2000年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题与答案

2000年全国高中学生化学竞赛(初赛)试题与答案

1.1999年是人造元素丰收年,一年间得到第114、116和118号三个新元素。按已知的原子结构规律,118号元素应是第 周期第 族元素,它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是 (气、液、固选一填入)态。近日传闻俄国合成了第166号元素,若已知原子结构规律不变,该元素应是第 周期第 族元素。(5分) 【答案】

七;零;气;八;VIA(5分, 每个填空得1分)

2.今年是勒沙特列(Le Chatelier1850-1936)诞生150周年。请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象:打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯,杯中立即泛起大量泡沫。(6分) 【答案】

(1)啤酒瓶中二氧化碳气体与啤酒中溶解的二氧化碳达到平衡:CO2(气)CO2(溶液),打开啤酒瓶,二氧化碳气体的压力下降,根据勒沙特列原理,平衡向放出二氧化碳气体的方向移动,以减弱气体压力下降对平衡的影响。

(2)温度是保持平衡的条件,玻璃杯的温度比冰镇啤酒的温度高,根据勒沙特列原理,平衡应向减弱温度升高的方向移动,即应向吸热方向移动,从溶液中放出二氧化碳气体是吸热的,因而,应从溶液中放出二氧化碳气体。

注:压力和温度各3分,不与勒沙特列原理挂钩不给分。

3.1999年合成了一种新化合物,本题用X为代号。用现代物理方法测得X的相对分子质量为64;X含碳93.8%,含氢6.2%;X分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子;X分子中同时存在C—C、C=C和C≡C三种键,并发现其C=C键比寻常的C=C短。

1.X的分子式是____ (2分) 2.请画出X的可能结构。(4分) 【答案】 1.C5H4

2.如右右上图

注:只有一种可能结构;重键位置必须正确,而键角和立体结构则不必要求。右上图是用Chemsketch程序制作的立体结构图,图形未画出重键,仅供参考,不是答案。 4.理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。多面体的面叫晶面。今有一枚MgO单晶如附图1所示。它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。宏观晶体的晶面是与微观晶胞中一定取向的截面对应的。已知MgO的晶体结构属NaCl型。它的单晶的八角形面对应于它的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子(用元素符号表示原子,至少画出6个原子,并用直线把这些原子连起,以显示它们的几何关系)。(6分) 【答案】

所有原子都是Mg(3分) 所有原子都是O(3分)

注:画更多原子者仍应有正确几何关系;右图给出了三角形与晶胞的关系,不是答案。

5.最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子,如右图所示,顶角和面心的原子是钛原子,棱的中心和体心的原子是碳原子,它的化学式是______。 【答案】

Ti14C13(2分)

说明:凡按晶胞计算原子者得零分。

6.某中学同学在一本英文杂志上发现2张描述结构变化的简图如下(图中“—~—”是长链的省略符号):

HOHHHHOHCCNCCNCCNHHOHHCCNOHNH3-COOCCNCCNH3++OCNH2HOHHHHOHCCNCCNCCNHHONHCH2OHHCH2OHCOOHCNCCNCCONHCH2CNHCOHHOOHOHHO

未读原文,他已经理解:左图是生命体内最重要的一大类有机物质 (填中文名称)的模型化的结构简图,右图是由于左图物质与 (化学式),即 (中文名称)发生反应后的模型化的结构简图。由左至右的变化的主要科学应用场合是:______________ ;但近年来我国一些不法奸商却利用这种变化来坑害消费者,消费者将因_______________________________________________________。 【答案】

蛋白质(或多肽);CH2O;甲醛;制作(动物)标本(或保存尸体);食物中残余甲醛可与人体蛋白质发生同右图所示的反应而受害(5分,每空1分) 7.最近,我国某高校一研究小组将0.383g AgCl,0.160g Se和0.21g NaOH装入充满蒸馏水的反应釜中加热到115℃,10小时后冷至室温,用水洗净可溶物后,得到难溶于水的金属色晶体A。在显微镜下观察,发现A的单晶竟是六角微型管(如右图所示),有望开发为特殊材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成,Se的质量几近原料的2/3;A的理论产量约0.39g。

1.写出合成A的化学方程式,标明A是什么。(3分)

2.溶于水的物质有:______________________________________。(2分) 答案:

1.4AgCl+3Se+6NaOH=2Ag2Se+Na2SeO3+4NaCl+H2O (2分) A 是Ag2Se(1分)

2.NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2S(2分,Na2Se独得1分) 注:Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。

8.某中学生取纯净的Na2SO3·7H2O 50.00 g,经600℃以上的强热至恒重,分析及计算表明,恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值,而且各元素的组成也符合计算值,但将它溶于水,却发现溶液的碱性大大高于期望值。经过仔细思考,这位同学解释了这种反常现象,并设计了一组实验,验证了自己的解释是正确的。 1.他对反常现象的解释是:(请用化学方程式表达)(5分) 2.他设计的验证实验是:(请用化学方程式表达)(5分) 【答案】

1.4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S(5分)

2.说明:此题给出的信息未明确第1题所示的歧化是否100%地将Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S,因此,只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形,并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案:

(1) 设Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S, 需分别检出SO42-离子和S2-离子。 SO42-离子的检出:SO42-+Ba2+=BaSO4 ↓ 不溶于盐酸。(2分)

S2-离子的检出:方法1:加沉淀剂如:S2-+Pb2+=PbS↓ (黑) (或醋酸铅试纸变黑)其他沉淀剂也可得分。

方法2:加盐酸S2-+2H+=H2S↓(可闻到硫化氢特殊气味) 以上2种方法取任何一种方法均可得2分。(2分)

(2)设Na2SO3未完全转化为Na2SO4和Na2S,检出SO42-加盐酸时以及检出S2-采用方法2时,除发生已述反应(注:已得4分)外,均会发生如下反应: SO32-+2S2-+6H+=S ↓+3H2O(注:写成H2S和H2SO3反应也得分)(1分) 9. 最近,我国一留美化学家参与合成了一种新型炸药,它跟三硝基甘油一样抗打击、抗震,但一经引爆就发生激烈爆炸,据信是迄今最烈性的非核爆炸品。该炸药的化学式为C8N8O16,同种元素的原子在分子中是毫无区别的。 1.画出它的结构式。(4分)

2.写出它的爆炸反应方程式。(2分)

3.该物质为何是迄今最烈性的非核爆炸品。(3粉) 【答案】

1.如右图所示。答八硝基环辛四烯者也按正确论。 2.C8(NO2)8=8CO2+4N2

3.①八硝基立方烷分解得到的两种气体都是最稳定的化合物;②立方烷的碳架键角只有90o,大大小于109°28’(或答:是张力很大的环),因而八硝基立方烷是一种高能化合物, 分解时将释放大量能量;③八硝基立方烷分解产物完全是气体,体积膨胀将引起激烈爆炸。

说明:以上是参考答案,只要能答出类似以上要点者均可得满分

10.据统计,40%的飞机失事时机舱内壁和座椅的塑料会着火冒烟,导致舱内人员窒息

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