全国高中化学竞赛教练员训练习题(分单元).pdf
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1、第一部分无机化学 一、氧 化 还 原 反 应 (A) 1试写出下列各题中,中心原子的氧化数(S、Mn 、P) (1) Na2Sx、H2SO4、Na2S2O3、H2S、Na2S4O6、S8、 K2S2O8、H2SO5、S4Cl2 (2) MnF2、MnO3F、 K4Mn(CN)6、K2MnO4、Mn2(CO)10、Mn(CO)4(NO) (3) H3PO4、P4O6、H3PO2、PH4 +、H 3PO3、 H2PO4 、P 4、 H4P2O7、P2H4 2用氧化数法配平下列各反应方程式 (1) Fe3C + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + CO 2+ H2O (2) CrI3 + Cl
2、2 + KOH K2CrO4 + KIO3 + KCl + H2O (3) MoS2 + O2 + NaOH Na2MoO4 + Na2SO4 + H2O (4) P4 + NaOH + H2O NaH2PO2 + PH3 (5) HCNS + KClO3 CO 2+ NO + SO2 + KCl +H2O (6) + (CH 3)2C O COOH + MnSO 4 + K2SO4 + H2O CH2CH(CH 3)2 + KMnO 4+ H2SO4 (7) Pb(N3)2 + Cr(MnO4)2Cr2O3 + MnO2 + NO + Pb3O4 (8) P 4+ P2I4 + H2O PH
3、4I + H3PO4 3用离子电子法配平下列各反应方程式 (1) PH4 + + Cr 2O7 2H P4+ Cr 3+ (2) ClO + Fe(OH)2 OH Cl + FeO4 2 (3) CuO + NH3 OH Cu + N2 (4) Zn + CNS H Zn 2+ + H 2S + HCN (5) CN + O2 OH CO3 2 + NH3 (6) Al + NO3 Al(OH)4 + NH3 (7) Cu3P + Cr2O7 2 Cu 2+ + H 3PO4 + Cr 3+ (8) Fe + NO2 FeO2 2 + NH3 +O2 (9) Cr(OH)4 + H2O2CrO
4、4 2 + H2O (10) N2H4 + Cu(OH)2N2 + Cu (11) MnO4 + H2C2O4Mn 2+ + CO 2 (12) Cr(NCS)6 4 (aq) + Ce 4+ (aq)Cr 3+ (aq) + Ce 3+ (aq) + NO3 (aq) + CO2(g) + SO4 2 (aq) (13) Zn + NO3 NH3 + Zn(OH)4 2 (14) PbO2 + Mn 2+ MnO4 + Pb 2+ (15) CrO4 2 + S2O3 2 + H + SO4 2 + Cr 3+ + H2O 4在开采硫铁矿地区,开采出的矿石暴露在空气中,逐渐被氧化,有关的反应
5、可表示 如下: Fe 2+ + S 2 2 Fe 3+ + FeS 2(s) FeS2(s) + O2SO4 2 + Fe 2+ Fe(OH3) (1) 试写出的反应的离子方程式。 (2) 用 Fe2(SO4)3溶液洗去煤中的 FeS2的洗涤液经过简单的处理后可以循环使用, 为什么? 5辉钼矿 (MoS2)是最重要钼矿, 它在 130、202650Pa氧压下, 跟苛性碱溶液反应时, 钼以钼酸根 (MoO4 2)形式进入溶液。 (1) 在上述反应中硫也氧化而进入溶液。试写出上述反应的配平方程式。 (2) 在密闭容器中用硝酸来分解辉钼矿,氧化过程的条件为150 250、 1145751823850
6、Pa 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(相当于催化作用),为什么?试通过化学方程式来解释。 6近年来研究表明高铁酸盐在能源、环境保护等方面有着广泛 的用途。 我国学者提出在浓NaOH 溶液中用电化学法来制备 高铁酸盐 FeO4 2 ,电解装置如右图。在电解过程中阳极上 发生的电极反应为 ,阴极上发生的电极反应为 ,总 电解反应方程式为 ;电解一段时间后,在阳极上收集到 气体为 1.12dm3,在阴极上收集到气体为8.96dm3, (已换成 标准状态),那么获得的高铁酸盐的物质的量为 ,阳极 区周围溶液的pH (填升高、降低或不变)。 7写出下列化学反应的配平的方程式 提
