2023年第37届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）复赛真题（学生版+解析版）

2023年第37届中国化学奥林匹克(初赛)选拔赛暨

江苏赛区复赛试题

(2023年8月6日9：00-12：00)

第1题(15分。本题共5小题，每小题3分。每小题只有1个正确答案。)

1.下列原子结构参数相比较正确的是

A.半径差：Ar(N.O)<Ar(CrfMn)B.电离能：/I(N)>7I(O)

C.亲和能：(F)>(Cl)D.电负性：Zp(Si)>Zp(P)

2.在某一反应温度下，已知反应(l)2NH3(g).」3H2(g)+N2(g)的标准平衡常数为⑴=0.25。在

31

相同反应条件下，反应(2)]H2(g)+]N2(g).•NH?(g)的标准平衡常数⑵为

A.4B.0.5C.2D.1

3.用铀量法测定药物中铁含量时，选用0.0500mol-I7ke(SO4卜溶液滴定25.00mL0.0500molL'Fe2+

溶液。已知此条件时“(Ce4+/Ce3+)=1.44V,^!(Fe3+/Fe2+)=0.68V,其反应到达计量点时电位是

A.0.68VB.1.44VC.0.86VD.1.06V

4.化合物Z是合成药物左旋米那普伦重要中间体，其合成反应式如下：

CN

ONaNH,

X+、2OroH

下列有关说法正确的是

A.X的结构简式为PhCH2CH2CN

B.Y分子中无手性碳原子

c,Z子中有1个碳原子采取sp杂化

D.NaNH?的作用是使Y转化为碳负离子与X反应生成Z

5.下列有关物质性质与用途具有对应关系的是

A.Na?。?吸收CO?产生。2,可用作呼吸面具供氧剂

B.FqO,能与酸反应，可用于制作红色涂料

C.SiO?硬度大，可用于制造光导纤维

D.CIO?有还原性，可用于自来水的杀菌消毒

6.单核金属-分子氧配合物(M-O?)是一些底物氧化转化过程的关键组分/中间体。N-甲基四氮杂环十二烷

(12-TMC)及其类似物14-TMC(如下图)等作为螯合配体在调节M-02配合物及其衍生物的稳定性、构型和

电子结构、反应活性等方面起着重要作用。例如，取决于TMC环的尺寸，［Ni(C)2)(x-TMC)T配合物

中x为12或14时，分子可采用侧基配位或端基配位形式，银离子氧化态为+3或+2另一方面，NO

在生理过程中发挥着重要作用。微生物或血红蛋白等可以调节0?和NO的反应生成NO,-，用于维持生

命健康。

NN

NNNN：

12-TMC14-TMC

科研小组报道了铭(Cr)离子的相关研究如下：Ar气氛保护下，向2mL含有171mg(0.75mmol)12-TMC

的乙月青溶液中加入97mg(0.75mmol)CrC12,室温下搅拌12h；然后，加入20mL乙醛后出现蓝色粉

末，将其过滤洗涤，得到［Cr(12-TMC)(C1)］C1(1)。在—20℃条件下，通O2于1的蓝色乙睛溶液中，

生成紫色的中间体2(室温下可稳定存在)02的质谱分析表明其离子峰的m/z(荷质比)为346.9.进一步于

0℃时向含有2的乙月青溶液中通Ar气30min,再通入NO,溶液颜色由紫色变为蓝色，经沉淀洗涤处理

后得到蓝绿色晶体3,其质谱分析表明离子峰的m/z为377.0(12-TMC分子量：228.3)。根据题意回答下列

问题：

(1)分别画出化合物1、2、3的空间结构示意图______(标明配位原子的符号)。

(2)分别分析化合物2、3中Cr的氧化态和是否具有顺磁性。

(3)如果改变通入。2和NO的顺序，在1的乙睛溶液中先通入NO,再通入。2,能否制得3,

为什么。

7.碘是人体不可缺少的微量元素，其参与合成的甲状腺激素具有增强新陈代谢，促进生长发育(尤其是脑

发育)的重要作用。甲状腺激素是一种酪氨酸的碘衍生物，主要包括2种活性物种，即四碘甲腺原氨酸(TJ

和三碘甲腺原氨酸(T3)。碘离子转化成甲状腺激素的示意图如图3-1所示。此外，E(TPO)为甲状腺过氧化

物酶的铁-吓咻活性氧化中心，其催化氧化碘离子机理示意图如图3-2所示，Heme为取代口卜咻基团，HS-

Cys为半胱氨酸，图3-3为口卜咻结构。

(1)写出A、B、C、D四个物质中，哪些分别属于T3和T4

(2)写出TPO氧化无机碘离子成高活性的碘物种(Rotate1)的化学方程式

(3)吓咻环上总共有多少个)电子。

(4)标出图2中物质E、F中铁元素的化合价，指出E中Fe的配位数o

(5)为什么自然界的甲状腺激素会选择碘元素,从化学角度给出理由____

8.《梦溪笔谈》记载：“信州铅山具有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成矶，…。熬破铁釜，久之亦

