全国化学竞赛初赛模拟试卷答案（03）（时间：3小时满分：100分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 满分 2 5 7 14 7 8 16 5 14 12 10H1.008 相对原子质量He 4.003Li 6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na 22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K 39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb 85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs 132.9Ba137.3La－LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr [223]Ra[226]Ac－LaRf Db Sg Bh Hs Mt Ds第一题（3分）1．锂同位素的氢化物6Li2H是一种潜在的核原料资源，写出核反应方程式。
2．已知下面4种原子核的质量分别为1H：1.00783u、2H：2.01410u、6Li：6.01512u、7Li：7.01600u。
请比较6Li2H与7Li1H发生相似反应时何者能放出更多的能量？为什么？第二题（5分）端木守拙科研课题是“碱金属卤化物的分子动力学模拟”，研究了体积较大的碱金属卤化物离子簇。
从NaCl晶体中可以抽取出不同形状的晶体小碎片，这些晶体小碎片可以称为NaCl离子团簇。
离子晶体或离子团簇表面存在悬挂键（即表面的离子有一种没有抓住相邻原子的化学键）。
右图是立方体形状的NaCl离子团簇，其中大球代表Cl－，小球表代Na＋。
请回答下列问题：1．与等质量的NaCl离子晶体相比，NaCl离子团簇具有_______（填“较多”或“较少”）的悬挂键；2．NaCl离子团簇的熔点比NaCl大块晶体的熔点要______（填“高”、“低”或“—样”）；3．如果团簇中离子对数相同，则团簇的总能量与团簇的外形是否有关。
4．(NaCl)864立方体离子簇的边长相当于个NaCl单胞的边长。
5．但是体积小的团簇有特殊性。
Na5Cl4＋无法形成面心立方结构，它的几种结构中，最稳定的是具有高对称性的平面结构，请画出其结构式。
第三题（10分）铝片（粗铝）加入到1mol/L盐酸中，刚开始几乎不反应，稍微加热，片刻反应即发生，且程度剧烈，有大量气泡生成，同时混有大量灰色物质产生，此时溶液浑浊。
当盐酸过量，反应完毕后溶液变澄清。
如果用纯铝做实验，也有相同现象。
1．铝和盐酸刚开始不反应，后反应剧烈，主要原因是什么？2．如果用硫酸和铝反应，相应不如盐酸和铝反应剧烈，这说明什么？（2点）3．大量难溶性灰色物质是什么？4．如何进一步通过实验确认灰色物质的成分。
5．已知金属铝的密度为2.699g/cm3，原子半径为143pm，离子半径51pm①计算金属铝的堆积系数（空间利用率）和堆积类型②计算金属铝晶体中最大空隙半径和最小空隙半径6．铝的晶体结构对产生灰色物质有什么影响。
将6.92L（ρ＝4.51g/L）的无色A气体和10.20g白色晶体B一同加入到含24.00g NaOH 的溶液中，恰好完全反应，得到含41.99g C的无色溶液和18.02g白色沉淀D（已干燥）。
已知：A、B、C、D由短周期5种元素中2～3种组成，其中A、B、D是二元化合物；A是非极性分子；B和D的熔点都非常高，但属于不同的晶体类型；C晶体的晶胞参数a＝780pm，晶胞中阴离子组成立方最密堆积，阳离子占据全部八面体和四面体空隙。
1．分析计算晶体C的密度；2．通过合理的分析，确定A、B、C、D各物质的化学式和物质的量；3．写出反应方程式第五题（9分）1．用Cu制取硫酸铜的实验有多种方案，写出其中设计能体现“经济、高效、环保”精神的实验方案，并写出方程式2．希尔实验是将分离出的叶绿素加到铁（Ⅲ）盐溶液中，经光照后产生气体。
写出反应方程式；该实验可说明什么？3．二氯化硫与三氧化硫作用可生成重要化工试剂A，A极易水解，也能与乙醇等有机实际反应。
写出上述反应方程式。
4．我国是最早记载丹砂的药用价值和炼制方法的，为了使人们重视丹砂，1982年我国发行面值为10分的丹砂邮票。
汞单质和化合物在工业生产和科学研究上有其广泛用途。
丹砂炼汞的反应包括以下两个反应：①HgS与O2反应；②HgS与CuO反应。
反应①有气体生成；反应②无气体生成。
分别写出这2步反应方程式。
第六题（5分）向FeI 2溶液中不断通入Cl2，溶液中部分粒子的物质的量随X[n(Cl2)∶n(FeI2)] 的变化可用右图简单表示（未画完全）：1．指出细线2、粗线5、细线3分别代表什么离子；2．写出当n(Cl2)∶n(FeI2)分别等于①1.2、②3.5时的离子反应方程式。
第七题（12分）各地电视台的天气预报中都要预报城市的空气质量。
根据国家环保局的统一规定，目前进行常规大气监测的项目是：二氧化硫、氮氧化合物、悬浮颗粒物等三种大气污染物。
