DOC《高中学生化学竞赛试题（高中二年级）》

青铜塑像是深灰色,为什么(从组成上说明)? 导线中的铜丝是纯铜单质,故呈紫红色;

铜钥匙的材料是黄铜,它是Cu―Zn合金,故呈黄色;

青铜塑像是青铜,它是的材料Cu―Sn合金,故呈深灰色.(3分) 硫酸铜的水溶液是浅蓝色,受热的蓝色硫酸铜晶体却变成白色粉末;

硫酸铜水溶液的浅蓝色是Cu(H2O)62+的颜色;

蓝色硫酸铜是晶体的颜色是[Cu(H2O)4]?H2O(SO4)的颜色,当该晶体受热脱水后变成无水CuSO4,故为白色粉末.(3分) 往硫酸铜水溶液中加入足量氨水后变成蓝紫色(用反应方程式说明发生的变化);

生成硫酸四氨合铜络合物(配合物),该络合物显蓝紫色. Cu(H2O)42++4NH3([Cu(NH3)4]2+(蓝紫色)(共2分) 往硫酸铜溶液中加入KI会析出白色沉淀,而溶液由蓝色变成棕色;

2Cu2++5KI(KI3(棕色)+2CuI((白色)+4K+(1分) 薄铜片会慢慢溶解在氯化铁(Ⅲ)溶液中,该溶液由棕色逐渐变成蓝绿色. 2FeCl3(棕色)+Cu(CuCl2(蓝绿色)+2FeCl2(1分) 第四题(12分)仔细研究BF

3、NF

3、IF3中的化学键,就这3种分子分别回答下列问题: 画出它们的电子结构式,即用点或线标明各原子的价电子结构;

(6分) 推测它们的几何结构,说明在这3种分子中,键角的变化情况;

BF3,平面三角形,键角120?;

NF3,三角锥形,键角约107?;

IF3,T形,键角约90?(3分) 分别说明它们是极性分子,还是非极性分子,并说明理由. BF3是非极性分子,正电荷中心重合;

NF3分子中N原子上有孤对电子,故为三角锥体,是极性分子,正负电荷中心不重合;

IF3为T形分子,极性分子,正负电荷中心不重合.(3分) 第五题(共8分)RX是第二周期和第三周期两种非金属元素(1:1)化合形成的晶体.它的天然矿物称为莫瓦桑石(Moissanite),曾大量合成用作磨料,1997年,发明了它的透明单晶的合成法.用合成的莫瓦桑石透明单晶制作的首饰甚至比钻石更美丽(更显光彩、更透亮)、更轻(对比:金刚石密度3.5g/cm3,莫瓦桑石密度3.24g/cm3)、更耐火(热至1500oC不分解)、更显光彩、更透亮,价廉物美,巧夺天工,仅硬度较差,但仍是已知固体中第三种硬度最高的(对比:金刚石的硬度为10,莫瓦桑石为9.25).RX的摩尔质量40.1g/mol,有多种不同的晶体结构,其中最常见的一种的晶胞是六方的,这种晶胞是一个平行六面体,棱长分别为a=b=3.073x10-8cm,c=15.07x10-8cm,面夹角分别为α=β=90o,γ=120o. 1.写出莫瓦桑石的化学式SiC(1分). 2.莫瓦桑石是原子晶体、分子晶体、离子晶体还是金属晶体?原子晶体(1分) 3.莫瓦桑石的上述晶胞里有几个原子?给出计算过程.原子数取整. 晶胞体积:V=abcsin120o=3.073x10-8cmx3.073x10-8cmx15.07x10-8cmxsin120o =123x10-24cm3(注:无需更多有效数字,因本题求原子数,而原子量是要求记忆的有效数字很少的数值) 摩尔体积:Vm=123x10-24cm3x6.02x1023/mol=74cm3/mol 摩尔质量:28+12=40g/mol 计算密度:n(40g/mol)/(74cm3/mol)=n0.54g/cm3 按SiC计的原子数=n=(3.24g/cm3)/(0.54g/cm3)≈6 即Si和C各6个原子.(4分)(注:不给出具体数字不给分.此题硅的相对原子质量是要求记忆的数据,). 4.如何理解莫瓦桑石的密度比金刚石小? 硅的原子半径较大(2分)(注:答其他不合题意的答案不给分,如不稳定,易分解,不硬,摩尔质量不合等等) 第六题(共6分)脱除石油炼厂气中H2S的两种方法是:干法用ZnO,湿法用HOCH2CH2NH2(乙醇胺)溶液.两个反应的方程式为: 干法:ZnO+H2S=ZnS+H2O 湿法:2HOCH2CH2NH2+H2S=(HOCH2CH2NH3)2S (HOCH2CH2NH3)2S+H2S=2HOCH2CH2NH3HS(3分) 乙醇胺的沸点170.8℃,和水完全互溶,碱性略强于NH3?H2O.为什么工业上用HOCH2CH2NH2而不用NH3?H2O脱硫(H2S)? 乙醇胺脱硫产物,加热释出H2S后,可利用,乙醇胺可循环使用 (HOCH2CH2NH3)2S=2HOCH2CH2NH2+H2S HOCH2CH2NH3HS=HOCH2CH2NH2+H2S NH3?H2O和H2S作用的产物(NH4)2S、NH4HS,受热分解为NH3和H2S,不易分离和循环使用.(3分) 第七题(共6分)以石墨为电极,通电电解含酚酞的KI溶液(无色) 阴、阳极的电极反应和阴、阳极区溶液呈现的现象是: 阳极电极反应式2ID(2e=I2或3ID(2e=I3D 阳极区现象溶液呈黄棕或浅黄棕色 阳极电极反应式2H++2e=H2或2H2O+2e=H2+2OHD 阳极区现象溶液呈红色(共3分) 观察到以上现象时停止通电,摇匀电解液,恢复成(几乎)无色,为什么? 阳极、阴极生成的I2和OHD物质的量之比为1∶2,因此发生以下反应: 3I2+6OHD=IO3D+5ID+3H2O I2和OHD完全反应(共3分) 注:若写成I2+2OHD=IOD+ID+H2O,因IOD是弱酸盐,水解显碱性,溶液应呈现红色.又,室温IOD会发生3IOD=IO3D+2ID反应.最多只能给一半分. 第八题(共8分)为了利用天然气矿中的甲烷,有人设计了如下两个化学反应: 2CH4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)+2H2(g)① CH4(g)+1/2O2(g)=CH3OH(l)② 已知:298K,PΘ下物质ΔfΗΘm(kJ/mol)ΔfGΘm(kJ/mol) H2O(l)―285.84―237.19 CH4(g)―74.85―50.79 CH3OH(l)―238.57―166.23 C2H5OH(l)―277.63―174.77 CO2(g)―393.51―394.38 请用计算结果判断,反应①和②在常温常压下(298K,PΘ)实现的可能性如何? ①ΔrHΘm=2*0+(-277.63)C(-285.84)-2*(-74.85)=157.91kJ/mol(吸热) ΔrGΘm=2*0+(-174.77)C(-237.19)-2*(-50.79)=164.09kJ/mol ②ΔrHΘm=-238.57C1/2*0C(-74.85)=C163.72kJ/mol(放热) ΔrGΘm=-166.23C1/2*0C(-50.79)=-115.44kJ/mol 反应②有实现的可能性,∵298K,PΘ下ΔrGΘ........