第24届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）2010年9月日1.凡要求计算或推导的，必须示出计算或推导过程。没有计算或推导过程，即使结果正确也不得分。
2.有效数字错误，扣0.5分，但每一大题只扣1次。
3.单位不写或表达错误，扣0.5分，但每一大题只扣1次。
4.只要求1个答案、而给出多个答案,其中有错误的，不得分。
5.方程式（不是反应式！）不配平不得分。
6.用铅笔解答（包括作图）无效。
7.使用涂改液涂改的解答无效。
8
气体常数R＝8.314JK?1mol?1法拉第常数F＝96485Cmol?1NA＝6.022142×1023mol?1
第1题分2009年10月合成了第117号元素，从此填满了第七周期所有空格，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号元素原子其中1个原子经次α衰变得到270Db后发生裂变；5个原子则经次α衰变得到281Rg后发生裂变。用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质量数和原子序数。 每式1分，画箭头也得1分。两式合并为也得满分。（2分）
1-2写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型
[(C6H5)IF5](
(C6H5)2Xe
[I(C6H5)2]+ sp3d3（1分其他答案不得分。sp3d（1分其他答案不得分。sp3（1分其他答案不得分。一氯一溴二氨乙酸根合钴(III)酸根离子有种异构体，其中之一简式。请依样画出所有八面体构型的异构体。
每式1分。正确画出5个几何异构体，未画对映体但指明都有对映异构体，各得1.5分。（10分）
第题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，入0.1molL?1的氯化铜溶液的烧杯，静置一周，蛋壳外表面出现金属铜，同时烧杯的溶液渐渐，并变得混浊。
-1设此装置发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应，已知φ?(Cu2+/Cu)和φ?(S/S2?)分别为0.345和(0.476V，nFE?RTlnK，Ｅ?表示反应的标准电动势，n为反应得失电子数计算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。(=Cu+Sn=2,lnK=2x96485Cmol(1x(0.345+0.476)V/(8.314JK(1mol(1x298.15K)
K=5.82×1027；（1分）
代入计算式的数值因约化导致计算结果（K）值不同，K值的指前因子在5.60?6.93范围内均得满分。
K=[Cu2+](1[S2-](1；严格的表达式为K=（[Cu2+](1[S2(](1）Xco2（1分） 2-2金属铜混浊出现在蛋壳外，这意味着什么？-3该未提及硫离子与铜离子相遇溶液pH。设pH=，写出方程式。(或S2(，即使方程配平了，也不得分。 2-4请对此作一简短评论。第题分在19世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到碳化硼。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硼晶胞简图。-1该图给出了晶胞中所有原子，除外，晶胞的其余原子是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。都是碳原子，写出化学式。-2该有旋转轴对称中心镜面？若有，它在的位置。
3-3该晶胞属于国际晶体学联合会在1983年定义的布拉维系晶胞？（2002年改称latticesystems,后者尚无中文译名）标准答案是菱方或“菱面体”(rhombohedral)，答三方(trigonal)，虽不符合国际晶体学联合会的推荐性规定，但分。只答“素晶胞”不得分，答菱方素晶胞不扣分。 第题分1分别将O2、KO2、BaO2和O2[AsF6]O—O键长相对应的空格中。
O—O键长 112pm 121pm 128pm 149pm 化学式 O2[AsF6] O2 KO2 BaO2 每空0.5分。（2分）
