湖南师范大学化学竞赛初赛模拟试卷(无机化学部分)

湖南师范大学化学竞赛初赛模拟试卷（无机化学部分）（时间：120分钟 满分：100分）Al26.98 Si28.09 P30.97 S32.07 Cl35.45GaGeAsSeBr第一题（考查对称性，每小题1.5分，共12分） 环丁烷被X 或Y 取代后的分子有那些对称元素？① ② ③ ④⑤ ⑥ ⑦ ⑧第二题（考查晶体结构，第1小题4分，第2、3小题各3分，共10分）冰为六方晶系晶体，晶胞参数为a=452.27 pm, c=736.71 pm ；晶胞中O 原子的分数坐标为(0,0,0)，(0,0,0.375)，(2/3,1/3,1/2)，(2/3,1/3,0.875)。

（1）画出冰晶体的空间格子示意图；其点阵型式是什么？结构基元是什么？（2）计算冰的密度；（3）计算氢键O-H....O的键长。

第三题（考查晶体结构，第1小题2分，第2小题5分，第3小题2分，第4小题3分，第5小题2分，共14分）经X射线分析确定，某一离子晶体为立方晶系，其晶胞参数a=403.1 pm；晶胞顶点位置为Ti4+所占，体心位置为Ba2+所占，棱心位置为O2-所占；（1）画出晶胞示意图；（2）写出晶胞中离子的分数坐标；（3）指出晶体的点阵形式和结构基元；（4）指出各种离子的配位数；（5）若O2-的半径为140 pm，计算两种正离子的半径。

第四题（本题共12分，第1、2、4小题各2分，第3小题6分）某含砷的化合物为橘红色，经稀硝酸处理后溶液中仍有黄色粉末状固体，为了分析其组成，进行了以下实验：（1）称取该化合物0.1070 g ，用稀硝酸处理后除去黄色粉末，所得溶液调节到pH 值为8.00，以淀粉为指示剂用2.50⨯10-2 mol·L -1的I 2标准溶液滴定至终点，消耗20.00 mL 。

（2）然后用盐酸酸化此溶液，加入过量KI 溶液，释放出的I 2用1.00⨯10-1 mol·L -1 Na 2S 2O 3标准溶液滴定至终点，消耗20.00 mL 。

试通过分析与计算回答下列问题： （1）该化合物可能是什么？写出化学式及名称。

（2）写出该化合物与稀硝酸的反应方程式。

（3）写出滴定反应涉及的化学方程式。

（4）该化合物中砷元素的质量百分含量为多少？注：本题考核有效数字与化学计算、元素性质，砷的硫化物有As 2S 3、As 2S 5、As 4S 3、As 4S 4、As 4S 5、As 4S 6六种。

第五题（考核配合物，共12分， 1、2小题各2分，第三小题中每问2分）配位化学是化学的一个重要分支。

在十九世纪，维尔纳的老师认为：六配位化合物是一种链式结构，如：M —A —B —C —D —E —F 或M —B —A —C —D —E····；而维尔纳认为：六配位化合物是一种八面体。

1．请你设想一下：维尔纳是如何否定老师的论断得出他的正确结论的？在配合物中，乙酰丙酮（CH 3C2C CH 3OO ）是常见的一种配体。

试回答：2．请从有机化学的角度解释乙酰丙酮可作双齿配体。

3．某同学用乙酰丙酮与CoCl 2、H 2O 2在一定条件下反应得到一晶体A 。

为测定晶体组成，该同学设计以下实验：准确称取A 晶体0.4343 g ，煮沸溶解后，将Co 元素转化为Co(II)形式，然后用氢离子交换树脂（即HR 型）充分交换至看不出有Co 2+的红色，过滤；交换液用0.1013 mol/L 的NaOH 标准溶液滴定，用去24.07 mL 。

测定该物质A 的摩尔电导，发现其为电中性分子。

求： （1）A 中Co 的质量分数。

（2）预测A 的化学式，画出A 的结构并写出Co 的杂化形态。

（3）写出制备A 的化学反应方程式。

（4）在铁粉的催化下，A 能与液溴发生取代反应（物质的量之比为1：3）。

试写出其化学反应方程式。

阐述其原因。

第六题（考查氧化还原，本题共9分，第4小题3分，其余每小题3分）已知酸性溶液中下列电对的标准电极电势：ϕ (VO 2+/VO 2+)=1.0 V ，ϕ ( VO 2+ / V 3+)=0.36 V ，ϕ (V 3+/V 2+)=-0.25 V ，ϕ (V 2+/V)=-1.2 V ，ϕ (Zn 2+/Zn)=-0.763 V ，ϕ (Sn 4+/Sn 2+)=0.15 V ，ϕ (Fe 3+/Fe 2+)=0.77 V 。

请回答：（1）VO 2+还原为V 2+，选择哪种还原剂？（2）VO 2+还原为V 3+，选择哪种还原剂？（3）VO 2+还原为VO 2+，选择哪种还原剂？（4）酸性钒酸盐溶液中通入二氧化硫，生成蓝色溶液；用锌还原时生成紫色溶液。

将上述蓝色溶液与紫色溶液混合时得到绿色溶液，写出涉及的离子方程式。

第七题（考查溶液中的平衡，本题共9分）有一溶液含有0.10 mol/L 的自由NH 3、0.010 mol/L NH 4Cl 和0.15 mol/L [Cu(NH 3)4]2+，问从这个溶液中能否生成Cu(OH)2沉淀？已知K 稳[Cu(NH 3)42+] = 4.8×1012，K sp [Cu(OH)2] = 2.2×10-20，K b (NH 3)= 1.77×10-5。

