2008年全国高中化学竞赛(江苏省赛区)夏令营选拔赛试题

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1、2008 年“南京工业大学”杯第 22 届全国高中学生化学竞赛 ( 江苏赛区 ) 夏令营暨选拔赛试题(2008 年 7 月 23 日 8： 30-11： 30 共计 3 小时 ) 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分满 分 6 6 10 10 10 12 10 8 10 8 10 100 得 分评卷人 竞赛时间 3小时。迟到超过 30分钟者不能进考场。开始考试后 1小时内不得离场。时间到，把试卷 (背面朝上 )放在桌面上，立即起立撤离考场。 所有解答必须写在指定位置，不得用铅笔填写。 姓名、准考证号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。 允许使用非

2、编程计算器以及直尺等文具。H 1.008 相 对 原 子 质 量He 4.003 Li 6.941 Be 9.012 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 Ar 39.95 K 39.10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58.69 Cu 63.55 Zn 63.39 Ga 69.72 Ge 72.6

3、1 As 74.92 Se 78.96 Br 79.90 Kr 83.80 Rb 85.47 Sr 87.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc 98 Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 Xe 131.3 Cs 132.9 Ba 137.3 La-Lu Hf 178.5 Ta 180.9 W 183.8 Re 186.2 Os 190.2 Ir 192.2 Pt 195.1 Au 197.0 Hg 200.6 T

4、l 204.4 Pb 207.2 Bi 209.0 Po 210 At 210 Rn 222 Fr 223 Ra 226 Ac-La 第 1题（ 6分）1-1 臭氧是大气中一种微量成分，臭氧层主要分布在距地面 15-35km 处，它吸收了 99%以上来自太阳的紫外线，保护了人类和生物免遭紫外辐射的伤害。臭氧分子是否有极性？ _。请写出所有臭氧分子的 lewis结构式： _ 。1-2 美国物理化学家 Lipscomb W 由于对硼烷和碳硼烷的研究成就卓著， 而荣获 1976年诺贝尔化学奖。硼的最简单氢化物是 B 2H 6，而不是 BH 3， B2H6中 B的杂化形成是 _，但硼的卤化物却能以 B

5、X 3形式存在， BF3、 BCl 3、 BBr 3的 Lewis 酸性由大到小的顺序是 _。对此顺序的解释是： _ 。第 2题（ 6分） 在 汶川 的 抗震救灾 中 ，三 氯 异 氰 尿酸（ TCCA ）是 应 用最多的消毒 剂之一。 三氯 异 氰 尿酸 又称强氯精，化学式为 C3Cl 3N3O3，使用时需先将其溶解在水中，利用其水解产物的氧化性消毒灭菌 。2-1 三 氯 异 氰 尿酸水溶液消毒的有效成分是 (填化学式 )。2-2 三 氯 异 氰 尿酸 分子具有完全对称的结构，并含有一个六元球，则其结构式为：2-3 有效 氯 含量是三 氯 异 氰 尿酸消毒 剂 的重要指 标 ， 现 称取 试

6、样 0.2200g， 置于 250mL碘量瓶中，加水 100mL、 KI 3g ，混合。再加入 3mol/L 硫酸溶液 20mL，盖上瓶盖，在磁力 搅 拌器上避光 搅 拌 约 5分 钟 ，用 约 5mL水冲洗瓶塞和瓶内壁，用 0.1023mol/L 的硫代硫酸 钠标 准溶液滴定至溶液呈微黄色 时 ，加入 2mL淀粉指示 剂 ， 继续 滴定至溶液 蓝 色 刚 好消失 为终 点，消耗了 24.44mL 。 计 算以 质 量百分数表示的有效 氯 （以 Cl计 ）含量。第 3 题 （ 10 分） 汞是人 们 古代就已 认 知的元素之一， 汞常 见 的氧化 态 有 +2， +1， 熔点 -38.72，沸

7、点 357，是室温下呈液 态 的唯一金属 单质 。无机物 A 是一 种较 常 见 的 热 敏 变 色材料，合成路 线 如下：将一份 40.12 mg 的液 态 汞 样品完全溶解在 0.10 mol/L 的稀硝酸中；再添加 KI 溶液立即 产 生橘 红 色沉淀 B； 继续 添加KI 溶液，沉淀溶解，得到 C 溶液；然后滴加硝酸 银 溶液，即生成黄色沉淀 D， D 的理 论值是 184.8 mg； D 中碘元素的 质 量分数达到 54.94%。 D 经过滤 、洗 涤 后，取出和木工用的白胶或透明胶水混合， 即得到一 种 示温涂料。 用毛笔蘸取 该 涂料在白 纸 上描成 图 画或写成文字，待它干燥。

8、 把 这种 描有 图 画或者文字的 纸 条 贴 在盛有 热 水的大 烧 杯外壁， 原来黄色的 图 画不久便成橘 红 色，冷却后又 变 黄色，呈 现 可逆 热 致 变 色 现 象。 该纸 条可反 复 使用。3-1 写出汞原子的核外 电 子排布式 _ 3-2 分 别 写出汞与稀硝酸反 应 以及 产 生橘 红 色沉淀 B 的化学方程式：_ 3-3 C 与 D 的 阴 离子构型均 为 正四面体，写出 C 与硝酸 银 溶液反 应 的化学方程式 :_ 3-4 D 发 生可逆 热 致 变 色 过 程中元素 组 成并未 发 生改 变 ，但 阴 离子降低了一价。 请 写出橘红 色物 质 的化学式 _ 第 4 题

