第32届中国化学奥林匹克(初赛)试题及评分标准

第三十二届中国化学奥运会(初战)问题(2018年9月2日9:00 12:00 )标题12345678910总分满分88121210101011910100得分评委比赛时间是三小时。 迟到半小时以上者不能进入考场。 开始考试后一小时内不得退场。 时间到了，把试卷放在桌子上，马上起立离开考场。卷子要装订成册子，不要拆开。 所有的答案都要写在指定的框框里，不能用铅笔填写。 稿纸在最后一页。 不能带别的纸。姓名、申请号码、所属学校必须写在主页左侧的指定位置，写在其他地方的人就废卷进行讨论。允许使用未编程的计算器和尺子等文具.第一题(八分)根据给出的条件按要求写化学反应方程式(要求系数是最简单的整数比)。11氮化硅可以作为LED的基材使用，可以用等离子体法使SiH4与氨气反应来制造。1-1把磨过1-2的铜片放入加入了充分浓硫酸的大试管中，经过微热，虽然析出固体但不产生气体，固体是Cu2S和其他白色物质的混合物。1-2在1-350的水溶液中，使碲单体与过剩的NaBH4反应，制造碲氢化钠，在反应中析出硼砂Na2B4O5(OH)48H2O。1-3据说1-4天然气的无机原因很有魅力。 据说地幔主要成分之一的橄榄石能与水和二氧化碳反应，生成甲烷。 橄榄石Mg2SiO4和Fe2SiO4表示反应后会与蛇纹石Mg3Si2O5(OH)4形成磁铁矿。14第二题(八分)2-1 195 K，二氧化磷在二氯甲烷中与臭氧反应，得到P4O18。 描绘P4O18分子的结构图。2-2 CH2SF4是极性溶剂，其分子几何配置符合价层电子对排斥(VSEPR )模型。 描绘CH2SF4分子结构的图像(表现合理的结合和角度关系)。2-12-22-3 2018年世界杯用球使用了生物系乙丙橡胶(EPDM )产品Keltan Eco.EPDM三元共聚物中，乙烯、丙烯和三元共聚物用溶液共聚。2-3-1 EPDM具有优异的耐紫外线、耐臭氧、耐腐蚀等性能。 不要写下一个分子EPDM的第三个单体(可以多次回答，答案中不能包含错误的选项)。2-3-2合成高分子主要分为塑料、纤维、橡胶三种，以下高分子中与EPDM相同橡胶的高分子f聚乙烯g聚丙烯腈h变压器式聚异戊二烯I聚异丁烯2-3-12-3-2第三题(12分钟)为了纪念孟德列夫发现元素周期表150周年，国际纯粹和应用化学联合会于2019年“国际化学元素周期表年”。 门德列夫预言了当时不为人知的各种元素。 a是其中之一。在N2气氛中，在800下处理含有元素a的硫化物矿，分解生成物中有a的硫化物b，然后升温到825，使氨气流入系统，将红色化合物c、c溶于发烟硝酸中，得到白色沉淀d。 经过过滤清洗，d在600下与COCl2反应，生成物冷却后的液体e，e遇到水生成d，e的6摩尔- 1在盐酸溶液中通过H2S得到沉淀b，在NaOH溶液中溶解d，用硝酸将h浓度调整为约0.3 molL-1，加入钼酸铵溶液，在常温下反应，生成橙色沉淀f， f在与十二钼磷酸结构同等的H3PO2和H3PO3的混合溶液中加入d，得到黄色的亚磷酸盐沉淀g，g在碱性溶液中变成黄色沉淀h，在h放置时脱水变成I，I也在d和a的单体中在高温下发生反应，d变成I减量15.3%写出3-1aI的化学式。写出3-2与氨气反应生成c的反应方程式。3-3写出H3PO2和H3PO3生成g的反应方程式。3-1甲组联赛乙级联赛c.c德. def.fgh3-23-3第四题(12分钟)41通过二离子交换膜电解法，可以从含有硝酸铵的工业废水中生产硝酸和氨。4-1-1阳极室得到的是什么物质？写阳极半反应方程式。4-1-2阴极室得到的是什么物质？写阴极半反应和得到的相应物质的方程式。4-1-14-1-2电解42醋酸钠水溶液，在阳极中收集了x和y的混合气体。 气体是新制造的澄清的石灰水，x完全吸收，得到白色沉淀物，纯气体y冷却到90.23 K，无色结晶析出，x射线衍射显示该结晶属于立方晶系、体心立方晶格，单位晶格参数a=530.4 pm，Z=2，密度=0.666 继续冷却时，结晶变化为单斜晶系，a=422.6 pm、b=562.3 pm、c=584.5pm、=90.41。写4-2-1的化学方程式写x和石灰水反应的方程式。通过4-2-2计算导出y的化学式(y分子中存在三次旋转轴)。写出4-2-3乙酸钠水溶液电解时阳极半反应的方程式。写入4-2-4单斜晶系单位晶格中的y分子的数量.在4-2-5降温过程中结晶变化为对称性低的单斜结晶，简要叙述原因。4-2-14-2-24-2-34-2-44-2-5第五题(十分钟)元素同位素的类型及其天然丰度不仅是原子量的数值，还是矿物年龄分析、反应机制的研究研究等重要的根据。5-1cl有2种同位素35Cl和37Cl，两者的丰度比已知为0.75 : 0.25的Rb为85Rb和87Rb，两者的丰度比为0.72 : 0.28。写出5-1-1气体中同位素组成不同的RbCl分子。5-1-2这些分子有多少质量？ 写出质量数，给出其比例。5-2年代测定是地质学的重要工作。 Lu-Hf法在1980年代与等离子体发光光谱一起，质量分析等技术发展而成立的新断代法。 