2004年四川省高中学生化学竞赛预赛试题
(本试卷满分100分,3小时完卷)
一、(15分) 填空题(每空1分)
⒈在1-18号元素组成的化合物中具有三核10个电子的共价化合物是____________；具有三核20个电子的离子化合物是__________________。
⒉某元素的气态氢化物H X R 在某温度下分解为氢气和固体物质，在相同条件下体积为原来的1.5倍，分解前后气体的密度比为17：1，该元素原子核内中子数与质子数之差为1，该元素的符号为______，R 原子核内中子数为______，R 原子的电子排布式为________，R 原子的最高氧化物的分子式为__________，其溶于水后生成物为 ⒊由氨水和次氯酸盐溶液在弱碱性介质中反应可生成氯胺H 2NCl ，分子结构类似于NH 3，H 2NCl 分子的空间构型为__________________，电子式为_________________，H 2NCl 中的氯的氧化数为________________。
⒋近几十年发展起来的关于超重元素核稳定性理论认为：当原子核中质子和中子数目达到某一“幻数”(奇异的、有魔力的数) 时，这个核将是特别稳定的。在周期表中铀以前的元素中具有2、8、20、28、50、82个质子或中子的核是特别稳定的，中子数126也是一个重要的幻数。氦、氧、钙、铅的质子数和中子数都是幻数，具有这种双幻数的原子核更为稳定。科学家们用计算机算出下一个具有双幻数的元素将是含114个质子和184个中子的第114号元素X(称为超重元素) 。若已知原子结构规律不发生变化，该元素X 就是第________周期第_____________族元素，其最高氧化物的分子式为_________，再下一个具有双幻数的超重元素是质子数为164、中子数为318的164号元素Y ，它应是第___________周期第________族元素。
二、(17分) 写出下列有关化学反应方程式(每个方程式2分，填空1分)
⒈在H 2O 2作用下可实现Fe(CN)63-与Fe(CN)64-之间的相互转化，在酸性溶液中H 2O 2可使Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-；在碱性溶液里H 2O 2可使Fe(CN)63-转化为Fe(CN)64-。写出以上相互转化的离子方程式。
①酸性溶液中： ②碱性溶液中： ⒉哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作固体燃料，当加热铝粉使其氧化可放出大量热，而使高氯酸铵分解产生大量气体作为航天飞机的推动力。试写出相关反应的化学方程式。
①_____________________________________________________________________ ②_____________________________________________________________________ 消耗1mol 高氯酸铵可产生_________mol的气体。
阿波罗宇宙飞船使用氢氧燃料电池为动力，电池反应为2H 2+O2=2H2O ，以浓KOH 溶液为电解质。写出电极反应式：
③负极_______________________________________________________
④正极_______________________________________________________
⒊1982年前联邦德国达姆塔特重离子研究中心的科学家用冷态聚变法经5826Fe 轰击20983Bi 投篮109号元素，1984年该研究中心合成了第108号元素，它是在重离子加速器中用
5826Fe 轰击20982Pb 产生聚变合成的。写出含109、108号元素的核反应方程式。在元素的左上角、左下角分别标出其质量数和质子数。
①____________________________________________________________
②____________________________________________________________
三、(12分) 某工厂生产中产生含Cr 2O 72-酸性工业废水。Cr 是严重的致癌物质，绝不允许随意排放。一种治理含Cr 2O 72-酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl ，用Fe 作电极进行电解，Cr 2O 72-被还原为Cr 3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去，废水则可以达到排放标准。请回答下列问题：
