高中化学决赛题

2010届高中化学竞赛专题辅导（一）

原子结构元素周期系

一．（4分）某元素的离子R2＋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，R元素在周期表中的位置是，配制澄清R(NO3)2溶液的方法是。

二．（2分）235

92U原子吸收一个慢中子后，分裂成136

54

Xe和90

38

Sr，写出核反应方程式。

三．（7分）有人建议根据“最高价阳离子”电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如：S、Cr规定为ⅥA族；Se规定为ⅥB族。

1．写出S、Cr、Se最高价阳离子的电子构型；

2．周期数和每周期元素个数是否发生变化；

3．新旧周期表中哪些族的元素是统一的（即完全相同）

4．不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做怎样的变动？

四．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。

五．（4分）2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。

X是用高能48Ca撞击243

93Am靶得到的。经过100微秒，X发生α-衰变，得到Y。然后Y连

续发生4次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。

六．（5分）X的单质是一种软的、白色的、较活泼的金属；该元素的克拉克值低、分布分散、绝大部分伴生在有色金属、煤和铁矿中；X元素的世界储量不大，而我国的资源储量居世界前茅。其化合物XP、XAs y P1－y是人们熟悉的半导体材料。X在高价化合物中比在其低价化合物中稳定。目前，具有层状结构的特殊性能物质（该金属的非整比化合物）Cd0.5Ga2XS5和Hg0.8Ga1.6X1.2S5正在深入研究。

1．写出X的元素符号和名称；

2．指出X的价电子构型和周期表中的位置；

3．X还可用于制造哪一类型的合金。

七（10分）光合作用是绿色植物和其他自养型生物利用光能由简单化合物合成高能复杂分子的过程。光合作用中叶绿素分子与特殊的酶分子受体（MS）相结合，发生一系列氧化还原反应。科学家们发现光合作用还存在许多变化形式，如有些细菌可用H2S代替H2O进行光合作用生成结构与性质完全相似的产物。我国科学家早在1946年就发现铀吸收中子后可

发生核裂变分裂成较小的碎片。如以一个漫中子轰击235

92U发生核裂变时，能产生两种核素

72X、16062Sm和若干快中子。快中子再与核素72X反应可生成6928Ni，继而生成以上MS中金

属M的一种核素。M是应用最广泛的金属之一，在高温高压下与CO作用生成淡黄色液体A（A在高温下可分解为M和CO）。含有M的一种深红色化合物晶体B具有顺磁性，在碱性溶液中已能把Cr（Ⅲ）氧化为CrO42－，而本身被还原成黄色的C晶体。溶液中C可被氯气氧化成B。A继续与CO作用可形成满足18电子规则的金属有机化合物D。

1．写出M的元素符号；

2．写出上述所有核化学反应方程式；

3．写出B与C互相转化的离子方程式；

4．写出H2S代替H2O进行光合作用的主要产物。

5．画出D的一种合理结构式，并指出有几种不同的成键方式。

八．（7分）有人建议根据“最高价阳离子”电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如：S、Cr规定为ⅥA族；Se规定为ⅥB族。

1．写出S、Cr、Se最高价阳离子的电子构型；

2．周期数和每周期元素个数是否发生变化；

3．新旧周期表中哪些族的元素是统一的（即完全相同）

4．不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做怎样的变动？

2010届高中化学竞赛专题辅导（二）

分子结构

一．（5分）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。

二．（7分）1．H2O的沸点（100℃）比HF的沸点（20℃）高，为什么？

2．气态氯原子与一个电子结合比气态氟原子与一个电子结合放出更多的能量，为什么？

3．Li3V2(PO4)3是一种新型的锂离子正极材料。其阴离子是由2种多面体组合而成的三

维网状结构。请具体指出其阴离子中各原子的连接形式。

三．（7分）在液态SO2中用叠氮酸铯与氰气反应定量生成铯的离子化合物。其阴离子中含氮量为74.47%。

1．试画出该离子化合物中阴离子的结构式；

2．说明每个原子的杂化类型和化学键型。

四．（12分）1999年美国化学家曾合成出一种能量极高、氧化性极强的白色固体盐X。盐X的制备方法如下：氟化物A与五氟化砷化合得到离子化合物B，将B盐放在干燥管中，装进特殊材料做成的细颈瓶中，于－196℃时通过金属真空管加入无水HF，混合加热到室温，使B盐溶解，细颈瓶一端与玻璃管相连，降温至－196℃后加入酸C，反复升温（－78℃）、降温（－196℃），生成的HF气体挥发出来，并带走大量的热，最终得到盐X。已知：①A 是共价分子，具有顺反异构体；②B盐存在两种不同的氟原子。③盐X与盐B具有相同的阴离子构型；④C的阴离子为直线型，而X的阳离子为V型；⑤X的含氟量为44%。试根据上述信息，回答下列问题：

1．画出A分子和B的阴阳离子的结构式。

2．分别写出制备B、X盐的化学方程式。

3．对于制备高能量的物质，一般采用低温，并能在低温下提供良好的溶解性的反应介质。本实验中采用无水HF，能吸收反应后放出的能量，并能对高度敏感性的物质起稳定作用。请问：无水HF为什么具备上述特点？

4．化学家Chrite随后成功地分离出了A盐的阳离子。请画出该阳离子的电子式，并预测其用途。

5．盐X对水具有高度敏感性，能检出极其微量的水。盐A与水剧烈化合，并能发生强烈爆炸。请写出该爆炸反应的化学方程式。

五．（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。

六．（15分）在铜的催化作用下氨和氟反应得到一种铵盐和一种三角锥体分子A（键角102°，偶极矩0.78×10－30C·m；对比：氨的键角107.3°，偶极矩4.74×10－30C·m）；

1．写出A的分子式和它的合成反应的化学方程式。

2．A分子质子化放出的热明显小于氨分子质子化放出的热。为什么？

3．A与汞共热，得到一种汞盐和一对互为异构体的B和C（相对分子质量66）。写出化学方程式及B和C的立体结构。

4．B与四氟化锡反应首先得到平面构型的D和负二价单中心阴离子E构成的离子化合物；这种离子化合物受热放出C，同时得到D和负一价单中心阴离子F构成的离子化合物。画出D、E、F的立体结构；写出得到它们的化学方程式。

5．A与F2、BF3反应得到一种四氟硼酸盐，它的阳离子水解能定量地生成A和HF，而同时得到的O2和H2O2的量却因反应条件不同而不同。写出这个阳离子的化学式和它的合