2000全国高中化学竞赛决赛(冬令营)理论试题及解答

2000年全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题2000．1．11．杭州● 竞赛时间4小时。

迟到超过30分钟者不能进考场。

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。

● 试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在答卷纸的指定地方（方框内），不得用铅笔填写，写在其他地方的应答一律无效。

使用指定的草稿纸。

不得持有任何其他纸张。

● 把营号写在所有试卷（包括草稿纸）右上角处，不写姓名和所属学校，否则按废卷论。

● 允许使用非编程计算器、直尺、橡皮等文具，但不得带文具盒进入考场。

1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Hf Ta W Re OsIr Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-LrHLi Be B C N O FNa Mg Al Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co NiCu Zn G a G e As Se BrRb Cs Fr Sr BaRaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar Kr Xe Rn Ïà ¶Ô Ô- ×Ó ÖÊ Á¿第1题A 的单质和B 的单质在常温下激烈反应，得到化合物X 。

最新高中-化学第20届全国学竞赛决赛冬令营理论试题理论试题2007年1月17日● 本竞赛试题共8题，总分120分，竞赛时间4小时。

迟到超过30分钟者不得进入考场，考试开始后1小时内不得离开考场。

解答完毕，将试卷和答卷及草稿纸折好，背面朝上放于桌面，撤离考场。

● 试卷和答卷已分别装订成册，不得拆散，所有解答必须写在答卷的指定位置，写于其他位置无效．● 选手营号写在答卷每页左边指定位置，不得写所属地区，学校名称和姓名，否则按废卷论。

● 使用黑色墨水钢笔或圆珠笔答题，不得使用铅笔(包括作图)。

使用提供的草稿纸．不得携带任何其他纸张进入考场。

● 允许使用非编程计算器及直尺，橡皮、涂改液等文具，不得将文具盒以及手机、小灵通、BP机等通讯工具带入考场，一经发现将严肃处理。

原予量： H 1.008 B 10.81 C 2.01 N 14.01 O 16.00第1题 (14分)钛及其合金具有密度小、强度高、耐腐蚀等优良性能，被广泛用于航天、航空、航海、石油、化工、医药等部门。

我国四川省有大型钒钛磁铁矿。

从由钒钛磁铁矿经“选矿”得到的钛铁矿提取金属钛(海绵钛)的主要工艺过程如下：l-1 钛铁矿的主要成分为FeTiO3。

控制电炉熔炼温度(<1500K)，用碳还原出铁，而钛则进入炉渣浮于熔融铁之上，使钛与铁分离，钛被富集。

已知：通过计算判断在电炉熔炼中主要发生以上哪个反应? (3分)1-2 写出在1073—1273K下氯化反应的化学方程式。

(1分)1-3 氯化得到的TiCl4中含有的VOCl3必须用高效精馏的方法除去，为什么? 实际生产中常在409 K下用Cu还原VOCl3，反应物的摩尔比为1：l，生成氯化亚铜和难溶于TiCl4的还原物，写出还原反应方程式。

(2分)1-4 精制后的TiCl4用金属镁还原可得海绵钛，写出化学反应方程式。

(1分)1-5 菱镁矿(主要成分为MgCO 3)煅烧分解后与焦炭混合在氯化器中加热到1373 K ，通入氯气生成MgCl 2。

2000年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题及答案1．1999年是人造元素丰收年，一年间得到第114、116和118号三个新元素。

按已知的原子结构规律，118号元素应是第 周期第 族元素，它的单质在常温常压下最可能呈现的状态是 （气、液、固选一填入）态。

近日传闻俄国合成了第166号元素，若已知原子结构规律不变，该元素应是第 周期第 族元素。

（5分）【答案】七；零；气；八；VIA （5分, 每个填空得1分）2．今年是勒沙特列（Le Chatelier1850－1936）诞生150周年。

请用勒沙特列原理解释如下生活中的常见现象：打开冰镇啤酒瓶把啤酒倒入玻璃杯，杯中立即泛起大量泡沫。

（6分）【答案】（1）啤酒瓶中二氧化碳气体与啤酒中溶解的二氧化碳达到平衡：CO 2(气)CO 2(溶液)，打开啤酒瓶，二氧化碳气体的压力下降，根据勒沙特列原理，平衡向放出二氧化碳气体的方向移动，以减弱气体压力下降对平衡的影响。

（2）温度是保持平衡的条件，玻璃杯的温度比冰镇啤酒的温度高，根据勒沙特列原理，平衡应向减弱温度升高的方向移动，即应向吸热方向移动，从溶液中放出二氧化碳气体是吸热的，因而，应从溶液中放出二氧化碳气体。

