1、全國高中學生化學競賽（省級賽區(qū)）試題答案名姓1 題（ 4 分） 2004 年 2 月 2 日，俄國杜布納實驗室宣布用核反應得到了兩種新元素X 和 Y。 X48Ca 撞擊29453Am 靶得到的。經(jīng)過100 微秒， X 發(fā)生 -衰變，得到Y(jié)。然后Y 連續(xù)發(fā)生4-衰變，轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量數(shù)為268的第 105號元素 Db 的同位素。以 X和 Y的原子序數(shù)為新元素的代，寫出上述合成新元素X 和 Y 的核反應方程式。：24935Am + 2480 Ca = 288115+3n（ 2 分） 不寫 3n 不得分。答291115不得分。288115 = 284113 + 4He （ 2 分） 質(zhì)量數(shù)錯誤不得分。4H

2、e 也可用符號。284113-44He = 268105 或 210658Db） （ 藍色 為答案 ， 紅色為注釋，注釋語不計分，下同）校學2 題（ 4 分） 2004 年 7 月德俄兩國化學家共同宣布，在高壓下氮氣會發(fā)生聚合得到高聚氮, 這種N-N 鍵的鍵能為160 kJ/mol （N 2的鍵能為942 kJ/mol） ，晶體結(jié)構如圖所示。在這種晶體；按鍵型分類時，屬于晶體。這種固體的可能潛在應用，這是因為：。場賽：3 原子 晶體 炸藥（ 或 高能材料）高聚氮分解成N 2 釋放大量能量。（各 1 分）3 題（ 6 分） 某實驗測出人類呼吸中各種氣體的分壓/Pa 如下表所示：號 名 報 區(qū)治自

3、 市 省 區(qū)3 1 請將各種氣體的分子式填入上表。3 2 指出表中第一種和第二種呼出氣體的分壓小于吸入氣體分壓的主要原因。：氣體吸入氣體呼出氣體792747584821328154634037326676265氣體吸入氣體呼出氣體N27927475848O22132815463CO2403732H2O6676265（每空 1 分，共 4 分）呼出氣中的N2 的分壓小于吸入氣中的分壓的主要原因是呼出氣中的CO2和水蒸氣有較大分壓，總壓不變，因而 N2的摩爾分數(shù)下降（ 1 分） ； 呼出氣中的O2的分壓小于吸入氣中的分壓的主要原因是吸入的O2被人體消耗了。（ 1 分）（共 2 分）第 4 題（ 1

4、5 分） 在銅的催化作用下氨和氟反應得到一種銨鹽和一種三角錐體分子A（鍵角 102 o，偶極矩 0.78x10 -30 Cm；對比：氨的鍵角107.3 o，偶極矩4.74x10 -30 Cm）；4-1 寫出 A 的分子式和它的合成反應的化學方程式。答案 ： NF3 （ 1 分） 4NH 3 + 3F 2 = NF 3 + 3NH 4F（ 1 分）（共 2 分）4-2 A 分子質(zhì)子化放出的熱明顯小于氨分子質(zhì)子化放出的熱。為什么？答案 ： N-F 鍵的偶極方向與氮原子孤對電子的偶極方向相反，導致分子偶極矩很小，因此質(zhì)子化能力遠比氨質(zhì)子化能力小。畫圖說明也可，如 ：4-3 A 與汞共熱，得到一種汞鹽

5、和一對互為異構體的B 和 C（相對分子質(zhì)量66） 。寫出化學方程式及 B 和 C 的立體結(jié)構。答案 ：2NF 3 +2Hg = N 2 F2 + 2HgF 2 （ 1 分）（14+19）X2=66 （每式 1 分）（共 3 分）4-4 B 與四氟化錫反應首先得到平面構型的D 和負二價單中心陰離子E 構成的離子化合物；這種離子化合物受熱放出C，同時得到D 和負一價單中心陰離子F 構成的離子化合物。畫出D、 E、 F的立體結(jié)構；寫出得到它們的化學方程式。答案 ：DEF （每式 1 分）2 N2F2 + SnF 4 = N 2F+2SnF62-（ 1 分）N2F+2SnF62- = N 2F +Sn

