精選試題

歷年高中化學奧賽競賽試題及答

案

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中國化學會第21屆全國高中學生化學競賽（省級賽區）試題

（2007年9月16日9：00-12：00共3小時）

題號1234567891011總分

*7

滿分12610110128410129100

得分

評卷入

競賽時間3小時。遲到超過半小時者不能進考場。開始考試后1小時內不得離場。時間到，把試卷（背

面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場。

試卷裝訂成冊，不得拆散。所有解答必須寫在指定的方框內，不得用鉛筆填寫。草稿紙在最后一頁.

不得持有任何其他紙張。

姓名、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。

允許使用非編程計算器以及直尺等文具。

第1題（12分）

通常，硅不與水反應，然而，弱堿性水溶液能使一定量的硅溶解，生成SiSH）,。

1-1已知反應分兩步進行，試用化學方程式表示上述溶解過程。

早在上世紀50年代就發現了CIV的存在，人們曾提出該離子結構的多種假設，然

而，直至1999年，才在低溫下獲得該離子的振動-轉動光譜，并由此提出該離子的如下

結構模型：氫原子圍繞著碳原子快速轉動；所有OH鍵的鍵長相等。

1-2該離子的結構能否用經典的共價鍵理論說明？簡述理由。

1-3該離子是（

A.質子酸B.路易斯酸C.自由基D.親核試劑

2003年5月報道，在石油中發現了一種新的烷燒分子，因其結構類似于金剛石，被稱

為“分子鉆石”，若能合成，有可能用做合成納米材料的理想模板。該分子的結構簡圖如下:

1-4該分子的分子式為;

1-5該分子有無對稱中心？

1-6該分子有幾種不同級的碳原子？

1-7該分子有無手性碳原子？

1-8該分子有無手性？

第2題（5分）

羥胺和用同位素標記氮原子（ND的亞硝酸在不同介質中發生反應，方程式如下：

NHZOH+HNQ-A+H20

MWH-HN'Oz-B+H2

A、B脫水都能形成弗0,由A得到MN0和NNP,而由B只得到NN'O。

請分別寫出A和B的路易斯結構式。

第3題（8分）

X-射線衍射實驗表明，某無水MgCk晶體屬三方晶系，呈層形結構，氯離子采取立方最

密堆積（ccp）,鎂離子填滿同層的八面體空隙；晶體沿垂直于氯離子密置層的投影圖如下。

該晶體的六方晶胞的參數：a=,c=;p=?cm\

3-1以表示空層，A、B、C表示C1漓子層，a、b、c表示Mg??離子層，給出三方層型結

構的堆積方式。

2計算一個六方晶胞中“MgCk”的單元數。

3假定將該晶體中所有八面體空隙皆填滿A或'離子，將是哪種晶體結構類型？

第4題(7分)

化合物A是一種熱穩定性較差的無水的弱酸鈉鹽。用如下方法對其進行分析：將A與情

性填料混合均勻制成樣品，加熱至400C,記錄含A量不同的樣品的質量損失(%),結果列

于下表：

樣品中A的質量分數20507090

樣品的質量損失修

利用上述信息，通過作圖，推斷化合物A的化學式，并給出計算過程。

第5題(10分)

甲苯與干燥氯氣在光照下反應生成氯化節，用下列方法分析粗產品的純度：稱取樣品，

與25磯4moi?1氫氧化鈉水溶液在100mL圓底燒瓶中混合，加熱回流1小時：冷至室溫,

加入50磯20%硝酸后，用?L硝酸銀水溶液處理，再用?L'NIhSCN水溶液滴定剩余的硝酸

銀，以硫酸鐵錢為指示劑，消耗了mLo

5-1寫出分析過程的反應方程式。

5-2計算樣品中氯化節的質量分數(%)o

5-3通常，上述測定結果高于樣品中氯化羊的實際含量，指出原因。

5-4上述分析方法是否適用于氯本的純度分析？請說明理由。

第6題(12分)

在給定實驗條件下，一元弱酸HA在苯(B)和水(W)的分配系數KD=[HA]B/[HA]產。已知

水相和苯相中HA的分析濃度分別為XIO”和X1071noi?匚)在水中，HA按HA*H+A解離，Ka=

X101；在苯中，HA發生二聚：2HA=(HA)”

6-1計算水相中各物種的濃度及pH。

6-2計算化合物HA在苯相中的二聚平衡常數。

6-3已知HA中有苯環，含義個分子，給出HA的化學名稱。

6-4解釋HA在苯中發生二聚的原因，畫出二聚體的結構。

第7題(8分)