注：压力和温度各3分，不与勒沙特列原理挂钩不给分。

3．1999年合成了一种新化合物，本题用X 为代号。

用现代物理方法测得X 的相对分子质量为64；X 含碳93.8%，含氢6.2%；X 分子中有3种化学环境不同的氢原子和4种化学环境不同的碳原子；X 分子中同时存在C —C 、C ＝C 和C ≡C 三种键，并发现其C ＝C 键比寻常的C ＝C 短。

1．X 的分子式是 （2分）2．请画出X 的可能结构。

（4分）【答案】1．C 5H 4 2．如右右上图注：只有一种可能结构；重键位置必须正确，而键角和立体结构则不必要求。

右上图是用Chemsketch程序制作的立体结构图，图形未画出重键，仅供参考，不是答案。

4．理想的宏观单一晶体呈规则的多面体外形。

化学竞赛决赛试题及答案一、选择题（每题3分，共30分）1. 下列哪种元素的原子序数最小？A. 氢B. 氦C. 锂D. 铍答案：A2. 化学反应中，能量变化通常表现为哪两种形式？A. 光能和热能B. 电能和热能C. 光能和电能D. 机械能和热能答案：A3. 根据元素周期表，下列元素中属于第ⅢA族的是？A. 硼（B）B. 铝（Al）C. 镓（Ga）D. 铟（In）答案：C4. 以下哪个化学式表示的是二氧化硫？A. SO2B. SO3C. SO4D. S2O2答案：A5. 酸碱中和反应的实质是什么？A. 酸碱的离子交换B. 酸碱的电子转移C. 酸碱的质子转移D. 酸碱的分子结合答案：C6. 哪种类型的晶体结构中，原子排列是三维周期性的？A. 非晶态B. 多晶态C. 单晶态D. 混合晶体答案：C7. 根据化学键理论，下列哪种键属于离子键？A. 氢键B. 金属键C. 共价键D. 离子键答案：D8. 以下哪种物质是强酸？A. 醋酸B. 碳酸C. 硫酸D. 氢氧化钠答案：C9. 哪种元素的电子构型是1s²2s²2p⁶3s²3p⁶？A. 氧（O）B. 钠（Na）C. 镁（Mg）D. 硫（S）答案：B10. 以下哪种反应属于氧化还原反应？A. 酸碱中和B. 沉淀形成C. 单质之间的反应D. 同素异形体之间的转化答案：C二、填空题（每题4分，共20分）1. 元素周期表中，第______周期包含的元素种类最多。

答案：六2. 一个水分子（H₂O）中含有______个原子。

答案：33. 化学方程式2H₂ + O₂ → 2H₂O中，反应物和生成物的摩尔比是______。

答案：1:14. 元素周期表中，第ⅤⅡA族元素的原子序数范围是______。

答案：57-715. 摩尔质量的单位是______。

答案：g/mol三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述什么是化学平衡，并举例说明。

答案：化学平衡是指在一个封闭系统中，正向反应和逆向反应的速率相等，反应物和生成物的浓度不再发生变化的状态。

促敦市安顿阳光实验学校高中学生化学竞赛决赛（冬令营）理论试题H 1.008 相对原子质量He4.003Li 6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na 22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95压力pφ＝1bar（巴）＝100000Pa（帕斯卡） R＝8.314 J·K－1·mol－1第1题（8分）1990年代初发现了碳纳米管，它们是管径仅几纳米的微管，其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成。

近年，人们合成了化合物E的纳米管，其结构与碳纳米管十分相似。

气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。

已知在同温同压下，气体A的密度约为气体B的密度的4倍；气体B易溶于水，向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D；晶体D的热稳性不高，在室温下缓慢分解，放出CO2、水蒸气和B；晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1；E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。

E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态，分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似，都是型固体材料；E可与单质氟反，主要产物之一是A。

（1）写出A、B、C、D、E的化学式。

（2）写出A与B反的化学反方程式，按酸碱理论的观点，这是一种什么类型的反？A、B、C各属于哪一类物质？（3）分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。

（4）化合物A与C6H5NH2在苯中回流，可生成它们的1︰1加合物；将这种加合物加热到280℃，生成一种环状化合物（其中每摩尔加合物失去2摩尔HF）；这种环状化合物是一种非极性物质。