7、示: 2K(Na) + K2O2(Na2O2) 2K2O(Na2O) H2 O2催化 I2单质 L (1) Na + NaOH(l) (2) K + KNO3 (3) CeO2 + H2SO4 (4) NH4Hg 8水中溶解氧的实验滴定测定,涉及以下一些反应,写出反应方程式 (1) 在碱性溶液中,溶解氧与Mn(OH)2反应 (2) 在酸性条件下,Mn(III) 水合氧化物与碘离子反应 (3) 碘与硫代硫酸钠溶液反应 9四氮化四硫(S4N4)是氮化硫类化合物中的一个。它可由二氯化二硫和氨合成为橙色 晶体,撞击或加热时易爆炸 (1) 写出由二氯化二硫和氨形成S4N4的反应式。 (2) 能否用 N2
8、与 S 合成 S4N4?为什么? 10某单质A 是固体,不溶于水,物质B 与 I 均为溶于水的气体,按图发生转化,图 中只给出元素A 的产物,写出以下转化反应的配平的化学方程式。 C OH2 D KOH E 电解 F A 2O B KOH G A H D A + B + E I KOH J A K D A + I + E (B) 1次磷酸H3PO2是一种强还原剂,将它加入 CuSO4水溶液,加热到4050,析出 一种红棕色的难溶物A。经鉴定:反应后的溶液是磷酸和硫酸的混合物;X 射线衍 射证实 A 是一种六方晶体,结构类同于纤维锌矿(ZnS),组成稳定;A 的主要化学 性质如下: 温度超过60
9、,分解成金属铜和一种气体; 在氯气中着火; 与盐酸反应,放出气体。 回答如下问题: (1) 写出 A 的化学式; (2) 写出 A 的生成反应方程式; (3) 写出 A 与氯气反应的化学方程式。 (4) 写出 A 与盐酸反应的化学方程式。 2铬的化合物丰富多彩,实验结果出人意料。将过量的30%H2O2加入 (NH4)2CrO4的 氨水溶液,热至50后冷至0,发生氧化还原反应,析出暗棕红色晶体A。元 素分析报告: A 含 Cr 31.1%,N 25.1%,H 5.4%。在极性溶剂中A 不导电。红外图 谱证实 A 有 NH 键,且与游离氨分子键能相差不太大,还证实A 中的铬原子周 围有 7 个配位
10、原子提供孤对电子与铬原子形成配位键,呈五角双锥型。 (1) 以上信息表明A 的化学式为;A 的可能结构为。 (2) A 中铬的氧化数为。 (3) 预期 A 最特征的化学性质为。 (4) 写出生成晶体A 的氧化还原反应方程式。 3最近, 我国某高校一研究小组将0.383g AgCl ,0.160g Se 和 0.21g NaOH 装入充满蒸 馏水的反应釜中加热到115, 10 小时后冷却至室温,用水洗净可溶物后,得到难 溶于水的金属晶体 A。在显微镜下观察,发现A 的单晶竟是六角微型管, 有望开发为特殊材料,现代物理方法证实A 由银和硒两种元素组成,Se 的质量几 近原料的2/3;A 的理论产量
11、约0.39g。 (1) 写出合成A 的化学方程式,标明A 是什么。 (2) 溶于水的物质有(写化学式):。 (3) 试说明在A 中 Se的质量不足原料中的2/3 的原因。 4市场上出现过一种一氧化碳检测器,其外观像一张塑料信用卡,正中有一个直径不 到 2cm 的小窗口, 露出橙红色固态物质。若发现橙红色转为黑色而在短时间内不复 原,表明室内一氧化碳浓度超标,有中毒危险。一氧化碳不超标时,橙红色虽然也 会变黑,却能很快恢复。已知检测器的化学成分:亲水性硅胶、氯化钙、固体酸 H8Si(Mo2O7)6? 28H2O、CuCl2? 2H2O 和 PdCl2? 2H2O(注:橙红色为复合色,不必细 究)
12、 。 (1) CO 与 PdCl2?2H2O 的反应方程式为。 (2) 上面第 1 问的产物之一与CuCl2? 2H2O 反应而复原,化学方程式为。 (3) 上面第 2 问的产物之一复原的化学方程式为。 5铅酸电池是广泛使用在汽车和作为动力的便携式电池。目前在动力汽车的电池发 展中,最有有途的是轻便型可充电锂离子电池。 一个铅酸电池表示以下: Pb(s) | PbSO4(s) | H2SO4(aq) | PbSO4(s) | PbO2|( Pb(s) 一个锂电池表示以下: Li(s) | Li +导电(固体)电解质 (s) | LiMn 2O4(s) 在放电过程中, 形成了嵌入物Li2Mn2O