KC1Q熱分解是實驗室制取氧氣的一種方法。KC1G在不同的條件下熱分解結果如下：

實驗反應體系第一放熱溫度/℃第二放熱溫度/℃

AKClOa400480

BKClOj+FeA360390

CKC103+Mn02350

已知⑴K(s)+l/2Ck(g)=KCl(s)AH(1)=-437kJ-mol-1

1

(2)K(s)+l/2Cl2+3/202(g>=KC10,3(S)AH(2)=-398kJ?mol-

1

(3)K(s)+l/2Cl2+202(g)=KClOAs)AH(3)=-433kJ?mc-r

7-1根據以上數據，寫出上述三個體系對應的分解過程的熱化學方程式。

7-2用寫Mn(M崔化KC103分解制得的氧氣有輕微的刺激性氣味，推測這種氣體是什么，并

提出確認這種氣體的實驗方法。

第8題(4分)

用下列路線合成化合物3

反應結束后，產物中仍含有未反應的A和B。

8-1請給出從混合物中分離出C的操作步驟；簡述操作步驟的理論依據。

8-2生成C的反應屬于哪類基本有機反應類型。

第9題(10分)

根據文獻報道，醛基可和雙氧水發生如下反應：

為了合成一類新藥，選擇了下列合成路線：

9-1請寫出A的化學式，畫出B、C、D和縮醛G的結構式。

9-2由E生成F和F生成G的反應分別屬于哪類基本有機反應類型。

9-3請畫出化合物G的所有光活異構體。

第10題（12分）

尿素受熱生成的主要產物與NaOH反應，得到化合物A（三鈉鹽）。A與氯氣反應，得到

化合物B,分子式C3N303cl3。B是一種大規模生產的化工產品，全球年產達40萬噸以上，我

國年生產能力達5萬噸以上。B在水中能持續不斷地產生次氯酸和化合物C,因此廣泛用于

游泳池消毒等。

10-1畫出化合物A的陰離子的結構式。

10-2畫出化合物B的結構式并寫出它與水反應的化學方程式。

10-3化合物C有一個互變異構體，給出C及其互變異構體的結構式。

10-4寫出上述尿素受熱發生反應的配平方程式。

第11題（12分）

石竹烯（Caryophyllene,G5HG是一種含雙鍵的天然產物，其中一個雙鍵的構型是反

式的，丁香花氣味主要是由它引起的，可從下面的反應推斷石竹烯及其相關化合物的結構。

反應1：

反應2：

反應3：

反應4：

石竹烯異構體一異石竹烯在反應1和反應2中也分別得到產物A和B,而在經過反應3后卻

得到了產物C的異構體，此異構體在經過反應4后仍得到了產物Do

11-1在不考慮反應生成手性中心的前提下，畫出化合物A、C以及C的異構體的結構式；

11-2畫出石竹烯和異石竹烯的結構式；

11-3指出石竹烯和異石竹烯的結構差別。

第1題（12分）

-

1-1Si+40If=SiO?'+2H2（l分）SiO?+4H20=Si（OH）,+40Hzi分）

2-2-

若寫成Si+20H-+H20=Si03+2H2SiO3+3HQ=Si（OH）4+20H;