⒈电解时发生的电极反应为：(各2分)
阳极反应：_____________________________________________________
阴极反应：_____________________________________________________
⒉写出Cr 2O 72-转变为Cr 3+的离子方程式：(2分)
⒊与Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还有_____________________。(2分)
⒋电解过程中这些沉淀是怎样产生的？(4分)
四、(10分) 四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹”，化学式可以写为2PbO ·PO 2，铅丹用于制造铅玻璃，由于它有氧化性，涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化，其防锈效果好，所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。
今欲测定某样品四氧化三铅含量，称取Pb 3O 40.1000g ，加酸溶解，得到含Pb 2+的溶液，加热下用过量K 2Cr 2O 7将Pb 2+沉淀为PbCrO 4，反应为
2Pb 2++Cr2O 72-+H2O=2PbCrO4↓+2H+,
冷却后过滤洗涤，将PbCrO 4沉淀用HCl 溶液溶解，加入过量KI ，用0.1000mol ·L -1Na 2S 2O 3溶液滴定，终点时用去12.00mL 。
⒈写出PbCrO 4沉淀溶解和滴定过程的化学方程式；（3分）
解：
⒉计算试样中Pb 3O 4的质量分数；（Pb 3O 4的相对分子质量为685.6）（4分）
解：
⒊用标准溶液滴定时应用指示剂？（1分）____________
⒋加入过量KI 后，反应需在暗处放置5-10分钟，为了防止生成的I 2挥发，可选用何种仪器？(2分)___________
五、(18分) 晶体的最小重复单位是晶胞，晶胞一般为平行六面体(立方晶格为立方体) 。NaCl 属立方面心晶格，在NaCl 晶胞中8个顶点各有一个Na +(顶点处的微粒为8个晶胞共有) ，6个面心处各有一个Na +(面心处的微粒为两个晶胞共有) ，故我们说Na +形成立方面心晶格，而在该晶胞的12条棱的中点处各有一个Cl -(棱心处的微粒为4个晶胞共有) ，在该立方晶胞的体心处还有一个Cl -(立方体内的微粒为一个晶胞独有) ，故Cl -也形成立方面心晶格。
⒈按上述微粒数的计算规则，则一个NaCl 晶胞中有____个Na +，____个Cl -。(每空1 分)
⒉KCl 和NaCl 的晶格型式相同。已知Na +离子的半径是Cl -离子的0.5倍，而又是K +离子的0.7倍，计算：KCl 晶胞和NaCl 晶胞的边长之比；KCl 和NaCl 晶体的密度之比。(相对原子质量：K ：39，Na ：23，Cl ：35.5)(4分)
解：
⒊将NaCl 晶胞中的所有Cl -去掉，并将Na +全部换成C 原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个C 原子便构成了金刚石的一个晶胞，则一个金刚石的晶胞中有________个C 原子。(1分)
⒋计算金刚石的密度。(已知C 原子的半径为7.7×10-11m ，相对原子质量：12(4分) ⒌白硅石SiO 2属AB 2型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有C 原子换成Si 原子，同时在每两个相邻的Si 原子(距离最近的两个Si 原子) 中心联线的中点处增添一个O 原子，则构成SiO 2晶胞，故SiO 2晶胞中有_______个Si 原子，______个O 原子，离O 原子最近的Si 原子有_______个，离Si 原子最近的O 原子有_______个。(每空1分)
⒍干冰(固态CO 2) 属于分子晶体。若把每个CO 2分子抽象为一个质点(微粒) ，则其晶胞也属于立方面心晶格，故一个干冰晶胞中有_________个CO 2，在干冰分子中，原子之间靠_________________结合，CO 2分子之间靠______________结合。(每空1分)
