1999年全国化学竞赛（预赛）模拟试卷（五）

时间：3小时 满分：100分

一．（13分）

1．（2分）XeF₂具有强氧化性，NH₃极易被氧化为N₂，写出反应方程式。

2．（2分）XeF₆加入NaOH溶液发生剧烈反应，其中有1/4的Xe元素以气体逸出，写出反应方程式。

3．（3分）267K时，把Ba₂XeO₆慢慢加到浓H₂SO₄中，生成一种四面体型稳定性差的气体。写出反应方程式。

4．（6分）高氙酸盐（XeO₆^4－）溶液能与XeF₆等物质的量反应，收集到的气体在标准状况下测得其密度为3.20g/L，同时还得到一种Xe（Ⅷ）的氟氧化合物的晶体。写出反应方程式并给出XeO₆^4－中Xe的杂化类型与XeO₆^4－离子的空间构型。

二．（18分）

有一类烷烃C_mH_2m+2不能由任何的C_mH_2m催化加氢得到。若烷烃中只有伯、仲、季碳原子而无叔碳原子。试回答：

1．（4分）季碳原子数目应满足什么范围（与m的关系）

2．（3分）写出C₁₃H₂₈的结构简式。

3．（4分）C₁₆H₃₄的各类碳原子各有几个，它有多少种满足条件的同分异构体。

4．（4分）计算C₂₀H₄₀满足已知条件的全部同分异构体数目。

5．（3分）若某类烷烃中任何相邻两个碳原子不都是季碳原子时，试给出该类烷烃的通式。

三．（16分）

在一定温度下，NaCl的饱和溶液中加入 KCl后，NaCl的溶解度要降低。当KCl加到一定数量后，会得到NaCl和KCl同时饱和的溶液。

在 KCl的饱和溶液中，加入NaCl，KCl的溶解度也要降低，最后也得到同时为 KCl和 NaCl所饱和的溶液，这种溶解度变化的关系，可以从等边三角形坐标表示的图形中反映出来。

等边三角形坐标（见图1）可以表示出三种物质的任何质量百分组成。三角形顶点A、B、C分别代表三种纯物质，三条边线表示任何两种物质混合物的百分组成，三角形内各点表示三种物质混合物的百分组成。例如图1中的P点表示 A 20％，B 10％，C 70％。

点号

饱和溶液组成（%）

A（NaCl）

B（KCl）

C（H₂O）

D

40.0

0

60.0

G

30.0

20.0

50.0

F

26.0

34.0

40.0

H

10.0

45.0

45.0

E

0

54.0

46.0

在一次实验中，分析五个饱和溶液的组成，得如下的结果（以质量百分率表示）：

请在等边三角形坐标图（图2）上标出上表中各点的位置，再将各点连成曲线。连结 AF和 BF。

回答下列问题

1．（2分）D、E两点分别表示什么？　　　　　　 　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　

2．（2分）F点表示什么？ 　　　　　　　　　　　　　　　　

3．（2分）DF和E F曲线分别表示什么？　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　

4．（2分）如果NaCl、KCl、H₂O三种物质混合物的百分组成在 CDFE区域内，则该混合物处于什么状态？　　　　　　　　　　　　　　

5．（2分）如果混合物的百分组成在 ADF区域内，则该混合物处于什么状态？　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

6．（2分）如果混合物的百分组成在BEF区域内，则该混合物处于什么状态？　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　

四．（23分）

铌（Nb）是钢灰色的金属，具有很强的耐腐蚀性，在冶金工业上有广泛应用。

1．（4分）铌的元素符号是41，写出它的核外电子排布式，并指出它在元素周期表中的位置。

2．（6分）将Nb₂O₅与苛性钾共熔后，可以生成溶于水的铌酸钾，将其慢慢浓缩可以得到晶体K_p[Nb_mO_n]·16H₂O，同时发现在晶体中存在[Nb_mO_n]^p－离子。该离子结构由6个NbO₆正八面体构成的。每个NbO₆八面体中的6个氧原子排布如下：4个氧原子分别与4个NbO₆八面体共顶点；第5个氧原子与5个八面体共享一个顶点；第6个氧原子单独属于这个八面体的。列式计算并确定该晶体的化学式。计算该离子结构中距离最大的氧原子间的距离是距离最短的铌原子间距离的多少倍？

3．（7分）晶体[Nb₆Cl₁₂]SO₄·7H₂O中阳离子[Nb₆Cl₁₂]^2＋的的结构为：6个金属原子构成八面体骨架，每个卤离子形成双桥基位于八面体的每条棱边上。借助右边的立方体，画出氯离子在空间的排布情况（用·表示）。另有一种含卤离子[Nb₆I_x]^y＋，6个Nb原子形成八面体骨架结构，碘原子以三桥基与与Nb原子相连。确定x的值，并也在右图上画出I原子的空间分布情况（用×表示）。x=　　　　

4．（4分）Nb金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为143pm，相对原子质量为92.9。试计算该晶体铌的密度。ρ=　　　　　　　

5．（2分）据最新报导，我国化学家将分子比为6:1:5的分析纯K₂CO₃、Fe₂O₃、Nb₂O₅混合研磨强热，通过一系列反应后得到一种新铌酸盐，写出该盐的化学式。　　　　　　　　

五．（15分）

760℃和1.01×10⁵Pa下，令H₂和某稀有气体（体积比为1:1）慢慢通过盛有熔融AgI的器皿，而使部分AgI还原为Ag。然后让反应后的气体通过盛有20.00mL 0.1000mol/L的NaOH洗气瓶，并收集干燥后的尾气。某次实验后，洗气瓶内的溶液可以被4.500mL 0.1000mol/L的HCl溶液中和，并在17.0℃，1.013×10⁵Pa下收集干燥尾气254.9mL（已知760℃时，纯HI气体有30.00%分解为单质。

1．（6分）计算尾气中H₂的物质的量；

2．（6分）计算器皿中Ag的物质的量；

3．（3分）如何将Ag从AgI中分离出来。

六．（15分）

化合物A和B是著名的香料：

其中A可按下列路线合成：

1．（8分）写出C→H的结构简式

2．（7分）以甲苯、丙烯及必要的无机试剂为原料合成B。

拟题人：胡波（华东师范大学化学系）

1998年10月命题　 1999年4月修订　 2000年5月编辑