2010年化学竞赛试题

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1、第二十四届化学竞赛试题（2010年9月12日）第一题（15分）1-12009念10月合成了第117号元素，从此填满了周期表第七周期所以空格，是元素周期系发展的一个里程碑。117号元素是用249Bk轰击48Ca靶合成的，总共得到6个117号元素的原子，其中1个原子经p次a衰变得到270Db后发生裂变；5个原子则经q次a衰变得到281Rg后发生裂变。用元素周期表上的117号元素符号，写出得到117号元素的核反应方程式（在元素符号的左上角和左下角分别标出质量数和原子序数）。1-2写出下列结构的中心原子的杂

2、化轨道类型：1-3一氯一溴二（氨基乙酸根）合钴（Ⅲ）酸根离子有多种异构体，其中之一可用如下简式表示。请依样画出其他所有八面体构型的异构体第二题（5分）最近我国有人报道，将0.1molL-1的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里，将蛋壳开口朝上，部分浸入盛4有0.1molL-1的氯化铜溶液的烧杯中，在静置一周的过程中，蛋壳外表面逐渐出现金属铜，同时烧杯中的溶液渐渐褪色，并变得浑浊。2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知（Cu2+/Cu）和（S/S2-）分别为0.345V和-0.47

3、6V，nFE=RTlnK，E表示反应的标准电动势，n为该反应得失电子数。计算25℃下硫离子和铜离子反应得到铜的反应平衡常数，写出平衡常数表达式。2-2金属铜和浑浊现象均出现在蛋壳外，这意味着什么？2-3该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。现设pH=6，写出反应的离子方程式。2-4请对此实验结果作一简短评论。第三题（7分）早在19世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到了碳化硼。它是迄今已知的除金刚石和氮化硼外最硬的固体。1930年确定了它的理想化学式。左下图是2007年发表的一篇研究论文给出的碳化

4、硼晶胞简图。3-1该图给出了晶胞中的所有原子，除“三原子”（中心原子和与其相连的2个原子）外，晶胞的其余原子都是B12多面体中的1个原子，B12多面体的其他原子都不在晶胞内，均未画出。图中原子旁的短棍表示该原子与其他原子相连。若上述“三原子”都是碳原子，写出碳化硼的化学式。3-2该图有什么旋转轴？有无对称中心和镜面？若有，指出个数及它们在图中的位置（未指出位置不得分）3-3该晶胞的形状属于国际晶体学联合会在1983年定义的布拉维系七种晶胞中的哪一种？（注：国际晶体学联合会已于2002年改称Brava

5、issystems为latticesystems,后者尚无中文译名。）第四题（8分）4-1分别将O2、KO2、BaO2和O2[AsF6]填入与O—O键长相对应的空格中。O—O键长112pm121pm128pm149pm化学式4-2在配合物A和B中，O2为配体与中心金属离子配位。A的化学式为[Co2O(NH3)10]4+，其O—O的键长为147pm；B的化学式为Co(bzacen)PyO2，其O—O的键长为126pm，PyS是吡啶（C5H5N），bzacen是四齿配体[C6H5—C(O-)=CH—C(

6、CH3)=NCH2--]2。B具有室温吸氧，加热脱氧的功能，可作为人工载氧体。画出A和B的结构简图（图中必须明确表明O—O与金属离子间的空间关系），并分别指出A和B中Co的氧化态。配合物AB结构简图Co的氧化态第五题（11分）把红热的玻璃棒插入橙红色固体A中，A受热后喷射出灰绿色粉末B和无色无味气体C。镁在C种加热生成灰色固体D。B在过量的NaOH溶液中加热溶解，得到绿色溶液E。将适量H2O2加入E中，加热，得到黄色溶液F。F酸化后变为橙色溶液G。向G中加入Pb(NO3)2溶液，得到黄色沉淀H。5-

7、1写出A、B、C、D、E、F、G和H的化学式。5-2A中的金属元素M可以形成MO2和ZnM2O4，它们均为磁性材料，广泛用于制作磁带和磁盘。分别写出MO2和ZnM2O4中M的价电子组态。5-3写出由E转变为F，F转变为G，G转变为H的离子方程式。5-4A中的金属元素M可以形成不同形式的羰基化合物或者羰基阴离子，按照18电子规则画出Na2[M2(CO)10]的阴离子结构，指出M的氧化态。第六题（8分）在我国青海、西藏等地有许多干涸盐湖盛产一种钠盐Q。Q为一种易溶于水的白色固体。Q的水溶液用硫酸酸化，得

8、到弱酸X。X为无色小片状透明晶体。X和甲醇在浓硫酸存在下生成易挥发的E。E在空气中点燃呈现绿色火焰。E和NaH反应得到易溶于水的白色固态化合物Z（分子量37.83）。6-1写出由Q得到X的离子方程式。6-2写出X在水中的电离方程式。6-3写出X和甲醇在浓硫酸存在下生成E的化学方程式。6-4写出E燃烧反应的化学方程式。6-5写出由E和NaH制备Z的化学反应方程式。6-6Z在水溶液里的稳定性与溶液pH有关，pH越大越稳定。为什么？6-7近年来，用Z和过氧化氢构建一种新型碱