全国高中化学竞赛试题集萃.doc

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全国高中化学竞赛试题集萃（二）
三、本题包括2小题，共24分。（第26题6分，第27题18分）
26. S2O在碱性条件下发生的歧化反应如下：
S2O+OH-→S2-+S2O42-+ SO32-+H2O
　该反应包含两个独立的歧化反应，它们的离子方程式分别为　①　、　②　。如果这两个独立的歧化反应是等物质的量发生的，则按上述S2O的总歧化反应的配平的离子方程式为　③　。
27. 在酸性溶液中IO3-离子被I-离子还原生成碘，在碱性溶液中IO3-离子不被I-离子还原，而无论在酸性或碱性溶液中IO4-都被I-离子还原。
　在酸性溶液中，IO3-离子与I-离子反应的方程式为　①　，IO4-离子与I-离子反应的方程式为　②　；在碱性溶液中IO4-离子与I-离子反应的方程式为　③　。
　现有1升含有IO3-和IO4-离子的混合溶液，用移液管取出25.00cm3放入锥形瓶中，酸化后加入过量的固体碘化钾，用0.1014 mol·dm-3的硫代硫酸钠标准溶液滴定，消耗24.65cm3硫代硫酸钠标准溶液；另取上述混合液25.00cm3，用碳酸氢钠溶液缓冲到pH=8，加入过量的固体碘化钾，用0.05020 mol·dm-3的亚砷酸钠标准溶液滴定，消耗4.98cm3亚砷酸钠标准溶液（酸根离子均为正酸根离子）。第一次滴定的离子方程式为　④　，产物中的含氧阴离子的Lewis结构式为　⑤　，第二次滴定的离子方程式为　⑥　，产物中的含氧阴离子的几何构型为　⑦　。在1升原溶液中，IO3-离子的mol数为　⑧　，IO4-离子的mol数为　⑨　。
四、本题包括2小题，共19分。（第28题15分，第29题4分）
28. 硼烷化学是二十世纪的产物，由于它有可能作为高能燃料而促使其化学迅速发展，五十年代后，硼烷的立体化学、结构和键合理论有很大发展，已成为现代无机化学的重要内容之一。
　最简单的硼烷是B2H6（乙硼烷），它属于　①　电子化合物（填缺、富、正常），它燃烧能放出大量的热，其燃烧反应方程式为　②　，它之所以没有实际应用作火箭燃料，是因为⑴　③　，⑵　④　。

　在180℃时乙硼烷与NaBH4反应，得到一种钠盐和一种气体。其钠盐中含有由B和H两种元素组成，式量为141.82，电荷为-2的离子，在这种离子中，B和H的质量分数分别为：B：91.47%，H：8.53%。B2H6与NaBH4反应的化学方程式为　⑤　，该反应转移的电子数为　⑥　，在产物中硼元素的平均氧化数为　⑦　，该反应的氧化剂是　⑧　，还原剂是　⑨　。乙硼烷还能与氨气反应，生成共价型离子化合物，且阴、阳离子都有四面体结构，其阳离子的化学式为　⑩　，阴离子的化学式为　　，化学反应方程式为　　。
29. 有一立方晶系AB型离子化合物，A的离子半径为61pm，B的离子半径为220pm，则B离子的堆积方式为　①　，A离子占有B离子围成的　②　空隙中，该类空隙占有率为　③　%，该晶体属于　④　型。
五、本题包括3小题，共22分。（第30题4分，第31题6分，第32题12分）
30. 某分子式为C5H10的化合物中，存在着分子内张力，从核磁共振谱中可知，分子内有三类不同化学环境的碳原子和四类不同化学环境的氢原子，它可以发生加成反应，此化合物的结构式为　 ① 　（注意立体构型），它的命名为（用系统法命名）　 ② 　。
31. α-氨基丙酸是蛋白质中的一个成分，它可由另一个α-氨丙酸[L-(-)-丝氨酸]通过一系列的反应制得。将下列反应所得的中间产物填写在答题卡中相应的位置处。