写出它的分子式和结构式。

第2题（8分）太阳能发电和阳光分解水制氮，是清洁能源研究的主攻方向，研究工作之一集中在n－型半导体光电化学电池方面。

下图是n－型半导体光电化学电池光解水制氢的基本原理示意图，图中的半导体导带（未充填电子的分子轨道构成的能级最低的能带）与价带（已充填价电子的分子轨道构成的能级最高的能带）之间的能量差ΔE（＝E c－E v）称为带隙，图中的e－为电子、h＋为空穴。

中国化学会第 20 届全国高中学生化学竞赛（决赛）理论试题参考答案及评分细则第 1 题(14 分)1-1 当g G m< 0时，反应可正向进行，由此解得T1>1186K, T2>1500 K,T3>1761K,故只有反应①在 1500K 以下可自动正向进行。

（计算2分，结果1分，共3分）Ti O2+ 2Cl2= Ti Cl4+2CO（1 分）1-2(方程式未配平不得分 )1-3 VOCl 3与 TiCl 4沸点相近（1分）Cu+ VOCl 3= VOCl 2+CuCl（1 分）1-4 TiCl 4 +2Mg=Ti+2MgCl 2（1分）1-5(1)Mg C O=Mg O + C O(1分）32Mg O + Cl+ C=Mg Cl+ C O(1分）22(2)阴极反应：Mg 2+-= Mg（ 0.5 分）+2e阳极反应：--（ 0.5 分）2Cl = Cl 2+2e电解反应： MgCl 2= Mg +Cl 2（1 分）1（ 0.5分）（3）r H m = ∑v B f H m = 596.32 kJ molr S m =∑v B S m = 77.30+268.20-231.02=114.48（J·K-1·mol-1）（ 0.5分）r G m = r H m —T r S m =596.32—1023×114.48×10-3=479.21（kJ·mol-1）（1 分）E = –r G m/ZF=–479210/（2×96500）= -2.48（V）E理 =2.48V（1分）第2 题2-12-2 （ 1） ZnS + 2H 2SO4=ZnSO 4+SO2+S+2H 2OCuS + 2H 2 SO4=CuSO4+SO2+S+2H 2O 加水的目的是浸取反应生成的可溶性硫酸盐。

（2） As2S3 +3Na 2S=2Na3AsS3SnS2 +Na 2S=NaSnS3加入氢氧化钠的目的是防止硫化钠水解2-3（1）S2O42-+Fe2O3+2H+=2SO32-+2Fe2++H2O （2） Na4[FeA 2]第 3 题（10 分）3-1[(3++ H O[(] )2++F e H) ]2= F e O H H O 2O6 2O5+ H 33-2(3 分)（1 分）（1 分）（0.5 分）（1 分）（1 分）（2 分）(1 分）H4 + O2[F e O H(H]) 2 +=（H2O）4 F e F e（ H 2 O ）4+ 2 H O(12分）2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题（22 分）4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑（分子式错误，方程式未配平不得分；未写n 不扣分）4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下：m +O H 2O H 2(2分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2分）4-4 Na 的配位数为4， B 原子采取SP3杂化（2分）H O2[F e O H(H]) 2 +=（H2O）4 F e F e（ H 2 O ）4+ 2 H O(12分）2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题（22 分）4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑（分子式错误，方程式未配平不得分；未写n 不扣分）4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下：m +O H 2O H 2(2分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2分）4-4 Na 的配位数为4， B 原子采取SP3杂化（2分）H O2[F e O H(H]) 2 +=（H2O）4 F e F e（ H 2 O ）4+ 2 H O(12分）2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题（22 分）4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑（分子式错误，方程式未配平不得分；未写n 不扣分）4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下：m +O H 2O H 2(2分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2分）4-4 Na 的配位数为4， B 原子采取SP3杂化（2分）H O2[F e O H(H]) 2 +=（H2O）4 F e F e（ H 2 O ）4+ 2 H O(12分）2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题（22 分）4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑（分子式错误，方程式未配平不得分；未写n 不扣分）4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下：m +O H 2O H 2(2分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2分）4-4 Na 的配位数为4， B 原子采取SP3杂化（2分）H O2[F e O H(H]) 2 +=（H2O）4 F e F e（ H 2 O ）4+ 2 H O(12分）2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题（22 分）4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑（分子式错误，方程式未配平不得分；未写n 不扣分）4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下：m +O H 2O H 2(2分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2分）4-4 Na 的配位数为4， B 原子采取SP3杂化（2分）H O2[F e O H(H]) 2 +=（H2O）4 F e F e（ H 2 O ）4+ 2 H O(12分）2O5OHH 2 O H H 2 O H 2OH H 2 OH 2 O O.....OF e F e F e F eH 2 O O.....OH 2 O H 2OH 2 OH 2 O H H3-3Al 2O3+6HCl+9H 2O=2[Al(H 2O)6]Cl 3 [Al(H2O)6]Cl 3= [Al(OH) 2(H2O)4]Cl+2HCl[Al(OH) 2(H2 O)4]Cl+NH 3 H·2O=Al(OH) 3+NH 4Cl+4H 2O (nm-4m)Al(OH) 3+(6m-nm)[Al(OH) 2(H 2O)4]Cl=[Al 2(OH) n Cl 6-n] m+(24m-4nm)H2O 3-4第 4 题（22 分）4-1n NaBH 4 +4n CH 3CH2OH =[NaB(OC 2H5 )4] n +4n H 2↑（分子式错误，方程式未配平不得分；未写n 不扣分）4-2 A 属于混合晶体4-3[NaB(OC 2H 5)4]n 的一维结构示意图及一维点阵如下：m +O H 2O H 2(2分）（1 分）（1 分）（1 分）（1 分）（2分）4-4 Na 的配位数为4， B 原子采取SP3杂化（2分）。

