2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（25）附答案

2007年全国化学竞赛初赛模拟试卷（25）（时间：120分钟满分：150分）第题（7分）今年是俄国著名化学家门捷列夫逝世100周年。门捷列夫首先提出了元素周期律的概念，这个规律的提出奠定了现代无机化学的基础，使人们对化学的研究从无规律的罗列中摆脱出来，造福万代。他也因此获得铝制奖杯。1．在门捷列夫寓言的指导下，科学家成功地发现了“类硼”、“类铝”和“类硅”。试根据当时的客观情况分别写出这三种元素的符号和“类硅”的电子结构（用原子实 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示）。2．门捷列夫始终不承认原子的复杂性和电子的客观存在。但事实上，正是以电子的发现、原子的可分性和元素转化的可能性为根据建立起来的原子结构学说，才是现代周期律的真实基础。近代爱因斯坦提出的相对论又对人们进一步认识元素周期律起到推动作用。据此回答：为什么钨是熔点最高的金属而不是理论上的钽？第题（8分）现今时代科学工作者对于磁性材料的研究比较热门。如下图所示是一种有层状钙钛矿结构的晶型磁性材料化合物A。它的结构是由三方钙钛矿层（La2MnOx）和具有石墨结构的（CayO）层交替构成。它的离子之间相互作用不强，较高温度下为顺磁性。1．据图确定x和y的值。2．写明简单思路，确定该晶体整体的化学式。第题（7分）随着能源危机的日益加剧，全固态有机太阳能电池的研究越发受到重视。如右图是一种以Au和TiO2为主体生产的电池工作原理和结构示意图。据图回答问题：1．自然条件TiO2来自哪一种矿石最多？TiO2的堆积型是什么？2．请将图中涉及的单词及英文符号翻译成中文。3．请简单阐述一下该电池的工作原理。4．如果对电机的有机界掺杂一些其它元素单质、化合物会提高导电效率，请简单解释原因。第题（10分）有如下有机物：HN2OOHH2NSSONHCOCHCHCH①2223②OSOHH2N③④NHNH2NH⑤2·CH3COOH1．对上述有机化合物进行命名。第1页共6页2．上述某些分子可以运载药物以如图方式穿过生物磷脂双分子层，直达病处，目前得到了广泛的关注，被称为“分子伞”。（1）请在①～⑤中选择某些合适的化合物，用作“分子伞”（2）阐述“分子伞”运送药物的原理和过程。（应用高中化学中的基本原理回答）第题（9分）如下图所示为一些主族元素单质的晶体结构。①：X2（F2、Cl2、Br2……）②：S8③：P4④：？（仅单层）⑤：C、Si、Ge、Sn⑥：？1．由图，可以发现各物质原子配位情况有什么规律？2．画出Se的晶体结构3．由“规律”得到或推想④、⑥可能是什么物质？第题（8分）下列反应可在适当的温度范围内发生：C4H10(g)→(CH3)2C＝CH2(g)＋H2(g)；C2H4(g)＋Cl2(g)→ClCH2CH2Cl(g)；CH4(g)＋1/2O2(g)→CH3OH(g)各化合物中键能平均值如下：1．估算上述各反应的反应热并说明他们是放热的还是吸热的？2．若反应是可逆的，请说明压力对化学平衡的影响。第题（6分）2－－在讨论溶解现象时，“熵”的变化往往是很重要的。如CO3离子和NO3离子大小相似，而MCO3一般难溶，硝酸盐一般易溶；一些盐如：CaF2、LnPO4难溶，LnH2PO4易溶。1．由此溶解产生的离子的哪些因素与“熵”变有关？并简述他们与“熵”变的关系。2－－2．由结论或推论解释CO3、NO3形成盐的溶解度不同的问题。