全国高中化学竞赛试题集萃(七)

二、本题包括6小题，共30分。

26. (5分)将KOH和Ca(OH)2混合物1.86g全部溶于一定量水中形成稀溶液，再缓缓通入足量的CO2气体。当生成沉淀的质量刚好最大时，消耗CO2的体积为224mL（标准状况，忽略CO2溶于水情况，以下情况相同。）

   (1)原混合物中Ca(OH)2的质量为   g；

   (2)沉淀恰好溶解时，消耗CO2的体积为  mL；

   (3)写出溶液中生成沉淀的质量m(g)与通入CO2的体积V(mL)之间的函数表达式  ；

   (4)在图示坐标系上，画出生成沉淀的质量m(g)与通入CO2的体积V(mL)的关系曲线。

27.(8分)科学家发现C60分子由60个碳原子构成，它的形状像足球（图C），含有C=C键，因此又叫足球烯。1991年科学家又发现一种碳的单质——碳纳米管，是由六边环形的碳原子构成的具有很大表面积管状大分子（图D），图A、图B分别是金刚石和石墨的结构示意图。图中小黑点或小黑圈均代表碳原子。

(1)金刚石、石墨、足球烯和碳纳米管四种物质互称为同素异形体，它们在物理性质上存在较大的差异，其原因是   ；

(2)相同条件下，足球烯、石墨分别和气体单质F2反应时，化学活泼性的比较为足球烯比石墨  （填“活泼”、“一样活泼”、“更不活泼”）理由是：     ；

(3)由右边石墨的晶体结构俯视图可推算在石墨晶体中，每个正六边   

形平均所占有的C 原子数与C—C键数之比为   ；

(4)在金刚石的网状结构中，含有共价键形成的碳原子环、其中最小的环上有___个碳原子(填数字)，每个碳原子上的任两 个C—C键的夹角都是_____(填角度)。

(5)燃氢汽车之所以尚未大面积推广,除较经济的制氢方法尚未完全解决外，还需解决H2的贮存问题，上述四种碳单质中有可能成为贮氢材料的是：_____。

(6)下列图象是从NaCl或CsCl晶体结构图中分割出来的部分结构图，试判断NaCl晶体结构的图象是      。

A               B               C                  D

28. (6分)在SeOF6化合物中，Se和O的实际氧化数分别为   ①   、   ②  ；Se原子采用   ③  杂化方式，其几何构型名称是    ④  。该化合物与苛性碱反应，其离子方程式为   ⑤   ，它   ⑥   (填是或不是)氧化还原反应。

29.(5分)在液态SO2中，以物质的量比为1:1混合SbCl3和GaCl3得到一个化学式为GaSbCl6的固态离子化合物。其离子式为[SbCl2+][GaCl4－]或者[GaCl2+][SbCl4－]，这两种阳离子的几何构型名称分别为  ①  和  ②  ；这两种阴离子的几何构型名称分别为  ③  和   ④  。你认为该离子化合物最可能的离子式为   ⑤   。

30.(3分)基态原子的核外电子排布可以用“原子实＋价电子”的形式表示。例如，80Hg的核外电子排布可表示为：[Xe]4f145d106s2，请排出第1号元素基态原子的价电子构型   ①   ； 它属于第   ②  周期，第   ③  族。

31.(3分)写出下列非水溶剂体系中发生的反应方程式：

(1)在SO2(l)中亚硫酸铯与氯化亚硫酰反应

                                                       ；

(2)在BrF3(l)中BrSbF8与BrAgF4反应

                                                      ；

(3) 在NH3(l)中Zn与氨基钾、液氨反应

                                                         。 

三、本题包括4小题，共33分

32.(6分)请将反应中间产物填入框内

33. (10分)请将反应中间产物填入框内，并将各产物用系统命名法命名

34. (9分)以甲苯为原料，合成，并写出各步反应的反应类型。

35.(8分)A和B两种化合物分子式均为C6H12，A与KMnO4/H2O和Br2/CCl4溶液均不发生反应。B经O3和Zn/H2O反应后只生成一种化合物C(C3H6O)，B与Br2/CCl4反应只生成一种化合物D(C6H12Br2)。A、B、C、D均是对称的分子，请写出A、B、C、D可能的结构式(不考虑构型)。

四、本题包括3小题，共37分　

36. (15分)碱金属元素中，只有金属锂与氮气直接化合，生成氮化锂晶体。在该晶体中，存在锂、氮原子共同组成的锂、氮层。其排布方式为锂原子以石墨晶体中的碳原子方式排布，氮原子在锂原子构成的六边形的中心。

(1)试画出锂、氮层的平面晶体结构，从中取出两种不同类型的晶胞；

(2)你认为在锂、氮层之间还应存在什么层？说明理由；

(3)试画出氮化锂晶体的晶胞(分别以氮、锂原子为顶点)；

(4)写出(3)晶胞中各原子的分数坐标；

(5)已知氮化锂晶胞中的dLi－N为213pm，层间距为194pm，计算氮化锂晶体密度；

(6)在氮化锂晶体中，存在何种作用力？

37. (12分)将甲苯加入到KMnO4和Na2CO3混合溶液中加热反应，反应后加入足量的盐酸，析晶、过滤、洗涤，再提纯后，得到纯的A晶体。

称取0.1221g A，加入50.00mL、0.04000mol·L-1NaOH溶液溶解，再加入20.00mL、0.05000 mol·L-1 HCl溶液，恰好为化学计量点，加水稀释到150.0 mL，称此液为x液。