六、(16分) 卤代烃和金属镁在乙醚中反应生成烷基卤代镁(RMgX)，称为格林试剂，它是重要的有机合成试剂，可与羰基化合物反应制醇，反应过程如下： │ │ Mg >C=O 水解 R －X RMgX R ─ ─ OMgX R ─ ─OH C C │ │ 现有乙烯和必要的无机原料合成3-甲基-3-戊醇，合成路线如下：
水解 氧化 请写出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 物质的结构简式：(每空2分)
A ：___________________B：_____________________C：_________________________ D ：___________________E：_____________________ F：_________________________ G ：_________________________________ H：_________________________________
七、(12分) 丙二酸二乙酯具有双重α-氢，呈现明显酸性，与卤代烃经下列步骤生成丙二酸类化合物，丙二酸类化合物不稳定，受热脱羧生成相应的一元羧酸：
NaOC 2H 5, -①OH /H2O H 25 2H 5 R-X ②H + 2 RCH 2COOH H 25 2H 5
R-X
2H 5 ①OH -/H2O ’ ②H + RCHR’COOH ’ 2H 5
⒈反应(Ⅰ) 属_________反应，反应(Ⅱ) 属__________反应。(每空1分)
⒉现取CH 3CH 2Br ，依上述条件及过程可合成相应的稳定的一元羧酸A 和B ，请写出其结构简式。(每空2分)
A ：_________________________， B ：_______________________________
⒊如需合成稳定的一元羧酸△-COOH ，所需溴代烃的结构简式为_______________，用此溴代烃还能合成稳定的二元羧酸A ’和B ’，其结构式为：(每空2分)
A ’：_________________________， B ’：______________________________。
2004年四川省高中学生化学竞赛预赛试题参考答案
一、
1、H 2O LiHS 或NaOH
2、P 16 1S 22S 22P 63S 23P 3 P2O5 HPO 3(H3PO 4)
3、三角锥形 H ∶ N ∶ ∶ +1 Cl
4、七 IV A XO 2 八 IV A
二、
1、2Fe(CN)64-+H2O 2+2H+====2Fe(CN)63-+2H2O
2Fe(CN)63-+H2O 2+2OH+====2Fe(CN)64-+2H2O+O2↑ NaOC 2H 5, H ∶ ∶ ∶ ∶
2、4Al+3O2====2Al2O 3 2NH 4ClO 44H 2O ↑+2O2↑+Cl2↑+N2↑
4 2H 2+4OH-→4H 2O(I)+4e- O 2+2H2O(I)+4e-→4OH -
3、5826Fe+20983Bi →267109M(或5826Fe+20983Bi →266109M+10n)
5826Fe+20982Pb →267108M(或5826Fe+20982Pb →266108M+10n)
三、
1、Fe →Fe 2++2e- 2H ++2e-→H 2↑
2、Cr 2O 72-+6Fe2++14H+→2Cr 3++6Fe3++7H2O
△
3、Fe(OH)3
4、答：电解过程中阴极附近由于H +在电极上还原，H 2O 不断电离产生大量OH -，OH -与
Fe 3+、Cr3+生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。
四、
1、解:(1)2PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O 72-+H2O
(2)Cr2O 72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
(3)I2+2S2O 32-=2I-+S4O 62-
2、解：Pb 3O 4→3Pb 2+→3/2Cr2O 72-→3×3/2I2→3×3/2×2S 2O 32-
Pb 3O 4%=91.41%
3、淀粉
4、碘量瓶
五、
1、4 4
2、解：(1)已知r Na+=0.5rCl-,r Na+=0.7rk+，于是可得：0.7r k+=0.5rCl-
故akCl :aNaCl =8:7=1.14
(2)由于NaCl:M胞=4(23+35.5),p=M/VNA ，而V=aNaCl3