13、4,在充电过程中, 转变成 Li(s) 和 LiMn 2O4。 (1) 写出在铅酸电池放电过程中电极上的电化学反应式。 在负极上反应式: 在正极上反应式: (2) 写出在锂离子电池放电过程中电极上的电化学反应式。 在负极上反应式: 在正极上反应式: (3) 写出在 Li2Mn2O4尖晶石型结构中锂离子和锰离子的配位数。 二、酸 碱反应 1根据 Pauling 规则,估计下列各酸的pK1值: (1) H2CrO4(2) HBrO4(3) HClO (4) H5IO6(5) HSO3F (6) H3AsO4 2在液态HF 中,下列各物质是以酸的形式作用还是以碱的形式作用,写出反应方程 式说明之。
14、(1) BF3(2) SbF5(3) H2O (4) CH3COOH (5) C6H6 3已知 H2SO4的自偶电离的离子积常数为 2.8 10 4,试计算纯 H 2SO4中各离子的浓度。 4已知反应: HCl + HAcH2Ac + + Cl (在冰醋酸溶液中进行 )的平衡常数为2.8 10 9,又 知 HAc 的自偶电离后的离子积常数为3.610 15,试计算 1.010 4 mol dm 3 的 HCl 的 HAc 溶液中、 H2Ac +、Cl 、 Ac 的浓度。 5氢氧化银( AgOH )不溶于水( Ksp=1.0 10 8) 。试设计一种简单的定性实验来确定 AgOH 是强碱还是弱碱
15、? 6(1) 写出下列各酸的共轭碱的化学式: H3PO4 HSO4 SH Cr(H2O)6 3+ H2AsO4 (2) 写出下列各碱的共轭酸的化学式: C2H5NH2 H4IO6 B(OH)4 VO(OH) + 7指出下列各分子或离子中哪些是路易斯酸?哪些是路易斯碱? (1) AlCl3(2) OH(3) Br(4) H2O (5) NO + (6) CO2 (7) NH3(8) Fe 3+ (9) (CH3)2S (10) SbF5 8试指出NH3和 NF3的路易斯碱性哪一个强?试加以解释。 9用路易斯酸碱理论解释下列反应为什么会发生? (1) BF3 + FBF4 (2) S + SO3
16、2 S2O3 2 (3) AlCl3 + ClAlCl4 (4) Co 2+ + 6NH 3Co(NH3)6 2+ 10己知 H3PO2和 H3PO3的 K1值约为 10 2,试根据 Pauling 含氧酸规则,推出 H3PO2 和 H3PO3分子中的键连方式。 11纯硫酸的粘度非常大,为什么纯硫酸中H3SO4 +和 HSO 4 离子的迁移速率可以与水 中的 H3O+和 OH 离子的迁移速度相提并论。 12写出下列各溶剂的自偶电离式: (1) BrF3(l) (2) SOCl2(l) (3) N2O4(l) (4) SO2(l) 13已知在液氨中能发生下列两个反应: NH4ClKNH2KCl
17、2NH32NH4IPbNHPbI22NH3 请写出能在水溶液中发生的与上两个反应相当的反应方程式。 CH3C S NH2 S NH2 14试完成并配平下列反应方程式(M 为金属) (1) M NH3 (l)NH 3 (2) M NH4Cl (l)NH 3 (3) M(NH2)2 15无论是液态的BrF5还是 AsF5都是不良的电解液, 但是它们的混合物是比这两种纯 化合物中任何一种都要好的电导液。试解释之。 16硫代乙酰胺 ( )的水溶液可以代替H2S 气体,来制备硫化物的沉淀。 它在常温下水解很慢,加热时水解加快,试写出在酸性条件下和碱性条件下 的水解的离子方程式。 17参照水溶液化学反应的
18、知识,回答下面的问题: 在液态 BrF3中,用 KBrF4滴定 Br2PbF10的过程中,出现电导最低点。写出有关反 应方程式。 18 I2与 S2O6F2之间可以进行化学计量控制反应 (1) 试写出 I2S2O6F2 13 的化学反应方程式 (2) 试写出 I2S2O6F2 31 的化学反应方程式 (3) 试写出 I2S2O6F2 21 的化学反应方程式 (4) 上述反应属于哪种类型反应? 19配合物的阴离子 FeCl4 呈黄色,而 Fe2Cl6 呈淡红色,在1L POCl3或 PO(OR)3 中溶解 0.1mol FeCl3(s)得到一种淡红色溶液,该溶液稀释变为黄色,用 Et4NCl 滴
