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全国高中学生化学竞赛基本要求

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全国高中学生化学竞赛基本要求 2008 年 4 月 初赛基本要求 1. 有效数字 在化学计算和化学实验中正确使用有效数字。定量仪器(天平、量筒、移液 管、滴定管、容量瓶等等)测量数据的有效数字。数字运算的约化规则和运算结果的有 效数字。实验方法对有效数字的制约。 2. 气体 理想气体标准状况(态)。理想气体状态方程。气体常量 R。体系标准压力。分 压定律。气体相对分子质量测定原理。气体溶解度(亨利定律)。 3. 溶液 溶液浓度。溶解度。浓度与溶解度的单位与换算。溶液配制(仪器的选择)。重 结晶的方法及溶质/溶剂相对量的估算。过滤与洗涤(洗涤液选择、洗涤方式选择)。重 结晶和洗涤溶剂 (包括混合溶剂) 的选择。 胶体。 分散相和连续相。 胶体的形成和破坏。 胶体的分类。胶体的基本结构。 4. 容量分析 被测物、基准物质、标准溶液、指示剂、滴定反应等基本概念。酸碱滴定曲 线 (酸碱强度、 浓度、 溶剂极性对滴定突跃影响的定性关系) 。 酸碱滴定指示剂的选择。 以高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA 为标准溶液的基本滴定反应。分析结果的 计算。分析结果的准确度和精密度。 5. 原子结构 核外电子运动状态: 用 s、p、d 等来表示基态构型(包括中性原子、正离子 和负离子)核外电子排布。电离能、电子亲合能、电负性。 6. 元素周期律与元素周期系 周期。1—18 族。主族与副族。过渡元素。主、副族同族元 素从上到下性质变化一般规律; 同周期元素从左到右性质变化一般规律。 原子半径和离 子半径。s、p、d、ds 区元素的基本化学性质和原子的电子构型。元素在周期表中的位 置与核外电子结构(电子层数、价电子层与价电子数)的关系。最高氧化态与族序数的 关系。对角线规则。金属与非金属在周期表中的位置。半金属(类金属)。主、副族的 重要而常见元素的名称、符号及在周期表中的位置、常见氧化态及主要形态。铂系元素 的概念。 7. 分子结构 路易斯结构式。 价层电子对互斥模型。 杂化轨道理论对简单分子 (包括离子) 几何构型的解释。共价键。键长、键角、键能。σ 键和π 键。离域π 键。共轭(离 域)体系的一般性质。等电子体的一般概念。键的极性和分子的极性。相似相溶规律。 对称性基础(限旋转和旋转轴、反映和镜面、反演和对称中心)。 8. 配合物 路易斯酸碱。配位键。重要而常见的配合物的中心离子(原子)和重要而常见 的配体(水、羟离子、卤离子、拟卤离子、氨分子、酸根离子、不饱和烃等)。螯合物 及螯合效应。重要而常见的配合反应。配合反应与酸碱反应、沉淀反应、氧化还原反应 的关系(定性说明)。配合物几何构型和异构现象基本概念和基本事实。配合物的杂化 轨道理论。 用杂化轨道理论说明配合物的磁性和稳定性。 用八面体配合物的晶体场理论 说明 Ti(H2O)6 的颜色。软硬酸碱的基本概念和重要的软酸软碱和硬酸硬碱。 9. 分子间作用力 范德华力、氢键以及其他分子间作用力的能量及与物质性质的关系。 10. 晶体结构 分子晶体、原子晶体、离子晶体和金属晶体。晶胞(定义、晶胞参数和原 子坐标及以晶胞为基础的计算)。点阵(晶格)能。配位数。晶体的堆积与填隙模型。
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常见的晶体结构类型:NaCl、CsCl、闪锌矿(ZnS)、萤石(CaF2)、金刚石、石墨、 硒、冰、干冰、金红石、二氧化硅、钙钛矿、钾、镁、铜等。 11. 化学平衡 平衡常数与转化率。 弱酸、 弱碱的电离常数。 溶度积。 利用平衡常数的计算。 熵(混乱度)的初步概念及与自发反应方向的关系。 12. 离子方程式的正确书写。 13. 电化学 氧化态。氧化还原的基本概念和反应的书写与配平。原电池。电极符号、电 极反应、原电池符号、原电池反应。标准电极电势。用标准电极电势判断反应的方向及 氧化剂与还原剂的强弱。电解池的电极符号与电极反应。电解与电镀。电化学腐蚀。常 见化学电源。pH、络合剂、沉淀剂对氧化还原反应影响的说明。 14. 元素化学 卤素、氧、硫、氮、磷、碳、硅、锡、铅、硼、铝。碱金属、碱土金属、稀 有气体。钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、银、金、锌、汞、钼、钨。过渡元素氧化 态。氧化物和氢氧化物的酸碱性和两性。常见难溶物。氢化物的基本分类和主要性质。 常见无机酸碱的基本性质。水溶液中的常见离子的颜色、化学性质、定性检出(不包括 特殊试剂)和一般分离方法。制备单质的一般方法。 15. 有机化学 有机化合物基本类型——烷、烯、炔、环烃、芳香烃、卤代烃、醇、酚、醚、 醛、酮、酸、酯、胺、酰胺、硝基化合物以及磺酸的命名、基本性质及相互转化。异构 现象。加成反应。马可尼科夫规则。取代反应。芳环取代反应及定位规则。芳香烃侧链 的取代反应和氧化反应。 碳链增长与缩短的基本反应。 分子的手性及不对称碳原子的 R、 S 构型判断。糖、脂肪、蛋白质的基本概念、通式和典型物质、基本性质、结构特征及 结构表达式。 16. 天然高分子与合成高分子化学的初步知识(单体、主要合成反应、主要类别、基本性 质、主要应用)。 决赛基本要求 本基本要求在初赛要求基础上增加下列内容,数学工具不涉及微积分。 1. 原子结构 四个量子数的物理意义及取值。氢原子和类氢离子的原子轨道能量的计算。 s、p、d 原子轨道轮廓图及应用。 2. 分子结构 分子轨道基本概念。定域键键级。分子轨道理论对氧分子、氮分子、一氧化 碳分子、 一氧化氮分子的结构和性质的理解及应用。 一维箱中粒子模型对共轭体系电子 吸收光谱的解释。超分子的基本概念。 3. 晶体结构 点阵的基本概念。晶系。根据宏观对称元素确定晶系。晶系与晶胞形状的关 系。十四种空间点阵类型。点阵的带心(体心、面心、底心)结构的判别。正当晶胞。 布拉格方程。 4. 化学热力学基础 热力学能(内能)、焓、热容、自由能和熵。生成焓、生成自由能、 标准熵及有关计算。反应的自由能变化与反应的方向性。吉布斯-亥姆霍兹方程及其应 用。 范特霍夫等温方程及其应用。 标准自由能与标准平衡常数。 平衡常数与温度的关系。 热化学循环。相、相律和单组分相图。克拉贝龙方程及其应用。 5. 稀溶液的通性(不要求化学势)。 6. 化学动力学基础 反应速率基本概念。速率方程。反应级数。用实验数据推求反应级数。