KCl:M’胞=4(39+35.5),p’=M’/V’N A ，而V ’=aKCl3
所以，p ’:P =0.853
3、8 4、ρ=3.54(g.cm-3) 5、8 16 2 4 6、4 共价键 范德华力
六、A:
E:
G: CH 3─C ─CH 2CH 3
七、
1、取代 取代
2、CH 3CH 2CH 2COOH
3、BrCH 2CH 2Br HOOCCH 2CH
O =
2004年四川省高中学生化学竞赛预赛试题
(本试卷满分100分,3小时完卷)
一、(15分) 填空题(每空1分)
⒈在1-18号元素组成的化合物中具有三核10个电子的共价化合物是____________；具有三核20个电子的离子化合物是__________________。
⒉某元素的气态氢化物H X R 在某温度下分解为氢气和固体物质，在相同条件下体积为原来的1.5倍，分解前后气体的密度比为17：1，该元素原子核内中子数与质子数之差为1，该元素的符号为______，R 原子核内中子数为______，R 原子的电子排布式为________，R 原子的最高氧化物的分子式为__________，其溶于水后生成物为 ⒊由氨水和次氯酸盐溶液在弱碱性介质中反应可生成氯胺H 2NCl ，分子结构类似于NH 3，H 2NCl 分子的空间构型为__________________，电子式为_________________，H 2NCl 中的氯的氧化数为________________。
⒋近几十年发展起来的关于超重元素核稳定性理论认为：当原子核中质子和中子数目达到某一“幻数”(奇异的、有魔力的数) 时，这个核将是特别稳定的。在周期表中铀以前的元素中具有2、8、20、28、50、82个质子或中子的核是特别稳定的，中子数126也是一个重要的幻数。氦、氧、钙、铅的质子数和中子数都是幻数，具有这种双幻数的原子核更为稳定。科学家们用计算机算出下一个具有双幻数的元素将是含114个质子和184个中子的第114号元素X(称为超重元素) 。若已知原子结构规律不发生变化，该元素X 就是第________周期第_____________族元素，其最高氧化物的分子式为_________，再下一个具有双幻数的超重元素是质子数为164、中子数为318的164号元素Y ，它应是第___________周期第________族元素。
二、(17分) 写出下列有关化学反应方程式(每个方程式2分，填空1分)
⒈在H 2O 2作用下可实现Fe(CN)63-与Fe(CN)64-之间的相互转化，在酸性溶液中H 2O 2可使Fe(CN)64-转化为Fe(CN)63-；在碱性溶液里H 2O 2可使Fe(CN)63-转化为Fe(CN)64-。写出以上相互转化的离子方程式。
①酸性溶液中： ②碱性溶液中： ⒉哥伦比亚号航天飞机曾用金属铝粉和高氯酸铵混合物作固体燃料，当加热铝粉使其氧化可放出大量热，而使高氯酸铵分解产生大量气体作为航天飞机的推动力。试写出相关反应的化学方程式。
①_____________________________________________________________________ ②_____________________________________________________________________ 消耗1mol 高氯酸铵可产生_________mol的气体。
阿波罗宇宙飞船使用氢氧燃料电池为动力，电池反应为2H 2+O2=2H2O ，以浓KOH 溶液为电解质。写出电极反应式：
③负极_______________________________________________________
④正极_______________________________________________________
⒊1982年前联邦德国达姆塔特重离子研究中心的科学家用冷态聚变法经5826Fe 轰击20983Bi 投篮109号元素，1984年该研究中心合成了第108号元素，它是在重离子加速器中用
5826Fe 轰击20982Pb 产生聚变合成的。写出含109、108号元素的核反应方程式。在元素的左上角、左下角分别标出其质量数和质子数。
①____________________________________________________________
②____________________________________________________________