第题（10分）第2页共6页某金属X在氯气中加热的产物Y溶于盐酸得以有色溶液，一定压力下蒸发结晶，得到晶体Z，其中X元素的质量分数是28.4%。在500mL浓度为0.10mol/L的Y的水溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加2.05g。1．通过计算，写出X的元素符号和价电子构型；2．写出Y、Z的化学式。第题（9分）0.682V1.77V3＋0.771V2＋0.44V1．已知：AO2H2O2H2O；FeFeFe3＋试根据上图用反应式表明Fe能够催化H2O2分解的原因。2．已知电势关系：根据上表说明铀在酸性溶液中哪些氧化态不稳定？那个最稳定？简单阐述理由。第题（13分）已知如下有机反应，回答有关问题。H3CCH3B2D6H2O2，OHC6H5SO2Cl邻苯二甲酰亚胺钾盐HHABoH2O，EtOH，H2HCHO，　2HCOOHH2O2150CCDEF＋G＋H1．推断A、B、C、D、E、F、G、H的结构简式，遇立体异构存在问题请用Z、E、R、S等符号注明。2．B→C过程中加入EtOH的作用是什么？第题（13分）人体的正常生存离不开血液对氧气的运输和对CO2的转运。人体血液对O2的运输靠的是血红蛋白对O2的配位。如图所示。1．在O2完成对血红素配位过程中，Fe元素的价态有没有发生变化？为什么？2．CO对Fe的亲和力比O2大25000倍，而在血红素中却只有200倍，为什么？简述原因。3．对于氨基酸、蛋白质，在pH环境与“等电点”相符时即可大量沉淀，原因是破坏了胶体电性。对组氨酸（如图）pKa1＝1.7pKa2＝6.02pKa3＝9.08（1）对于组氨酸，pKa1、pKa2、pKa3分别指哪几个位置的电离？用方程式表示。（2）如不考虑R’基的影响，“组氨酸”的“等电点”应为多少？4．如果只考虑CO2溶于血液对血液酸碱度的影响，而不考虑其它离子对的因素，现有pH＝7.5的血液20.00mL。常温常压下用强酸酸化血样并加热使CO2放出，共收集到回复初始－状态后的CO212mL。求原血样中HCO3的浓度及H2CO3的百分含量。（对于H2CO3：pKa1＝6.37pKa2＝10.25）请写明过程。第3页共6页参考 答案 八年级地理上册填图题岩土工程勘察试题省略号的作用及举例应急救援安全知识车间5s试题及答案 第题（7分）1．“类硼”：Sc“类铝”：Ga“类硅”：Ge（各1分）Ge：[Ar]3d104S24p2（1分）（门捷列夫获得铝制奖杯，所以“类硼”不是铝。）2．由于第六周期原子序数较大，根据高中物理基础可知，要不可避免的对原子应用相对论。即对电子运动速度能量进行修正，可由题干推想此效应造成钽、钨6s一轨道与5d轨道趋于简并，造成钨价电子半满，更稳定。（3分）第题（8分）1．x＝6y＝2（4分）2．取石墨型Ca2O单层沿c轴观察：发现各层只是在标准六方堆积基础上有了错位。不妨拿出一层La2MnO6和Ca2O作代表，又有层无限延伸可知，该晶体化学式：La2Ca2MnO7（4分）第题（7分）1．金红石假面心立方堆积（各1分）2．vacuum：真空energy：能量e－：电子hv：光照ev：电子伏特（以上即可，将EfEg翻译为价带导带不扣分）（各0.5分）3．S－因内层电子能量与金，二氧化钛，钛体系能带能量之间的差距，将电子转移，由另一极正价S接受，形成电池。（1.5分）4．形成n型或p型半导体（1分）第题（10分）1．①N－丁酰基－4－氨基苯磺酰胺②7－氨基庚烷磺酸③壬次磺酸④亚精酸（其它合理也可）⑤丁胺乙酸盐（各1分）2．