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1、中国化学会 2005 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 2005 年 9 月 11 日 共 页1翻印无效翻印无效中国化学会中国化学会 2005 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题及答案和评分标准及答案和评分标准（2005 年年 9 月月 11 日日 9：00 - 12：00 共计共计 3 小时）小时）题题 号号12345678910总总满满 分分9 12 10 68 13 8 12 12 10100得得 分分评卷评卷 人人竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 1 小
2、时内不得离场。时间到，把试卷小时内不得离场。时间到，把试卷( (背背 面朝上面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。放在桌面上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不 得持有任何其他纸张。得持有任何其他纸张。 姓名、报名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处。姓名、报名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处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 1
3、.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4
4、118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn-RfDbSgBhHsMt第第 1 1 题（题（9 9 分）分）用 粒子撞击铋209 合成了砹211。所得样品中砹211 的浓度, 800（填 , Br3Cl3
5、。 （1.5 分）分）1-4在 AtI 中加入 I2和 I的混合溶液，滴加 AgNO3溶液，发现所得沉淀中只有 AgI 而没有共沉淀的 AgAt（如果有 AgAt，必然会被共沉淀） ，然而在上述产物中加入 Pb(IO3)2却发现有砹的共沉淀。写出 有关化学方程式，解释上述实验现象。姓名学校赛场报名号赛区省市自治区翻翻印印无无效效 中国化学会 2005 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 2005 年 9 月 11 日 共 页2AtI + 2I2 + 5Ag+ + 3H2O = 5AgI + AtO3 + 6H+ （把（把 I2改为改为 I3-也可，但仍应配平）也可，但仍应配平）AtO3 与
6、与 Pb(IO3)2共沉淀。共沉淀。 （写出方程式（写出方程式 2 分）分） （总（总 3 分）分）1-5已知室温下 ICH2COOH 的 pKa=3.12，由此可推断 AtCH2COOH 的 pKa 3.12（填, 或 ） ；理由 是： AtCH2COOH 分子中的砹的吸电子效应比分子中的砹的吸电子效应比 ICH2COOH 中的碘小中的碘小。 （1 分）分）第第 2 2 题（题（1212 分）分）为纪念 1905 年爱因斯坦连续发表 6 篇论文导致物理学大变革 100 周年，今年被定为国际物 理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的，即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器” 的独
7、立振荡原子与温度关系的模型。2-1 左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词（或词组）及物理学符号的意义，并为此图写一 篇不超过 200 字（包括标点符号等）的说明文。input 输入输入 hot 热（端）热（端） cold 冷（端）冷（端） heat flow 热流热流I 电流强度电流强度 n n 型半导体型半导体 p p 型半导体型半导体 i+ 正电流正电流 (各各 0.25 分分)向热电材料构成的半导体的向热电材料构成的半导体的 n-p 结的远端输入外电流，半导体发生空穴导电，电流流经结的远端输入外电流，半导体发生空穴导电，电流流经 n-p 结结 时发生复合，外电流输入的能量转化
8、为热流，使时发生复合，外电流输入的能量转化为热流，使 n-p 结的温度越来越低，而其远端的温度越来越结的温度越来越低，而其远端的温度越来越 高，即有类似冰箱制冷的效应。高，即有类似冰箱制冷的效应。(4 分分)2-2 右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子，如镧；小原 子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系 VIII 族元素，如铁。按如上结构图写出这种 热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶胞的 6 个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为1，镧 的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？ 化学式 LaFe4Sb12（2 分）分） （写 La2