2000．1．11 杭州碘酸钙的制备及含量测定注意事项：●实验时间为5.0小时，请仔细阅读试题内容，合理安排时间，完成全部内容。

每超过5分钟要扣1分，最长不超过20分钟。

●若制备失败可向监考教师索取原料重做，但要扣5分；若产品不够纯度测定所需量，可向监考教师索取分析样品，但要扣16.5分。

●需监考教师签字的，考生务必主动配合，未当场签字者无效。

伪造数据者，以零分计。

●完成全部实验内容后，将产品、实验报告（包括试题）交给监考教师，并清洗所用仪器和整理桌面，经监考教师签字后方可离开考场。

●废弃物应放入指定容器内。

●实验过程请注意安全。

一、实验内容1．产品的合成：碘在酸性条件下被氯酸钾氧化成碘酸氢钾（KIO3·HIO3），溶液经氢氧化钾中和后，与氯化钙发生复分解反应生成碘酸钙。

2．产品的分析：用间接碘量法测定。

3．完成实验报告。

二、主要仪器、试剂及材料1．主要仪器圆底烧瓶100mL 1只球形冷凝管（带磨口塞）1支磁力搅拌器1台电接点温度计（导电表）1支电子继电器1台电加热器（300W）1只结晶皿（水浴缸）1只温度计(100℃) 1支漏斗、吸滤瓶、表面皿各1只布氏漏斗和抽滤瓶（带橡皮塞）1只滴定管夹1只烧杯600ml、500ml 1只量筒100ml 1只150ml 2只10ml 2只100ml 1只玻管（直管、弯管）各1支碘量瓶250ml 3只移液管（胖肚）50ml 1支橡皮管25ml 1支碱式滴定管50ml 1支塑料洗瓶、木夹各1只容量瓶250ml 2只滴管2支洗耳球、角匙、镊子各1只玻棒2支铁架台、铁圈、铁夹3付●公用仪器电子天平（最大称量100克，±0.0001克）电炉（800W）电子天平（最大称量100克，±0.01克）循环水式真空泵2．试剂及材料碘化学纯（CP） 1 mol·L-1 氯化钙溶液氯酸钾化学纯（CP）1∶1 高氯酸溶液碘化钾分析纯（AR）碘酸钾标准溶液30%氢氧化钾溶液0.1 mol·L-1硫代硫酸钠标准溶液0.5mol·L-1 氢氧化钠溶液0.5% 淀粉溶液6 mol·L-1盐酸无水乙醇化学纯（CP）1 mol·L-1硫酸pH试纸（1-14）滤纸、称量纸、碎冰3．主要原料和产品的某些性质3．1几种盐的溶解度（克/100克水）碘酸钙无水盐389.88 一水合物407.90 六水合物497.90硫代硫酸钠158.10 碘酸钾170.80 碘253.80 氯酸钾122.55三、操作步骤1．制备碘酸钙在100mL圆底烧瓶中依次加入2.20克碘、2.00克氯酸钾（均由教师定量供给）和45mL 水，放入搅拌磁子，然后把烧瓶置入水浴缸内，用铁夹固定，开动搅拌器，使氯酸钾溶解，滴加6mol·L-1盐酸8滴（pH～1），装上冷凝管，通冷却水，冷凝管顶部塞上带玻璃管塞子，用橡皮管把反应产生的气体导向盛有约100mL氢氧化钠溶液的大烧杯内吸收。