高中化学竞赛《无机化学》测试卷1

《无机化学》测试卷（一）
满分：30分，时间：60分钟
1.（2003全国初赛）
1-1 下列化学键中碳的正电性最强的是（）
A.C－F
B.C－O
C.C－Si
D.C－Cl
1-2 电子构型为[Xe]4f145d76s2的元素是（）
A.稀有气体
B.过渡元素
C.主族元素
D.稀土元素
1-3 下列离子中最外层电子数为8的是（）
A.Ga3＋
B.Ti4＋
C.Cu＋
D.Li＋
解：（1.5分）
1-1 A（0.5分）1-2 B（0.5分）1-3 B（0.5分）
2.
2-1 用VSEPR指出下列分子或离子的空间几何构型：
2-2 估计下列分子中，键角最大的是________，键角最小的是_________。

A.NH3
B.PH3
C.AsH3
D.SbH3
AD（1分）
2-3 说出丙二烯(CH2=C=CH2)每个碳原子的杂化类型，画出丙二烯的分子构型，判断分子中的四个氢原子四个氢原子是否共面。

解：
C1和C3为sp2杂化，C2为sp杂化（1.5分）。

分子构型：略（1分）。

四个氢原子不共面（1分）。

3.卤素的价电子组态为ns2np5，其极易得到一个电子，变成价层电子全满的阴离子。

3-1 画出中性分子Br2O3和C12O4的分子结构，其中Br和Cl皆以两种价态存在。

3-2已知O2F2中的O-O键长短于H2O2中O-O键长，解释上述现象。

3-3 比较BrO和C1O的偶极矩。

3-4 画出I7-的负离子的结构。

解：
3-1（2分）
3-2 F的电负性更大，会降低O上的电子云密度，从而使得孤对电子排斥作用减小，故O-O键变短（1分）。

3-3 偶极矩：BrO>C1O（0.5分）。

3-4 （1分）
4.（2007全国初赛）羟胺(NH2OH)和用同位素标记氮原子(N*)的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下：
NH2OH+HN*O2→ A+H2O
NH2OH+HN*O2→ B+H2O
A、B脱水都能形成N2O，由A得到N*NO和NN*O，而由B只得到NN*O。

请分别写出A和B的路易斯结构式。

解：（4分）
对每一式，只写对原子之间的连接顺序，但未标对价电子分布，只得1分；未给出立体结构特征不扣分；未标出同位素符号不扣分，但B中将星号标错位置扣0.5分。

5.（2005北京初赛）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：常温常压(298K，)下：
5-1 请用计算结果判断，反应①和②在常温常压下实现的可能性如何？
反应①：
△f G（1分）
△f G，反应①没有实现的可能性（0.5分）
反应②：
△f G（1分）
△f G，反应②有实现的可能性（0.5分）
5-2 对于常温常压下不可能实现的反应，当选用“高效催化剂”之后，能否变为常温常压下可实现的反应？为什么？
对反应①选用高效催化剂，也不可能在常温常压下进行，
∵ΔrGΘm 0，热力学上不可能进行反应，催化剂无效。

（1分）
5-3 对于可能实现的反应，请利用△f G=-R从理论上求出298K，下其平衡常数。

若该反应为可逆的话，讨论温度、压力等外界条件对化学平衡的影响。

(R=8.314 J/(mol∙K)) =-△f G/R T=115.44 ×103/8.314×298=46.594
=1.72×1020（1分）
∵为放热反应，升温不利于正向进行，（0.5分）
Δn=0–1.5=–1.5，升高压力有利于正向进行。

（0.5分）
5-4 若将CH4与O 2（或空气）制造燃料电池，电池放电时发生的化学反应方程式为：
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
5-4-1 电池中发生反应2O2+8e-=4O2-的是______级（填“正”或“负”），另一极发生的电极反应为：____________________________。

正极（0.5分），CH4+4O2-–8e-=CO2+2H2O（0.5分）
5-4-2 请根据△f G= –nF的关系式求出该电池的电动势。

（F为法拉第常数，F=96500C/mol）△f G（0.5分）
=–△f G nF =817.97×103/8×96500=1.06 V（0.5分）
6.（1999全国初赛）铬的化学性质丰富多彩，实验结果常出人意料。

将过量30% H2O2加入(NH4)2CrO4的氨水溶液，加热至50℃后冷却至0℃，析出暗棕色晶体A。

元素分析报告：A含31.1 % Cr，25.1% N，5.4% H。

在极性溶剂中A不导电。

红外图谱证实A有N-H键，且与游离氨分子键能相差不太大，还证实A中的铬原子周围有7个配位原子提供抓对电子与铬原子形成配位键，呈五角双锥构型。

6-1 求出A的化学式（写出计算过程）。

6-2 A中铬的氧化数为多少？
6-3 预期A最具特征的化学性质是什么？
6-4 写出生成晶体A的化学反应方程式。

解：（6分）
6-1 CrO4N3H9（2分）
6-2 +4（1分）
6-3具有氧化还原性或受热易分解（1分）
6-4
（2分）。