6、F 5- + N 2F2 （ 1 分）（共 5 分）4-5 A與 F2、 BF3反應得到一種四氟硼酸鹽，它的陽離子水解能定量地生成A和 HF，而同時得到的 O2和 H2O2的量卻因反應條件不同而不同。寫出這個陽離子的化學式和它的合成反應的化學方程式，并用化學方程式和必要的推斷對它的水解反應產(chǎn)物作出解釋。答案 ：陽離子的化學式為NF4+。 （ 1 分）NF3 + F2 + BF3 = NF 4+BF4-（ 1 分）NF4+水解反應首先得到HOF （否則寫不出配平的NF 4+水解反應）:NF4+H2O = NF 3+HOF+H + 定量生成NF3。 （ 1 分）而反應 2HOF = 2HF+O 2

7、 和反應 HOF+H 2O = HF+H 2O2 哪一反應為主與反應條件有關，但無論哪一反應為主卻總是定量生成HF。 （ 1 分）（共 4 分）第 5 題（ 7 分） 研究發(fā)現(xiàn)，釩與吡啶-2-甲酸根形成的單核配合物可增強胰島素降糖作用，它是電中性分子，實驗測得其氧的質(zhì)量分數(shù)為25.7 %, 畫出它的立體結(jié)構，指出中心原子的氧化態(tài)。要給出推理過程。答案 ：吡啶甲酸根的相對分子質(zhì)量為122 。設釩與2 個吡啶甲酸根絡合，50.9 244 295 ，氧的質(zhì)量分數(shù)為21.7%; 設釩與 3 個吡啶甲酸根絡合，50.9 366 417 ， 氧的質(zhì)量分數(shù)為23.0 %;設釩與 4 個吡啶甲酸根結(jié)合，50.

8、9 488 539 ，氧的質(zhì)量分數(shù)為23.7% ；設釩與5 個吡啶甲酸根結(jié)合，50.9 610 661 ，氧的質(zhì)量分數(shù)為24.2% ；釩與更多吡啶甲酸根絡合將使釩的氧化態(tài)超過 +5 而不可能，因而應假設該配合物的配體除吡啶甲酸根外還有氧，設配合物為VO（ 吡啶甲酸根 ） 2, 相對分子質(zhì)量為50.9 16.0 244 311 ，氧的質(zhì)量分數(shù)為25.7%, 符合題設。（ 3 分）結(jié)論：該配合物的結(jié)構如下：（其他合理推論也可）/或得分相同（ 2 分）釩的氧化態(tài)為+IV （ 或答 4 或 V+4）（ 1 分）釩與吡啶甲酸根形成的五元環(huán)呈平面結(jié)構，因此，該配合物的配位結(jié)構為四角錐體（或 四方錐體），氧

9、原子位于錐頂。（ 1 分）（共 7 分）通過計算得出VO（C 6H4NO2）2， 但將配位結(jié)構畫成三角雙錐，盡管無此配位結(jié)構，卻也符合題意，建議總共得4分，以資鼓勵。 用有效數(shù)字較多的原子量數(shù)據(jù)通過計算得出V（C6H4NO2）3H2O，氧含量為25.7% ， 釩 +3， 五角雙錐，盡管由于環(huán)太大而不可能，卻也符合題意，建議總共得4分，以資鼓勵。第 6 題（ 6 分） 最近發(fā)現(xiàn)，只含鎂、鎳和碳三種元素的晶體竟然也具有超導性。鑒于這三種元素都是常見元素，從而引起廣泛關注。該晶體的結(jié)構可看作由鎂原子和鎳原子在一起進行（面心）立方最密堆積 （ccp），它們的排列有序，沒有相互代換的現(xiàn)象（即沒有平均原子