9、 （ 10 分） 金属 M 可以形成一种稳定的盐 A。 A 中除了 M 以外还有 11.98%的 N， 3.45%的 H 和 41.03%的 O。下图描述盐 A 的相关反应，箭头上方写的是反应条件（代表加热） ，反应产物只写出了含有金属 M 的化合物（在溶液中为含有 M 的离子） 。4-1 已知化合物 B 是工业上一种重要的催化剂， 结合 A 的元素组成可推知金属 M 是 _，B 的化学式是 _ 4-2 根据上图可知金属元素 M 在 F 和 G 中的化合价分别是 _和 _，选出上图中所有的氧化还原反应： _（填编号） 。4-3 写出反应的离子方程式： _ 第 5 题（ 10 分） 联吡啶 (b

10、ipy) 是一种常用的配位显色剂，它可以与多种离子作用形成具有特定的稳定配合物。5-1 已知 Fe3+离子的电子自旋配对能 P=17600cm-1。 在 pH=39 的条件下， 联吡啶 (bipy) 与 Fe2+作用生成的配合物在 =552nm 处有最大吸收，该波长对应颜色为绿色，其互补色为紫红色，若无其它显色因素存在，该配合物应呈现 _色。5-2 摩尔比法 (又称等摩尔连续变化法 )是测定配合物组成的常用方法： 固定中心离子 (设其摩尔数为 a)与配体 (设其摩尔数为 b)的摩尔数之和 a+b=常数，改变 a,b 的数值测溶液的吸光度A，然后以 A 为纵坐标，以 b/(a+b) 为横坐标作

11、A-b/(a+b) 曲线。 Fe2+联吡啶 (bipy) 体系的 A b/(a+b)实验数据如图所示。求该配合物的配位数 l 是多少？5-3 该配合物中心离的杂化轨道类型是 _， 该配合物的理论磁矩是 _， 该配合物的晶体场稳定化能是 _。5-4 已知 Fe3+可与某配体 X 生成蓝色配合物 FeXa，对应的吸收光波长在 590nm 左右，若再向 5-1 溶液中投加足量 X，溶液的颜色将会发生怎样的变化？为什么？5-5 画出 Fe2+与联吡啶形成的配合物的全部异构体。第 6 题（ 12 分） 金属钛密度小强度高，耐高温，耐腐蚀，在航空、航海、结构工程、化工设备、医疗（人工骨制造）等方面有重要的

12、、不可替代的作用，被称为 “ 第三金属 ” 和 “ 生物金属 ” 。钛的主要矿物有钛铁矿（ FeTiO3）和金红石（ TiO 2）等。从钛铁矿或金红石制取金属钛，采用氯化法， 即： 将矿粉与焦炭混合制成团块， 在高温下通入氯气， 制得中间产物四氯化钛，再将其蒸馏、提纯后，在氩气保护下，用熔融镁还原金属钛。6-1 分别写出钛铁矿、金红石矿粉与焦炭的氯化过程的化学方程式： 6-2 从氧化物制取四氯化钛的氯化过程为什么要加焦炭（ a）？不加焦炭直接氯化是否可行（ b）？请从热力学角度加以分析。已知： （ a）反应： rH m = -72 kJ mol -1 rS m = 220 J K -1 mol

13、-1（ b）反应： rH m =149 kJ mol -1 rS m = 41 J K -1 mol -1（以上数据均对应 1mol TiO 2 的相应反应。 ）6-3 二氯化钛是钛的重要化合物，钛白（纯净的二氧化钛）是一种折射率高，着色力和遮盖力强、化学性质稳定的白色颜料。从钛铁矿制取二氯化钛，常用硫酸法，其流程如下：（ 1）流程图中 A、 B、 C、 D 的化学式分别是：A_ B_ C_ D_ （ 2） 第步反应，向浸取液中加入铁屑的目的是： _ （ 3） 第步反应的类型是 _，为促进此反应进行可采取的措施有：第 7 题（ 10 分） 铁系金属常用来做 CO 加氢反应（ Fischer-T

14、ropsch 反应）的催化剂，已知某种催化剂在 1000K 可用来催化反应： CO(g) +3H 2(g) = CH 4(g) + H 2O(g)， 在总压 1 atm， CO和 H 2 投料比为 1 ： 3 时，平衡时 CO 物质的量分数为 19.3% 7-1 求该温度下的平衡常数及 CO 的转化率。7-2 如果用纳米 Co 为催化剂，可以降低反应温度，在 500K 时，反应的平衡常数为 1.981010。该反应为吸热反应还是放热反应？ _ 7-3 用纳米 Co 为催化剂， 可能会发生副反应： Co(s) + H 2O (g) = CoO(s) + H 2 (g)， 500K 时该反应的平衡常数为 6.8 10-3，主反应达到平衡时，副反应是否一定会发生？ _，理由是：7-4 计算在总压和投料比不变的情况下，足量 Co 催化平衡时， CO 的分压为多少。7-5 当粒子半径很小时，往往有很强的表面能，因此纳米 Co 颗粒表面有更强的活性，实际使用时在纳米 Co 颗粒周围形成球形的 CoO 覆盖层，此纳米颗粒既包含反应物（ Co） ，又包含生成物（ CoO） 。这样做的目的是什么？第 8 题（ 8 分） 3-氨基 -2， 5-二氯苯甲酸是一种可防除禾木科和阔叶杂草的除草剂，请以甲苯为原料，通过四步