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中国化学会2005年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 及答案和评分标准 第1题（9分）用α粒子撞击铋－209合成了砹－211。所得样品中砹－211的浓度10－8mol/L，砹－211同位素半衰期较长，足以用它来研究砹的化学性质。 1-1 写出合成砹的核反应方程式。 （2分） 1-2 已知室温下用CCl4萃取I2的分配系数为cI2(CCl4)/cI2(H2O)=84，预计用CCl4萃取AtI的分配系数cAtI(CCl4)/cAtI(H2O) 84（填 , 或 ＝）;理由是 AtI是极性分子 （1.5分）。 1-3 已知I2 + I－ ? I3－ 的平衡常数K = 800，可推断AtI + I－ ? AtI2－ 的平衡常数K 800（填 , 或 ＝）; 依据是: 形成X3－离子的能力I3－Br3－Cl3－。 （1.5分） 1-4 在AtI中加入I2和I－的混合溶液，滴加AgNO3溶液，发现所得沉淀中只有AgI而没有共沉淀的AgAt（如果有AgAt，必然会被共沉淀），然而在上述产物中加入Pb(IO3)2却发现有砹的共沉淀。写出有关化学方程式，解释上述实验现象。 AtI + 2I2 + 5Ag+ + 3H2O = 5AgI + AtO3－ + 6H+ （把I2改为I3-也可，但仍应配平） AtO3－ 与Pb(IO3)2共沉淀。 （写出方程式2分） （总3分） 1-5 已知室温下ICH2COOH的pKa=3.12，由此可推断AtCH2COOH的pKa 3.12（填, 或 ＝）；理由是： AtCH2COOH分子中的砹的吸电子效应比ICH2COOH中的碘小。 （1分） 第2题（12分）为纪念1905年爱因斯坦连续发表6篇论文导致物理学大变革100周年，今年被定为国际物理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的，即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。 2-1 左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词（或词组）及物理学符号的意义，并为此图写一篇不超过200字（包括标点符号等）的说明文。 input—— 输入 hot—— 热（端） cold—— 冷（端） heat flow—— 热流 I —— 电流强度 n —— n型半导体 p ——p型半导体 i+—— 正电流 (各0.25分) 向热电材料构成的半导体的n-p结的远端输入外电流，半导体发生空穴导电，电流流经n-p结时发生复合，外电流输入的能量转化为热流，使n-p结的温度越来越低，而其远端的温度越来越高，即有类似冰箱制冷的效应。 (4分) 2-2 右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶胞的6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为+3，问：铁的平均氧化态多大？ 化学式 LaFe4Sb12（2分）（写La2Fe8Sb24 扣1分）铁的氧化态 9/4 = 2.25 （1分） 计算化学式的过程如下：晶胞里有2个La原子（处于晶胞的顶角和体心）；有8个Fe原子（处于锑形成的八面体的中心）；锑八面体是共顶角相连的，平均每个八面体有6/2＝3个锑原子，晶胞中共有8个八面体，8x3=24个锑原子；即：La2Fe8Sb24。其他合理过程也可。（3分） 第3题（10分）等摩尔的丙酮和过氧化氢混合，在盐酸催化下生成白色粉末A和水，反应进行完全，产物分子总数是反应物分子总数的2/3。A在撞击、摩擦和加热时发生爆炸，被称为熵炸弹。 3-1 A分子中氧的化学环境相同。画出A的立体结构（H原子不必画出）。 3-2 A发生爆炸生成丙酮等物质，并不燃烧起火。写出爆炸的反应方程式。 3-3 为什么A被称为“熵炸弹”？ 3-4 合成A是十分危险的，不慎会在合成时瞬即发生爆炸，例如，温度稍高，反应将生成A的同系物B，B的相对分子质量为A的2/3。画出B的结构；B比A更容易爆炸，应如何从结构上理解？（注：在H2O2分子中的H—O—O夹角约95oC，面夹角约112oC。） 3-1 参考图： (注：分子中C-O-O-C不在一个平面上)（4分） 3-2 C9H18O6 = 3 +