另称取0.1221g A，加水100.0mL和12.50mL、0.04000mol·L-1 NaOH溶液，搅匀后，测得此溶液的pH值为4.19。

(1)计算A的摩尔质量

(2)计算x溶液的pH值(活度系数为1)

(3)在制备A时，加入盐酸有什么作用？

38. (10分)某铝合金中含铜、锌、铝和硅。现取1.000g铝合金与足量盐酸反应，生成843mL H2(0℃，101.325 kPa下)，未溶物为0.170g。再称取0.500g铝合金与足量NaOH溶液反应，生成517mL H2(0℃，101.325 kPa下)，仍有部分固体未溶。计算此合金中各组分的百分含量。(需写出相应的反应方程式，有效数字有一个错，扣掉有效数字分2分)。

参

二、共30分

26．（5分，第(3)小题2分，其余各1分）

(1) 0.74g

(2) 6mL

(3)①0≤V<224m=V/224

②224≤V≤672   m=1

③672≤V≤6  m=1－(V－672)/224

(4)

27．（8分，每空1分）

(1) 碳原子排列方式不同； (2)活泼，足球烯含有C=C键容易加成；（3）2∶3          （4）6    109°28′（或109.5°）；（5）碳纳米管；（6）B、C

28．（6分，每空1分）①＋6 ② 0 ③ sp3d2 ④ 正八面体(或变形八面体) 

⑤ 2 SeOF6＋16OH－＝2SeO42－＋O2＋12F－＋8H2O ⑥不是

29．（5分，每空1分）

① V型 ② 直线型 ③ 正四面体 ④ 变形四面体 ⑤ [SbCl2+][GaCl4－]

30．（3分，每空1分）①8s25g186f147d108p2 或5g186f147d108s28p2  ②八 ③ IVA

31. （3分，每空1分）

(1)Cs2SO3＋SOCl2＝2CsCl＋2SO2

(2)[BrF2+][SbF6－]＋Ag+[BrF4－]＝Ag+[SbF6－]＋2BrF2

(3)Zn＋2NH3＋2NH2－＝Zn(NH2)42－＋H2↑

或 Zn＋2NH3＋2KNH2＝K2[Zn(NH2)4]＋H2↑

三、共33分

32．（6分，每空2分）

33．（10分，每空1分）A. 3-氯1-丙烯  B. 2-丙烯-1-醇  

C.  3-氯1-,2-丙二醇      D. 1,2-环氧丙烷

E. 1,2,3-丙三醇

34．（9分,合成每步2分，反应类型各1分）

1.取代反应(自由基取代反应)；2.取代反应(亲核取代反应)；3.水解反应(腈的水解)

35．（8分，每空1分）

A的可能结构为 

B的可能结构为 

C 的可能结构为        D的可能结构为   

四、共37分

36．（15分）(1)．（2分）

(2). （2分）在锂、氮层之间还应存在锂层。因为锂氮层中锂氮比为2:1，即为Li2N，不符合化学计量式Li3N，所以应该有Li原子层。

(3)．（2分）                       

                (a) (以氮原子为顶点)           (b) (以锂原子为顶点)   

(4)．（3分）(a)图中Li原子：()；()；()；N原子：(0,0,0)

(b) 图中Li原子：(0,0,0)；()；()；N原子：()

(5)．（4分）ρ＝＝

=1.26 (g·cm-3)

(6). （2分）在氮化锂晶体中，存在离子键

37(12分)

(1). （3分）        MA=122.1 g/mol

(2). （6分）剩余A的物质的量＝0.1221/122.1－0.04000×12.50/1000＝0.0005000(mol)

说明加入NaOH量恰好是A的一半，即中和50％

∴pH=pKa=4.19

x溶液中NaA的浓度==0.00667 mol/L

∴x溶液的[OH-]===10-5..99

∴ pH=14－5.99＝8.01

(3)．（3分）加入HCl起三个作用，一提供酸性，二还原MnO2及过量的KMnO4成Mn2+，三是强制NaA成HA析出。

38.(10分)

铝合金与HCl反应时，只有锌和铝反应生成H2，

铝合金与NaOH反应时，只有锌、铝和硅反应生成H2

1.000g铝合金与HCl反应，生成==0.0376 (mol)               （1分）

1.000g铝合金与NaOH反应，生成==0.0462 (mol)         （1分）

两者之差， =－＝0.0462－0.0376＝0.0086(mol)            （1分）

乃是硅与NaOH反应生成的H2，

Si＋4NaOH＝Na4SiO4＋2H2

∴:=:0.0086=1:2, =0.0086/2=0.0043(mol)                  （2分

=28.09×0.0043＝0.12(g) 含Si％＝12％

=0.170－0.12＝0.05(g) 含Cu％＝5％                              （2分）

2Al＋6HCl＝2AlCl3＋3H2          Zn＋2HCl＝ZnCl2＋H2

设Al的质量为x g，则Zn为：1.000－0.170－x

=0.0376

x=0.618g, 含Al％＝61.8％

=0.830－0.618＝0.212(g) 含Zn％＝21.2％                          （3分）

（其它合理解法可给分）