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中国化学会第21届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题


1 中国化学会第 21 届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试题 第 1 题(12 分)通常,硅不与水反应,然而,弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解,生成 Si(OH)4。 1-1 已知反应分两步进行,试用化学方程式表示上述溶解过程。 1-1 Si + 4OH? = SiO44 ? + 2 H2(1 分) SiO44 ? + 4H2O = Si(OH)4 + 4OH? (1 分) 若写成 Si + 2OH? + H2O = SiO32? + 2 H2 SiO32? + 3H2O = Si(OH)4 + 2OH?, 也得同样的分。 但写成 Si + 4H2O = Si(OH)4 + 2H2不得分。 写不写↓ (沉淀)和↑ (气体)不影响得分。 早在上世纪 50 年代就发现了 CH5+的存在,人们曾提出该离子结构的多种假设,然而,直至 1999 年, 才在低温下获得该离子的振动-转动光谱,并由此提出该离子的如下结构模型:氢原子围绕着碳原子快速转 动;所有 C-H 键的键长相等。 1-2 该离子的结构能否用经典的共价键理论说明?简述理由。 1-2 不能。 (1 分)经典共价键理论认为原子之间通过共享电子对而成键。C 为第二周期元素,只有 4 个 价层轨道,最多形成 4 个共价键。 (1 分) 理由部分:答“C 原子无 2d 轨道,不能形成 sp d 杂化轨道”,得 1 分;只答“C 原子没有 2d 轨道”,得 0.5 分;只答“C 原子有 4 个价电子”,得 0.5 分;答 CH5+中有一个三中心二电子键,不得分(因按三中心 二电子键模型,CH5+离子的 C-H 键不等长)。 1-3 该离子是( ) 。 A.质子酸 B.路易斯酸 C.自由基 D.亲核试剂 2003 年 5 月报道,在石油中发现了一种新的烷烃分子,因其结构类似于金刚石,被称为“分子钻石” , 若能合成,有可能用做合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下: 3 1-4 该分子的分子式为 ; 1-5 该分子有无对称中心? ; 1-6 该分子有几种不同级的碳原子? ; 1-7 该分子有无手性碳原子? ; 1-8 该分子有无手性? ; 1-3 A 或质子酸 (2 分) 1-4 C26H30 (2 分) 1-5 有(1 分) 1-6 3 种 (1 分) 1-7 有(1 分) 1-8 无(1 分) ﹡ 第 2 题(5 分)羟胺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。 第 2 题(6 分)(每式 3 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。 1 2 第 3 题(8 分) X-射线衍射实验表明,某无水 MgCl2 晶体属三方晶系,呈层形结构,氯离子采取立方最密堆积(ccp) , 镁离子填满同层的八面体空隙;晶体沿垂直于氯离子密置层的投影图如下。该晶体的六方晶胞的参数: -3 a=363.63pm,c=1766.63pm;p=2.53g· cm 。 3-1 以“ ”表示空层,A、B、C 表示 Cl 离子层,a、b、c 表示 Mg 离子层,给出三方层型结构的堆积方式。 · · · AcB CbA BaC A

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