三、(12分) 某工厂生产中产生含Cr 2O 72-酸性工业废水。Cr 是严重的致癌物质，绝不允许随意排放。一种治理含Cr 2O 72-酸性工业废水的方法是向废水中加入适当的NaCl ，用Fe 作电极进行电解，Cr 2O 72-被还原为Cr 3+然后生成Cr(OH)3沉淀除去，废水则可以达到排放标准。请回答下列问题：
⒈电解时发生的电极反应为：(各2分)
阳极反应：_____________________________________________________
阴极反应：_____________________________________________________
⒉写出Cr 2O 72-转变为Cr 3+的离子方程式：(2分)
⒊与Cr(OH)3沉淀同时生成的沉淀还有_____________________。(2分)
⒋电解过程中这些沉淀是怎样产生的？(4分)
四、(10分) 四氧化三铅俗名“铅丹”或“红丹”，化学式可以写为2PbO ·PO 2，铅丹用于制造铅玻璃，由于它有氧化性，涂在钢材上有利于钢铁表面的钝化，其防锈效果好，所以被大量地用于油漆船舶和桥梁钢架。
今欲测定某样品四氧化三铅含量，称取Pb 3O 40.1000g ，加酸溶解，得到含Pb 2+的溶液，加热下用过量K 2Cr 2O 7将Pb 2+沉淀为PbCrO 4，反应为
2Pb 2++Cr2O 72-+H2O=2PbCrO4↓+2H+,
冷却后过滤洗涤，将PbCrO 4沉淀用HCl 溶液溶解，加入过量KI ，用0.1000mol ·L -1Na 2S 2O 3溶液滴定，终点时用去12.00mL 。
⒈写出PbCrO 4沉淀溶解和滴定过程的化学方程式；（3分）
解：
⒉计算试样中Pb 3O 4的质量分数；（Pb 3O 4的相对分子质量为685.6）（4分）
解：
⒊用标准溶液滴定时应用指示剂？（1分）____________
⒋加入过量KI 后，反应需在暗处放置5-10分钟，为了防止生成的I 2挥发，可选用何种仪器？(2分)___________
五、(18分) 晶体的最小重复单位是晶胞，晶胞一般为平行六面体(立方晶格为立方体) 。NaCl 属立方面心晶格，在NaCl 晶胞中8个顶点各有一个Na +(顶点处的微粒为8个晶胞共有) ，6个面心处各有一个Na +(面心处的微粒为两个晶胞共有) ，故我们说Na +形成立方面心晶格，而在该晶胞的12条棱的中点处各有一个Cl -(棱心处的微粒为4个晶胞共有) ，在该立方晶胞的体心处还有一个Cl -(立方体内的微粒为一个晶胞独有) ，故Cl -也形成立方面心晶格。
⒈按上述微粒数的计算规则，则一个NaCl 晶胞中有____个Na +，____个Cl -。(每空1 分)
⒉KCl 和NaCl 的晶格型式相同。已知Na +离子的半径是Cl -离子的0.5倍，而又是K +离子的0.7倍，计算：KCl 晶胞和NaCl 晶胞的边长之比；KCl 和NaCl 晶体的密度之比。(相对原子质量：K ：39，Na ：23，Cl ：35.5)(4分)
解：
⒊将NaCl 晶胞中的所有Cl -去掉，并将Na +全部换成C 原子，再在每两个不共面的“小立方体”中心处各放置一个C 原子便构成了金刚石的一个晶胞，则一个金刚石的晶胞中有________个C 原子。(1分)
⒋计算金刚石的密度。(已知C 原子的半径为7.7×10-11m ，相对原子质量：12(4分) ⒌白硅石SiO 2属AB 2型共价键晶体。若将金刚石晶胞中的所有C 原子换成Si 原子，同时在每两个相邻的Si 原子(距离最近的两个Si 原子) 中心联线的中点处增添一个O 原子，则构成SiO 2晶胞，故SiO 2晶胞中有_______个Si 原子，______个O 原子，离O 原子最近的Si 原子有_______个，离Si 原子最近的O 原子有_______个。(每空1分)
⒍干冰(固态CO 2) 属于分子晶体。若把每个CO 2分子抽象为一个质点(微粒) ，则其晶胞也属于立方面心晶格，故一个干冰晶胞中有_________个CO 2，在干冰分子中，原子之间靠_________________结合，CO 2分子之间靠______________结合。(每空1分)
六、(16分) 卤代烃和金属镁在乙醚中反应生成烷基卤代镁(RMgX)，称为格林试剂，它是重要的有机合成试剂，可与羰基化合物反应制醇，反应过程如下： │ │ Mg >C=O 水解 R －X RMgX R ─ ─ OMgX R ─ ─OH C C │ │ 现有乙烯和必要的无机原料合成3-甲基-3-戊醇，合成路线如下：
水解 氧化 请写出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 、H 物质的结构简式：(每空2分)