化…"，苦泉之水亦称胆水。取上述矶并加强热，得黑色固体，其易溶于热盐酸，生成的绿色溶液与铜丝

煮沸，得溶液A,用大量水稀释后，得白色沉淀B,B可溶于氨水中生成无色溶液C,C若暴露于空气

中，则变成溶液D。

(1)写出文中所提及的矶的化学式。

(2)写出A、B、C、D所代表的物质。

(3)分别写出C、D物质中心离子的价电子组态、杂化形式、对应的配离子构型.

（4）单从核外电子排布规则来看，C、D中心离子哪个更稳定？在溶液中的情况又如何？试解释之

9.食物中的蛋白质从来源上可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。传统豆腐的制作是使用盐卤（氯

化镁）点制豆浆，会使豆类蛋白质发生凝固以促进豆腐的成型。

（1）将5.0mL0.20moi1-反式、的水溶液与等体积的0.1011101-17N也-凡0溶液混合时，沉

5

淀产生。（填“有”或“无”）（已知入（NHrH2O）=1.8xl0-,/fsp[Mg（OH）2]=1.8x10"）

（2）为了防止析出沉淀，上述混合溶液中至少要加入NH4cl固体克（忽略加入固体NH4cl对溶液

体积的影响）。

（3）食用肉中蛋白质含量的测定，一般采用将试样中测得的氮的质量分数乘以因数6.25换算成蛋白质的

含量。称取2.000g干肉片试样，用浓H2so4（汞为催化剂）加热消化，直至肉片中存在的氮完全转化为镂

盐（硫酸氢钱）；再用过量的NaOH处理（a）,产生的NH,吸收于SO.OOmLHzSON1.00mL相当于

0.01860gNa20）^（b）：过量的酸需要28.80mLNaOH（1.00mL相当于01266g邻苯二甲酸氢钾）返滴定

（0。

①写出上述（a）、（b）、（c）分析步骤中所对应的化学反应式；

②计算肉片中蛋白质的质量分数。

10.Ag+能与NH3配位形成Ag（NH3）;配合物，该配合物易发生如下解离反应：

Ag（NH3）/（aq）/Ag+（aq）+2NH/叫）。已知在标准状态下该反应的标准平衡常数犬为

5.88x10-8。

（1）试将上述反应过程设计为可逆原电池，写出电池符号及相应电极反应______。

（2）已知298K时，E'（Ag+/Ag）=0.799V,试判断上述平衡反应的方向,并计算

E'[Ag（NH）+/Ag卜。

11.近年来，我国新能源汽车发展正处于蓬勃发展的阶段。聚阴离子型正极材料LiFePC）4由于原料丰富、

价格低廉、环境友好、比容量高、安全和稳定性好等优势成为电动汽车用动力电池的首选，成为电池行业

的研究热点。

（1）磷化铁FeP是重要的磷源铁源材料，具有多种晶型。其一晶体中磷原子采用A1方式堆积，铁原子填

入四面体空隙中，画出FeP的正当晶胞示意图，并指出其晶体结构类型_______«

(2)Fe-P键长约为2.217A，试由此估算FeP正当晶胞晶胞参数

(3)磷酸铁锂LiFePO』是璘酸铁锂电池的正极材料，下图是LiFePO』的二维结构图，试画出其二维结构

(4)磷酸铁锂LiFePO」属于正交晶系，晶胞参数a=1.0332nm力=0.6010nm,c=0.4692nm；Fe位于

氧原子八面体中，形成变形Fe。。八面体。由此推测：FeC)6八面体中Fe?+属于(填“高自旋”或“低

自旋”)，其晶体场稳定化能CFSE=Dq；FeC)6八面体出现畸变是因为。

(5)FeP。4和LiFePO」结构相似，FeC)6八面体、LQ八面体和P04四面体形成层状结构，从而使

U+具有可移动性，可以在充/放电过程中可逆地脱出和嵌入。LiFePOq正极的充放电过程如图所示，A

12.Ostarine是一种选择性雄激素受体调节剂，其合成路线如下:

Ostarine

(1)化合物A的系统命名为。

(2)写出B-C转化中的主要有机阳离子中间体的结构简式：。

(3)写出化合物E、F的结构简式：E,F。

(4)写出F—Ostarine反应类型。

13.西那卡塞I是第二代钙敏感受体调节剂，可用于治疗甲亢，其合成路线如下:

