2011年全国高中化学竞赛模拟试题(七)考试.docVIP

2011年全国高中化学竞赛模拟试题（六） 第题（7分） 钛酸锶是电子工业的重要原料，与BaTO3相比，具有电损耗低，色散频率高，对温度、机械应变、直流偏场具有优良稳定性。因此可用于制备自动调节加热元件、消磁元器件、陶瓷电容器、陶瓷敏感元件等。制备高纯、超细、均匀SrTiO3的方法研究日益受到重视。我国研究者以偏钛酸为原料常压水热法合成纳米钛酸锶，粒子呈球形，粒径分布较均匀，平均22nm。已知SrTiO3立方晶胞参数a＝390.5pm。 1．写出水热法合成纳米钛酸锶的反应方程式； 2．SrTiO3晶体的结构可看作由Sr2＋和O2－在一起进行（面心）立方最密堆积（ccp），它们的排列有序，没有相互代换的现象（即没有平均原子或统计原子），它们构成两种八面体空隙，一种由O2－构成，另一种由Sr2＋和O2－一起构成，Ti4＋只填充在O2－构成的八面体空隙中。 （1）画出该SrTiO3的一个晶胞（Ti4＋用小球，O2－用大○球，Sr2＋用大球） （2）容纳Ti4＋的空隙占据所有八面体空隙的几分之几？ （3）解释为什么Ti4＋倾向占据这种类型的八面体空隙，而不是占据其他类型的八面体空隙？ （4）通过计算说明和O2－进行立方密堆积的是Sr2＋而不是Ti4＋的理由（已知O2－半径为140pm） 第题（8分） Apollo号宇宙飞船在执行空间任务时，火箭中的液体N2O4贮存于含铁的容器中，结果腐蚀物中含有Fe(NO3)3·N2O4，该物质实际上是NO[Fe(NO3)4]，经X射线晶体结构表示实际为[N4O6][Fe(NO3)4]2。请回答： 1．写出合成NO[Fe(NO3)4]的反应方程式； 2．如果[N4O6]2＋是平面型的离子，存在3重对称轴（旋转120°重合），但不存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。 3．如果[N4O6]2＋是非平面型的离子，不存在3重和2重对称轴，但存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。 第题（10分） BTC是一种稳定的白色结晶体，熔点为78～82℃，沸点为203～206℃。1mol BTC可在一定条件下分解产生3mol光气，所以又被称为“三光气”。工业上可以利用碳酸二甲酯的氯代反应制备BTC。BTC的反应活性与光气类似，可以和醇、醛、胺、酰胺、羧酸、酚、羟胺等多种化合物反应，因此低毒性的BTC在化学反应中完全可替代剧毒（被禁用）的光气合成相关的化工产品。 1．BTC分子中所有氯原子都等价，试写出结构简式 2．除毒性外，BTC比光气还有什么优点？ 3．某研究者设计了以光气和苯甲酰氯、盐酸叔丁基肼等为主要原料合成了N1－叔丁基苯甲酰肼（D）： BTCABCD（产物）＋E（酯） 写出A～E各物质的结构简式。 第题（8分） SiC具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，已成为一种重要的工程材料。其晶体具有六方ZnS型结构，晶胞参数为a＝308pm，c＝505pm，已知C原子的分数坐标为（0，0，0）和（2/3，1/3，1/2）；Si原子的分数坐标为（0，0，1/8）和（2/3，1/3，1/8）。 1．按比例画出SiC六方晶胞。 2．每个晶胞中含有SiC 个。 3．晶体中Si的堆积型式是 。C填充的空隙类型是 ，占有率 。 4．列式计算C－Si健长。 第题（12分） 我们知道，氧在一定条件下可以与金属元素反应生成氧化物、过氧化物、超氧化物和臭氧化物。类似于臭氧化物的其他元素的化合物，如Ba(N3)2、AgN3，还有很多。现有短周期元素A、B，都是构成蛋白质不可缺少的元素，A与B在一定条件下可以形成A2B2、A4B4、(AB)n等系列化合物。A、B在自然界中既有游离态，又有化合态，A在自然界中游离态少于化合态，A与As在自然界中的矿床有多种，有一种矿物纯化后，在古代作用相当于今天的修正液，用于涂抹写错的文字，并形成一个成语，“信口雌黄”，即掩盖事实真相，乱说一气。请回答下列问题： 1．写出A、B的元素符号； 2．解释(AB)n为什么可以作为一维分子导线？ 3．(AB)n导线能由A、B两种元素直接化合吗？ 4．完成B2FAsF6＋HB3→[X]＋HF的反应方程式。写出化合物X中含B元素的阳离子的共振结构式。 5．B3－还能与金属、非金属元素形成配合物，如[Pb2(N3)6]2－、[As(N3)6]－。请画出配合物[Pb2(N3)6]2－的2个可能立体结构，并比较稳定性。 第题（10分） 已知五羰基铁可与乙酸镉在一定条件下发生反应生成主要产物CdFe(CO)4(NH3)2。该产物在真空中、60℃条件下生成A。元素分析表明：A中含四种元素且含Cd 40%。物质A单体不稳定，易形成多种聚合物。例如在2，2’－联吡啶中，A以A3形式存在，A3又与溶剂形成配合物B，x射线衍射