19、 定 POCl3作溶剂的红色溶液,FeCl3/Et4NCl 摩尔比为 11 时颜色发生突变(由红 变黄) ,振动光谱表明氧氯化物溶液与典型的Lewis 酸通过氧配位的方式形成加合 物。用两种可能的反应方程解释上述事实。 20写出下列在100%H2SO4中化学反应方程式 (1) HNO3(1mol) + H2SO4(2mol) * = 4 (2) H3BO3(1mol) + H2SO4(6mol) * = 6 (3) I2(7mol) + HIO3(1mol) + H2SO4(8mol) * = 16 *表示反应方程式右边的离子数(以 mol 计,可由冰点测定仪确定) CH3C 三、原 子 结
20、构 与 元 素 周 期 律 A 假定自旋量子数可取 2 1 ,0, 2 1 。若有关量子数的其他规则和各能级的填充顺序 不变,问: (1) s 能级和 p 能级容纳电子数是多少? (2) n = 2 的能层可容纳多少电子? (3) 原子序数为8和 17 的两个元素的电子构型各是什么? 2假定某星球上的元素服从下面量子数限制: n = 1,2,3; l = 0,1,2 n1;m = l;ms= 1 2 ,则该星球上前四个 惰性元素的原子序数分别为多少? 3指出下列元素的名称和原子序数。并写出它们基态原子的核外电子排布式: (1) 第八个稀有气体 (2) 第四周期中的第八个过渡元素 (3) 常温下
21、为液态的非金属元素 (4) 熔点最低的金属元素 (5) 第六周期中的IVB 族元素 (6) 4f 层填入 11 个电子的元素 4试根据原子结构理论预测: (1) 第八周期将包括多少种元素? (2) 原子核外出现第一个5g 电子的元素的原子序数是多少? (3) 第 114 号元素属于第几周期?第几族? 5迄今已合成出的重元素第112 号是用Zn 70 30 高能原子轰击Pb 208 82 的靶子, 使锌核与铅 核熔合而得。科学家通过该放射性元素的一系列衰变的产物,确定了它的存在,总 共只检出一个原子。该原子每次衰变都放出一个高能粒子,最后得到比较稳定的 第 100 号元素镄的含153 个中子的同
22、位素。 (1) 第 112 号元素应在周期表中第几周期、第几族? (2) 它是金属元素、还是非金属元素? (3) 你认为它的最高氧化态至少可以达到多少? (4) 写出合成112 元素的反应式 (注: 反应式中的核素要用诸如H 3 1 、Pb 208 82 等带上 下标的符号来表示,112 号元素符号未定,可用M 表示。) 61999 年人是造元素丰收年,一年间得到第114、116 和 118 号三种新元素。按已知 的原子结构规律,第118号元素应是第周期、第族,它的 单质在常温、常压下最可能呈现的状态是态(气、液、固选一填入)。 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
23、素应是第 周期、第族。 B 1 如果我们把三维空间里的周期系搬到一个想象中的“平面世界” 去,那是一个二维 世界。那里的周期系是根据三个量子数建立的,即n = 1,2,3, m = 0, 1, 2, 3 (n1), ms= 2 1 。其中 m 相当于三维世界中的l 和 ms两者的作用 (例如用它也能表示s、p、 d)。另外,在三维世界中的基本原理和方法对这 个二维的“平面世界”也适用。试回答: (1) 画出“平面世界”周期表中前四个周期。按照核电荷标明原子序数,并用原子 序数( Z)当作元素符号(例如第一号元素的元素符号即为1) ,写出每个元素 的电子构型。 (2) 现在研究 n3 的各元素。
24、指出与“平面世界”中每种元素相对应的三维空间 中的各种元素的符号。根据这种相似性,你估计在常温、常压下,哪些“二维 世界”的单质是固体、液体和气体? (3) 画图说明 n = 2 的“平面世界” 元素的第一电离能的变化趋势。在“平面世界” 周期表中,画出元素的电负性增长方向。 (4) 在这个“平面世界”中有哪些规则和三维世界中所用的8 电子和 18 电子规则 相当? (5) n = 2 的各元素分别与最轻的元素(Z = 1)形成简单的二元化合物。用原子序 数作为元素符号; 画出它们的路易斯结构式并画出它们的几何构型。指出分别 与它们中每一个化合物相应的三维世界中的化合物。 2 史蒂文琼斯于19
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