全国高中学生化竞赛无机练习及答案.doc

1 全国高中学生化竞赛无机化学练****1 、设计出燃料电池使汽油氧化直接产生电流是对世纪最富有挑战性的课题之一。最近有人制造了一种燃料电池, 一个电极通入空气, 另一电极通入汽油蒸气, 电池的电解质是掺杂了 Y 2O 3的 ZrO 2 晶体,它在高温下能传导 O 2 - 离子。回答如下问题: (1 )以丁烷代表汽油,这个电池放电时发生的化学反应的化学方程式是: (2 )这个电池的正极发生的反应是: 负极发生的反应是: 固体电解质里的 O 2 - 的移动方向是: 向外电路释放电子的电极是: (3 )人们追求燃料电池氧化汽油而不在内燃机里燃烧汽油产生动力的主要原因是: (4 )你认为在 ZrO 2 晶体里掺杂 Y 2O 3用Y 3 + 代替晶体里部分的 Zr 4 + 对提高固体电解质的导电能力会起什么作用?其可能的原因是什么? 答: (5) 汽油燃料电池最大的障碍是氧化反应不完全产生堵塞电极的气体通道, 有人估计,完全避免这种副反应至少还需 10 年时间,正是新一代化学家的历史使命。 2 、周期表中***与锌、铜等元素同族,试回答以下问题: (1 )写出***原子的核外电子排布式; (2 )化合物中***常为+ 1 价或+ 2 价,而+ 1 价***以二聚体形式存在,如 Hg 2 Cl 2, Hg 2( NO 3) 2 等。试用电子式表示 Hg 2Cl 2和 Hg 2 (NO 3) 2 的结构,并说明 Hg 2 Cl 2 分子的形状; (3) 已知下列电对的标准电极电势。Φ? Hg 2 + /Hg2 2 +=0. 905V ,Φ? Hg2 2 + /Hg= ,Φ? Ag + /Ag=0. 800V ,Φ? Cu 2 + /Cu= 0. 340V 。试判断: Ag 与 Hg ( NO 3) 2 溶液能否反应?若能, 则写出反应的离子方程式。若不能,则说明理由; (4 )写出过量***与稀***反应的化学方程式; (5) 周期表中 Tl与B、Al、 Ga 、 In 同族, Tl 在化合物中有+ 3 和+ 1价,而Tl 3 + 有强氧化性, Tl + 则较稳定,这是由于什么原因? 3 、在真空密闭容器内加入 a mol PH 4I 固体,在一定温度下发生如下反应: PH 4I(s) PH 3(g )+ HI (g) 4PH 3(g)P 4(g )+ 6H 2(g) 2HI (g)H 2(g )+ I 2(g) 以上三个反应建立平衡后,测得 HI为b mol ,I 2(g )为 c mol ,H 2为d mol ,求: (1 )平衡后,容器内 P 4(g )和 PH 3 的物质的量(用代数式表示) 2 nP 4=, nPH 3=; (2)a,b,c 三者的关系服从 a> (填 b,c 的代数式),b,c,d 三者的关系服从b> (填 c,d 的代数式); (3 )平衡后,增大压强,容器内 n(I 2 )将,n( PH 4I )将(填“增加”、“减小”或“不变”)。 4 、超分子化学是一门新兴的科学,在材料、生化、催化剂等领域得到很高重视。不久前,美国 Texas A&M 大学的研究人员发现:将已知的路易斯酸——三聚(邻四***代苯基) ***溶入沸腾的苯中, 冷却后析出的晶体是苯和该路易斯酸的超分子, 由苯分子夹在两路易斯酸分子之间堆砌而成。俯视如右图(***原子和氢原子未列出)。(1