原理：答出相似相容原理即可（1.5分）选4（1.5分）过程：“分子伞”承载药物以中间极性基进攻磷脂分子表面并穿入,进而在其间隙以非极性部分“掩护”药物穿越，最后使药物相应基团与双分子层上层下表面亲和并穿出，同时带着“分子伞”自身一并穿出，完成给药过程。（2分）第题（9分）1．当元素所带价电子数（或主族数）为N时，配位数一般为8－N（2.5分）2．（2.5分）3．④为As，Sb等（2分）⑥为(六方)金刚石（答为Si、Ge、Sn也可，Pb不可）（2分）第4页共6页第题（8分）1．反应的ΔHθ＝∑iD反应物－∑iD生成物θθ∴ΔH1＝126.09kJ/molΔH2＝－269.61kJ/molΔH3＝－251.45KJ/mol（4分）反应1是放热反应，反应2、3是吸热反应。（2分）2．对反应1，Δng＝1，压力增大有利于反应向逆向移动；（1分）对于反应2、3，Δng＝－1，压强增大有利于反应向正向移动。（1分）第题（6分）1．与离子半径及所带电荷有关。离子半径越小，电荷越大，溶解熵越“负”（3分）2－－2．CO3和NO3虽然半径相近，但前者电荷是后者的两倍，故MCO3溶解熵较小，故一般难溶。（3分）第题（10分）1．XCln＋n/2Zn＝n/2ZnCl2＋XΔm：2.05/0.05＝41g/molMr－66.5n/2＝41当n＝1时，Mr＝73.7（舍）当n＝2时，Mr＝106.45∴X为Pd当n≥3时，验证不可。因此X为Pb（计算讨论3分，推出X2分）；[Kr]4d10（1分）2．Y：PdCl2Z：H2PdCl6·3H2O（答为H2PdCl7·H2O也可，要考虑结晶水）（各2分）第题（9分）3＋2＋3＋2＋＋1．因为标准电极电势：Fe/Fe＞O2/H2O2所以2Fe＋H2O2＝2Fe＋O2＋2H3＋2＋2＋＋3＋又因为O2/H2O＞Fe/Fe所以H2O2＋2Fe＋2H＝2Fe＋2H2O（各1.5分）2．U4＋最稳定（1分），因为从电势数据看其氧化还原倾向小。（1分）零、＋3、＋5氧化态都不稳定（2分），3＋＋＋4＋2＋因为U、U都被H氧化（1分）UO2岐化为U和UO2（1分）提示：本题先画出拉提马电势图就简单了。第题（13分）HOORCHDD3OSSRHOH3CSH1．A：HB：HC：DHSRHNH2第5页共6页HDDRRSH+SNNHH-D：E：OHDRF、G、H：DZHEHH（结构各1分，A～ER、S2分，F、G、H的Z、E、S各1分，B构型画错减3分，其它酌情）2．作溶剂（1分）第题（13分）1．发生了变化（Fe2＋变为Fe3＋）氧配位，电子发生了向氧偏移。（2分）2．远端组氨酸空间位阻阻止了CO与Fe的亲和。（2分）（为什么对O2影响小？参见无机区分与拉平效应的思想）+NH+NHNH3NH3RNRNHKa1H3．（1）COOHCOO＋H＋+NH+NNH3NH3RNRNHKa2HCOOCOO＋H＋+NNNH3NH2RNRNHKa3HCOOCOO＋H＋（方程式各1分）（2）pH＝(pKa1＋pKa2)/2＝5.39（2分）－＋2－10－4n(CO2)＝PV/RT＝0.025mol如果忽略HCO3→H＋CO3则有：＋－H2CO3＝H＋HCO3Ka1所以x＝0.0232mol/Lc(H2CO3)＝0.0017mol/L－－[HCO3]＋[H2CO3]＝cω(HCO3)＝93.1%；ω(H2CO3)＝6.89%Ka1[H]（或用δ1＝算分布也可。）（4分）2[H]Ka1[H]Ka1Ka2第6页共6页