存在什么分子？為什么？寫出分子式，畫出立體結(jié)構(gòu)。(3) PCl5熔體為什么能導(dǎo)電？用最簡潔的方式作出解釋。 (4) PBr5氣態(tài)分子結(jié)構(gòu)與PCl5相似，它的熔體也能導(dǎo)電，但經(jīng)測定其中只存在一種P-Br鍵長。PBr5熔體為什么導(dǎo)電？用最簡潔的形式作出解釋。結(jié)構(gòu)化學(xué)答案:1.(06年初賽)第6題61 寫出A、B、C、D、E的化學(xué)式。AH3B : NH3（或BNH6）BH2B=NH2（或BNH4）C H2BNH2 DB3N3H6EBN（5分）62 化合物A轉(zhuǎn)變?yōu)镋各步釋放的氫所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及總共釋放的氫氣所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)多大？AB 2.016/30.87=6.531%（或0.06531）BC 2.016/28.85=6.988%（或0.06988）DE 6.048/26.84=24.14%（或0.2414）AE 6.048/30.87=19.59%（或0.1959）（2分）63 為使A再生，有人設(shè)計了化合物D在水蒸氣存在下與甲烷反應(yīng)，寫出化學(xué)方程式。3CH4+2（HBNH）3+6H2O=3CO2+6H3BNH3（2分）2. 【(06年初賽)第6題（9分）正確答案】第1題（4分）2006年3月有人預(yù)言，未知超重元素第126號元素有可能與氟形成穩(wěn)定的化合物。按元素周期系的已知規(guī)律，該元素應(yīng)位于第 八 周期，它未填滿電子的能級應(yīng)是 5g ，在該能級上有 6 個電子，而這個能級總共可填充 18 個電子。3.(06年初賽)第7題【正確答案】71 A是用碳酸二甲酯 和一水合肼在70下合成的，收度80%。畫出A的結(jié)構(gòu)式。 注：CNN角必須不是直線（2分）72 寫出合成A的反應(yīng)方程式。 O=C（OCH3）2+2H2NNH2H2O=O=C（NHNH2）2+2CH3OH+2H2O（1分）73 低于135時，A直接與溶解氧反應(yīng)，生成三種產(chǎn)物。寫出化學(xué)方程式。（N2H3）2CO+2O2=2N2+CO2+3H2O（1分）74 高于135時，A先發(fā)生水解，水解產(chǎn)物再與氧反應(yīng)。寫出化學(xué)方程式。（N2H3）2CO+H2O=2N2H4+CO2N2H4+O2=N2+2H2O（1分）75 化合物A能使鍋爐壁鈍化是基于它能將氧化鐵轉(zhuǎn)化為致密的四氧化三鐵。寫出化學(xué)方程式。 （N2H3）2CO+12Fe2O3=8Fe3O4+2N2+CO2+3H2O（2分）76 化合物A與許多金屬離子形成八面體配合物，例如Mn（A）32+。結(jié)構(gòu)分析證實該配合物中的A和游離態(tài)的A相比，分子中原本等長的兩個鍵不再等長。畫出這種配合物的結(jié)構(gòu)簡圖（氫原子不需畫出），討論異構(gòu)現(xiàn)象。（2分）有一對經(jīng)式、面式異構(gòu)體（幾何異構(gòu)體）（1分）它們分別有一對對映異構(gòu)體（手性異構(gòu)體）（1分）（畫不畫異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)不影響得分。）4.(06年初賽)第8題81 氮化鉑的上述四種立方晶體結(jié)構(gòu)上有什么共同點？鉑原子面心立方最密堆積。 （2分）82 分別給出上述四種氮化鉑結(jié)構(gòu)的化學(xué)式。依次為PtN、PtN2、PtN2 （2分）83 試在圖上挑選一個氮原子，不添加原子，用粗線畫出所選氮原子的配位多面體。 （3分）84 請在本題的附圖上添加六個氮原子（添加的氮請盡可能靠前）。（2分）5.(06年初賽)第9題（10分）【正確答案】6.(06年初賽)第11題【正確答案】111 寫出合成磷化硼的化學(xué)反應(yīng)方程式。 BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr （1分）112 分別畫出三溴化硼分子和三溴化磷分子的結(jié)構(gòu)。（畫不畫磷上的孤對電子不影響得分）（2分）113 磷化硼晶體中磷原子作立方最密堆積，硼原子填入四面體空隙中。畫出磷化硼的正當(dāng)晶胞示意圖。114 已知磷化硼的晶胞參數(shù)a=478pm，計算晶體中硼原子和磷原子的核間距（dB-P）。 或 （2分）115 畫出磷化硼正當(dāng)晶胞沿著體對角線方向的投影（用實線圓圈表示P原子的投影，用虛線圓圈表示B原子的投影）。7.（05年初賽）第1題（9分）1（2分）2 AtI是極性分子（1.5分）3 形成X3離子的能力I3Br3Cl3（1.5分）4AtI2I25Ag3H2O5AgIAtO36H（2分，把I2改為I3也可，但仍應(yīng)配平） AtO3與Pb(IO3)2共沉淀（1分）。