也得同樣的分。但寫成Si+4H2O=Si（OH）.,+2H2不得分。寫不寫l（沉淀）和t（氣

體）不影響得分。

1-2不能。（1分）

經典共價鍵理論認為原子之間通過共享電子對而成鍵。C為第二周期元素，只有4個

價層軌道，最多形成4個共價鍵。（1分）

理由部分：答“C原子無2d軌道，不能形成sp3d雜化軌道”，得1分；只答“C原

子沒有2d軌道”，得分；只答“C原子有4個價電子”，得分；答CH「中有一個三中

心二電子鍵，不得分（因按三中心二電子鍵模型，CH；離子的C-H鍵不等長）。

1-3A或質子酸（多選或錯選均不得分。）（2分）

1-4C26H如（分子式不全對不得分）（2分）

1-5有（1分）

1-63種（答錯不得分）（1分）

1-7有（1分）

1-8無（1分）

第2題（6分）（每式3分）

對每一式，只寫對原子之間的連接順序，但未標對價電子分布，只得1分；未給出立

體結構特征不扣分；未標出同位素符號不扣分，但B中將星號標錯位置扣分。

第3題（10分）

3-1???AcBCbABaCA???（5分）

大寫字母要體現出C1層作立方最密堆積的次序，鎂離子與空層的交替排列必須正確，

鎂離子層與氯離子層之間的相對位置關系（大寫字母與小寫字母的相對關系）不要求。必須

表示出層型結構的完整周期，即至少寫出包含6個大寫字母、3個小寫字母、3

個空層的排列。若只寫對含4個大寫字母的排列，如“???AcB

CbA???”,得分。

3-2（3分）

Z的表達式對，計算過程修約合理，結果正確（^一，指出單元數為整數3）,得3分。

Z的表達式對，但結果錯，只得1分。

3-3NaCl型或巖鹽型（2分）

第4題（7分）根據所給數據，作圖如下：

由圖可見，樣品的質量損失與其中A的質量分數呈線性關系，由直線外推至A的質量

分數為100%，即樣品為純A,可得其質量損失為機

作圖正確，外推得純A質量損失為（±）%,得4分；作圖正確，得出線性關系，用

比例法求出合理結果，也得4分；僅作圖正確，只得2分。

樣品是熱穩定性較差的無水弱酸鈉鹽，在常見的弱酸鹽中，首先考慮碳酸氫鈉，其分解

反應為：2NaHC03=Na2C03+ll20f+CO2f該反應質量損失分數為（+）/（2X）=%,

與上述外推所得數據吻合。化合物A的化學式是NaHC03o

根據所給條件并通過計算質量損失，答對NaHCP得3分。答出NaHCO,但未給出計算過

程，只得1分。其他弱酸鈉鹽通過計算可排除，例如Na2c0a質量損失分數為%,等等。

第5題（10分）

5-1（4分）QH5cH2Cl+NaOH=CH5cH20H+NaCl

NaOH+HNO3=NaNO34-H2O（此式不計分）

AgN034-NaCl=AgClI+NaN（h

NH.iSCN4-AgN03=AgSCNI+NH4NO3

Fe3T+SCN=Fe（SCN）2+

每式1分;寫出正確的離子方程式也得滿分;最后一個反應式寫成Fe3+3SCN=Fe（SCN）3

也可。

5-2（2分）樣品中氯化節的摩爾數等于AgNOa溶液中Ag+的摩爾數與滴定所消耗的NHBCN

的摩爾數的差值，因而，樣品中氯化茉的質量分數為

3（C6H5cH2CI）X[XX100%=91%

算式和結果各1分；若答案為％,得分（91%相當于三位有效數字，%相當于四位

有效數字）。

5-3（2分）測定結果偏高的原因是在甲苯與CL反應生成氯化節的過程中，可能生成少量

的多氯代物C6H5cHek和C6H￡CK,反應物Ck及另一個產物HC1在氯化羊中也有一定的溶

解，這些雜質在與NaOH反應中均可以產生氯離子，從而導致測定結果偏高。

凡答出由以下情況導致測定結果偏高的均得滿分：1）多氯代物、Ch和HC1；2）多氯代物

和Ch；3）多氯代物和HC1；4）多氯代物。凡答出以上任何一種情況，但又提到甲苯的，只

得1分。若只答Ck和/或HC1的，只得1分。

5-4（2分）不適用。（1分）氯米中，C1原子與苯環共較，結合緊密，難以被0H關換下

來。（1分）

氯苯與堿性水溶液的反應須在非常苛刻的條件下進行，而且氯苯的水解也是非定量的。

第6題（12分）

6-1（4分）HA在水中存在如下電離平衡：

HA=H+A-Aa=X10'

據題意，得如下3個關系式：[HA]+[A]=X10%oi?1/①

[H][Al/[HA]=X10M②

[H*]=[A-][H]=X101mol?L'③

三式聯立，解得：[A[=[H]=X104mol?L，[HA]=X103mol?L\[OH]

=X10"mol?LpH=-log[H]==

計算過程合理得分；每個物種的濃度分；pH分。

6-2（4分）HA的二聚反應為：2HA=（HA）2

2

平衡常數^in=[（HA）2]/[HA]

苯相中，HA的分析濃度為3mol?L-l

2[（HA）2]+[HA]B=X10

根據苯-水分配常數，k[HAL/1HA]產

得[HA]u=[HA]W=X10*mol,L'

