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培尖教育 2017 年学科奥赛冬令营化学模拟试卷
考试时间：150 分钟 满分：100 分
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第一题(14 分) Lewis 提出凡是能接受电子对的物种称为酸，凡是能给出电子对的物种称为碱， Lewis 酸和 Lewis 碱“中和”得到的产物称为 Lewis 酸碱加合物。
1-1.指出下列反应中的酸和碱分别对应反应物中的哪一部分，并判断平衡常数与 1 的大小关系。 (1).SeO3 + H2O (2).Hg + Hg2+ (3).SnCl2 + CsCl
HSeO4- + H+ Hg2+
CsSnCl3
1-2.试写出 XeF2 与 SbF5 以摩尔比 1︰1，2︰1， 1︰2 反应的方程式。 1-3.试画出产物中阴离子和阳离子的结构。
1-4.写出在液态 SbF5 和液态 HSO3F 混合的反应方程式
第二题(19 分)
2-1.有一离子晶体属立方晶系，晶胞参数 a＝4.00 ?，晶胞的顶点位置为 Mg2+，体心位置为 K+， 所有棱心为 F。
(1)写出该晶体的化学组成 (2)写出该晶体的晶胞类型，Mg2+和 K+的 F配位数。 (3)计算该晶体的密度。
(4)设晶体中正离子和负离子互相接触，已知 F－的离子半径为 1.33 ?，试估计 Mg2+和 K+的离子 半径。
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2-2.NiO 晶体为 NaCl 型结构，将它在氧气中加热，部分 Ni2+被氧化为 Ni3+，晶体结构产生镍离 子缺位的缺陷，其组成成为 NixO(x<1)，但晶体仍保持电中性。经测定 NixO 的晶胞参数 a=4.157 ?， 密度为 6.47 g·cm3。
(1)求出 x 的值(保留两位有效数字)，写出标明 Ni 的价态的 NixO 晶体的化学式 (2)在 NixO 晶体中 Ni 占据那种空隙，占有率是多少。 (3)这种 NixO 是 n 型还是 p 型半导体？说明原因。
(4)分别在氧气和氮气中加热这种 NixO，它的导电性会发生怎样的变化？并说明原因。
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第三题(15 分)一种 Al-Fe 合金的晶胞如右图所示，其中黑色的为 Al 原子，白色的为 Fe 原子。 3-1.导出此晶体中 Fe 原子与 Al 原子的个数比，并写出此种合金的化学式。 3-2.若此晶胞的边长 a = 578 pm，计算此合金的密度。 2-3.试求 Fe-Al 原子之间的最短距离。
3-4.描述以下原子的配位情况(最邻近原子的数目和类型及其它 们的几何排列构型)。
(i) Fe(1)(0，0，0)， (ii)Fe(2)( ，0，0)，
1 1 1 1 1 3
(iii)Fe(3)( ， ， )，(iv)Al( ， ， )
4
4
4
4
4
4
1
2
3-5.若以 Al 原子为顶点画晶胞，试写出晶胞中所有原子的坐标。
3-6.如果将该晶胞的所有面心位置和所有顶点位置用一种只含有 Al 和 F 的单核络离子 M 代替， 其它位置均用铵离子代替，试写出该化合物的化学式。铵离子处在 M 离子构成的什么空隙中？
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第四题(11 分)高性能材料纳米纤维 PSB 具有优良的热学、力学、光学、磁学性能而广受关注。 研究者将 A 与对苯二甲醛溶于甲苯溶液中，N2 保护下加热回流，在沸腾的甲苯中反应 5h，冷却， 抽滤，干燥得到粉末状的聚合物 PSB 纤维。A 的结构如右图所示。
4-1.A 中存在的离域 Π 键应怎样表示？试分析 A 中哪个 N 原子碱性最强。
4-2.写出 A 与对苯二甲醛发生聚合反应的方程式，并说明沸腾的甲苯对反应的作用。
4-3.PSB 具有酸致变色功能，如在 HCl 蒸气下，聚合物变为蓝紫色，通入 NH3，聚合物又变回原 来的颜色，试分析变色的机理。
第五题(12 分)
