2024年全国化学竞赛初赛冲刺试卷（五）
时间：3小时满分：100分）
第题（4分）
某锕系元素x于2024年由α粒子轰击pu靶（pu是锕系第6个元素）而得，并以某法国科学家的名字命名，已知上述反应只涉及3种粒子，且反应物总质量数为243。
1．写出合成x的核反应方程式。（可用x代表该元素）
2．x发生两次α衰变生成核素y，y是一种常用核燃料，但y与其一同位素难以发生分离，y的元素符号是什么？如何分离出y？
第题（3分）
实验室中观察丁达尔现象一般是用fe(oh)3胶体，但fe(oh)3胶体须现场制取，不能保存，现有一种解决方法：取一支试管，加入一些蔗糖，用酒精灯缓慢加热使熔化……
1．你以为这样制得的胶体颗粒是什么物质？
2．加热至200℃以上，蔗糖会“沸腾”，请解释这种“沸腾”现象。
第题（6分）
化合物x是铋的共价型分子，含bi 82.25%；x有较强的化学活性，能与盐酸作用，生成一种酸（酸根为正八面体构型），同时得到一种常见气体。在沸腾的酒精溶液中，x也能与硫磺反应生成铋的硫化物和另一种气体。
1．写出x的化学式，并判断分子构型；
2．写出上述x发生的2个化学方程式；
第题（8分）
化合物x为一无色透明液体，是由短周期元素组成的非极性分子，沸点77℃，对氢气的相对密度为85。
1．确定x的分子式。
2．若在x中通入h2s气体，可以得到y沉淀，试确定y的化学式。
3．已知x和y都能发生醇解，生成化合物z，试写出x和y分别与过量乙醇发生化学反应的方程式。
4．z能与格氏试剂ch3mgbr反应，生成化合物m，该反应可看作酯基部分被烷基所取代。假设反应中z与ch3mgbr的物质的量之比为1︰2。试写出该化学反应方程式。
5．z也能被氢气还原，已知该反应过程中z与h2的物质的量之比为2︰1，且生成物中有n生成外，还有c2h5oh生成。试写出该化学反应方程式。
第题（6分）
1．某团簇分子由c、cl、zn三种元素组成，具有正八面体的对称性；其中心为c，且处于由6个zn组成的八面体的中心；zn都等价，处于由1个c和5个cl组成的八面体的中心。
该分子中cl有个，其化学式为。
2．钒酸根（vo43－）有缩合性，某多聚钒酸根（外观模型如右图）可看作由若干个钒氧八面体（vo6，中心为v，顶点为o）共棱（共用o原子）连接而成；而其中钒原子（忽略氧原子）的空间相对位置可看作由2个钒八面体（顶点为v，实际v与间无作用力）共用一条棱而成。
该某多聚钒酸根中v有个，o有个，离子化学式为。
第题（11分）
尖晶石的化学式为mgal2o4，在尖晶石型晶体中，若＋2价离子填在四面体空隙中，则为正尖晶石型结构；若填在八面体空隙中，则为反尖晶石型结构。
1．用锌和铁的水溶性盐按一定比例混合，与草酸铵溶液作用，得到沉淀；在大约700℃时灼烧沉淀，得到一种尖晶石类型的晶体，写出反应式。
2．mn3o4可写成[mn2＋][mn3＋]2o4，是一种正常的尖晶石结构，晶胞如右图所示。
1）右图包括个mn3o4；
2）a位置的离子是 ，占据的是___空隙，占有率是 ；b位置的离子是 ，占据的是空隙，占有率是 。
下面两个小题请选择其中1题回答：
3－1．mn3o4为尖晶石型结构，fe3o4为反尖晶石型结构，二价铁进入八面体空隙中，部分三价铁填入八面体空隙中。实验测得，mn3o4为绝缘体，而fe3o4具有良好的导电性。解释上述两种化合物导电性的原因。
3－2．不考虑电子成对的能量效应，并假设δt＝4/9δo（fe2＋、fe3＋均为高自旋），通过计算说明fe3o4为反尖晶石型结构而不是尖晶石型结构。
第题（9分）
1．工业上常用co通过气相转移反应提纯fe，写出有关反应并画出主要转移物种的结构；
2．化合物na5p3o10是许多洗涤剂的添加剂，用来结合（螯合）水中的ca2＋、mg2＋离子，以防洗衣时形成钙和镁的脂肪酸盐沉淀。设mg2＋离子呈八面体配位，画出[mg(p3o10)(h2o)]3—的结构。
3．写出化合物ptbrcl(nh2ch2chch3nh2)所有的立体异构体。
第题（11分）
酒石酸是分子式为c4h6o6的有机酸，在食品行业用作啤酒发泡剂、食品酸味剂、矫味剂等，为优良之食品添加剂。酒石酸早期在希腊和罗马的许多工厂里被叫做酒石，是发酵葡萄汁的一种沉淀物，酸性，含有钾盐，最早于2024年由瑞士化学家carl wilhelm scheele分离成功。酒石酸为无色结晶或白色结晶粉末，无嗅、有酸味，在空气中稳定。
它是等量右旋和左旋酒石酸的混合物，常含有一个或两个结晶水，热至100℃时失掉结晶水，密度1.697g/cm3，其水溶解度20.6g/100ml，乙醇中溶解度5.
