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高中化学教师群:5139062,高中化学学生群:894534041,
中国化学会第26届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷
(2012年9月2日 9︰00-12︰00 共计3小时)
第1题(7分)
1-1 向硫酸锌水溶液中滴加适当浓度的氨水至过量,发生两步主要反应。简述实验现象并写出两步主要反应的离子方程式。
1-2 化合物[Cu(Pydc)(amp)] ·3H2O]的组成为C11H14CuN4O7,热重分析曲线表明,该化合物受热分解发生两步失重,第一个失重峰在200~250℃,失重的质量分数为15.2%。第二个失重峰在400~500℃,失重后的固态残渣质量为原化合物质量的20.0%。Pydc和amp是含有芳环的有机配体。通过计算回答:
(1)第一步失重失去的组分。
(2)第二步失重后的固态残渣是什么,解释理由。
第2题 (7分)A和X是两种常见的非金属元素,其核外电子数之和为22,价电子数之和为10。在一定条件下可生成AX、AX3(常见的Lewis酸)、A2X4和A4X4,反应如下:
Hg,放电 A(s) + 3/2X2(g) AX3(g)
Hg,放电
AX3(g) AX(g) +2X(g)
2Hg +2X(g) Hg2X2(g)
AX(g) +AX3(g) A2X4(g)
4 AX(g) A4X4(s)
2-1 指出A和X各是什么元素。
2-2 A4X4具有4个三重旋转轴,每个A原子周围都有4个原子,画出A4X4的结构示意图。
2-3 写出AX3与CH3MgBr按计量数比为1∶3反应的方程式。
2-4 写出A2X4与乙醇发生醇解反应的方程式。
第3题(10分)CuSO4溶液与K2C2O4溶液反应,得到一种蓝色晶体。通过下述实验确定该晶体的组成:
(a)称取0.2073g样品,放入锥形瓶,加入40mL2mol·L—1的H2SO4,微热使样品溶解,加入30mL水,加热近沸,用0.02054 mol·L—1KMnO4溶液滴定至终点,消耗24.18mL。
(b)接着将溶液充分加热,使浅紫红色变为蓝色,冷却后加入2gKI固体和适量Na2CO3,溶液变为棕色并生成沉淀。用0.04826mol·L—1的Na2S2O3溶液滴定,近终点时加入淀粉指示剂,至终点,消耗12.69mL。
3-1 写出步骤a中滴定反应的方程式。
3-2 写出步骤b中溶液由淡紫色变为蓝色的过程中所发生反应的方程式。
3-3 用反应方程式表达KI在步骤b 中的作用:写出Na2S2O3滴定反应的方程式。
3-4 通过计算写出蓝色晶体的化学式(原子数取整数)。
第4题(5分)1976年中子衍射实验证实:trans-[Co(en)2Cl2]2Cl·HCl·2H2O晶体中只存在3种含钴的A+和Cl—。X+中所有原子共面,有对称中心和3个相互垂直的镜面。注:en是乙二胺的缩写符号。
4-1 画出A+及其立体异构体的结构简图。
4-2 画出X?+?的结构图。
第5题(8分)从尿素和草酸的水溶液中得到一种超分子晶体。X射线衍射实验表明,该晶体属于单斜晶系,晶胞参数a=505.8pm,b=1240pm,c=696.4pm,β=98.13°。晶体中两种分子通过氢键形成二维分子结构,晶体密度D=1.614g·cm—3。
5-1 推求晶体中草酸分子和尿素分子的比例。
5-2 画出一个化学单位的结构,示出其中的氢键。
第6题(6分)2,3—吡啶二羧酸,俗称喹啉酸,是一种中枢神经毒素,阿尔兹海默症、帕金森症等都与它有关。常温下喹啉酸呈固态,在185~190℃下释放CO2转化为烟酸。
6-1 晶体中,喹啉酸采取能量最低的构型,画出此构型(碳原子上的氢原子以及孤对电子可不画)。
6-2 喹啉酸在水溶液中的pKa1=2.41,写出其一级电离的方程式(共轭酸碱用结构简式表示)。
6-3 画出烟酸的结构。
第7题(10分)硼的总浓度≥0.4mol·mol—1的硼酸及其盐的水溶液中不仅存在四硼酸根离子B4还存在电荷为—1的五硼酸根离子以及电荷为—1和—2的两种三硼酸根离子。这些多硼酸根离子和B(OH)4—缩合而成,结构中硼原子以B—O—B的方式连接成环。
7-1 上述五硼酸根离子中,所有三配位硼原子的化学环境完全相同,画出其结构示意图(不画孤对电子,羟基用—OH表达)
7-2 右图示出硼酸—硼酸盐体系在硼的总浓度为0.4 mo
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