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2000年全国高中学生化学竞赛（初赛）试题与答案

题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 十三 十四 十五 总分 满分 5 6 6 6 2 5 5 10 9 5 8 6 9 8 10 100 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：CO2(气)CO2(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．C5H4

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。多面体的面叫晶面。附图1所示。它有6个八角形晶面和8个正三角形晶面。宏观晶体的一定取向的截面对应的。已知MgO的晶体结构属NaCl型。它的单晶的晶胞的面。请指出排列在正三角形晶面上的原子（用元素符号表示子，并用直线把这些原子连起，以显示它们的几何关系）。（6分）

【答案】

今有一枚MgO单晶如晶面是与微观晶胞中的八角形面对应于它原子，至少画出6个原

；

所有原子都是Mg（3分） 所有原子都是O（3分）

注：画更多原子者仍应有正确几何关系；右图给出了三角形与

晶胞的关系，不是答

案。

5．最近发现一种由钛原子和碳原子构成的气态团簇分子，如右原子是钛原子，棱的中心和体心的原子是碳原子，它的化学式是

【答案】

Ti14C13（2分）

说明：凡按晶胞计算原子者得零分。 6．某中学同学在一本英文杂志上发现2张描述结构变化的简图是长链的省略符号）：

HOHHHHOHCCNCCNCCNHHOHHCCNOHNH3-COOCCNCCNH3++图所示，顶角和面心的

______。

如下（图中“—～—”

OCNH2HOHHHHOHCCNCCNCCNHHONHCH2OHHCH2OHCOOHCNCCNCOHHOCONHCH2CNHC

未读原文，他已经理解：左图是生命体内最重要的一大类有机物质 （填中文名称）的模型化的结构简图，右图是由于左图物质与 （化学式），即 （中文名称）发生反应后的模型化的结构简图。由左至右的变化的主要科学应用场合是：______________ ；但近年来我国一些不法奸商却利用这种变化来坑害消费者，消费者将因_______________________________________________________。

【答案】

蛋白质（或多肽）；CH2O；甲醛；制作（动物）标本（或保存尸体）；食物中残余甲醛可与人体蛋白质发生同右图所示的反应而受害（5分，每空1分）

OHHOOH7．最近，我国某高校一研究小组将0.383g AgCl，0.160g Se和0.21g 的反应釜中加热到115℃，10小时后冷至室温，用水洗净可溶物后，得晶体A。在显微镜下观察，发现A的单晶竟是六角微型管（如右图所材料。现代物理方法证实A由银和硒两种元素组成，Se的质量几近原量约0.39g。

1．写出合成A的化学方程式，标明A是什么。（3分） 2．溶于水的物质有：______________________________________。答案：

1．4AgCl＋3Se＋6NaOH＝2Ag2Se＋Na2SeO3＋4NaCl＋H2O (2分) A 是Ag2Se（1分）

2．NaCl、NaOH、Na2SeO3、Na2Se（2分，Na2Se独得1分） 注：Na2Se是由于原料中过量的Se歧化产生的。

NaOH装入充满蒸馏水到难溶于水的金属色示），有望开发为特殊料的2/3；A的理论产

（2分）

8．某中学生取纯净的Na2SO3·7H2O 50.00 g，经600℃以上的强热至恒重，分析及计算表明，恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值，而且各元素的组成也符合计算值，但将它溶于水，却发现溶液的碱性大大高于期望值。经过仔细思考，这位同学解释了这种反常现象，并设计了一组实验，验证了自己的解释是正确的。

1．他对反常现象的解释是：（请用化学方程式表达）（5分） 2．他设计的验证实验是：（请用化学方程式表达）（5分） 【答案】

1．4Na2SO3＝3Na2SO4＋Na2S（5分）

2．说明：此题给出的信息未明确第1题所示的歧化是否100%地将Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S，因此，只有全面考虑存在完全转化和不完全转化两种情形，并分别对两种情形的实验进行设计才是完整的答案：

（1） 设Na2SO3完全转化为Na2SO4和Na2S, 需分别检出SO42离子和S2离子。

－－

SO42离子的检出：SO42＋Ba2+＝BaSO4 ↓ 不溶于盐酸。（2分） －－

S2离子的检出：方法1：加沉淀剂如：S2＋Pb2+＝PbS↓ (黑) （或醋酸铅试纸变黑）其他沉淀剂也可得分。

－

方法2：加盐酸S2＋2H+＝H2S↓（可闻到硫化氢特殊气味） 以上2种方法取任何一种方法均可得2分。（2分）

－－

（2）设Na2SO3未完全转化为Na2SO4和Na2S，检出SO42加盐酸时以及检出S2采用方法2时，除发生已述反应（注：已得4分）外，均会发生如下反应：

－－

SO32＋2S2＋6H+＝S ↓＋3H2O（注：写成H2S和H2SO3反应也得分）（1分）

－

－

9． 最近，我国一留美化学家参与合成了一种新型炸药，它跟三硝基甘油一样抗打击、抗震，但一经引爆就发生激烈爆炸，据信是迄今最烈性的非核爆炸品。该炸药的化学式为C8N8O16，同种元素的原子在分子中是毫无区别的。

1．画出它的结构式。（4分）

2．写出它的爆炸反应方程式。(2分)

3．该物质为何是迄今最烈性的非核爆炸品。（3粉） 【答案】

1．如右图所示。答八硝基环辛四烯者也按正确论。 2．C8(NO2)8＝8CO2＋4N2

3．①八硝基立方烷分解得到的两种气体都是最稳定的化合物；②立方烷的碳架键角只有90o，大大小于109°28’(或答：是张力很大的环)，因而八硝基立方烷是一种高能化合物, 分解时将释放大量能量；③八硝基立方烷分解产物完全是气体，体积膨胀将引起激烈爆炸。

说明：以上是参考答案，只要能答出类似以上要点者均可得满分 10．据统计，40%的飞机失事时机舱内壁和座椅的塑料会着火冒烟，导致舱内人员窒息致死。为此，寻找装修机舱的阻燃聚合物是化学研究的热点之一。最近，有人合成了一种叫PHA的聚酰胺类高分子，即主链内有“酰胺键”（—CO—NH—）。温度达180～200℃时，PHA就会释

NO放水变成PBO（结构式如右图所示），后者着火点高达600℃，使舱内人员逃离机舱的时间比通常增大10倍。该发明创造的巧妙ON之处还在于，PHA是热塑性的（加热后可，而PBO却n任意成型）十分坚硬，是热固性的（加热不能改变形状）。

1．写出PHA的结构式。（3分）

2．根据高分子结构来解释，为什么PHA有热塑性而PBO却是热固性的。（2分） 【答案】

1．

2．PHA高分子键的共轭较差，加热容易发生键的旋转，是柔性骨架，所以PHA具有热塑性，而PBO高分子键的共轭程度高，加热不容易发生键的旋转，所以PBO是热固性的。（2分）

注：只要能对高分子骨架的键的性质能作正确的描述，均可得分，上述表述只是参考答案。

11．已经探明，我国南海跟世界上许多海域一样，海底有极其丰富的甲烷资源。其总量超过已知蕴藏在我国陆地下的天然气总量的一半。据报导，这些蕴藏在海底的甲烷是高压下形成的固体，是外观像冰的甲烷水合物。

1．试设想，若把它从海底取出，拿到地面上，它将有什么变化？为什么？它的晶体是分子晶体、离子晶体还是原子晶体？你作出判断的根据是什么？（2分）

2．已知每1立方米这种晶体能释放出164立方米的甲烷气体，试估算晶体中水与甲烷的分子比（不足的数