一级反应积分式及有关计算(速率常数、半衰期、碳-14 法断代等)。阿累尼乌斯方程 及计算(活化能的概念与计算;速率常数的计算;温度对速率常数影响的计算等)。反 应进程图。活化能与反应热的关系。反应机理一般概念及推求速率方程(速控步骤、平 衡假设和稳态假设)。离子反应机理和自由基反应机理基本概念及典型实例。催化剂及 对反应的影响(反应进程图)。多相反应的反应分子数和转化数。 7. 酸碱质子理论 缓冲溶液的基本概念。 典型缓冲体系的配制和 pH 值计算。 利用酸碱平衡 常数的计算。溶度积原理及有关计算。 8. Nernst 方程及有关计算 原电池电动势的计算。pH 对原电池的电动势、电极电势、氧 化还原反应方向的影响。沉淀剂、络合剂对氧化还原反应方向的影响。用自由能计算电 极电势和平衡常数或反之。 9. 配合物的晶体场理论 化学光谱序列。 配合物的磁性。 分裂能、 电子成对能、 稳定化能。 利用配合物平衡常数的计算。络合滴定。软硬酸碱。配位场理论对八面体配合物的 解 释。 10. 元素化学描述性知识达到国际竞赛大纲二级水平。 11. 自然界氮、氧、碳的循环。环境污染及治理、生态平衡、绿色化学的一般概念。 12. 有机化学描述性知识达到国际竞赛大纲二级水平(不要求不对称合成,不要求外消旋体 拆分)。 13. 氨基酸、多肽与蛋白质的基本概念。DNA 与 RNA。 14. 糖的基本概念。葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖。糖苷。纤维素与淀粉。 15. 有机立体化学基本概念。构型与构象。顺反异构(trans-、cis-和 Z-、E-构型)。对 映异构与非对映异构。endo-和 exo-。D,L 构型。 16. 利用有机物的基本反应对简单化合物的鉴定和结构推断。 17. 制备与合成的基本操作 用电子天平称量。配制溶液、加热、冷却、沉淀、结晶、重 结晶、过滤(含抽滤)、洗涤、浓缩蒸发、常压蒸馏与回流、倾析、分液、搅拌、干燥。通 过中间过程检测(如 pH、温度、颜色等)对实验条件进行控制。产率和转化率的计算。实 验室安全与事故紧急处置的知识与操作。废弃物处置。仪器洗涤和干燥。实验工作台面的安 排和整理。原始数据的记录与处理。 18. 常见容量分析的基本操作、基本反应及分析结果的计算。容量分析的误差分析。 19.分光光度法。比色分析。