PCC：氯铝酸哦咤

(1)写出同时满足下列条件B的一种同分异构体的结构简式：。

①分子中有3种不同化学环境的氢，个数比为2：1：1；②能发生银镜反应；③链状化合物。

(2)写出化合物D、E、F、G的结构简式：D,E,F,G。

(3)化合物I分子中有一个手性碳原子，其构型为型(填“R”或"S”)。

2023年第37届中国化学奥林匹克（初赛）选拔赛暨

江苏赛区复赛试题

（2023年8月6日9：00-12：00）

第1题（15分。本题共5小题，每小题3分。每小题只有1个正确答案。）

1.下列原子结构参数相比较正确的是

A.半径差：Ar（N.O）＜Ar（CrfMn）B.电离能：/I（N）＞7I（O）

C.亲和能：（F）＞（Cl）D.电负性：Zp（Si）＞Zp（P）

【答案】B

【解析】

2.在某一反应温度下，已知反应（l）2NH3（g）-3H2（g）+N2（g）的标准平衡常数为⑴=0.25。在

31

相同反应条件下，反应（"H2（g）+/N2（g）「NH3（g）的标准平衡常数⑵为

A.4B.0.5C.2D.1

【答案】C

【解析】

3.用钵量法测定药物中铁含量时，选用Q0500moi-LJiCe（SO4）2溶液滴定25.00mL0.0500moiiTFe?+

溶液。已知此条件时“（Ce4+/Ce3+）=1.44V,0（Fe3+/Fe2+）=0.68V,其反应到达计量点时的电位是

A.0.68VB.1.44VC.0.86VD.1.06V

【答案】D

【解析】

【详解】化学计量点时电势。°=洲/Ce3+）［+，（Fe3+/Fe?+"？,其中Z］为ce4+/c^+反应的

ZE

转移电子数，Z2为Fe3+/Fe?+反应的转移电子数，故/=出旺”叱=1.06丫。故答案选D。

1+1

4.化合物Z是合成药物左旋米那普伦的重要中间体，其合成反应式如下：

下列有关说法正确是

A.X的结构简式为PhCH2cH2CN

BY分子中无手性碳原子

C.Z子中有1个碳原子采取sp杂化

D.NaNH2的作用是使Y转化为碳负离子与X反应生成Z

【答案】B

【解析】

5,下列有关物质性质与用途具有对应关系的是

A.Na?。?吸收CO?产生。2,可用作呼吸面具供氧剂

B.FqOj能与酸反应，可用于制作红色涂料

C.SiO?硬度大，可用于制造光导纤维

D.C10?有还原性，可用于自来水杀菌消毒

【答案】A

【解析】

6.单核金属-分子氧配合物(M-C)2)是一些底物氧化转化过程的关键组分/中间体。N-甲基四氮杂环十二烷

(12-TMC)及其类似物14-TMC(如下图)等作为螯合配体在调节M-0,配合物及其衍生物的稳定性、构型和

电子结构、反应活性等方面起着重要作用。例如，取决于TMC环的尺寸，［Ni(Oj(x-TMC)T配合物

中x为12或14时，O2分子可采用侧基配位或端基配位形式，银离子氧化态为+3或+2另一方面，NO

在生理过程中发挥着重要作用。微生物或血红蛋白等可以调节。2和NO的反应生成N0「，用于维持生

命健康。

NN

NN.NN；

12-TMC14-TMC

科研小组报道了铭(Cr)离子的相关研究如下：Ar气氛保护下，向2mL含有171mg(0.75mmol)l2-TMC

的乙月青溶液中加入97mg(0.75mmol)CrC12,室温下搅拌12h；然后，加入20mL乙醛后出现蓝色粉

末，将其过滤洗涤，得到[Cr(12-TMC)(Cl)]Cl(l)。在—20℃条件下，通02于1的蓝色乙月青溶液中，

生成紫色的中间体2(室温下可稳定存在)。2的质谱分析表明其离子峰的m/z(荷质比)为346.9.进一步于

0℃时向含有2的乙月青溶液中通Ar气30min,再通入NO,溶液颜色由紫色变为蓝色，经沉淀洗涤处理

后得到蓝绿色晶体3,其质谱分析表明离子峰的m/z为377.0(12-TMC分子量：228.3)。根据题意回答下列

问题：

(1)分别画出化合物1、2、3的空间结构示意图______(标明配位原子的符号)。

(2)分别分析化合物2、3中Cr的氧化态和是否具有顺磁性o

(3)如果改变通入和NO的顺序，在1的乙端溶液中先通入N0,再通入能否制得3,

为什么o

【答案】(1)(2)

(3)①.②.

