2005年化学竞赛省级赛区-初中化学竞赛试题

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1、中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题及答案和评分标准(2005年9月11日9:00-12:00共计3小时)题号12345678910总满分9121068138121210100得分评卷人l竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。l试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内,不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。l姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置,写在其他地方者按废卷论处。l允许使用非编程计算器以及直

2、尺等文具。翻印无效第1题(9分)用α粒子撞击铋-209合成了砹-211。所得样品中砹-211的浓度<10-8mol/L,砹-211同位素半衰期较长,足以用它来研究砹的化学性质。1-1写出合成砹的核反应方程式。(2分)1-2已知室温下用CCl4萃取I2的分配系数为cI2(CCl4)/cI2(H2O)=84,预计用CCl4萃取AtI的分配系数cAtI(CCl4)/cAtI(H2O)<84(填>,<或=);理由是AtI是极性分子(1.5分)。1-3已知I2+I-⇌I3-的平衡常数K=800,可推断AtI+I-⇌AtI2-的平衡常数K>800(填>,<或

3、=);依据是:形成X3-离子的能力I3->Br3->Cl3-。(1.5分)1-4在AtI中加入I2和I-的混合溶液,滴加AgNO3溶液,发现所得沉淀中只有AgI而没有共沉淀的AgAt(如果有AgAt,必然会被共沉淀),然而在上述产物中加入Pb(IO3)2却发现有砹的共沉淀。写出有关化学方程式,解释上述实验现象。AtI+2I2+5Ag++3H2O=5AgI+AtO3-+6H+(把I2改为I3-也可,但仍应配平)AtO3-与Pb(IO3)2共沉淀。(写出方程式2分)(总3分)1-1已知室温下ICH2COOH的pKa=3.12,由此可推断AtCH2CO

4、OH的pKa>3.12(填>,<或=);理由是:AtCH2COOH分子中的砹的吸电子效应比ICH2COOH中的碘小。(1分)第2题(12分)为纪念1905年爱因斯坦连续发表6篇论文导致物理学大变革100周年,今年被定为国际物理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的,即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。2-1左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词(或词组)及物理学符号的意义,并为此图写一篇不超过200字(包括标点符号等)的说明文。input——输入hot——热(端)cold——冷(端)hea

5、tflow——热流I——电流强度n——n型半导体p——p型半导体i+——正电流(各0.25分)向热电材料构成的半导体的n-p结的远端输入外电流,半导体发生空穴导电,电流流经n-p结时发生复合,外电流输入的能量转化为热流,使n-p结的温度越来越低,而其远端的温度越来越高,即有类似冰箱制冷的效应。(4分)2-2右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子,如镧;小原子是周期系第五主族元素,如锑;中等大小的原子是周期系VIII族元素,如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示:晶胞的6个面的原子数相

6、同。设晶体中锑的氧化态为-1,镧的氧化态为+3,问:铁的平均氧化态多大?化学式LaFe4Sb12(2分)(写La2Fe8Sb24扣1分)铁的氧化态9/4=2.25(1分)计算化学式的过程如下:晶胞里有2个La原子(处于晶胞的顶角和体心);有8个Fe原子(处于锑形成的八面体的中心);锑八面体是共顶角相连的,平均每个八面体有6/2=3个锑原子,晶胞中共有8个八面体,8x3=24个锑原子;即:La2Fe8Sb24。其他合理过程也可。(3分)第3题(10分)等摩尔的丙酮和过氧化氢混合,在盐酸催化下生成白色粉末A和水,反应进行完全,产物分子总数是反应物分子

7、总数的2/3。A在撞击、摩擦和加热时发生爆炸,被称为熵炸弹。3-1A分子中氧的化学环境相同。画出A的立体结构(H原子不必画出)。3-2A发生爆炸生成丙酮等物质,并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。3-3为什么A被称为“熵炸弹”?3-4合成A是十分危险的,不慎会在合成时瞬即发生爆炸,例如,温度稍高,反应将生成A的同系物B,B的相对分子质量为A的2/3。画出B的结构;B比A更容易爆炸,应如何从结构上理解?(注:在H2O2分子中的H—O—O夹角约95oC,面夹角约112oC。)3-1参考图:(注:分子中C-O-O-C不在一个平面上)(4分)3-2C9H

8、18O6=3+O3(或3/2O2)(2分)3-3爆炸反应不是燃烧反应,能量改变不大,是由于生成大量气态小分子导致的熵增加效应,因而称为“

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