2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(4) 第[一]题(4 分) 某元素的离子 R 有 5 个电子层,最外层有 2 个电子,R(NO3)2 是它的一种常见盐。R 的元素符号是 的方法是 第[二]题(5 分) ,R 元素在周期表中的位置是 。 ,配制澄清 R(NO3)2 溶液
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铋的化合物丰富多彩。在液态 SO2 中,AsF5 或其他五 氟化物能氧化铋,其中能生成化合物 A。经分析,A 为离 子化合物,阳离子为多个铋原子组成的三角双锥型原子 簇,阴离子为正八面体结构。已知 A 的阳离子中铋原子全 部为 8 电子结构。 1.试确定 A 的结构简式;2.写出生成 A 的化学反应 方程式。 第[三]题(16 分) 来自日本的 SK-Ⅱ品牌多项化妆品中被查出含有禁用的铬钕成分。铬为皮肤变态反 应原,可引起过敏性皮炎或湿疹,病程长、久而不愈;钕对眼睛和黏膜有很强的刺激性, 对皮肤有中度刺激性,吸入还可导致肺栓塞和肝损害。 1.钕的元素符号 Nd,原子序数 60,淡黄色,在空气中容易氧化,用来制合金和光学玻 璃等。(1)钕在元素周期表中的位置为 ;价电子构型为 ;次外层上电子 数为 。 (2)已知 E0Nd3+/Nd=-2.431 V,判断其能否与盐酸反应。若能写出反应方程式;不 能说明理由。 (3)已知 Nd 晶体为六方晶格(密堆积),原子半径 r=182.2 pm,计算其密度。 (4) 最强永磁体钕铁硼的合金中 B 的含量为 1.0000%, 确定其简单组成 (相对 1 个 B) ; (5)钕能与一些普通元素形成混合氧化物,如掺钕的钇铝石榴石晶体可用于激光发 射,已知该钕化合物含 Nd 为 56.97%,写出化学式。

2.研究表明,人体内若含铬量超过 1 mg 就足以致人于死地,铬在人体内的作用是协 同胰岛素清除多余的葡萄糖,人体内的铬主要经尿排出。 (1)铬是人体的必需元素吗?三价铬和六价铬哪种对人危害大? (2)人体内哪个器官含铬量最高? (3)年纪大的人易患糖尿病,这与铬是否有关系?

3.糖皮质激素地塞米松也是化妆品中的常见违禁成分,其结构简式如下图。 (1)能否与 NaOH 反应,为什么?(2)在 Cu 的催化氧化下,与 O2 反应的比例如何? (3)存在多少个对映异构体?

第[四]题(5 分) 2005 年 2 月 14 日新华社报道,我国镍氢电池居 世界先进水平, 我军潜艇将装备国产大功率镍氢动力 电池。常见镍氢电池的某极是储氢合金 X/XH6(合金 X 的晶胞如图所示),另一电极为 NiO(OH)/Ni(OH)2。 1.据图写出 X 的化学式; 2.据图计算 La 的配位数;3.写出放电时的负 极反应; 4.写出充放电的总反应方程式。

第[五]题(8 分) 往 1.0 L 密闭容器中加入 NO2 和 N2O4 各 1.0 mol, 当反应达到平衡时容器中还剩余 0.70 mol N2O4(N2O4 浓度变化如下图所示,恒容)。 1.请在图中补充 NO2 浓度的变化; 2.如果将容器的体积缩小到 0.5 L(保持恒容),请在图中画出 NO2、N2O4 重新达到 平衡的图象。

第[六]题(8 分) 专家指出,摄入过多的反式脂肪酸,会导致心脑血管疾病、糖尿病,儿童若摄入过多 将会影响身体发育。人造奶油、酥烤类食品、快餐中的炸鸡和炸薯条均含这种物质。反式 脂肪酸是指至少含一个反式构型双键的脂肪酸, 即碳碳双键上两个碳原子结合的氢原子分 别位于双键的两侧。已知油酸的结构简式为 CH3(CH2)7C=C(CH2)7COOH。 1.写出油酸的顺式和反式立体结构,并分别命名; 2.比较顺式脂肪酸和反式脂肪酸的熔熔点高低; 3.比较顺式脂肪酸和反式脂肪酸能量高低,说明判断理由 4.血液中反式脂肪酸含量过高易导致心脑血管疾病,为什么?

第[七]题(9 分) 2- 化合物 X 与 CO3 是等电子体,可用 CoF3 在 300 ℃时与 NO2 反应 制得。 1.确定 X 的化学式,指出 X 中中心原子的杂化形态。 2.X 也可用无水硝酸和氟代磺酸反应制备。试写出其化学反应方程式,并指明反应 类型。 3.X 能发生水解反应。试分别写出 X 与 NaOH 和乙醇反应的化学方程式。 4.X 能与 BF3 反应,试写出其化学反应方程式,并预测 B-F 键长变化趋势,简述其 原因。

第[八]题(10 分) + - NH4Cl 为 CsCl 型结构,晶胞中包含 1 个 NH4 和 1 个 Cl ,晶胞参数 a=387 pm。把等 物质的量的 NH4Cl 和 HgCl2 在密封管中一起加热时,生成 NH4HgCl3 晶体,晶胞参数 a=b= 419 pm、c=794 pm(结构如下图)。 - + 1.已知 Cl 半径为 181 pm,求 NH4 (视为球形离子)的半径。 2.计算 NH4HgCl3 晶体的密度; 2+ + - 3.指出 Hg 和 NH4 的 Cl 具体配位形式; - - 4.通过具体计算,指出晶体中 Cl 与 Cl 之间的最短距离是多少?