10、或統(tǒng)計原子），它們構成兩種八面體空隙，一種由鎳原子構成，另一種由鎳原子和鎂原子一起構成，兩種八面體的數(shù)量比是1 :3，碳原子只填充在鎳原子構成的八面體空隙中。6 1 畫出該新型超導材料的一個晶胞（碳原子用小球，鎳原子用大球，鎂原子用大球） 。6 2 寫出該新型超導材料的化學式。答案 ：6 15 分）在（面心）立方最密堆積填隙模型中，八面體空隙與堆積球的比例為1 : 1, 在如圖晶胞中，八面體空隙位于體心位置和所有棱的中心位置，它們的比例是1 : 3，體心位置的八面體由鎳原子構成，可填入碳原子，而棱心位置的八面體由2 個鎂原子和4 個鎳原子一起構成，不填碳原子。6 2 MgCNi 3（化學式中元

11、素的順序可不同，但原子數(shù)目不能錯）。（ 1 分）第 7 題（ 9 分）用 2 份等質(zhì)量的XeF2和 XeF4混合物進行如下實驗：（ 1） 一份用水處理，得到氣體A 和溶液 B， A 的體積為56.7 mL（標準狀況，下同），其中含O2 22.7 mL，余為Xe。 B 中的 XeO3能氧化 30.0mL 濃度為 0.100mol/L 的 （NH 4）2Fe（SO4）2。（ 2） 另一份用KI 溶液處理，生成的I2被0.200mol/L Na 2S2O3滴定，用去Na2S2O3 35.0 mL。求混合物中XeF2和 XeF4各自的物質(zhì)的量。答案 ：由（ 1） 求 Xe 的總量 ：Xe 56.7mL

12、-22.7mL=34.0mL34,0 mL/2.24 x104 mL/mol = 1.52 x10-3 mol （1 分）XeO3 + 6Fe2+ + 6H+ = Xe + 6Fe3+ + 3H2O1 :6x 0.100mol/L x0.0300mLx = 5.0x10-4 molXe 的總量1.52x10-3 mol + 5.0 x10-4 mol = 2.02 x10-3 mol由（2）XeF2 + 2I-I2 2S2O32-12yzz = 2 yXeF4 + 4I-2I2 4S2O32-142.02x10-3 - y0.200 mol/L x0.0350 L -zy = 5.4x10-4

13、 mol（XeF2）XeF4 2.02x10-3 mol - 5.4 x10-4 mol = 1.48 x10-5 mol第 8 題（ 8 分） 今有化學式為Co（NH 3）4BrCO 3的配合物。81畫出全部異構體的立體結(jié)構。82指出區(qū)分它們的實驗方法。答案1 分）（1 分）（ 1 分）1 分）（1 分）1 分）（1 分）（ 1 分）IIIIII結(jié)構式中的碳酸根離子也可用路易斯結(jié)構式表示，2 分，共 6 分）但須表明是單齒還是雙齒配位（ 可不標2-） ；81三種。立體結(jié)構如下：編號任意，但須與下題的分析對應；CO32-不能用 電子配位 （ 受限于 Co 的配位數(shù)及NH 3必為配體） 。畫其他

14、配位數(shù)的配合物不計分。8 2 配合物 III 可通過其離子特性與另兩個配合物區(qū)分開：滴加 AgNO 3溶液，Br-立即被沉淀下來（而直接與鈷配位的溴相當緩慢地沉淀）。也可通過測定電導將III 與I、 II 區(qū)分（用紅外光譜法區(qū)分也可）（1 分 ）。 I 的偶極矩比II 的偶極矩小，因此測定極性可將兩者區(qū)分開（ 1 分） 。 （共 2 分） 第 9 題（ 6 分） 下圖摘自一篇新近發(fā)表的釩生物化學的論文?；卮鹑缦聠栴}：9 1 。此圖釩化合物的每一次循環(huán)使無機物發(fā)生的凈反應（的化學方程式）是：H2O2+Cl -+H + = H 2O+HOCl（ 1 分）9 2。在上面的無機反應中，被氧化的元素是；