1

[（HA）2]=X10'mol-L

24322

Adi.-[（HA）2]/[HA]-XIO/XIO-）-XIO

計算過程合理得2分；單體及二聚體濃度正確各得分；平衡常數正確得1分（帶不

帶單位不影響得分）。

6-3（2分）HA的摩爾質量為XXl（f）/X100=156（g/mol）,根據所給信息，推斷HA是

氯代苯甲酸。

156-77（心出）一45（竣基）=34,苯環上可能有氯，于是有156—76（C6H0—45（段基）=35,

因此HA是氯代苯甲酸。推算合理和結論各1分。

6-4（2分）在苯中，氯代苯甲酸相互作用形成分子間氫鍵；二聚體結構如下：

原因與結構各1分。

第7題（8分）

7-1（6分）

A第一次放熱：4KC16（s）=3KCIO4（s）+KC1（s）=-144kj/mol

第二次放熱：KC10.,（s）=KC1（s）+2（Ug）"=-4kj/mol

每個方程式1分。方程式寫錯，不得分；未標或標錯物態，扣分；未給出或算

借，扣分。第一次放熱過程，在上述要求的方程式外，還寫出2KC10Xs）-2KCl（s）+302（g）,

不扣分。

B第一次放熱、第二次放熱反應的熱化學方程式均與A相同。（給出此說明，得分同

A）若寫方程式，評分標準同Ao

C2KC1O3（S）=2KC1（s）+3O2（g）°=-78kj/mol

方程式2分。方程式寫錯，不得分；未標或標錯物態，扣分；未給出△〃。或

算錯，扣分。

7-2（2分）

具有輕微刺激性氣味的氣體可能是CU（1分）

實驗方案：（1）將氣體通入HNJ酸化的AgNOs溶液，有白色沉淀生成；分）

（2）使氣體接觸濕潤的KI-淀粉試紙，試紙變藍色。分）

若答氣體為和/或C102,得1分；給出合理的確認方案，得1分。

第8題（4分）

8-1（3分）

操作步驟：

第一步：將反應混合物傾入（冰）水中，攪拌均勻，分離水相和有機相；（分）

笫二步：水相用乙酸乙酯等極性有機溶劑萃取2-3次后，取水相；分）

第三步：濃縮水相，得到C的粗產品。（1分）

理論依據：C是季鐵鹽離子性化合物，易溶于水，而A和B都是脂溶性化合物，不溶

于水。（1分）

未答出水相用有機溶劑萃取，不得第二步分：

未答濃縮水相步驟，不得第三步分；

未答出C是季筱鹽離子性化合物或未答出A和B都是脂溶性化合物，扣分。

8-2（1分）

A含叔胺官能團，B為仲鹵代烷，生成C的反應是胺對鹵代烷的親核取代反應。（1分）

只要答出取代反應即可得1分。

第9題（10分）

9-1（5分）AKMnOi或KzCrzO?或其他合理的氧化劑；MnO?、PCC、PDC>Jones試劑等不行。

A、B、C、D、和G每式1分,

化合物B只能是酸酊，畫成其他結構均不得分：

化合物C畫成

也得1分

化合物D只能是二醇，畫成其他結構均不得分；

化合物G畫成或只得分

9-2（2分）

由E生成F的反應屬于加成反應;由F生成G的反應屬于縮合反應。（各1分）

由E生成F的反應答為其他反應的不得分；由F生成G的反應答為“分子間消除反

應”也得滿分，答其他反應的不得分。

9-3（3分）

G的所有光活異構體（3分）

應有三個結構式，其中前兩個為內消旋體，結構相同，應寫等號或只寫一式；三個結構

式每式1分；如果將結構寫成4個，而沒有在內消旋體之間寫等號的，或認為此內消旋體

是二個化合物的扣分；如果用如下結構式畫G的異構體，4個全對，得滿分。每錯1個

扣1分，最多共扣3分。

第10題（12分）

10-1（2分）

畫成其他結構均不得分。

10-2（5分）

畫成其他結構均不得分。B（2分）

化合物B與水反應的化學方程式：

或C-303cl3+3H20=CaN30aH3+3HC10（3分）

方程式未配平得分；產物錯不得分。

10-3（2分）

（2分，每個結構式1分）

10-4（3分）

或3C0（NH2）2=C3N303H3+3NH3

方程式未配平只得分；產物錯不得分。

第11題（9分）

11-1（3分）