5-1.人的牙齿表面有一层釉质，其组成为羟基磷灰 Ca10(OH)2(PO4)6(KSP=3.8×10-37)。使用含氟化 钙的牙膏，可使羟基磷灰石转化为氟磷灰石 Ca10F2(PO4)6(KSP=1.0×10-60)。写出羟基磷灰石与牙膏中 的 F-反应转化为氟磷灰石的离子方程式，并通过计算其转化反应的平衡常数说明哪种物质更稳定。
5-2.酸碱滴定中，在加入的滴定剂达到滴定终点前 0.1%和超过滴定终点 0.1%的 pH 的差值称为 滴定突跃。试计算用 0.0020 mol/L 的 HCl 滴定 20.00 mL 的 0.0020 mol/L 的 Ba(OH)2 的滴定突跃。
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第六题(18 分)
6-1.已知 CoFe2O4 为常式尖晶石结构，试预测 CoAl2O4 的颜色，并说明颜色的来源。已知△t=4/9△o
试计算理论上常式尖晶石和反式尖晶石哪一种结构获得的晶体场稳定化能更多，这与已知相符吗？
6-2.试判断以下化合物的中心原子的电子数和氧化数，写出杂化方式和空间构型。
(1).Re(PR3)2(CO)(CH3)(C2H4) (2).W(CO)6 (3).Ni(CO)4
(4).Pt(acac)2 acac-为乙酰丙酮阴离子
(5).Co(CO)3(CH3CHCH2)H
第七题(11 分)一氧化氮作为化学界的明星分子，有着一些十分有趣的性质，以下是一组有关一 氧化氮的性质考察。
7-1.大多数化学反应的速率常数 k 都随温度升高而增加，但实验上测得 NO 氧化生成 NO2 的表 观速率常数 k 随温度升高而降低。已知 NO 氧化的反应实际上是两个反应方程式的加合，而且第二 步方程式中只有一分子 O2 参与，写出这两步的方程式，推测 k 随温度升高而降低的原因。
7-2.NO+是 CO 的等电子体，NO-是 O2 的等电子，已知 Cr(NO)4 中 Cr 满足 18 电子规则，试判 断 Cr(NO)4 的杂化方式和 Cr 的氧化数，估算 Cr—N—O 的键角。
7-3.工业上制备 NO 使用稀硝酸氧化 Cu，而制备较纯的 NO 有溶液和干法两种，前者通过用 NaNO2 氧化酸化过的硫酸亚铁溶液，后者则加热 KNO2，KNO3 和 Cr2O3 的混合物，其中 KNO2 和 KNO3 的比例为 3:1，写出以上三个方程式。
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培尖教育 2017 年学科奥赛冬令营化学模拟试卷参考答案
第一题(14 分) 1-1.
(1). SeO3(酸) H2O 中的 OH-(碱) 大于 1 (2). Hg2+(酸) Hg(碱) 大于 1 (3). SnCl2(酸) CsCl 中的 Cl-(碱) 大于 1 (每个判断 0.5 分，共 4.5 分) 1-2.
XeF2 + SbF5 [XeF]+[SbF6]- 2XeF2 + SbF5 [Xe2F3]+[SbF6]- XeF2 + 2SbF5 [XeF]+[Sb2F11]- (3 分，各 1 分) 1-3.
[XeF]+略 [SbF6]-
[Xe2F3]+
[Sb2F11]-
(4.5 分，前三个每个 1 分，最后一个 1.5 分) 1-4.
SbF5 + 2 HSO3F H2SO3F+ + SbF6SO 3- (2 分
第二题(19 分) 2-1.
(1) MgKF3 (2 分)
(2)简单立方晶胞 (1 分) 6 (1 分) 12 (1 分)
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(3)3.12 g·cm3 (2 分) (4)0.67 ? (1 分) 1.50 ? (1 分) 2-2.
(1) 0.92 (1 分) + + 3 Ni2 0.76Ni 0.16O(1 分)(2) 八面体空隙 (1 分) 92％ (1 分) (3)
p 型半导体(1 分)
Ni 的缺失产生了正电空位(1 分) (4) 在 O2 中加热，O 的比例增加，正电空位更多，导电性增强(2 分，结论和原因各一分)。 在 N2 中加热，O 的比例减少，正电空位减少，导电性减弱(2 分，结论和原因各一分)。
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