　　　L-(-)-丝氨酸
32. 分子式为C10H10的某烃(A)与氯化亚铜的氨溶液不起反应，在HgSO4存在条件下(A)与稀硫酸(H2SO4+ H2O)反应，生成化合物(B)和(C)，它们的分子式均为C10H12O。
　化合物(B)能和羟氨(NH2OH)发生反应，并能起卤仿(NaOH+X2)反应，化合物(C)也能与羟氨反应，但不起卤仿反应。化合物(A)与高锰酸钾酸性溶液共热，得到间苯二甲酸。则：
　(A)的结构式为 ① ，(B)的结构式为 ② ，(C)的结构式为 ③ 。
　化合物(B)＋羟氨反应的产物为 ④ ，
化合物(B)与卤仿应的产物为 ⑤ ，
化合物C)＋羟氨反应的产物为 ⑥ 。

六、本题包括2小题，共13分。（第33题3分，第34题10分）
33. 锂与H2反应生成氢化锂时，在生成物中常含有未反应的锂。常用气体容量法测定氢化锂中未反应的金属锂的含量。在22℃和97.46kPa时，0.205g样品与水反应，收集到561cm3未经干燥的氢气，试计算该样品中未反应的金属锂的质量百分比。（已知22℃时水的饱和蒸气压为2.67kPa）
34.
绿色钾盐晶体A
加水溶解
黑色沉淀B
紫红色溶液C
在H+条件下加入H2C2O4
在H+条件下加入H2C2O4
无色气体D
近无色溶液F
白色沉淀E
通入澄清石灰水中
深红色溶液G
加磷酸，再加入上述C
在H+条件下，加入H2C2O4的物质的量为C→F的1/5
试回答下列问题：
　⑴下列物种的化学式为A ① ，B ② ，C ③ 。
⑵完成下列变化的离子方程式
CO2

　　A(aq) ④ ， B+ H2C2O4 → ⑤
⑶A转化为C的产率为 ⑥
⑷为在工业上实现A全部转化成C，实用的方法是 ⑦ ，化学表达式为 ⑧ 。
七、本题包括3小题，共22分。（第35题8分，第36题6分，第37题8分）
35. 在某KReO4酸性溶液中含Re26.65mg，将其通过一个装有Zn粒的反应柱后，ReO4-离子被锌还原，用0.02000mol·dm-3KMnO4标准溶液滴定还原后收集到的溶液（包括洗涤液），当滴到11.45cm3时，还原态的Re又全部被氧化成ReO4-。
　⑴用计算说明被还原后的Re氧化数。
⑵用Re元素的核外电子构型说明此结果是合理的。
⑶试画出ReO4-的结构式（几何构型）。
光和叶绿素
36. 绿色植物的光合作用的总反应式为
6CO2(g)+6H2O(l)　　　　　　　　C6H12O6(s)+ 6O2(g)
　每放出1分子O2需吸收波长为6.88×10-7m的8个光量子，1mol O2只能植物贮存469kJ·mol-1的能量。
　在人体中，糖是体内能量主要的来源，人体所需的热量有70%是由糖类转化提供的，1mol葡萄糖完全氧化时在理论上可释放2872 kJ·mol-1热量。在人体内葡萄糖完全氧化分解时的能量变化方程式为C6H12O6+ 6O2+38H3PO4+38ADP→6CO2+44H2O+38ATP
　　　 ATP+H2O→ADP+H3PO4　　　ΔH=-36.0 kJ·mol-1
　请回答下列问题：
　⑴计算光合作用中绿色植物的能量转换效率。
⑵计算人体内葡萄糖完全氧化分解时能量的利用率。
⑶若将光合作用反应的逆反应设计成一个原电池，即葡萄糖的燃料电池，则其正极的电极反应式为　　▲　　，其负极的电极反应式为　　▲　　。
　（光子的能量公式为，式中h为普朗克常数6.626×10-34J·s，c为光速，3.000×108m·s-1，λ为光的波长。）
37. 最简单的二元硼氮化合物可以通过下列反应合成：
　　　　B2O3(l) + 2NH3(g) 2BN(s) + 3H2O(g)
　反应产生的氮化硼的结构与石墨结构相类似，但上、下层平行，B、N原子相互交替（见图）。层内B－N核间距为145pm，面间距为333pm。请回答下列问题：
⑴试画出层状六方氮化硼的晶胞。
⑵写出晶胞中各原子的原子坐标。
⑶试计算层状六方氮化硼晶体的密度。
⑷在高压(60kbar)、高温(2000℃)下，层状六方氮化硼晶体可转化为立方氮化硼，它与金刚石有类似结构。若立方氮化硼晶胞的边长为361.5pm，　试计算立方氮化硼晶体中B－N键的键长。
参考答案
三、共24分
26. (6分)①5S2O+14OH-＝4S2-+3S2O42-+7H2O (2分)
②S2O+4OH-＝S2-+ SO32-+2H2O (2分)
注：①、②次序可以交换。
③10S2O+34OH-＝9S2-+3S2O42-+ 5SO32-+17H2O (2分)
27. (18分) ①IO3-+5I-+6H+＝3I2+3H2O (2分) ②IO4-+7I-+8H+＝4I2+4H2O (2分)
③IO4-+I-+ H2O＝IO3-+I2+2OH- (2分) ④I2+2S2O32-=2I-+ S4O62- (2分)
⑤(2分) ⑥AsO33-+I2+2OH- =AsO43-+ 2I-+H2O (2分)
⑦正四面体(2分) ⑧0.00333mol(2分) ⑨0.01000 mol(2分)
四、共19分
28. (15分)①缺 (1分) ②B2H6+3O2=3B2O3+3H2O (2分)　　
③硼烷的热分解产物有毒 (1分)　 ④硼烷在空气中易着火爆炸 (1分)。
⑤5 B2H62Na[BH4]= Na2[B12H12]+13H2↑(2分)　⑥26e(1分)　 ⑦+5/6(1分)　
⑧B2H6、Na[BH4] (1分) ⑨B2H6、Na[BH4] (1分)　 ⑩[(NH3)2BH2]+ (1分)　
BH4- (1分)　 B2H6+2NH3=[(NH3)2BH2] [BH4] (2分)
29. (4分)　①立方面心(1分)　　 ②正四面体空隙(1分)
　③50% (1分)　 ④ZnS型(1分)
五、共22分
30. (4分)　 ①（） (2分)　
②顺-1,2-二甲基环丙烷，或（1R,2S）-1,2二甲基环丙烷 (2分)
31. (6分)①②
③ （每空各2分）
32. （12分）（每空各2分）
　①②③
④⑤⑥

