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1990全国高中化学竞赛决赛试题


1990 全国高中化学竞赛决赛试题
理论题
一、钼是我国丰产元素,探明储量居世界之首。钼有广泛用途。例如白炽灯里支 撑钨丝的就是钼丝;钼钢在高温下仍有高强度,用以制作火箭发动机、核反应堆 等。钼是固氮酶活性中心元素,施钼肥可明显提高豆科植物产量,等等。 辉钼矿(MoS2)是最重要的钼矿,它在 130℃、202650Pa 氧压下跟苛性碱溶液反 应时,钼便以 Mo

O2-4 型体进入溶液。 1.在上述反应中硫也氧化而进入溶液。试写出上述反应、配平的方程式。 2.在密闭容器里用硝酸来分解辉钼矿,氧化过程的条件为 150~250℃,1114 575~1823 850Pa 氧压。反应结果钼以钼酸形态沉淀,而硝酸的实际消耗量很低 (相当于催化剂的作用),为什么?试通过化学方程式(配平)来解释。 二、1.配合物 A 是 1986 年则 Jensen 合成的,它的化学式为 Ni[P(C2H5)3]2Br3. 化合物呈顺磁性,有极性,但难溶于水而易溶于苯,其苯溶液不导电。试画出配 合物 A 所有可能的立体结构。若有对映体必须标明对映关系。 2.使多磷酸钠溶液通过氢型阳离子交换柱,交换后的溶液用 0.100mol·L-1 氢氧 化钠溶液滴定,在消耗 42.0ml 和 50.0ml 处(pH 分别为 4 和 9)各有一个终点。 若多磷酸盐是链状结构。问 (1)为什么有二个终点? (2)链上平均磷原子数是多少? 三、1.完成下列反应,写出产物结构(并标示立体化学特征): (1)

2.写出 A→B 的反应历程并命名化合物 A、E、G 及 J。 四、在高真空下,用高能电子束轰击一种气态分子时,分子中的一个电子可以被 打出去生成阳离子自由基,如苯甲酸 C6H5COOH→C6H5COOH++e 它的质量与电荷比可以测出为 122(即 122/1)。与此同时,这样的离子还会被 打碎成碎片离子, 各有它们的质量与电荷比,苯甲酸产生的碎片离子按所测出的 质量与电荷比(都只带一个正电荷)为: m/e 105 77 51 离子 C6H5CO+ C6H5CO+ C4H3+ 反应 C6H5COOH→C6H5CO++·OH C6H5CO+→C6H5++CO C6H5+→C4H3++C2H2

现有碳、氢、氧组成的一无色透明液体(A),不溶于水及冷酸、碱。加热时能 逐渐溶于稀氢氧化钠或盐酸, 冷却后不再析出原有液体。如上用高能电子轰击气 态(A)时,在 70eV 下得质量与电荷比为 88、73、61、45、43、29 及 27 等离子。 它们都带一个电荷。请确定该化合物是何物,并画出产生这些碎片的过程。 五、辉钼矿(MoS2)是钼的最重要矿物。图 1 是辉钼矿多层焙

烧炉的示意图,其中 1、2、3……是炉层编号,580、630、610……是各炉层的 温度(℃)。图 2 给出了各炉层的固态物料的摩尔百分组成。例如,图中示出, 第 6 号炉层上 MoO3、MoO2 和 MoS2 的摩尔百分比约为 20%、60%和 20%(总计为 100%)。 已知 MoS2 焙烧生成 1molMoO3 的反应热(900K)为-1011kJ/mol,MoO2 氧化生成 1molMoO3 的反应热为-154kJ/mol。试通过计算说明为什么焙烧炉的中层炉温较 低? 六、 试从化学反应原理和下列实测数据来推断反应产物 A 和 B 的分子式和结构简 式。 (注意:这些数据是以实验为根据的,不是理论值。原子量:H1.01,C12.0, O16.0,P31.0.Cl35.5,Ni58.7) 1.在氮保护气氛下、45 分钟的时限内,将下列两种溶液同时滴加到 100ml 的四 氢呋喃(溶剂)中: (1)8.8ml(0.1mol)三氯化磷(PCl3)的四氢呋喃溶液; (2)12g(0.1mol)2-羟甲基-2-甲基-1,3-丙二醇[CH3C(CH2OH)3]的四氢呋喃 溶液。(为促进反应,溶液中还加有少量吡啶,C5H5N) 边加边搅拌,加完后继续搅拌 30 分钟。生成的 HCl 以盐酸吡啶(C5H5N·HCl)沉 淀的形态而被滤去。 然后在室温下减压馏去滤液中的溶剂, 直至得到白色浆状物。 用升华法提纯白浆, 得到无色棱柱状晶体产物 A, 熔点 97~98℃。 元素分析结果: 20.60%P,40.55%C,6.07%H。用凝固点降低法测得其摩尔质量为 157g/mol。 A 的分子式为:

A 的结构简式为: 2.在适宜的条件下,使产物 A 与高氯酸镍(Ⅱ),Ni(ClO4)2·6H2O 产生反应, 得到亮黄色晶体产物 B。 元素分析结果: 5.61%Ni, 15.46%P, 29.52%C, 4.90% H,6.95%Cl。 B 的分子式为: B 的结构简式为:

1990 年全国化学竞赛试题答案
一、1.2MoS2+9O2+12OH-=2MoO42-+4SO42-+6H2O 或 2MoS2+9O2+12NaOH=2Na2MoO4+4Na2SO4+6H2O 2.MoS2+6HNO3=H2MoO4+2H2SO4+6NO

二、1.共有五种可能结构。无对映体。

2.

(1)两端二个 OH 较弱; (2)50.0-42.0ml=8.0ml 为两端二个 OH 消耗碱的体积,即一个 OH 消耗 4.0ml 碱。

链状结构磷酸盐中平均磷原子数为 10.5。 三、

K: CHI3

M: C2H5CHO

四、

(27 和 61 是次级碎片) 五、焙烧炉中发生如下三个反应: (1)MoS2+3.5O2 (2)MoS2+6MoO3 (3)MoO2+0.5O2 MoO3+2SO2 7MoO2+2SO2 MoO3 △H =-1011kJ/mol △H =67kJ/mol

△H =154kJ/mol

因中层发生反应(2)而吸热,故炉温较低。 六、1.A 的分子式为:C5H9O3P A 的结构简式为:P(OCH2)3CCH3 2.B 的分子式为:NiP5C25H47O24Cl2 B 的结构简式为:{Ni[P(OCH2)3CCH3]5H2O}(ClO4)2,{Ni[P(OCH2)3CCH3]5H2O} ClO4·H2O 或{Ni[P(OCH2)3CCH3]5}(ClO4)2·H2O(或 2H2O)


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