A的結構式：（1分）

A的結構，必須畫出四元環并九元環的并環結構形式；未畫出并環結構不得分；甲基位

置錯誤不得分。

C的結構式：（1分）

C的結構，必須畫出四元環并九元環的結構形式；未畫出并環結構不得分；環內雙鍵的

構型畫成順式不得分，取代基位置錯誤不得分。

C的異構體的結構式：（1分）

c異構體的結構，必須畫出四元環并九元環的結構形式；未畫出并環結構不得分；環內

雙鍵的構型畫成反式不得分；取代基位置錯誤不得分。

11-2（4分）石竹烯的結構式：（2分）

石竹烯的結構式，必須畫出四元環并九元環的結構形式；未畫出并環結構不得分；結構

中有二個雙鍵，一個在環內，一個在環外；九元環內的雙鍵的構型必須是反式的；雙鍵位置

正確得滿分；雙鍵位置錯誤不得分；甲基位置錯誤不得分。

異石竹烯的結構式：（2分）

異石竹烯的結構式，必須畫出四元環并九元環的結構形式；未畫出并環結構不得分；結

構中有二個雙鍵，—個在環內，個在環外；九元環內的雙鍵的構型必須是順式的；雙鍵位

置正確得滿分；雙鍵位置錯誤不得分；甲基位置錯誤不得分。

11-3（2分）

環內雙鍵構型不同，石竹烯九元環中的雙鍵構型為反式的，異石竹烯九元環中的雙鍵構

型為順式的。

石竹烯和異石竹烯的結構差別：必須指出石竹烯九元環中的雙鍵構型為反式的，異石竹

烯九元環中的雙鍵構型為順式的；主要差別在于環內雙鍵構型的順反異構：只要指出雙鍵構

型的順反異構就得滿分，否則不得分。

注：紅色字體為答案，藍色字體為評分說明。

中國化學會第22屆全國高中學生化學競賽（省級賽區）

試題、標準答案及評分細則

2008年9月18日

題號1234567891011總分

滿分14541051114971110100

評分通則：1.凡要求計算的，沒有計算過程，即使結果正確也不得分。

2有效數字錯誤，扣分，但每大題只扣1次。

3單位不寫或表達錯誤，扣分，但每大題只扣1次。

4只要求1個答案、而給出多個答案，其中有錯誤的，不得分。

5方程式不配平不得分。

6不包括在此標準答案的分的題，可由評分組討論決定是否給分。

第1題（14分）

1-1EDTA是乙二胺四乙酸的英文名稱的縮寫，市售試劑是其二水合二鈉鹽。

（1）畫出EDTA二鈉鹽水溶液中濃度最高的陰離子的結構簡式。

，ooc、

CH2

H2HH2

W'c"V、cocr

H2HH2|

H2C、

COO(2分)

?HG

答(■OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO)2或CH2NH(CH2COO)<得2分，質子

HeJ2

必須在氮原子上。

(2)Ca(EDTA)2溶液可用于靜脈點滴以排除體內的鉛。寫出這個排鉛反應的化學方程

式(用Pb?.表示鉛)。

Pb2>+Ca(EDTA)2=Ca2t+Pb(EDTA)2(1分)

(3)能否用EDTA二鈉鹽溶液代替Ca(EDTA)2溶液排鉛？為什么？

不能。若直接用EDTA二鈉鹽溶液，EDTA陰離子不僅和Pb"反應，也和體內的Ca?,結合

造成鈣的流失。(答案和原因各分，共1分)

1-2氨和三氧化硫反應得到一種晶體，熔點205℃,不含結晶水。晶體中的分子有一個三重

旋轉軸，有極性。畫出這種分子的結構式，標出正負極。

硫氧鍵畫成雙鍵或畫成S-0,氮疏鍵畫成N-S,均不影響得分。結構式1分，正負號1分。

答ILNSO3、HaN-Sa,等不得分。正確標出了正負號，如+H3NSO3、+HM-S03得1分。其他符

合題設條件(有三重軸，有極性)的結構，未正確標出正負極，得1分，正確標出正

負極，得2分。

1-3Na2[Fe(CN)5(N0)]的磁矩為零，給出鐵原子的氧化態。Na2[Fe(CN)5(NO)]是鑒定S2的

試劑，二者反應得到紫色溶液，寫出鑒定反應的離子方程式。

Fe(II)答II或+2也可(2分)

224

[Fe(CN)5(NO)]+S=[Fe(CN)5(NOS)]配合物電荷錯誤不得分(1分)