第[九]题(6 分) 将 V2O5 溶于草酸,再滴入 H2O2-KOH 混合溶液,得到一种带有 2 份结晶水的钾盐沉淀

X。已知 X 中含 13.68%的 V 和 47.27%的 O。 1.通过计算确定 X 的化学式;2.写出 X 的合理结 构简式 3.画出 X 的结构式。

第[十]题(9 分) 称取液体 A 464.7 mg,使之溶于水中,溶液具有明显的酸性。需要 6.000 mmol 的 Ba(OH)2 才能中和它,同时溶液中产生沉淀 B 760.0 mg。过滤出沉淀并洗涤后用稀 H2SO4 处理,沉淀 B 转化为一溶液 C,与此同时又产生一新沉淀 D 700.2 mg,B、D 类质同晶。 溶液 C 中加入过量的 KI 后、用 S2O32-滴定,耗去 0.3000 moL/L 的 Na2S2O3 溶液 30.00 mL。 1.试确认各符号所代表的化合物;2.写出 A 与 Ba(OH)2 反应的总方程式; 3.写出 C 与过量 KI 反应的离子方程式; 4.A 的蒸气可以用中性亚硫酸钠溶液吸收,写出反应方程式。

第[十一]题(12 分) 配位化合物 A 是单核配合物分子,由 11 个原子组成;微热后失重 11.35%得到 B;B 进一步加热又失重 26.66%(相对 B)得到金属 C;B 极难溶于水,不溶于乙醇、乙醚,能 溶于盐酸。A 有 2 种异构体 A1、A2,其中 A2 能与草酸盐反应得到一种式量比 A 略大的配合 物分子 D(A1 无相似反应) 1.写出 A、B、C 的化学式;2.写出 B 溶于盐酸后产物的名称; 3.试画出 A1、A2、D 的结构,并比较 A1、A2 在水中溶解性的大小。 4.A 还有若干种实验式相同的离子化合物。它们每个还满足如下条件:是由分立的、 单核的离子配合物实体构成的;仅含 1 种阳离子和 1 种阴离子。 (1)符合上述条件的离子化合物的精确的分子式有多少种。 (2)其中 1 种与 AgNO3 反应(物质的量之比为 1︰2)得到两种组成不同的配合物, 写出反应的化学方程式。

第[十二]题(8 分) 洛索洛芬是一种非甾体抗炎镇痛药,具有较强的抗炎、镇痛、解热作用。右图所示结 构是其重要中间体。 请从苯、甲苯、苯磺酸、对甲基苯磺酰氯、三乙胺、甲醛、丙酸乙酯、乳酸乙酯、N -溴代丁二酰亚胺及无机试剂,合成该中间体(限用具有高产率的各反应,标明合成的各 个步骤)。

参考答案 第[一]题(4 分) Sn(1 分) 第五周期ⅣA 族(1 分) 将 Sn(NO3)2 溶于少量稀 HNO3,并加入 Sn 粒防氧化(2 分) 第[二]题(5 分) 1.A:Bi5(AsF6)3(3 分); 2.10Bi+9AsF5=2Bi5(AsF6)3+3AsF3(2 分)。

第[三]题(16 分) 1.(1)第六周期ⅢB 族(或镧系) 4f46s2 8(各 1 分) (2)2Nd+6H+=Nd3++3H2↑(1.5 分) (3)ρ =4M/NA(2 r)3=7.001 g/cm3(2 分) (4)Nd2Fe14B(1.5 分) (5)Nd3Al5O12(1.5 分) 2.(1)是 六价铬(各 0.5 分)(2)肾(0.5 分) (3)随着年龄增加,人体内含铬量就会减少(1 分) 3.(1)具有 1 个酯的结构,水解得到醇和乙酸钠(1 分) (2)与 O2 以物质的量 2︰1 反应(1 分) (3)28=256(2 分) 第[四]题(5 分) 1.LaNi5(1 分)2.18(1.5 分) - - 3.LaNi5H6+6OH -6e =LaNi5+6H2O(1 分) 4.LaNi5H6+6NiO(OH) LaNi5+6Ni(OH)2(1.5 分)

第[五]题(8 分) 1.如图,必需同时达到平衡(2 分) 2.压缩到 0.5 L 后浓度立即达到原来的 2 倍(1 分) 2 反应 2NO2 N2O4 平衡常数为 Kc=0.1/1.6 =0.273 L/mol(1 分) 2 设新平衡时 N2O4 为 x mol,则(x/0.5)/[(3-2x)/0.5] =Kc(1 分) 解得 x=0.87 mol(1 分) 即 c(N2O4)=1.74 mol/L、c(NO2)=2.52 mol/L(1 分) 如图,必需同时达到平衡(1 分)