9、Fe8Sb24 扣 1 分）铁的氧化态 9/4 = 2.25 （1 分）分）计算化学式的过程如下：晶胞里有晶胞里有 2 个个 La 原子（处于晶胞的顶角和体心）原子（处于晶胞的顶角和体心） ；有；有 8 个个 Fe 原子原子 （处于锑形成的八面体的中心）（处于锑形成的八面体的中心） ；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有 6/23 个锑原个锑原 子，晶胞中共有子，晶胞中共有 8 个八面体，个八面体，8x3=24 个锑原子；即：个锑原子；即：La2Fe8Sb24。其他合理过程也可。其他合理过程也可。 （3 分）分）第第 3 3 题（题（1010 分）
10、分）等摩尔的丙酮和过氧化氢混合，在盐酸催化下生成白色粉末 A 和水，反应进行完全，产物 分子总数是反应物分子总数的 2/3。A 在撞击、摩擦和加热时发生爆炸，被称为熵炸弹。 3-1 A 分子中氧的化学环境相同。画出 A 的立体结构（H 原子不必画出） 。 3-2 A 发生爆炸生成丙酮等物质，并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。 3-3 为什么 A 被称为“熵炸弹”？ 3-4合成 A 是十分危险的，不慎会在合成时瞬即发生爆炸，例如，温度稍高，反应将生成 A 的同系物 B，B 的相对分子质量为 A 的 2/3。画出 B 的结构；B 比 A 更容易爆炸，应如何从结构上理解？（注： 在 H2O2分子中
11、的 HOO 夹角约 95oC，面夹角约 112oC。 ）中国化学会 2005 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 2005 年 9 月 11 日 共 页3翻印无效翻印无效3-1 C OOOOCCOO参考图： (注：分子中 C-O-O-C 不在一个平面上)（4 分）分）3-2C9H18O6 = 3H3CCCH3O+ O3 (或 3/2 O2) （2 分）分）3-3爆炸反应不是燃烧反应，能量改变不大，是由于生成大量气态小分子导致的熵增加效应， 因而称为“熵炸弹” 。 （1 分）分） 3-4OOOO参考图： B 是双聚分子，分子的六元环不能满足过氧团的正常键角（C-O-O-C 面间角和 C-O-
12、O 键角）的需要，导致分子张力太大而不稳定。 （3 分）分）第第 4 4 题（题（6 6 分）分） 本题涉及 3 种组成不同的铂配合物，它们都是八面体的单核配合物，配体为 OH和/或 Cl。 4-1 PtCl4 5H2O 的水溶液与等摩尔 NH3反应，生成两种铂配合物，反应式为：2 H2PtCl4(OH)2 + 2NH3 = (NH4)2PtCl6 + H2PtCl2(OH)4或 H2PtCl6 +(NH4)2PtCl2(OH)4 或 NH4HPtCl6 + NH4HPtCl2(OH)4 （3 分）分） 4-2 BaCl2 PtCl4和 Ba(OH)2反应（摩尔比 2 : 5） ，生成两种产物
13、，其中一种为配合物，该反应的化学方程 式为： 2BaPtCl6 + 5Ba(OH)2 = 2BaPtCl(OH)5 + 5BaCl2 （3 分）分）第第 5 5 题（题（8 8 分分）气态废弃物中的硫化氢可用下法转化为可利用的硫：配制一份电解质溶液，主要成分为: K4Fe(CN)6 (200g/L)和 KHCO3 (60g/L)；通电电解，控制电解池的电流密度和槽电压，通入 H2S 气体。写出 相应的反应式。已知：(Fe(CN)63/Fe(CN)64)= 0.35 V ; KHCO3溶液中的 (H+/H2) 0.5 V ; (S/S2-) 0.3 V 阳极反应：Fe(CN)64e = Fe(C
14、N)63 （2 分分） 阴极反应：2HCO3 + 2e = 2CO32 + H2 （2 分分）涉及硫化氢转化为硫的总反应：2Fe(CN)63 + 2CO32 + H2S = 2Fe(CN)64 + 2HCO3 + S （4 分分）第第 6 6 题（题（13 分）分）写出下列反应的每步反应的主产物（A、B、C）的结构式；若涉及立体化学，请用 Z、E、R、S 等符号具体标明。CH2COOHCH2COOH-H2OACH3CHO (等摩尔）丁 丁 丁 丁 丁 丁 BHBrCB 是两种几何异构体的混合物。中国化学会 2005 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 2005 年 9 月 11 日 共 页
15、4A OOOB OOO和 OOOC OOOH HCH3Br1R, 2R12OOOHCH3HBr 121S,2S 对应于 E 式E- Z- 和OOOH CH3HBr1R, 2S12OOOCH3HHBr 121S,2R对应于 Z-式 A 式 1 分；B 式 4 分（每式 1 分,标示各 1 分） ；C 式 8 分（每式 1 分，标示各 0.5 分）对应错误或标示错误均不得分。 第第 7 7 题（题（8 8 分）分） 7-1 给出下列四种化合物的化学名称：A.A. HCON(CH3)2B.B. CH3OCH2CH2OCH3A A 的名称：的名称：N,N-二甲基甲酰胺二甲基甲酰胺 B B 的名称：的名称：乙二醇二甲醚乙二醇二甲醚C. NOHD.D. H3CSOCH3每个每个 0.50.5 分分C 的名称：的名称：丁内酰胺或丁内酰胺或吡咯烷酮吡咯烷酮 D 的名称：的名称：二甲亚砜二甲亚砜 总总 2 2 分分或或 2 2氧代四氢吡咯氧代四