A ：___________________B：_____________________C：_________________________ D ：___________________E：_____________________ F：_________________________ G ：_________________________________ H：_________________________________
七、(12分) 丙二酸二乙酯具有双重α-氢，呈现明显酸性，与卤代烃经下列步骤生成丙二酸类化合物，丙二酸类化合物不稳定，受热脱羧生成相应的一元羧酸：
NaOC 2H 5, -①OH /H2O H 25 2H 5 R-X ②H + 2 RCH 2COOH H 25 2H 5
R-X
2H 5 ①OH -/H2O ’ ②H + RCHR’COOH ’ 2H 5
⒈反应(Ⅰ) 属_________反应，反应(Ⅱ) 属__________反应。(每空1分)
⒉现取CH 3CH 2Br ，依上述条件及过程可合成相应的稳定的一元羧酸A 和B ，请写出其结构简式。(每空2分)
A ：_________________________， B ：_______________________________
⒊如需合成稳定的一元羧酸△-COOH ，所需溴代烃的结构简式为_______________，用此溴代烃还能合成稳定的二元羧酸A ’和B ’，其结构式为：(每空2分)
A ’：_________________________， B ’：______________________________。
2004年四川省高中学生化学竞赛预赛试题参考答案
一、
1、H 2O LiHS 或NaOH
2、P 16 1S 22S 22P 63S 23P 3 P2O5 HPO 3(H3PO 4)
3、三角锥形 H ∶ N ∶ ∶ +1 Cl
4、七 IV A XO 2 八 IV A
二、
1、2Fe(CN)64-+H2O 2+2H+====2Fe(CN)63-+2H2O
2Fe(CN)63-+H2O 2+2OH+====2Fe(CN)64-+2H2O+O2↑ NaOC 2H 5, H ∶ ∶ ∶ ∶
2、4Al+3O2====2Al2O 3 2NH 4ClO 44H 2O ↑+2O2↑+Cl2↑+N2↑
4 2H 2+4OH-→4H 2O(I)+4e- O 2+2H2O(I)+4e-→4OH -
3、5826Fe+20983Bi →267109M(或5826Fe+20983Bi →266109M+10n)
5826Fe+20982Pb →267108M(或5826Fe+20982Pb →266108M+10n)
三、
1、Fe →Fe 2++2e- 2H ++2e-→H 2↑
2、Cr 2O 72-+6Fe2++14H+→2Cr 3++6Fe3++7H2O
△
3、Fe(OH)3
4、答：电解过程中阴极附近由于H +在电极上还原，H 2O 不断电离产生大量OH -，OH -与
Fe 3+、Cr3+生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀。
四、
1、解:(1)2PbCrO4+2H+=2Pb2++Cr2O 72-+H2O
(2)Cr2O 72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
(3)I2+2S2O 32-=2I-+S4O 62-
2、解：Pb 3O 4→3Pb 2+→3/2Cr2O 72-→3×3/2I2→3×3/2×2S 2O 32-
Pb 3O 4%=91.41%
3、淀粉
4、碘量瓶
五、
1、4 4
2、解：(1)已知r Na+=0.5rCl-,r Na+=0.7rk+，于是可得：0.7r k+=0.5rCl-
故akCl :aNaCl =8:7=1.14
(2)由于NaCl:M胞=4(23+35.5),p=M/VNA ，而V=aNaCl3
KCl:M’胞=4(39+35.5),p’=M’/V’N A ，而V ’=aKCl3
所以，p ’:P =0.853
3、8 4、ρ=3.54(g.cm-3) 5、8 16 2 4 6、4 共价键 范德华力
六、A:
E:
G: CH 3─C ─CH 2CH 3
七、
1、取代 取代
2、CH 3CH 2CH 2COOH
3、BrCH 2CH 2Br HOOCCH 2CH
O =