第[六]题(8 分)

1.顺:

(1 分)

反: 顺:Z-9-烯十八酸 反:E-9-烯十八酸(1 分)

(1 分)

2.顺式结构沸点高(1 分) 熔点低(1 分) 3.反式脂肪酸能量高,因为顺式脂肪酸加热易变成反式脂肪酸(1.5 分) 4.熔点高,易堵塞血管(1.5 分) 第[七]题(9 分) 2 1.X:FNO2 X 中 N 原子的杂化形态为 sp 。(各 1 分) 2.HNO3+FSO3H=FNO2+H2SO4;该反应为取代反应。(各 1 分) 3.FNO2+2NaOH=NaNO3+NaF+H2O;FNO2+C2H5OH=C2H5ONO2+HF。(各 1 分) 4.FNO2+BF3=NO2BF4(1 分);B-F 键长增大,原因是 BF3 中存在大π
2 3

,B-F 键长较

短;而形成 NO2BF4 后,大π 键消失,硼原子杂化由 sp 杂化形态变成 sp 杂化形态,因此,B -F 键长增大。(2 分) 第[八]题(10 分) 1.154 pm(1.5 分) 23 -8 2 -8 3 2.ρ =1×325.0/[6.022×10 ×(4.19×10 ) ×(7.94×10 )]=3.87 g/cm 。(1.5 分) 2+ + 3.Hg :压扁的正八面体 NH4 :压扁的正四棱柱(各 1.5 分,无压扁各 1 分) - - - 4.Cl 的空间环境不同,可分为两类:体内的两个 Cl ①为一类;棱边中点的 4 个 Cl + 2+ + ②为另一类。前者距 NH4 较近(335 pm),距 Hg 也较近(241 pm);后者距离 NH4 397 pm, 2+ - - - - 距 Hg 296 cm。Cl ①与邻近晶胞的 Cl 的距离最短为 3.13 pm,Cl ①与 Cl ②的距离为 - - 382 pm;Cl ②与 Cl ②的距离为 419 pm。(4 分)

第[九]题(6 分) 1.V︰O=1︰11,式量:372.3,扣除 V、O 及 4 个 H 剩余 141.3,应为 3 个 K,2 个 C; 化学式为:K3VC2H4O11(2.5 分) 2.K3[VO(O2)2(C2O4)]·2H2O(1.5 分)

3.

(2 分)

第[十]题(9 分) 1.A:CrO2Cl2(2 分) B:BaCrO4 C:H2Cr2O7 D:BaSO4(各 1 分) 2.CrO2Cl2+2Ba(OH)2=2BaCrO4+BaCl2+2H2O(1.5 分)

3.Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O(1 分) 4.2CrO2Cl2+3SO32-+H2O=2Cr(OH)2++4Cl-+3SO42-(1.5 分) 第[十一]题(12 分) 1.A:Pt(NH3)2Cl2(1.5 分) B:PtCl2(1 分) 2.四氯合铂(Ⅱ)酸(1 分)

C:Pt(1 分)

3.A1:(1 分) B:(1 分) D:(1.5 分) 在水中溶解度较大的是 A2(1 分) 4.(1)4 种([Pt(NH3)4]重+、[Pt(NH3)3Cl]+与[Pt(NH3)Cl3]-、[PtCl4]2-组合)(1 分) (2)[Pt(NH3)4][PtCl4]+2AgNO3=Ag2[PtCl4]+[Pt(NH3)4](NO3)2(2 分)

2008 高中化学竞赛初赛模拟试卷(5) 第[一]题(4 分) 美国和俄罗斯科学家组成的一个研究小组 10 月 16 日宣布,他们成功制造出了门捷列 夫元素周期表中的 118 号元素。他们通过设在俄罗斯杜布纳的 U400 回旋加速器实验设备, 两次将许多钙-48 离子加速,用来轰击人造元素锎(Cf)-249,从而制造出 3 颗新原子: 每颗新原子的原子核包含 118 个质子和 179 个中子。118 号元素原子存在时间仅为 0.9 毫 秒。研究人员观察到了 118 号元素原子的“衰变链”过程,证实了新元素的存在。其衰变 过程中依次释放出一种相同的粒子后得到 116、114、112 号元素,112 号元素最终裂变为 两颗大小差不多的其他原子。 1.指出 118 号元素在周期表中的位置; 2.写出合成 118 号元素的核反应方程式; 3.指出衰变过程中 112 号元素样子的质量数。

第[二]题(10 分) 为了防止铁制品生绣, 可对其表面进行 “发蓝” 处理: 把铁制品浸入热的 NaNO2、 NaNO3、 NaOH 混合溶液中,使它的表面氧化成一层致密的 Fe3O4 氧化膜。其原理是: ①在 NaOH 溶液中,铁粉与 NaNO2 溶液发生可逆反应,生成 A 溶液和气体 C。 ②在 NaOH 溶液中,铁粉与 NaNO3 溶液中发生反应,生成 B 溶液和气体 C。 ③生成 A 和 B 的溶液能继续发生可逆反应,生成 Fe3O4。 经研究发现:A 和 B 的焰色反应均为黄色,其导电性实验均为 K2SO4 型。气体 C 具有强 烈的刺激性气味。 1.写出并配平化学反应方程式。