15、被還原的元素是。被氧化的是氯 ； 被還原的是氧 。（共 1 分）9 3。次氯酸的生成被認為是自然界的海藻制造C Cl 鍵的原料。請舉一有機反應來說明。H2C=CH2 + HOCl = HOH 2C CH2Cl （舉其他含C=C 雙鍵的有機物也可）（ 2 分）9 4。試分析圖中釩的氧化態(tài)有沒有發(fā)生變化，簡述理由。：沒有變化。理由：（ 1 ）過氧化氫把過氧團轉(zhuǎn)移到釩原子上形成釩與過氧團配合的配合物并沒（ 2）其后添加的水和（ 2 分）10 題（ 8 分） 有一種測定多肽、蛋白質(zhì)、DNA、 RNA 等生物大分子的相對分子質(zhì)量的新實驗技ESI/FTICR-MS, 精度很高。用該實驗技術測得蛋白質(zhì)肌紅朊

16、的圖譜如下，圖譜中的峰是質(zhì)m/Z， m 是質(zhì)子化肌紅朊Z 是質(zhì)子化肌紅朊的電荷（源自質(zhì)子化，取正整數(shù)），圖譜中的相鄰峰的電荷數(shù)相1 ，右起第4 峰和第 3 峰的 m/Z 分別為 1542 和 1696 。求肌紅朊的相對分子質(zhì)量（M ）。答案 ：1542 (M+Z )/Z1696= M+(Z-1)/(Z-1) 解聯(lián)立方程：Z = 11M 16951答：肌紅朊的相對分子質(zhì)量為聯(lián)立方程正確，計算錯誤，得或1696 (M+Z)/Z1542=( M+Z+1)/(Z+1)解聯(lián)立方程：Z = 10M 1695016951 （或 16950 ） ，答任一皆可。6分。方程錯為1542 M/Z 等，求得Z=11

17、或 10， 相對分子質(zhì)量誤為 16960 等 ，只 得 4 分 。 （ 8 分 ）第 11 題（ 9 分） 家蠅的雌性信息素可用芥酸（ 來自菜籽油） 與羧酸X（摩爾比1 : 1 ）在濃NaOH 溶液中進行陽極氧化得到。11 1 寫出羧酸X 的名稱和結(jié)構式以及生成上述信息素的電解反應的化學方程式。11 2 該合成反應的理論產(chǎn)率（摩爾分數(shù)）多大？說明理由。答案 ：11 1 丙酸 （ 1 分）（ 1 分）（ 5 分； 芥酸或性信息素結(jié)構中的碳數(shù)錯誤扣2 分，試題要求寫電解反應的方程式，因此，未寫H 2扣 2 分，將H2寫成2H+扣 1 分，將Na2CO3寫成CO2扣 2 分；總分最低為零分，不得負分

18、）11 2 芥酸和丙酸氧化脫羧形成摩爾分數(shù)相等的2 種烴基， 同種烴基偶聯(lián)的摩爾分數(shù)各占25%（或1/4 或 0.25） ，異種烴基偶聯(lián)形成家蠅性信息素的摩爾分數(shù)占50 （或 1/2或0.5）。 （ 2分 ）第 12 題 （ 9 分） 2004 年是俄國化學家馬科尼可夫（ V. V. Markovnikov ， 1838 1904） 逝世 100周年。馬科尼可夫因提出C=C 雙鍵的加成規(guī)則（Markovnikov Rule ）而著稱于世。本題就涉及該規(guī)則。給出下列有機反應序列中的A、 B、 C、 D、 E、 F 和 G 的結(jié)構式，并給出D 和 G 的系統(tǒng)命名。答案 ： （每式 1 分，每個命名1 分，共 9 分）D 2-溴 -2-甲基丙酸G2,2-二甲基丙二酸二乙酯9 分）第 13 題（ 9 分） 88.1 克某過渡金屬元素M 同 134.4 升（已換算成標準狀況）一氧化碳完全反應生成反磁性四配位絡合物。該配合物在一定條件下跟氧反應生成與NaCl 屬同一晶型的氧化物。13 1 推斷該金屬是什么；13 2 在一定溫度下MO 可在三氧化二鋁表面自發(fā)地分散并形成 “單分子層”。 理論上可以計算單層分散量，實驗上亦能測定。（a）說明