1．解放日报2004年10月14日报道：德国科学家日前利用卫星数据和一种先进的仪器，绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图，从科学家绘制的二氧化氮分布图看，欧洲和北美洲的一些大城市上空二氧化氮密度很高，其原因是什么？2．与氮氧化合物有关的全球或区域性大气环境问题主要有哪些？3．若要测定空气中悬浮颗粒物的含量，需要测出的哪些数据？4．静电除尘是治理悬浮颗粒污染的方法之一，右图为静电除尘器的示意图。
已知空气分子能被强电场电离为电子和正离子。
请结合图具体说明静电除尘原理。
5．用KIO3－淀粉溶液可定性检验空气中的SO2，写出反应方程式。
6．高锰酸钾法可定量测定空气中的SO2含量：反应器中有25.00mL0.0200mol/L的KMnO4（H＋）溶液，往其中持续缓缓通入5.00m3空气，结束后，用0.1000mol/L标准(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定过量KMnO4溶液至无色，消耗22.48mL。
计算空气中SO2的含量（mg/m3）7．在SO2定量分析中，也可以用Br2与SO2气体的定量反应来测定。
反应中的Br2是由一个装有酸性溴化钾溶液的电解槽提供，当将空气以1.20×10－4m3/min的流速通入电解槽产生Br2的极室中，此时电流计显示为7.50×10－6A时，此极室中Br2浓度保持不变。
计算该空气中SO2的含量（mg/m3）（F＝96500C/mol）在导电高分子聚合物中，聚苯胺是最有实用前途的功能高分子材料之一，受到广泛的重视。
在一定催化剂和氧化剂的作用下，苯胺可直接聚合为聚苯胺（阳离子），核磁共振显示有1种H原子连接在聚合链的N上，有2种非常接近的H连接在聚合链的C上。
1．写出聚苯胺（阳离子）的结构简式；2．若把聚苯胺（阳离子）看成一维晶体，指出该晶体的结构基元；3．简述聚苯胺的分子结构特点（导电）。
第九题（11分）取代的酰胺是一类具有高生物活性的化合物。
N－对甲基苄基苯甲酰胺（A）的合成路线如图式所示：聚苯乙烯磺酰氯树脂（R－－SO2Cl）在吡啶的存在下B反应得到树脂C，用D酰化后得到树脂E。
树脂E在TiCl4/Zn/THF自由基体系条件下解脱，得到结晶性的N－对甲基苄基苯甲酰胺（A）。
C E A1．写出A～E各物质的结构简式；2．系统命名法命名E；3．聚苯乙烯磺酰氯树脂在合成A的作用是什么？4．A的晶体属于正交晶系，晶胞参数：a＝0.955nm，b＝1.117nm，c＝1.177nm，ρ＝1.192g/cm3，计算在一个晶胞中有几个原子。
5．A的晶体结构中N原子的sp2杂化趋势非常大，主要受到哪2个因素的影响？第十题（7分）回答下列问题：1．在绝大多数化合物中镧系元素是以＋3价态存在的，但有时在少数几种离子型化合物中也能发现Ce4＋和Eu2＋，试用价电子构型解释这些离子的变价行为？2．近十几年来，磷酸铝被广泛应用为催化剂的载体，指出磷酸铝中Al和P的O配位数，并说明判断理由。
3．溴与一些烯烃加成的反应速率如下：烯烃H2C＝CH2 CH3CH＝CH2 (CH3)2C＝CH2 (CH3)2C＝C(CH3)2 PhCH＝CH2 BrCH＝CH2 相对速率 1 2 10.4 14 3.4 ＜0.04 第十一题（11分）在过去一个半世纪的时间内，一直试图合成粒子A离子。
1968年利用核化学方法经多步核素的质量数74 76 77 78 80 82核素的摩尔分数，% 0.87 9.02 7.58 23.52 49.82 9.19 富集82X液中加入过量的氢氧化铷，之后，将臭氧通入溶液，得到B溶液。
由于得到的B中含核素83X 的β－蜕变（t1/2＝22.5min），形成了A离子（83X→n Y）；A中所含核素n Y继续发生β－蜕变（t1/2＝2.39h），同时从溶液中释放出的气体中一种是惰性的（C）。
1．写出制备83X和n Y的核反应方程式；2．自然界中元素的核组成与元素的任一个稳定核素的丰度之间有什么联系？3．写出离子A、溶液B、气体C的化学式；4．试写出制取A时进行的反应方程式；5．在1971年，以XeF2为氧化剂，在碱性条件下通过化学反应制得了A离子，写出反应方程式。
第十二题（9分）一些锑的有机配合物可以应用于医药研究，A是其中一种，合成方法如下：将2.3g三氯化锑与3.0g巯基乙酸溶于20mL无水甲醇中，溶解后加入60mL蒸馏水，搅拌并加热至80℃左右，反应约2h，然后逐滴加入4mol/L NaOH溶液至大量白色固体物质析出。
过滤，蒸馏水洗涤数次，固体物再用蒸馏水重结晶，室温下于P2O5真空干燥箱中干燥，得白色晶体A 2.6g。
进一步检测得A的晶胞参数为：a＝1.40nm，b＝1.20nm，c＝1.24nm，β＝126°；由比重瓶法测得A物的密度为D＝2.44g/cm3；元素分析得A中含有Sb 40.2%。
1．确定配合物A的化学式和结构简式；2．计算A晶胞中有几个原子；3．写出合成A的反应方程式；4．滴加NaOH溶液的体积是否越多越好，为什么？5．直接碘量法可分析A中Sb的含量，写出滴定反应方程式。