4-2在配合物AB中，2为配体与中心金属离子配位。A[Co2O2(NH3)10]4+，其O—O的键长为147pmB的化学式为Co(bzacen)PyO2，O—O的键长126pm，Py是吡啶C5H5N)，bzacen是四齿配体C6H5?C(O()=CH?C(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），并指出AB中Co的氧化态。A B
结构简图
Co的氧化态+3 +3 结构简图第1空2分，第2空3分，O-O-Co画成直线扣0.5分，氧化态每空0.5分。（6分）
第题分橙红色固体AA受热后绿色B和无色气体C镁C中加热生成灰色固体DB在过量的NaOH溶液绿色溶液E适量H2O2E中黄色溶液F。F酸化变为橙色溶液GG中溶液，得黄色沉淀H。A、B、C、D、E、F、GH的化学式。
A(NH4)2Cr2O7 BCr2O3 CN2 DMg3N2 ENaCr(OH)4 FNa2CrO4 GNa2Cr2O7 HPbCrO4 每个化学式0.5分E写NaCrO2也得满分。（4分）
5-2写出由E转变为F，F转变为G，GH的离子方程式。
EF F转变为G G转变为H 每个方程式1分。E转变为F，写CrO2-配平，也得满分。（3分）
5-3A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。
3d2，3d3（1分） 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，出[M2(CO)10]的结构Cr的氧化态-1结构式2分，氧化态1分（3分） 第6题（8分）在我国青海、西藏许多干涸盐湖盛产一种钠盐QQ为一种易溶于水Q的水溶液用硫酸酸化，得到酸XX为无色小片状透明晶体。X和甲醇在浓硫酸存在下生成挥发E。E在空气中点燃呈现绿色火焰。E和NaH反应得到化合物Z37.83）。?+3H2O+2H+＝4H3BO3写B4O72-配平的方程式也得满分。(1分) 6-1写出X的离子方程式。
6-2写出X的电离式。?+H+(1分) 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ENaH制备Z的化学反应方程式。 6-6Z在水溶液里稳定为什么？(和H3O+的反应越难，因而NaBH4越稳定。(1分) 6-7近年来，Z和过氧化氢构建一种新型电池Z释放8摩尔电子，标准电势2V。写出这种电池放电反应方程式。
?+4H2O2＝B(OH)4?+4H2O(2分)
第题(1分)分子筛是一种天然或人工合成的泡沸石型水合铝硅酸盐晶体。人工合成的分子筛有几十种，皆为骨架型结构，其中最常用的是A型、X型、Y型和丝光沸石型分子筛，化学组成可表示为-1Si4+、Al3+和O2?的离子半径分别为41pm、50pm和140pm，通过计算说明在水合铝硅酸盐晶体中Si4+和Al3+各占据由氧构成的何种类型的多面体空隙。Si4+ Al3+
介于0.225和0.414间，四面体
介于0.225和0.414间，四面体分四面体根据多面体几何学计算，正确，亦各得分-2上述化学式中n等于多少说明理由。若M为2价离子，写出与p的关系。n＝2；
理由：由-1结果知，Si(Al)O4为骨架型结构，氧原子被2个四面体共用(p+q)／n(+q)＝0.5,n＝2＝1/2pn值和理由各1分p的关系1分（分）-3X光衍射测得Si-O键键长为160pm。此数据说明什么？？实测Si-O键键长（160pm）远小于Si4+和O2?的离子半径之和（181pm），表明Si-O键中已有较大的共价成分。Si4+电价高、半径小，极化力较大，导致了键型变异（离子键向共价键过渡）分
7-4说明以下事实的原因：
硅铝比（有时用SiO2/Al2O3表示）越高，越稳定最小硅铝比
硅氧四面体和铝氧四面体无序地按硅铝原子比交替排列。硅-氧键强于铝-氧键若Al3+数超过Si4+数，必出现铝氧四面体直接相连的情况，结构中引入不稳定因素，导致骨架强度削弱。
7-5人工合成的A型分子筛钠盐，属于立方晶系，晶胞参数a＝2464pm，晶胞组成为。将811.5克该分子筛在1.01325×105Pa、700℃加热6小时将结晶水完全除去，得到798.6升（视为理想气体）。计算该分子筛的密度。分子筛水
一个晶胞的质量为
分子筛密度为
n=10.00mol1分?32分。（4分算法式与结果皆正确（包括有效数字和单位），亦得满分。
第题(分)在25和1下，向电解池通入0.0193A的恒定电流，阴极（Pt，0.1?1HNO3）放出氢气，阳极（Cu，0.1?1NaCl）Cu2+。用?1的EDTA标准溶液滴定产生的Cu2+，消耗3.12mL。
