中国化学会2001年全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题及参考答案

1、第 1 页 共 8 页中国化学会中国化学会 2001 年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题（2001 年 10 月 13 日 9001200 共计 3 小时）题号12345678910111213 满分42410581011105101110 得分 评卷人竞赛时间竞赛时间 3 小时。迟到超过小时。迟到超过 30 分钟者不能进考场。开始考试后分钟者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。小时内不得离场。 时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。时间到，把试卷（背面前上）放在桌面上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，不得用铅笔填写。草试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在站定的方框内，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。稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 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。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。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等

2、文具。H 1.008元素周期表He 4.003 Li 6.941Be 9.012B 10.81C 12.01N 14.01O 16.00F 19.00Ne 20.18 Na 22.99Mg 24.31Al 26.98Si 28.09P 30.97S 32.07Cl 35.45Ar 39.95 K 39.10Ca 40.08Sc 44.96Ti 47.88V 50.94Cr 52.00Mn 54.94Fe 55.85Co 58.93Ni 58.69Cu 63.55Zn 63.39Ga 69.72Ge 72.61As 74.92Se 78.96Br 79.90Kr 83.80 Rb 85.47Sr 87.62Y 88.91Zr 91.22Nb 92.91Mo 95.94Tc 98Ru 101.1Rh 102.9Pd 106.4Ag 107.9Cd 112.4In 114.8Sn 118.7Sb 121.8Te 127.6I 126.9Xe 131.3 Cs 132.9Ba 137.3La-LuHf 178.5Ta 180.9W 183.8Re 186.2Os 190.2Ir 192.2Pt

3、 195.1Au 197.0Hg 200.6Tl 204.4Pb 207.2Bi 209.0Po 210At 210Rn 222 Fr 223Ra 226Ac-La第第 1 题题（4 分）今年 5 月底 6 月初，各地报刊纷纷转载了不要将不同品牌洁污剂混合使用 的警告。据报道，在全国各地发生了多起混合洁污剂发生氯气中毒的事件。根据你的化 学知识作出如下判断（这一判断的正确性有待证明）： 当事人使用的液态洁污剂之一必定含氯，最可能的存在形式是 和 。当另一种具有 （性质）的液态洁污剂与之混合，可能发生如下反应而产生 氯气： 第第 2 题题（2 分）目然界中，碳除了有 2 种稳定同位素12C 和13C 外，还有一种半衰期很长的放射性同位素14C，丰度也十分稳定，如下表所示（注：数据后括号里的数字是最后一位或两位的精确度，14C 只提供了大气丰度，地壳中的含量小于表中数据）： 同位素相对原子质量地壳丰度（原子分数）12C12（整数）0.9893（8）13C13.003354826（17）0.0107（8）14C14.003241982（27）1.21016（大气中） 试问：为什么通常碳的相对

4、原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将14C 也加第 2 页 共 8 页入取平均值？ 答：第第 3 题题（4 分）最近报道在100的低温下合成了化合物 X，元素分析得出其分子式为 C5H4，红外光谱和核磁共振表明其分子中的氢原子的化学环境没有区别，而碳的化学环 境却有 2 种，而且，分子中既有 CC 单键，又有 CC 双键。温度升高将迅速分解。 X 的结构式是：第第 4 题题（10 分）去年报道，在55令 XeF4（A）和 C6F5BF2（B）化合，得一离子化合 物（C） ，测得 Xe 的质量分数为 31，阴离子为四氟硼酸根离子，阳离子结构中有 B 的 苯环。C 是首例有机氙（IV）化合物，20以下稳定。C 为强氟化剂和强氧化剂，如 与碘反应得到五氟化碘，放出氙，同时得到 B。 41 写出 C 的化学式，正负离子应分开写。答： 42 根据什么结构特征把 C 归为有机氙比合物？答： 43 写出 C 的合成反应方程式。答： 44 写出 C 和碘的反应。答： 45 画出五氟化碘分子的立体结构：第第 5 题题（5 分）今年 3 月发现硼化镁在 39K 呈超导性，可能是人类对超导认识的新里程