01g/100ml。
1．写出酒石酸的缩聚产物(c4h2o4)n的结构式。
2．写出酒石酸的所有立体异构体的费歇尔投影式，并注明r、s构型。
3．现每次用100ml水萃取100ml酒石酸的乙醇饱和溶液，要求萃取后乙醇中酒石酸含量小于1mg，计算至少需要萃取几次？
4．现有10.0ml kcl溶液，加入过量量酒石酸溶液，浓缩结晶得到khc4h4o6晶体，将该晶体溶解于稀硫酸中，加入25.00ml 1.
000mol/l kmno4溶液，再逐滴加入1.000mol/l h2c2o4溶液，消耗5.28ml。
计算原kcl溶液的浓度。
第题（12分）
有机物a的分子中所有氢原子都等价，一定条件下a二聚为b；b是不含双键或三键的多环烷烃，其氢原子也都等价；c是b的同分异构体，结构中有2种类型的氢原子，个数比是1︰1；c与等物质的量的h2反应得到d，d结构中也有2种类型的氢原子，个数比是2︰3；d在光照下或febr3催化下与br2反应，都得到一种一溴代物。e也是b的同分异构体，结构中有2种类型的氢原子，个数比是1︰3；e与足量h2反应得到f，f是不含双键或三键的多环烷烃，结构中也有2种类型的氢原子，个数比是1︰6；e只有一种臭氧化还原产物g，1g g与银氨溶液反应最多可析出约6.5g ag。
1．写出a、b、c、d、e、f、g的结构；
2．b三氯取代物和f的二氯取代物各有几种。
第题（9分）
sn和nb可形成如下结构的金属互化物。（白球为sn，黑球为nb）
1．写出其最简式。
2．若最简式式量为m(g/mol)，阿佛加德罗常数为na，晶胞参数为a(pm)，求密度(g/cm3)（直接用字母表示）。
3．分别画出此晶胞沿面对角线和体对角线方向的投影图。
第题（11分）
在80℃时，将macln＋2以物质的量比1︰1的比例溶解在2.80g液体单质m中，得到金属氯化物macln，继而将温度升高到170℃时，可析出16.92g唯一产物macln（无放射性，结构中没有m—m键）。
将macln溶解在水中，除产生h2，析出沉淀m和m2(oh)2cl2·2h2o的混合物外，还得到macln＋2溶液。上述反应因温度和macln与水反应的量不同，其沉淀m和m2(oh)2cl2·2h2o的混合物的量也不同。
1．试确定金属m及其氯化物。写出制备macln化学反应方程式（n、a是自然数）。
2．m2(oh)2cl2·2h2o能与naoh溶液反应，放出气体，无沉淀。写出反应方程式。
3．解释macln与水反应生成m和m2(oh)2cl2·2h2o不同比值的原因，并用通式表示。
4．已知上述3个m的化合物都是反磁性物质，标明各化合物中m的化合价。
第题（10分）
写出字母代表的化合物的结构：
a（c5h8o2：酯）b（c5h11o2n）c（c10h19o4n）d（c8h13o3n）
e（c15h17o4n）f（c15h19o4n）g（c6h9o2n）h（c7h11o2n）
参***（0805）
2024年全国高中生化学竞赛 决赛 实验试题
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