-1计算阳极反应：Cu(s)→Cu2+＋2e阴极反应：H2O＋e→1/2H2(g)＋OH-电池反应：Cu(s)＋2H2O→Cu2+＋H2(g)＋2OH-Cu2+与EDTA按1:1络合，因此，阴极放出的氢气的摩尔数等于阳极产生的Cu2+数EDTA的摩尔数
给定条件下的体积为
整式计算，算式和结果全对，得满分。分步计算：氢的摩尔数算式正确得1分；氢体积的算式正确得1分，结果正确（含单位和有效数字）各得1分。（4分-2计算电解所的时间。生成.48mL氢气需2.717mmol×2＝5.434mmol电子，电解所需时间为
第题分出下列转换中A、B、CD的结构简式。
A
B
C
D
每个结构简式1分，其他答案不得分。(4分)
9-2画出下列两个转换中产物1、2和3
1
2
3
结构简式1和2各1分；结构简式3，3分（没有烷氧基只得1分，β-羟基酮只得1分）。若2，3对换，则得分也对换。其它答案不得分，例如丙酮自身缩合不得分。（5分）
原因：连在苯环的烷氧基对苯环的对位比对苯环的间位有更强的给电子共轭效应（0.5分）和更弱的吸电子诱导效应（0.5分），致使羟基间位的醛基比对位的醛基有更强的亲电性（0.5分），所以在碳酸钾的弱碱条件下，对羟基苯甲醛与丙酮不发生缩合反应而间位羟基苯甲醛可与丙酮发生羟醛缩合反应（0.5分）。（2分）
第10题(7分A和B在三级丁醇钾/三级丁醇体系中合成，反应式如下：
10-1在下面灰黄霉素结构式中标出不对称碳原子的构型。
每个构型1分，构型错误不得分。（2分）
10-2写出所有符合下列两个条件的B的同分异构体的结构简式：
苯环上只有两种化学环境不同的氢；②分子中只有一种官能团。
B的同分异构体：
每个结构简式1分。（4分）
10-3写出由A和B分A由碳、氢、氧三种元素组成，分子量72，碳的质量分数大于60%。A分子中的碳原子均为sp3杂化。A与2-苯基乙基溴化镁在适当条件下反应后经水解生成B。B在质子酸的催化作用下生成C。经测定B分子只含1个不对称碳原子，其构型为R。请根据上述信息回答下列问题：
11-1写出A的分子式。
C4H8O其它答案不得分。(1分) 11-2画出A、B和C的结构简式（列出所有可能的答案）。
A
B
C
每个结构简式1分。未正确标明手性化合物A和BC为外消旋体，没有表示出外消旋体，每个只得0.5分。（6分）
11-3简述由手性化合物B合成C时手性能否被保留下来的理由。
B在质子酸的催化作用下生成平面型的碳正离子（1分），它的两侧均可与苯环反应，从而生成一对外消旋体，所以B的手性不能完全被保留下来（1分）。(2分)
1
DsRgCnUutUuqUupUuhUusUuo
1.008
Zr
Nb
Mo
Tc
Ru
Rh
Pd
Ag
Cd
In
Sn
Sb
Te
I
Hf
Ta
W
Re
Os
Ir
Pt
Au
Hg
Tl
Pb
Bi
Po
At
Ac-Lr
H
Li
Be
B
C
N
O
F
Na
Mg
Al
Si
P
Cl
S
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Ga
Ge
As
Se
Br
Rb
Cs
Fr
Sr
Ba
Ra
Y
La
Lu
-
6.941
9.012
22.99
24.31
39.10
40.08
85.47
87.62
132.9
137.3
[223]
[226]
44.96
47.88
50.94
52.00
54.94
55.85
58.93
63.55
58.69
65.39
10.81
26.98
69.72
12.01
28.09
72.61
114.8
204.4
118.7
207.2
112.4
200.6
107.9
197.0
106.4
195.1
102.9
192.2
101.1
190.2
98.91
186.2
95.94
183.9
92.91
180.9
91.22
178.5
88.91
14.01
16.00
19.00
30.97
74.92
121.8
209.0
32.07
78.96
127.6
[210]
[210]
[210]
126.9
79.90
35.45
4.003
20.18
39.95
83.80
131.3
[222]
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
元素周期表
Rf
Db
Sg
Bh
Hs
Mt
B4C或CB4答B12C3分。1分）
有一根3重旋转轴（）有对称中心3个镜面。镜面垂直于纸面通过三原子3根2重轴
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