第八题（考查分子结构与原子结构，本题共22分）8-1（本小题4分，每小问2分）（1）分析PFCl4分子的结构（i）中心原子杂化轨道类型：( )（ii）画出分子的几何构型图：( )（2）判断下列分子键角大小：（i）OCl2，OF2( )（ii）NH3 ，PH3，AsH3( )8-2（第1小问4分，2~7小问各2分，共16分）（1）用VSEPR预测NO2、NO2+、NO2- 的几何形状，并比较它们中<ONO键角大小顺序。

（2）氮的两种化合物分别为三甲胺(Me3N)和三甲硅烷胺(H3Si)3N，观察到两化合物中N原子与相邻原子的键角分别是108°和120°，用VB法解释它们键角的差别。

（3）氮和硼都能形成三氟化物NF3，BF3前者N-F键能280 kJ·mol-1，后者B-F键能646 kJ·mol-1，为何有如此大差别？（4）NF3沸点-129℃，而NH3沸点-33℃，为何后者沸点比前者高？（5）NF3偶极矩小（0.24D），NH3偶极矩大（1.46 D），解释这种差别。

（6）NH3能作为Lewis碱提供电子对，如与Ag+形成Ag(NH3)2+，而NF3却不是Lewis碱，为什么？（7）NaNO3水溶液和钠汞齐（合金）反应生成Na2N2O2。

写出这个反应式。

8-3（本小题2分）天然存在的铀有3种同位素，99.30%的238U，0.70%235U和痕量的234U。

235U受到热（慢）中子的辐射，核裂变释放出原子能，产物之一为质量数为92的稀有气体，产物之二为质量数为140的IIA 族元素。

写出核裂变反应方程式并指出该反应的两个最主要特点。

湖南师范大学化学竞赛初赛模拟试卷（无机化学部分）（时间：2小时满分：100分）第一题（每小题各1.5分，共12分）①σ；(2) C2，2σ；(3) σ（4）C4，4σ（5）3C2，3σ，i；（6）C2，2σ（7）C2，σ，i ；(8) C2，σ，i第二题（考查晶体结构，第1小题4分，第2、3小题各3分，共10分）解：(1) 六方简单格子；结构基元为4H2O;空间格子示意图为其中: a=b, α=β=90o, γ=120o(2) 密度D=ZM/N A VV=(452.27 pm)2Sin60o*736.71 pm=1.305*108 pm3=1.305*10-22 cm3D=4*(2*1.008+16.00) g.mol-1/(6.022*1023 mol-1*1.305*10-22 cm3)=0.917 g.cm-3坐标为(0,0,0)与(0,0,0.375)的两个O原子间的距离即为氢键的长度rr=0.375*736.71 pm=276.3 pm第三题（考查晶体结构，第1小题2分，第2小题5分，第3小题2分，第4小题3分，第5小题2分，共14分）Array解：(1) 晶胞示意图为：(2) Ti 4+ (0,0,0)Ba 2+ (1/2,1/2,1/2)O2-(1/2,0,0); (0,1/2,0); (0,0,1/2)(3) 点阵形式为简单立方。

结构基元为BaTiO3(4) W Ti4+=6; W Ba2+=12; W O2-=6;(5) r(Ti 4+)=1/2 a-r(O2-)=403.1/2-140=61.6 pmr(Ba 2+)=1.414a/2-r(O2-)=145 pm第四题（本题共12分，第1小题2分，第2、4小题各2分，第3小题6分）（1）As4S4，雄黄。

（2）3As4S4+16HNO3+10H2O=6H3AsO3+6H3AsO4+12S↓+16NO↑（3）AsO33-+I2+2OH-=AsO43-+2I-+H2O；AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2OI2+2S2O32-=2I-+S4O62-n(AsO33-)=n(I2)=2.50⨯10-2⨯20.00⨯10-3=5.00⨯10-4 (mol)n(AsO33-)+ n(AsO43-)=0.5n(S2O32-)=0.5⨯1.00⨯10-1⨯20.00⨯10-3=1.00⨯10-3 (mol)n(AsO43-)=1.00⨯10-3-5.00⨯10-4=5.0⨯10-4 (mol)m(As)=0.0749 (g) m(S)=0.0321 (g) 说明n(As)=n(S)说明方程式（2）为上述。

（4）70.0%第五题（本题共12分，每1、2小题各2分，第三小题中每小题2分）1．链式结构无旋光异构体，而八面体具有旋光异构关系。

若发现某配合物用旋光仪测得有旋光性，且配位数为6，则该配合物一定是八面体结构。

（2分）2．乙酰丙酮之所以可作为双齿配体，是因为该物质始终存在烯醇式和酮式的互变异构：CH 3O CH 2O CH 3CH 3CCH CCH 3OH O （2分） 3．（1）n(Co)＝21n(H ＋)＝21×1000--⋅OH OH V C ＝200007.241013.0⨯＝0.001219 mol ； M A ＝mL g Co n m /3.356001219.04343.0)(==，Co%＝%54.16%10093.58=⨯AM （2分） （2）由M A 推出应为Co(C 5H 7O 2)3；注意不能写为Co(C 5H 8O 2)3。

Co ：d 2sp 3。

3C CHC CH 3OOCH 3CCHC CH 3OO CH 3C CHC C H 3O Co （2分）（3）6CH 3COCH 2COCH 3＋2CoCl 2＋H 2O 2→2Co(CH 3COCHCOCH 3)3＋2H 2O ＋4HCl（4）3C CHC CH 3O OCH 3CCHC CH 3OO CH 3C CHC CH 3O O Co ＋3Br 2Fe3C C C CH 3O OBrCH 3CCC C H 3OO BrCH 3C C CCH 3O O Br Co ＋3HBr 。