2.实践中发现适当提高温度或增大 NaNO2 溶液的浓度有利于氧化膜增厚,但若 NaOH 的含量太少或太多,氧化膜的厚度都太薄。请用化学平衡原理解释发生这种现象的原因。 3.发蓝层遇光气(COCl2),若不及时清洗,则发蓝层的完整性将被破坏。写出有关 的化学反应方程式。

第[三]题(7 分) 近期来上海连续发生“瘦肉精”食物中毒事故,波及全市 9 个区、300 多人。“瘦肉 精”的学名盐酸克仑特罗,用作饲料后,猪吃了它能减肥,人吃了它会中毒甚至死亡。自 20 世纪 80 年代开始,欧美等世界各国均将其定为禁用药品。另外一种“瘦肉精”的替代 品“盐酸莱克多巴胺”也被全面封杀。 1.盐酸克仑特罗的化学名为α -[(叔 丁氨基)甲基]-对氨基-3,5-二氯苯甲醇 盐酸盐,化学式为 C12H18Cl2N2O·HCl。 (1)画出它的结构简式。 (2)在该结构简式上有*标出具有光学活性的原子。 2.盐酸莱克多巴胺结构式如右: (1)系统命名法命名该物质; (2)1 mol 该物质最多可与 NaOH、Br2 分别反应的物质的量。

第[四]题(23 分) 2006 年 8 月末至今,甘肃省徽县水阳乡有近千人来西安进行血铅检测,373 名儿童有 90%的儿童血铅超标,最高者血铅含量超标数倍,被诊断为重度铅中毒,成人血铅超标也 很普遍。国家环保总局派出专家调查认为,水阳乡新寺村旁的一家铅锭冶炼厂是“罪魁祸 首”,公司周边 400 m 范围内土地已全部被污染。《东方时空》、《焦点访谈》专门对此 做了报道,血铅超标的病人正在接受有效治疗。 2 + 1 写 出 P b 的 核 外 电 子 构 型 。 2 写 出 下 列 反 应 方 程 式 。 ( 1 ) 将 S O 通 入 棕 2 色 P b O 的 悬 浊 液 会 2 产 生 白 色 沉 淀 。 ( 2 ) 使 用 合 适 的 氧 化 剂 将 黑 色 的 P b S 变 白 。 3.铅主要以方铅矿存在于自然界。主要采用火法冶炼铅 , 首先将矿石 与石灰石混合焙烧,分离得到三种含铅化合物的化合物,然后用少量碳作还原剂把铅还原 出来。写出上述过程中可能发生的全部化学方程式。

4.铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极板是惰性材料,写出电池总反应的离子 方程式。

5.铅在工业中应用广泛。 (1)为了增强彩釉的亮度,陶瓷业在釉中常加少量的铅,铅在酸性溶液中容易溶解, 而进入人体,写出铅“吃醋”的离子反应方程式。 (2)汽车工业为提高发动机的使用寿命,常在汽油中加入一中含铅抗震剂,写出其化 学式。

6.从事铅作业的工人应定期体检,多补充维生素、蛋白质等物质,因为铅盐对人的 毒害很大。请用具体化学原理说明,多补充蛋白质的作用。

7.将 a mol PbO2 加热分解,收集产生的 O2;向加热后所得固体中加入足量的浓盐酸, 2+ 收集产生的 Cl2。加热反应后所得固体中,Pb 占 Pb 元素的物质的量分数为 x;两步反应 中收集的 O2 和 Cl2 的物质的量之和为 y mol。 (1)通过计算确定 y 与 a、x 的函数关系式。 (2) 若两步反应中 O2 和 Cl2 的物质的量之比为 5∶3, 则剩余固体中含有的 物质是什么;并确定其物质的量。

8.含铅试样(氧化物)中 Pb 的含量分析有多种方法,高锰酸钾法是其中之一。称取 该样品 0.7340 g,加入 2 000 mL 0.2500 mol/L 草酸溶液,然后用氨水中和溶液得到沉 淀。 过滤后将沉淀溶解于酸中, 用标准 KMnO4 溶液滴定, 用去 0.0400 mol/L KMnO4 溶液 30.25 mL。 (1)计算样品中铅的百分含量。(2)再给出 2 种分析铅含量的化学方法。

第[五]题(8 分) 金属铜的理想堆积模型为面心立方紧密堆积(CCP),设它的边长为 a cm。在晶体中 与晶胞体对角线垂直的面在晶体学中称为(1,1,1)面。 1.请画出金属铜的晶胞(○表示 Cu 原子),并涂黑有代表性的 1 个(1,1,1)面上的 Cu 原子。 2.计算(1,1,1)面上 Cu 占整个面积的百分率以及 Cu 占整个体积的百分率(给出计 算过程)。 3.在 1 个盛有 CuSO4 溶液的电解槽内电镀铜,其中阴极经过特殊处理,只有 1 个(1, 2 1,1)面暴露在电解质溶液中,其余各面均被保护。假设此面面积为 bcm ,电镀时电流恒 2+ 为 I。Cu 在此面上做恒速率均匀沉积,t min 后,有一层 Cu 原子恰好在阴极上沉积完毕, 求这是已沉积的第几层 Cu 原子?(阿伏加德罗常数为 NA,法拉第常数为 F)

