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中国化学会第24届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷(2010年9月12日)题号1234567891011总分满分155781181361179100得分阅卷人签名l竞赛时间3小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到,把试卷(背面朝上)放在桌面上,立即起立撤离考场。l试卷装订成册,不得拆散。所有解答必须写在指定的位置,用铅笔解答无效(包括作图)。草稿纸在最后一页。不得将任何纸张带入考场。l凡要求计算者,须给出计算过程,没有计算过程无效。l姓名、报名号和所属学校等必须写在首页左侧指定位置,写于其他地方者按废卷论处。l用涂改液涂改的解答无效。l允许使用非编程计算器以及直尺等文具。气体常数R=8.31447JK-1mol-1法拉第常数F=96485Cmol-1阿佛加德罗常数N=6.022142×1023mol-1A第1题(15分)1-12009年10月合成了第117号元素,从此填满了周期表第七周期所有空格,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号元素的原子,其中1个原子经p次α衰变得到270Db后发生裂变;5个原子则经q次α衰变得到281Rg后发生裂变。用元素周期表上的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标出质量数和原子序数)。1-2写出下列结构的中心原子的杂化轨道类型:[(CH)IF]-(CH)Xe[I(CH)]+6556526521-3一氯一溴二(氨基乙酸根)合钴(III)酸根离子有多种异构体,其中之一可用如下简式表示。请依样画出其他所有八面体构型的异构体。第2题(5分)最近我国有人报道,将0.1mol-1L的硫化钠溶液装进一只掏空洗净的鸡蛋壳里,将蛋壳开口朝上,部分浸入盛有0.1mol-1L的氯化铜溶液的烧杯中,在静置一周的过程中,蛋壳外表面逐渐出现金属铜,同时烧杯中的溶液渐渐褪色,并变得混浊。2-1设此装置中发生的是铜离子和硫离子直接相遇的反应,已知φӨ(Cu2+/Cu)和φӨ(S/S2-)分别为0.345V和-0.476V,nFEӨ=RTlnK,EӨ表示反应的标准电动势,n为该反应得失电子数。计算25oC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。2-2金属铜和混浊现象均出现在蛋壳外,这意味着什么?2-3该报道未提及硫离子与铜离子相遇时溶液的pH。现设pH=6,写出反应的离子方程式。2-4请对此实验结果作一简短评论。第3题(7分)早在19世纪人们就用金属硼化物和碳反应得到了碳化硼。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。第4题(8分)4-1分别将O、KO、BaO和O[AsF]填入与O—O键长相对应的空格中。22226O—O键长112pm121pm128pm149pm化学式4-2在配合物A和B中,O为配体与中心金属离子配位。A的化学式为[CoO(NH)]4+,222310其O—O的键长为147pm;B的化学式为Co(bzacen)PyO,其O—O的键长为126pm,Py2是吡啶(CHN),bzacen是四齿配体[CH−C(O-)=CH−C(CH)=NCH−]。B具有室温吸氧,5565322加热脱氧的功能,可作为人工载氧体。画出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),并分别指出A和B中Co的氧化态。配合物AB结构简图Co的氧化态第5题(11分)把红热的玻棒插入橙红色固体A中,A受热后喷射出灰绿色粉末B和无色无味气体C。镁在C中加热生成灰色固体D。B在过量的NaOH溶液中加热溶解,得到绿色溶液E。将适量HO加入E中,加热,得到黄色溶液F。F酸化后变为橙色溶液G。向22G中加入Pb(NO)溶液,得到黄色沉淀H。325-1写出A、B、C、D、E、F、G和H的化学式。ABCDEFGH5-2写出由E转变为F,F转变为G,G转变为H的离子方程式。E转变为FF转变为GG转变为H5-3A中的金属元素M可以形成MO和ZnMO,它们均为磁性材料,广泛用于制作磁带和224磁盘。分别写出MO和ZnMO中M的价电子组态。2245-4A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,按照18电子规则画出Na[M(CO)]的阴离子结构,指出M的氧化态。2210