Lu有176Lu和177Lu两种天然同位素Hf有176Hf、177Hf、178Hf、179Hf、180Hf和181Hf六种天然同位素。 176Lu产生衰变176Hf，半衰期为3.7161010年。 177Hf是稳定同位素，没有放射性源。 地质工作者获得一个岩石样品，从该样品的不同部位获得多个样品进行分析。 其中两组有效数据如下：样品1，177Hf与177hf之比为0.28630 (记为原子比，176Hf/177Hf )，176Lu/177Hf为0.42850； 样品2，176hf/177hf为0.28239，176lu/177hf为0.01470。(一次反应，种含量c根据时间t而变化的关系式： c=c0e-kt或lnc/c0=-kt，其中c0为开始含量)写出5-2-1176lu衰变的核反应方程式(表示原子能的电荷数和质量数)。计算5-2-2176lu衰变反应速度常数k。5-2-3计算岩石的年龄。5-2-4计算该岩石生成时的176Hf/177Hf的比。5-1-15-1-25-2-15-2-25-2-35-2-3第六题(十分钟)在预先抽真空的特制1 L密闭容器中加入0.0167 mol I2和0.0167 mo1 H2，加热到1500 K系统保持平衡，总压力为4.56 bar(1 bar=100 kPa )。 系统有以下的反应关系(1) I2(g)2I(g) Kp1=2.00(2) I2(g) H2(g)2HI(g) Kp2(3) HI(g)I(g) H(g) Kp3=8.0 10-6(4) H2(g)2H(g) Kp4计算6-11500k系统中I2(g )和H2(g )未分解时的分压。 (R=8.314 Jmo1-1 K-1 )计算621500k平衡系统中除H(g )以外的所有种类的分压。计算6-3kp2。计算6-4kp4。 (在没有计算出Kp2的情况下，设Kp2=10.0 )为了简化处理过程，计算时请务必使用以下约定符号！ 在平衡公式中，所有默认分压项都除以标准分压。体系总压力I2(g )起初分压I2(g )平平衡分压I(g )平平衡分压从H2(g )开始初分压H2(g )平平衡分压H(g )平平衡分压PS平平衡分压PSx0x1x2y0y1.y1y2z轴6-16-2关系式和主要的计算过程计算结果6-36-4第七题(十分钟)蛋白质中的巯基可以作为配体。 多个酶中存在金属硫簇。 通过含硫配体的研究，得到了一种由过渡金属离子和乙二醇离子(-SCH2CH2S-、edt2- )构成的双核配合物离子M2(edt)42-(M=V、Mn、Fe )。 它们虽然通式相同，但结构不同。 在V2(edt)42-中，在钒原子的周围配位6个硫原子，通过两个v接线的中心相互垂直的2次轴为3个的金属为Mn和Fe的情况下，在m的周围配位5个硫原子，形成四角锥形的排列，M2(edt)42-离子具有对称中心7-1描绘了V2(edt)42-的结构(忽略氢原子)。7-2描述了M2(edt)42-(M=Mn，Fe )的结构(忽略氢原子)。写7-3v2(EDT)42-中钒的价电子配置。 根据磁测试，显示磁阻，简单说明原因。7-4 Mn2(edt)42-是MnCl2溶液和Na2(edt )溶液在空气中反应而得到的，可以写反应方程式。7-17-27-37-4第八题(11分钟)8-1以下的化合物和乙胺都能发生亲核取代反应，写亲核取代反应的类型。8-2根据亲核取代反应的进行速度，对上述化合物(用字母表示)进行排序(猜谜框中，数字1 )表示最快，表示最慢。判定8-3正离子(用字母表示)的稳定性顺序(在猜谜框中，数字1表示稳定性最高，表5表示稳定性最低)。8-1 (1分钟)8-2 (5分钟)123458-3 (5分钟)12345第九题(九分钟)近年来，中国有机化学家发展了几种新的有机试剂，如氟化试剂CpFluors系列。 在这里在氟试剂中，CpFluor-2和醇可以高产、高选择性地生成氟化合物(提示：结构简单时，可以用Ar取代CpFluor-2中的芳香取代基)简单说明9-1cpfluor-2中的C-F键容易断开的主要原因。根据9-2的研究，反应体系中存在的微量的水加速反应，描绘CpFluor-2和水的反应场所生成物的结构简单。93描述了三个重要的中间体在三苯丙醇的氟化过程中的结构的简化。根据9-4研究，在9-3的反应中存在重要的副产物，其结构式如下简要描述了形成这种副产品过程中三个重要中间体的结构。9-19-29-39-4第十题(十分钟)以下正离子经过4电子系的电环化反应可以形成环戊烯正离子，该离子可以失去质子的形状共轭烯烃：10-110-210-310-4十-五第32届中国化学奥运会(初战)问题的参考答案和评价标准第一题(八分)1-1(2分钟)3SiH4 4NH3 Si3N4 12H21-2(2分钟) 5Cu 4H2SO4 Cu2S 3CuSO4 4H2O1-3(2分钟) 2te4nabh 417 h2o2 nah ten a2b4o5(oh ) 48 h2o 14 h2o1-4(2分钟) 18mg2SiO 46