5、 碑。在硼化镁晶体的理想模型中，镁原子和硼原子是分层排布的，像维夫饼干，一层镁 一层硼地相间，图 51 是该晶体微观空间中取出的部分原子沿 C 轴方向的投影，白球是 镁原子投影，黑球是硼原子投影，图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。 51 由图 51 可确定硼化镁的化学式为： 。 52 在图 5l 右边的方框里画出硼化镁的一个晶胞的透视图，标出该晶胞内面、棱、顶 角上可能存在的所有硼原子和镁原子（镁原子用大白球，硼原子用小黑球表示） 。图 51 硼化镁的晶体结构示意图第第 6 题题（8 分）Mn2离子是 KMnO4溶液氧化 H2C2O4的催化剂。有人提出该反应的历程 为：Mn（）Mn（）Mn（）Mn（） IIMn IIMn IIMn2 42OCMn(C2O4)n32nMn2CO2请设计 2 个实验方案来验证这个历程是可信的（无须给出实验装置，无须指出选用abc，c 轴向上第 3 页 共 8 页的具体试剂，只需给出设计思想） 。第第 7 题题（10 分）某不活泼金属 X 在氯气中燃烧的产物 Y 溶于盐酸得黄色溶液，蒸发结 晶，得到黄色晶体 Z，其中 X 的质量分数为 50。在 500m

6、L 浓度为 0.10mol/L 的 Y 水 溶液中投入锌片，反应结束时固体的质量比反应前增加 4.95g。 X 是 ；Y 是 ；Z 是 。 推理过程如下：第第 8 题题（11 分）新药麦米诺的合成路线如下：81 确定 B、C、D 的结构式（填入方框） 。 82 给出 B 和 C 的系统命名：B 为 ；C 为： 。 83 CH3SH 在常温常压下的物理状态最可能是 （填气或液或固） ，作出以上判断 的理由是： 第第 9 题题（10 分）1997 年 BHC 公司因改进常用药布洛芬的合成路线获得美国绿色化学挑 战奖： 旧合成路线：第 4 页 共 8 页新合成路线：91 写出 A、B、C、D 的结构式（填入方框内） 。 92 布洛芬的系统命名为： 。第第 10 题题（5 分）最近有人用一种称为“超酸”的化合物 H(CB11H6Cl6) 和 C60反应，使 C60获得一个质子，得到一种新型离于化合物HC60CB11H6CL6。回答如下问题： 101 以上反应看起来很陌生，但反应类型上却可以跟中学化学课本中的一个化学反应 相比拟，后者是： 。 102 上述阴离子CB11H6Cl6的结构可以跟图

7、101 的硼二十面体相比拟，也是一个闭 合的纳米笼，而且，CB11H6Cl6离子有如下结构特征：它有一根轴穿过笼心，依据这根 轴旋转 360/5 的度数，不能察觉是否旋转过。请在图 101 右边的图上添加原子（用元 素符号表示）和短线（表示化学键）画出上述阴离子。图 101第第 11 题题（10 分）研究离子晶体，常考察以一个离子为中心时，其周围不同距离的离子对 它的吸引或排斥的静电作用力。设氯化钠晶体中钠离子跟离它最近的氯离子之间的距离 为 d，以钠离子为中心，则： 111 第二层离子有 个，离中心离子的距离为 d，它们是 离子。 112 已知在晶体中 Na离子的半径为 116pm，Cl离子的半径为 167pm，它们在晶体中第 5 页 共 8 页是紧密接触的。求离子占据整个晶体空间的百分数。 113 纳米材料的表面原子占总原子数的比例极大，这是它的许多特殊性质的原因，假 设某氯化钠纳米颗粒的大小和形状恰等于氯化钠晶胞的大小和形状，求这种纳米颗粒的 表面原子占总原子数的百分比。 114 假设某氯化钠颗粒形状为立方体，边长为氯化钠晶胞边长的 10 倍，试估算表面原 子占总原子数的百分比。

8、第第 12 题题（11 分）设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题 之一。 最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池 的电解质是掺杂了 Y2O3的 ZrO2晶体，它在高温下能传导 O2离子。回答如下问题： 121 以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是： 122 这个电池的正极发生的反应是： 负极发生的反应是： 固体电解质里的 O2的移动方向是： 向外电路释放电子的电极是： 123 人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：124 你认为在 ZrO2晶体里掺杂 Y2O3用 Y3代替晶体里部分的 Zr4对提高固体电解质 的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？ 答： 125 汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生 堵塞电极的气体通道， 有人估计，完全避免这种副反应至少还需 10 年时间，正是新一代化学家的历史使命。第第 13 题题（10 分）溴酸钾测定苯酚纯度的步骤如下：称取含苯酚 0.6000 g 的试样溶于 2000mL 0.1250mol/L KBrO3溶液（该溶液含过量的 KBr） ，加酸酸化。放置，待反应完全 后加入 KI，而后用 0.1050mol/L Na2S2O3溶液滴定生成的碘，滴定终点为 20.00mL。计算 试样中苯酚的质最分数。第 6 页 共 8 页2001 年全国高中学生化学竞赛试题答案、评分标准和注释年全国高中学生化学竞赛试题答案、评分标准和注释第 1 题（4 分）ClO和 Cl。 （各 1 分） 酸

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