第[六]题(8 分) 2-吡啶酮(结构简式如右)是一种可以与自身互补的分子,在晶体或溶液中,它以 氢键连接的二聚体形式存在。若用乙炔基(-C≡C-)将两个 2-吡啶酮连接有两种方式: (a)3、6 位连接和(b)6,6 位连接。Wuest 研究了(a)和(b)的聚集行为,在质子 溶剂中(a)和(b)都以单体形式存在;在非质子溶剂中(a)以二聚体形式(c)存在, 即使浓度很高时, (b)仍以单体形式存在。在本体状态下, (a)形成分散的二聚体(c), (b)形成了平面的线性超分子聚合物(d),(d)有两种典型的空间构型。

1.指出 2-吡啶分子中所成π 键的情况;2.写出 2-吡啶酮二聚体的结构简式; 3.写出 a、b 的结构简式;4.画出二聚体(c)的结构简式; 5.画出表示聚合物(d)的两种结构片段。

第[七]题(8 分) 有机物 A 分子中有两种不同类型的氢原子,其个数比是 1︰1;A 不能发生碘仿反应和 银镜反应,但能与镁试剂(碘化甲基镁)反应,再水解后生成化合物 B。加热 B 可失水得 到主要产物 C。C 发生臭氧化反应得到 D,D 能发生碘仿反应生成 E,E 易失水生成环状化 合物。 1.请写出 A、B、C、D、E 的结构简式。2.系统命名法命名 D。

第[八]题(7 分) 某Ⅷ族不活泼金属 A 溶于足量的王水生成 B 的溶液(A 的含量为 47.60%);将 SO2 通 入 B 的溶液中,得到 C 的溶液(A 的含量为 57.56%)。已知 B、C 的组成元素完全相同, 且阴离子所带电荷也相同。 1.通过计算推理,确定 A 的元素符号;2.写出所涉及反应的化学方程式。 3.画出 B、C 阴离子的空间构型。

第[九]题(3 分) 已知脊椎动物的骨骼中含有磷。以下是测定动物骨灰中磷元素含量的实验方法。称取 某动物骨灰样品 0.1030 g,用硫酸和高氯酸在高温下使之分解,过滤、洗涤、弃去残渣, 以硫酸-硝酸为介质,加入过量钼酸铵溶液生成钼磷酸铵沉淀(NH4)3H4PMo12O42·H2O,沉淀 经灼烧后得到固体质量为 0.5040 g。试由上述数据计算该骨灰样品中磷的质量分数。

第[十]题(9 分) 3,4-二氨基苯乙酸是一种重要的药物中间体;请以甲苯为主要原料,用最佳方法合 成(限用具有高产率的各反应,标明合成的各个步骤)

第[十一]题(13 分) 聚-2,4-噻唑(A)的结构简式如图所示: 其合成方法如下:称取化学计量比的 0.96 g B 和 1.95 g C 溶于 30 mL DMSO 溶剂中, 在氮气的保护下室温磁力搅拌反应 8 h 后,将得到的褐色混合物倒入丙酮中沉淀,过滤, 将得到的褐色沉淀反复用甲醇、丙酮浸泡,洗涤,过滤,然后在 60 ℃下真空烘干,得到 褐色产物 A 0.93 g。已知 A 是一种在酸性或碱性条件下都易水解的物质。 将合成得到的 A 称取 0.5 g 溶于 40mL DMSO 中,加入 3.24 g(过量) NdCl3·6H2O, 氮气保护下 80 ℃磁力搅拌反应 24h,反应结束后倒入 400mL 水中沉淀,过滤得到黑色产 物,反复用大量的水、甲醇浸泡洗涤产物,直到用 AgNO3 检验滤液中无 Cl-为止,过滤, 然后在 60 ℃下真空烘干,得到黑色产物(D)0.63 g。元素分析 D 中含 C 31.8%,Nd 15.3。