1-4CaSOi?2H2O微溶于水，但在HNOs(1molL%HC1O.(1molL)中可溶。寫出

能夠解釋CaSO,在酸中溶解的反應方程式。

CaSO<+=Ca24+HSO,(1分)

寫成2CaSO,+2HNO3=Ca(NO3)2+Ca(HSOi)2也得分。高氯酸同。答案若生成H2soi

不得分。

1-5取質量相等的2份PbSOi(難溶物)粉末,分別加入州。3(3molL')和HCUh(3mol

L'),充分混合，PbSO,在HNC3能全溶，而在HClOi中不能全溶。簡要解釋PbS分在HN6

中溶解的原因。

Pb?+與N03形成絡離子(配離子或配合物)。(1分)

寫方程式也可，如PbSOd+II'+N03-=HSO；+Pb(N03)\若將絡離子(配離子或配合物)

寫成Pb(NO3)2或Pb(N(h)3也得分，但方程式須配平。

1-6X和Y在周期表中相鄰。CaCOj與X的單質高溫反應，生成化合物B和一種氣態氧化物；

B與Y的單質反應生成化合物C和X的單質；B水解生成D；C水解生成E,E水解生成

尿索。確定B、C、D、E、X和Y。

B:CaGC:CaCN2D:C2H2或Ca(OH)2E:NH￡N[C(NH)2也可]

X:CY:N

(各分，共3分)

第2題(5分)化合物X是產量大、應用廣的二元化合物，大量用作漂白劑、飲水處理劑、

消毒劑等。年產量達300萬噸的氯酸鈉是生產X的原料，92%用于生產X—在酸性水溶液中

用鹽酸、二氧化硫或草酸還原。此外，將亞氯酸鈉固體裝柱，通入用空氣稀釋的氯氣氧化，

也可生產X。X有極性和順磁性，不形成二聚體，在堿性溶液里可發生歧化反應。

2-1寫出X的分子式和共挽冗鍵(

C102泊(各1分，共2分)

2-2分別寫出上述用草酸還原和用氯氣氧化生產X的反應方程式。

2C103+H2c2。』+2H'=2C102+2C02+2H2O(1分)

或2NaC103+H2C2O4+H2so產2C102+2CO2+Na2s0」+2H20

2NaC102+Cl2=2cIQ+2NaCl(1分)

NaClA是固體，寫成CIO2，不得分。

2-3寫出上述X歧化反應的化學方程式。

2C1O2+2NaOH=NaC102+NaC103+H20(1分)

或2cIQ+20H=CIO2+C103+H2O

第3題(4分)甲醛是一種重要的化工產品，可利用甲醇脫氫制備，反應式如下:

催化劑，700℃

1

CH30H(g)>CH2O(g)+H2(g)ArW?=kJmol'(1)

向體系中通入空氣，通過以下反應提供反應(1)所需熱量：

H2(g)+/Mg)------->H20(g)kJnol'(2)

要使反應溫度維持在700℃,計算進料中甲醇與空氣的摩爾數之比。己知空氣中氧氣的體積

分數為。

要使反應維持在一定溫度持續進行，應保證反應(2)放出的熱量恰好被反應(1)全部利

用，則:

甲醇與氧氣的摩爾比為：〃(C%OH):n(02)=(2/=(2分)

甲醇與空氣的摩爾比為：〃(CLOH):〃(空氣)=/5=(2分)

答成或得分。

答(寫)成1:也得2分。

考慮到實際情況，將上式的等號寫成小于或小于等于，得2分。

算式合理，結果錯誤，只得1分。只有結果沒有計算過程不得分。

第4題(10分)(CN)2被稱為擬鹵素，它的陰離子CN作為配體形成的配合物有重要用途。

4-1HgCL和Hg(CN)2反應可制得(CN)2,寫出反應方程式。

HgCL+Hg(CN)2=HgzCb+(CN)2(1分)

4-2畫出CN、(CN)2的路易斯結構式。

[:C=N：]一：N三c一C三N：(各1分，共2分)

短線畫成電子對同樣得分；不畫孤對電子不得分。

4-3寫出(CN)2(g)在5(g)中燃燒的反應方程式。

(CN)2(g)+202(g)=2c(Ug)+N2(g)(1分)

不標物態也可。

4-4298K下，(CN)2(g)的標準摩爾燃燒熱為1095kJmolC扎(g)的標準摩爾燃

l

燒熱為1300kJmol1,C2H2(g)的標準摩爾生成焰為227kJmol,H20(1)的標準摩

爾生成婚為286kJmol1,計算(CN)2(g)的標準摩爾生成烙。

(CN)2(g)+202(g)=2c02(g)+N2(g)