5 AtCH2COOH分子中的砹的吸電子效應(yīng)比ICH2COOH中的碘小（1分）8.（05年初賽）第2題（12分）1input：輸入 hot：熱（端） cold：冷（端） heat flow：熱流 I：電流強(qiáng)度 n：n型半導(dǎo)體 p：p型半導(dǎo)體 i：正電流（各0.25分）向熱電材料構(gòu)成的半導(dǎo)體的np結(jié)的遠(yuǎn)端輸入外電流，半導(dǎo)體發(fā)生空穴導(dǎo)電，電流流經(jīng)np結(jié)時發(fā)生復(fù)合，外電流輸入的能量轉(zhuǎn)化為熱流，使np結(jié)的溫度越來越低，而其遠(yuǎn)端的溫度越來越高，即有類似冰箱制冷的效應(yīng)。（4分）2化學(xué)式：LaFe4Sb12（2分）（寫La2Fe8Sb24扣1分） 鐵的氧化態(tài)：9/42.25（1分）晶胞里有2個La原子（處于晶胞的頂角和體心）；有8個Fe原子（處于銻形成的八面體的中心）；銻八面體是共頂角相連的，平均每個八面體有6/23個銻原子，晶胞中共有8個八面體，8324個銻原子；即：La2Fe8Sb24。（3分，其他合理過程也可）9.（05年初賽）第3題1 （4分，分子中COOC不在一個平面上）2C9H18O63CH3COCH3O3（2分，或3/2O2）3爆炸反應(yīng)不是燃燒反應(yīng)，能量改變不大，是由于生成大量氣態(tài)小分子導(dǎo)致的熵增加效應(yīng)，因而稱為“熵炸彈”。4（）B是雙聚分子，分子的六元環(huán)不能滿足過氧團(tuán)的正常鍵角（COOC面間角和COO鍵角）的需要，導(dǎo)致分子張力太大而不穩(wěn)定。（3分）10.（05年初賽）第4題12H2PtCl4(OH)22NH3(NH4)2PtCl6H2PtCl2(OH)4 或H2PtCl6(NH4)2PtCl2(OH)4或NH4HPtCl6NH4HPtCl2(OH)4（3分）22BaPtCl65Ba(OH)22BaPtCl(OH)55BaCl2（3分）11.（05年初賽）第8題1熔點降低效應(yīng)；或形成有低共熔點的二元體系；或固相不互溶，而在液相中產(chǎn)生混合熵。（2分：三者中答出任一者可得2分）2在固相中，離子呈周期性排列，對“相似相溶”的“相似條件”的要求比液相中嚴(yán)格得多。LiCl和KCl的結(jié)構(gòu)型式相同，Li和K的電價相等，Li和K的電負(fù)性差別也有限。顯然，兩個組分在固相中完全不互溶源于Li和K的半徑差別太大。（2分，關(guān)鍵要回答出最后一句話）3（2分，只寫出最后的表達(dá)式也可）4(133181)2pm444pm（2分；方法正確但結(jié)果算錯扣0.5分）5可按如下思路說明：離子晶體能夠?qū)щ娛怯捎陔x子離開原位而遷移到距離最近的空位所致。遷移中必須經(jīng)過由異號離子圍成的最小窗孔。比較離子半徑和窗孔的大小，可判斷能否發(fā)生遷移，即能否成為快離子導(dǎo)體。取體積為KCl正當(dāng)晶胞體積1/8的小立方體（見圖）來考慮。三個分布在正當(dāng)晶胞0，0，0；1/2，0，1/2；0，1/2，1/2位置的Cl圍成的三角形半徑為：該半徑遠(yuǎn)小于K的半徑，K不能穿過此窗口，因而KCl晶體不能成為固體離子導(dǎo)體。 大白球為Cl， 黑球為K，虛線球為空位（4分；思路和方法正確但計算結(jié)果錯誤可得2分）12.（05年初賽）第10題1CuHClO2CuClHO2（3分）2（3分，畫OO單鍵不扣分，但分子不畫成角型不得分。）3A：超氧酸（2分）4幾乎完全電離為超氧離子（2分）13.(04年初賽)第1題（4分）Ca2881153n（2分，不寫3n不得分。答291115不得分。）2881152841134He（2分，質(zhì)量數(shù)錯誤不得分。4He也可用符號。（答下式不計分：28411344He268105或Db）14.(04年初賽)第2題3 原子 炸藥（或高能材料） 高聚氮分解成N2釋放大量能量（各1分）15.(04年初賽)第4題1NF3（1分） 4NH33F2NF33NH4F（1分）（共2分）2NF鍵的偶極方向與氮原子孤對電子的偶極方向相反，導(dǎo)致分子偶極矩很小，因此質(zhì)子化能力遠(yuǎn)比氨質(zhì)子化能力小。畫圖說明也可（如： ）（1分）32NF32HgN2F22HgF2（1分） (1419)266（每式1分）（共3分）4D： E： F：（每式1分）2N2F2SnF4N2F2SnF62（1分）N2F2SnF62N2FSnF5N2F2（1分）（共5分）5陽離子的化學(xué)式為NF4。（1分）NF3F2BF3NF4BF4（1分）NF4水解反應(yīng)首先得到HOF（否則寫不出配平的NF4水解反應(yīng)）:NF4H2ONF3HOFH 定量生成NF3。（1分）而反應(yīng)2HOF2HFO2和反應(yīng)HOFH2OHFH2O2 哪一反應(yīng)為主與反應(yīng)條件有關(guān)，但無論