1.写出有机物 B、C 的结构简式,分别命名; 2.写出 B+C→A 的反应方程式; 3.分别写出 B 的酸性和碱性水解反应方程式; 4.计算制取 A 的产率; 5.计算配合物 D 中 A 和 NdCl3 分子数比,用化学式表示; 6.已知配合物 D 中 Nd 是四配位的,画出特征性的配合物的片段。 参考答案 第[一]题(4 分) 1.第七周期 0 族稀有气体元素(1 分) 2. Ca+ Cf→ 118(1.5 分)3.285(1.5 分) 第[二]题(10 分) 1.3Fe+NaNO2+5NaOH Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O 3Na2FeO2+NH3↑+H2O Fe3O4+4NaOH(各 1.5 分) 8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O=4Na2Fe2O4+3NH3↑ 2.由于 NaNO2 是氧化剂,增大 NaNO2 浓度可以使反应向生成 Fe3O4 方向移动;而升高温 度可以增强 NaNO2、NaNO3 的氧化性;应①、③是可逆反应,反应②是不可逆反应,当 NaOH 含量较少时, 使反应①生成的 Na2FeO2 及反应②生成的 Na2Fe2O4 的质量都少, 致使反应③生成 的 Fe3O4 的质量也少, 氧化膜的厚度就薄。 当 NaOH 含量太多时, 尽管反应①、 ②生成的 Na2FeO2 及 Na2Fe2O4 的质量增加,但太多的 NaOH 又会使反应③的化学平衡向逆反应方向移动,结果 生成的 Fe3O4 的质量变小,氧化膜的厚度变薄。(各 1 分) 3.Fe3O4+4COCl2=2FeCl3+FeCl2+4CO2↑(1.5 分) 第[三]题(7 分)
48 249 297

1.(1)

(2.5 分)

(2)

(1 分)

2.(1)1-(4-羟基苯基)-2[1-甲基-3-(4-羟基苯基)-丙氨基]-乙醇盐酸盐(1.5 分) (2)3 4(各 1 分) 第[四]题(23 分) 1.[Xe]4f 5d 6s (1 分) 2.(1)PbO2+SO2=PbSO4(1 分)(2)PbS+4H2O2=PbSO4+4H2O(1 分)
14 10 2

3.SiO2+CaCO3

CaSiO3+CO2↑

PbS+2O2

PbSO4

2PbS+3O2 PbS+2PbO

2PbO+2SO2↑ PbO+C Pb+SO2↑ PbS+PbSO4

Pb+CO↑ 2Pb+2SO2↑(各 1 分)

4.Pb+PbO2+4H++2SO42-

2PbSO4+2H2O(1.5 分)

5.(1)Pb+2CH3COOH=Pb(CH3COO)2+H2↑(1 分)(2)(CH3CH2)4Pb(1 分) 6.Pb 容易和蛋白质中的含孤对电子的基团如-NH2、-COOH、-SH 等形成配位键(即 N、O、S 提供电子对给铅),一般形成双五元环的铅的螯合物,将铅从人体内排出。(1.5 分) 7.(1)根据题意:分解所得混合物中 n(Pb )=ax mol、n(Pb )=a(1-x) mol 根据电子守恒:n(O2)=ax/2 mol、n(Cl2)=a(1-x) mol
2+ 4+ 2+

y=n(O2)+n(Cl2)=ax/2 mol+a(1-x) mol=a(1-x/2) mol(2.5 分)
(2)Pb3O4、PbO 3︰4(各 1 分) 8.(1)5C2O4 +2MnO4 +16H =10CO2↑+2Mn +8H2O
2- - + 2+

n(PbC2O4)=0.0400×30.25×2.5=3.025 mmol
(2)PbCrO4-碘量法;EDTA 直接滴定(各 1 分) 第[五]题(8 分)

Pb%=85.39%(2.5 分)

1.

(2 分)

2.设 Cu 原子半径为 r,r= 原子。SCu=2π r =π a /4,S 总=
2 2

a/4,一个(1,1,1)面上有 1/2×3+1/6×3=2 个 Cu a /2,SCu/S 总=
2

π /6=90.69%。(1.5 分)
3

一个晶胞上有 1/2×6+1/8×8=4 个 Cu 原子。 SCu=16/3π r =


π a /6, S 总=a , SCu/S

3

3



π /6=74.05%。(1 分) 2.阴极面上一层 Cu 的物质的量为: ×2× = ;沉积的 Cu 原子的物

质的量是:

,层数:



(3.5 分)

第[六]题(8 分)

1.π

(1 分) 2.

(1.5 分)

3.a:

b:

(各 1 分)

4.

(1.5 分)

5.

(各 1 分)

第[七]题(8 分) 1.A:(2 分) B:(1.5 分) C:(1.5 分) D:CH3COCH2CH2CH2CHO(1 分) E:HOOCCH2CH2CH2COOH(1.5 分) 2.5-氧代己醛(0.5 分) 第[八]题(7 分) 1.MA/0.4760-MA/0.5756=35.45n(1 分) MA=97.51n(0.5 分) n=2 时 MA=195.03n(0.5 分) 存在合理Ⅷ族 Pt(1 分) 2.3Pt+4HNO3+18HCl=3H2PtCl6+4NO↑+8H2O(1.5 分) H2PtCl6+SO2+2H2O=H2PtCl4+H2SO4+2HCl(1.5 分) 2.C:(八面体) D:(平面四边形)(各 0.5 分) 第[九]题(3 分) 灼烧后固体为 P2Mo24O77,M=3596.5 g/mol(1 分) P 的质量分数:(0.5040 g×2×30.97)/(3596.5×0.1030 g)=0.08427(或 8.427%) (2 分)


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