23A(CO.)△/[(CN)J=1095kJmol1

l

2At?(CO2)=1095kJmol+Afj%[(CN)2]

C2H2(g)+(g)=2c02(g)+映⑴

1

2A以(C02)+八"(H20)Af/4(C2H2)=1300kJmol_

1

(C02)=1300kJmol'+286kJmol'+227kJmol

11

△[(CN)2]=1095kJmol1300kJmol'+286kJmol'+227kJmol

=308kJmol1(2分)

計算過程正確計算結果錯誤只得1分。沒有計算過程不得分。

△陽E(CN)2]=10951300+286+227=308(kJmol')也可以。

但不加括號只得分。

4-5(CN”在300~500℃形成具有一維雙鏈結構的聚合物，畫出該聚合物的結構。

\

???...(2分)

???|||???

“NNN

也得2分。但畫成只得1分。

4-6電鍍廠向含制化物的電鍍廢液中加入漂白粉以消除有毒的CN,寫出化學方程式（漂

白粉用C10表示）。

2CN+5C10+HzO=2HC03+N2+5C1（2分）

產物中寫成c（V只要配平，也得分。

第5題（5分）1963年在格陵蘭Ika峽灣發現一種水合碳酸鈣礦物ikaite。它形成于冷的

海水中，溫度達到8（即分解為方解石和水。1994年的文獻指出：該礦物晶體中的Cd?.離子

被氧原子包圍，其中2個氧原子來自同一個碳酸根離子，其余6個氧原子來自6個水分子。

它的單斜晶胞的參數為：3=887pm,b=823pm,c=1102pm,￡二°,密度gcm3,

Z=4o

5-1通過計算得出這種晶體的化學式。

ikaite晶胞體積：

V=abcsin=1021cm3）0=1022cm3（分）

設晶胞中含有〃個水分子，晶胞的質量：m-\（100+18〃）/NK（g）（分）

晶體密度：d=m/V=4（100+18ri）/（1023102）（gcmJ）=gcm3

100+18〃=208〃=6分）

該晶體的化學式為CaCQ36Ha分）

算出6個水分子，未寫化學式，得分。

5-2研究了這種晶體在加壓下受熱膨脹體積增大的情形，并與冰及鈣離子配位數也是8的

二水合石膏晶體（gypsum）作了對比，結果如下圖所示（縱坐標為相對體積）：

為什么選取冰和二水合石膏作對比？實驗結果說明什么？

Ikaite在冷水中形成，而且含有大量結晶水，分解溫度又接近冰的熔點，可能與冰的

結構有相似性，故選取冰作參比物；分）

石膏是帶結晶水的鈣的含氧酸鹽，而且鈣的配位數也是8,可能與ikaite結構相似，

故選取石膏作參比物。分）

實驗結果說明ikaite的結構跟冰相似。（1分）

實驗結果，說明含水的摩爾分數越大膨脹越大，可以得分。

5-3這種晶體屬于哪種類型的晶體？簡述理由。

分子晶體。分）

答混合型晶體不得分。

晶體分解溫度接近冰的熔點，體積隨溫度的變化趨勢也接近冰，可認為晶體中的化學

微粒是CaC（h6H20,它們以分子間作用力（氫鍵和范德華力）構成晶體。分）

第6題（11分）在90（TC的空氣中合成出一種含鐲、鈣和缽（摩爾比2:2:1）的復合氧

化物，其中錦可能以+2、+3、+4或者混合價態存在。為確定該復合氧化物的化學式，進行

如下分析：

6-1準確移取mLmolL?的草酸鈉水溶液，放入錐形瓶中，加入25mL蒸館水和5血,6mol

L?的HNO3溶液，微熱至60~70℃,用KMnO」溶液滴定，消耗mL。寫出滴定過程發生的

反應的方程式；計算KMn（h溶液的濃度。

2MnO,+5c+16H'=2Mn'+10C02+8H20（1分）

KUnOi溶液濃度：（2/5）/=（molL*）（1分：

反應方程式反應物GO產寫HzC。，只要配平，也得1分。下同。

6-2準確稱取g復合氧化物樣品，放入錐形瓶中，加mL上述草酸鈉溶液和30mL6moiL?

