无机化学竞赛综合检测题

无机检测题

1、设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。

最近有人制造了一种燃料电池，一个电极通入空气，另一电极通入汽油蒸气，电池的电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体，它在高温下能传导O2－离子。回答如下问题：（1）以丁烷代表汽油，这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是：

（2）这个电池的正极发生的反应是：

负极发生的反应是：

固体电解质里的O2－的移动方向是：

向外电路释放电子的电极是：

（3）人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是：

（4）你认为在ZrO2晶体里掺杂Y2O3用Y3＋代替晶体里部分的Zr4＋对提高固体电解质的导电能力会起什么作用？其可能的原因是什么？

答：

（5）汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生堵塞电极的气体通道，有人估计，完全避免这种副反应至少还需10年时间，正是新一代化学家的历史使命。

2、周期表中汞与锌、铜等元素同族，试回答以下问题：

（1）写出汞原子的核外电子排布式；

（2）化合物中汞常为＋1价或＋2价，而＋1价汞以二聚体形式存在，如Hg2Cl2，Hg2(NO3)2等。试用电子式表示Hg2Cl2和Hg2(NO3)2的结构，并说明Hg2Cl2分子的形状；

（3）已知下列电对的标准电极电势。ΦøHg2＋/Hg22＋＝0.905V，ΦøHg22＋/Hg＝0.799，ΦøAg＋/Ag＝0.800V，ΦøCu2＋/Cu＝0.340V。试判断：Ag与Hg(NO3)2溶液能否反应？若能，则写出反应的离子方程式。若不能，则说明理由；

（4）写出过量汞与稀硝酸反应的化学方程式；

（5）周期表中Tl与B、Al、Ga、In同族，Tl在化合物中有＋3和＋1价，而Tl3＋有强氧化性，Tl ＋则较稳定，这是由于什么原因？

3、在真空密闭容器内加入a mol PH4I固体，在一定温度下发生如下反应：

PH 4I（s）PH3（g）＋HI（g）

4PH 3（g）P4（g）＋6H2（g）

2HI（g）H 2（g）＋I2（g）

以上三个反应建立平衡后，测得HI为b mol，I2（g）为c mol，H2为d mol，求：

（1）平衡后，容器内P4（g）和PH3的物质的量（用代数式表示）

nP4＝，nPH3＝；

（2）a，b，c三者的关系服从a＞（填b，c的代数式），b，c，d三者的关系服从b＞（填c，d的代数式）；

（3）平衡后，增大压强，容器内n（I2）将，n（PH4I）将（填“增加”、“减小”或“不变”）。

4、超分子化学是一门新兴的科学，在材料、生化、催化剂等领域得到很

高重视。不久前，美国Texas A&M 大学的研究人员发现：将已知的路易斯

酸——三聚（邻四氟代苯基）汞溶入沸腾的苯中，冷却后析出的晶体是苯和

该路易斯酸的超分子，由苯分子夹在两路易斯酸分子之间堆砌而成。俯视如

右图（氟原子和氢原子未列出）。

（1）路易斯酸是对酸的电子定义：凡容易接受电子的为酸，凡

容易给出电子的为碱。下列微粒中，为路易斯酸的有：

A Al3＋

B I—

C BF3

D NH3（）

（2）画出邻四氟代苯基的结构式和三聚（邻四氟代苯基）汞的结构式：

（3）该超分子如同夹心饼干（维夫饼干），俯视图化学式为__________，超分子的路易斯碱部分为__________（填化学式）。

5、酸碱的概念在化学上非常普遍，人们多次以各种方式给它们下定义．其中最常见的定义有：质子定义——凡是提供质子的分子或离子是酸，凡能接受质子的分子或离子是碱；溶剂定义——凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸，凡能增加由溶剂派生出的阴离子的溶质是碱；Lewis（路易斯）定义——酸是电子对的接受体，碱是电子对的给予体，试回答下列问题：

（1）在BrF3溶剂中，BrF2AsF6属于哪类物质？试说明之。

（2）纯硫酸具有高沸点、高粘度，所以在外电场作用下，一般离子在纯硫酸中的迁移速度很慢，试推测什么样的离子在纯硫酸中的迁移速度特别快，并解释你的推测。

（3）H3PO3与碱反应仅形成两种类型的盐，这说明H3PO3是几元酸？画出其结构式并写出固体H3PO3加热时的分解方程式。

（4）当SbF5加到氟磺酸中，获得一种超酸（superacid），试写出有关反应式来说明超酸的形成。超酸体系能否在水溶液中形成？试说明你的结论（注：超酸的酸性比强酸如HNO3、H2SO4的浓水溶液大106～1010倍）。

6、（1）尽管锡和碳一样也能生成四氯化物——SnCl4，然而锡又不同于碳，配位数可以超过4。画出SnCl4两种可能的立体结构。

（2）SnCl4作为路易斯酸可以跟像氯离子或氨基离子那样的路易斯碱反应。已经知道它跟氯离于有如下两个反应：

SnCl4＋Cl－→SnCl5－；SnCl5－＋Cl－→SnCl62－

画出SnCl5－的三种可能的立体结构。

（3）用价层电子对互斥理论（VSEPR）预言SnCl5－最可能的是哪一种结构。

（4）画出SnCl62－的三种可能的立体结构。

（5）用价层电子对互斥理论（VSEPR）预言SnCl62－最可能的是哪一种结构。

7、向硫酸四氨合铜的水溶液中通入二氧化硫至溶液呈微酸性，生成白色沉淀A。元素分析表明A 含Cu、N、S、H、O五种元素，而且物质的量比C︰N︰S＝1︰1︰1。激光拉曼光谱和红外光谱显示A 的晶体里有一种呈三角锥体和一种呈正四面体的离子（或分子）。磁性实验指出A呈逆磁性。

（1）写出A的化学式。

（2）写出生成A的配平的化学反应方程式。

（3）将A和足量的10mol·L－1的硫酸混合微热，生成沉淀B、气体C和溶液D。B是主要产物，尽管它是常见物质，本法制得的呈超细粉末状，有重要用途。写出这个反应式并配平。

（4）按（3）操作得到的B的最大理论产率有多大？

（5）有人设计了在密闭容器里使A和硫酸反应，结果是B的产率大大超过按（4）的估计。问：在这种设计的操作下，B的最大理论产率有多大？试对此作出解释。

8、配位化合物简称配合物，是一类特殊的稳定化合物。例如，白色硫酸铜粉末溶于水生成蓝色配合物[Cu(H2O)4]SO4。其中方括号内的部分称配合物的内界，方括号外的部分称配合物的外界。方括号内的金属原子或离子称形成体，其余部分是与金属原子紧密结合的基团，称配位体。配位体提供孤对电子与形成体形成配位健。配合物中每个形成体周围的配位键数称该形成体的配位数。提供孤对电子的原子称配位原子，如NH3分子中的N原子、H2O分子中的氧原子等都可作为配位原子，则NH3和H2O称配位体分子。