【解析】

7.碘是人体不可缺少的微量元素，其参与合成的甲状腺激素具有增强新陈代谢，促进生长发育(尤其是脑

发育)的重要作用。甲状腺激素是一种酪氨酸的碘衍生物，主要包括2种活性物种，即四碘甲腺原氨酸(「)

和三碘甲腺原氨酸(T3)。碘离子转化成甲状腺激素的示意图如图3-1所示。此外，E(TPO)为甲状腺过氧化

物酶的铁-吓咻活性氧化中心，其催化氧化碘离子机理示意图如图3-2所示，Heme为取代口卜琳基团，HS-

Cys为半胱氨酸，图3-3为口卜咻结构。

Enrymcb

APO.Enrymc

Enryme1

图军1

1

图3-2

(1)写出A、B、C、D四个物质中，哪些分别属于T3和T4

(2)写出TPO氧化无机碘离子成高活性的碘物种(Rotate1)的化学方程式。

(3)吓咻环上总共有多少个万电子。

(4)标出图2中物质E、F中铁元素的化合价，指出E中Fe的配位数o

(5)为什么自然界的甲状腺激素会选择碘元素,从化学角度给出理由。

【答案】(1)(2)(3)(4)

(5)①.②.

【解析】

8.《梦溪笔谈》记载：“信州铅山具有苦泉，流以为涧。挹其水熬之，则成矶，…。熬破铁釜，久之亦

化…“，苦泉之水亦称胆水。取上述矶并加强热，得黑色固体，其易溶于热盐酸，生成的绿色溶液与铜丝

煮沸，得溶液A,用大量水稀释后，得白色沉淀B,B可溶于氨水中生成无色溶液C,C若暴露于空气

中，则变成溶液D。

(1)写出文中所提及的矶的化学式。

(2)写出A、B、C、D所代表的物质。

(3)分别写出C、D物质中心离子的价电子组态、杂化形式、对应的配离子构型______。

(4)单从核外电子排布规则来看，C、D中心离子哪个更稳定？在溶液中的情况又如何？试解释之

【答案】(1)(2)(3)(4)

【解析】

9.食物中的蛋白质从来源上可分为植物性蛋白质和动物性蛋白质两大类。传统豆腐的制作是使用盐卤(氯

化镁）点制豆浆，会使豆类蛋白质发生凝固以促进豆腐的成型。

（1）将5.0mL0.20moi1尻8。2的水溶液与等体积的0.1001。1七N也-凡0溶液混合时，沉

5

淀产生。（填“有”或“无”）（已知（（NH3.H2O）=1.8xl0-,/fsp[Mg（OH）2]=1.8x10-"）

（2）为了防止析出沉淀，上述混合溶液中至少要加入NH4CI固体克（忽略加入固体NH4cl对溶液

体积的影响）。

（3）食用肉中蛋白质含量的测定，一般采用将试样中测得的氮的质量分数乘以因数6.25换算成蛋白质的

含量。称取2.000g干肉片试样，用浓H2s0」（汞为催化剂）加热消化，直至肉片中存在的氮完全转化为钱

盐（硫酸氢钱）；再用过量的NaOH处理（a）,产生的NH,吸收于SO.OOmLHzSOj1.00mL相当于

0.01860gNa2O）rtn（b）；过量的酸需要28.80mLNaOH（1.00mL相当于0.1266g邻苯二甲酸氢钾）返滴定

仁）。

①写出上述（a）、（b）、（c）分析步骤中所对应的化学反应式；

②计算肉片中蛋白质的质量分数。

【答案】（1）（2）

（3）①.②.

【解析】

10.Ag+能与NH3配位形成Ag（NH3）;配合物，该配合物易发生如下解离反应：

Ag（NH3）/（aq）/Ag+（aq）+2NH/叫）。已知在标准状态下该反应的标准平衡常数犬为

5.88x10*

（1）试将上述反应过程设计为可逆原电池，写出电池符号及相应电极反应______。

（2）已知298K时，E'（Ag+/Ag）=0.799V,试判断上述平衡反应的方向,并计算

E'[Ag（NH）+/Ag卜。

【答案】⑴（2）①.②.

【解析】

11.近年来，我国新能源汽车发展正处于蓬勃发展的阶段。聚阴离子型正极材料LiFePC\由于原料丰富、

价格低廉、环境友好、比容量高、安全和稳定性好等优势成为电动汽车用动力电池的首选，成为电池行业

的研究热点。

(1)磷化铁FeP是重要的磷源铁源材料，具有多种晶型。其一晶体中磷原子采用A1方式堆积，铁原子填

入四面体空隙中，画出FeP的正当晶胞示意图，并指出其晶体结构类型______o

(2)Fe-P键长约为2.217A，试由此估算FeP正当晶胞的晶胞参数。

(3)磷酸铁锂LiFePO」是磷酸铁锂电池的正极材料，下图是LiFePO,的二维结构图，试画出其二维结构

基元。

*Li*

.FeO«