的HN（h溶液，在60~70℃下充分搖動，約半小時后得到無色透明溶液。用上述KMnO,溶

液滴定，消耗mLo根據實驗結果推算復合氧化物中錦的價態，給出該復合氧化物的化

學式，寫出樣品溶解過程的反應方程式。已知La的原子量為。

根據：化合物中金屬離子摩爾比為La:Ca:Mn=2:2:1,翎和鈣的氧化態分別

為+3和+2,鐳的氧化態為+2~+4,初步判斷

復合氧化物的化學式為LazCazMna.,,其中x=0~1。（1分）

滴定情況：

加入C2O42總量：mLmolL1=nunol分）

樣品溶解后，滴定消耗高鎰酸鉀；mLmolL1-mmol分）

樣品溶解后剩余C2O/量：nmol5/2=mmol分）

樣品溶解過程所消耗的CzOj量：mmolmmol=mmol分）

若將以上過程合并，推論合理，結果正確，也得2分。

在溶樣過程中，CA2變為C6給出電子：

2mmol=mmol分）

有兩種求解x的方法：

（1）方程法：

復合氧化物（LafeMnOft.）樣品的物質的量為：

g/[+x）gmol*]分）

LaEazMnO-中，銃的價態為：[2（6+?2322]=（2+2x）（1

分）

溶樣過程中缽的價態變化為：（2+2x2）=2x分）

鐳得電子數與C2（V給電子數相等：

2xg/[+x）gmol[=2103mol（1分）

x=1分）

如果將以上步驟合并，推導合理，結果正確，也得分；如果將以上步驟合并，推導合

理但結果錯誤，得2分；推導錯誤，即便結果吻合，也不得分。

（2）嘗試法

因為溶樣過程消耗了相當量的C2（",可見缽的價態肯定不會是+2價。若設銃的價

態為+3價，相應氧化物的化學式為，此化學式式量為gmo『，稱取樣品的物質的量為:

g/gmol1）=101mol分）

在溶樣過程中缽的價態變化為

103mol/（8.62810'mol）=（0.5分）

鎰在復合氧化物中的價態為：2+=（0.5分）

與3差別很大，+3價假設不成立；分）

而結果提示Mn更接近于+4價。分）

若設Mn為+4價，相應氧化物的化學式為LaEazMnO?,此化學式式量為g

鋅在復合氧化物中的價態為：

2+2103//=4分）

假設與結果吻合，可見在亞合氧化物中，Mn為14價。分）

如果將以上步驟合并，推導合理，結果正確，也得分；如果將以上步驟合并，推導合

理但結果錯誤，得2分；推導錯誤，即便結果吻合，也不得分。

該復合氧化物的化學式為La2Ca2MnO7（1分）

溶樣過程的反應方程式為：

322

La2Ca2MnO7+C20/+14H'=2La'+2Ca*+Mn'+2c0」+7H20（1分）

未經計算得出La2Ca2Mn07,方程式正確，只得方程式的1分。

第7題（14分）AXi四面體（A為中心原子，如硅、楮；X為配位原子，如氧、硫）在無機

化合物中很常見。四面體T]按下圖所示方式相連可形成一系列“超四面體”（12、T3*??）：

IT2

7-1上圖中TI、T2和T3的化學式分別為AX】、AX。和A10X20,推出超四面體T’的化學式。

,超四面體的化學式為AWU（1分）

7-2分別指出超四面體T3、L中各有幾種環境不同的X原子，每種〉:原子各連接幾個A原

子？在上述兩種超四面體中每種X原子的數目各是多少？

T3超四面體中，有3種不同環境的X原子。（1分）

其中4個X原子在頂點上，所連接A原子數為1；分）

12個X原子在超四面體的邊上，所連接A原子數為2；分）

4個原子在超四面體的面上，所連接A原子數為3。（1分）（共3分）

「超四面體中有5種不同環境的X原子。（2分）

其中4個X原子在頂點上，所連接A原子數為1：分）

12個X原子在超四面體的邊上但不在邊的中心，所連接A原子數為2；分）

6個X原子在超四面體的邊的中心，所連接A原子數為2；分）

12個原子在超四面體的面上，所連接A原子數為3；分）

1個在超四面體的中心，所連接A原子數為4。（1分）

（共5分）

7-3若分別以“、T2.%、T.i為結構單元共頂點相連（頂點X原子只連接兩個A原子），形成

無限三維結構，分別寫出所得三維骨架的化學式。

化學式分別為AX2,A..X8,A.OX18,A20X33O（每式分，共2分）

答分別為