六、共13分。（第33题3分，第34题10分）
33.（3分）解：LiH+ H2O=LiOH+H2↑ 2Li+2H2O=2LiOH+H2↑ （1分）
　　　　　　　设样品中锂的质量分数为x
（1分）
x=0.374 （1分）
34.（10分）⑴ ①K2MnO4 （1分）②MnO2 （1分）③KMnO4 （1分）
④3 MnO42-+O2+2H2O=2 MnO4-+ MnO2+4OH- （2分）
⑵⑤MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2↑+2H2O （2分）
⑶⑥66.67% （1分）
⑷⑦电解法（1分）　⑧阳极：MnO42-－e→MnO4- （1分）
七、共22分
35. （8分）解：　
⑴ReO4-中Re为+7氧化态，它的物质的量　n=26.65/186.2=0.1434mmol （1分）
　在MnO4-→Mn2+的变化中，1mol MnO4-得到5mol电子，则11.45mL 0.02000mol/L MnO4-共得到电子　ne=0.02000×11.45×5=1.145mmol电子（1分）
　1molReO4-失去的电子为　1.145/0.1431=8 mol电子（1分）
∴被还原后Re的氧化数为　7-8=-1　　　　　　（1分）
⑵Re的电子构型为[Kr]4f145d56s2，获得一个电子后，其电子构型为[Kr]4f145d66s2，这是一种合理的电子排布式。 （2分）
⑶ 或 （2分）
36. （6分）解：
⑴吸收光量子的总能量

（1分）
植物贮存能量=469×6=2814 kJ·mol-1 转换效率=2814/8352=33.69% （1分）
⑵人体内葡萄糖释放的能量=36.0×38=1368 kJ·mol-1 （1分）
　∴人体内葡萄糖完全氧化分解时，能量的利用率＝1368／2872=47.60%（1分）
⑶正极反应：O2+4H++4e→2H2O （1分）
负极反应：C6H12O6+6H2O-24e→6CO2+24H+ （1分）
37. （8分）
⑴（2分）
⑵B原子　(0,0,0) (,,)或(,,) （1分）
N原子 (0,0, ) (,,0)或(,,0) （1分）
⑶

（2分）
⑷dB-N==×361.5=156.5pm （2分）

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