中國(guó)化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽模擬試題

1、“化學(xué)礁”杯Hydrogenium“化學(xué)礁”杯Hydrogenium中國(guó)化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽模擬試題H仙沖n制題號(hào)1234567891011總分滿分1210914681084910100得分競(jìng)賽時(shí)間3小時(shí)。遲到超過(guò)半小時(shí)者不能進(jìn)考場(chǎng)。開始考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場(chǎng)。試卷裝訂成冊(cè)，不得拆散。所有解答必須寫在指定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿紙?jiān)谧詈笠豁?yè)。不得持有任何其他紙張。姓名、報(bào)名號(hào)和所屬學(xué)校必須寫在首頁(yè)左側(cè)指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。H1.008相對(duì)原子質(zhì)MHe4.003LiBeBCNOFNe6.9

2、419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18NaMgAlSiPSClAr22.9924.3126.9828.0930.9732.0735.45,39.95KCarScTirVCrMnFeCoNiCuZnGaPGelAsPSeBrKr39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.3969.72,72.6l74.9278.9679.9()83.8(RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInPSnSb：TeIXe85.4787.6288.9191.2292.9195.9498.91101.11

3、02.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3CsBaHf1TaiWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn132.9137.3La-Lu178.5180.9183.9186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.021023旬222FrRaRfDbSgBhHsMt223226Ac-Lr如果你在做這張卷子時(shí)有什么問(wèn)題或者發(fā)現(xiàn)題目有什么漏洞，歡迎來(lái)到化學(xué)礁吧討論，我們熱切期待你的加入！第1題（12分）寫出并配平下列化學(xué)反應(yīng)的方程式。1-1碘酸酎檢驗(yàn)一氧化碳。1-2二氧化鈦溶于濃硫酸的反應(yīng)產(chǎn)物和鋁

4、單質(zhì)的反應(yīng)。1-3重銘酸根與過(guò)氧化氫在乙醛中反應(yīng)，生成藍(lán)色的溶劑合物。第1頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium1-4氯化饃溶液中加入保險(xiǎn)粉，在燒杯內(nèi)壁形成一層饃鏡（不考慮保險(xiǎn)粉還原水）1-5氨基鈉和一氧化二氮反應(yīng)，生成物中的化合物或離子與反應(yīng)物中的離子與化合物成兩對(duì)等電子體。1-6在氟離子環(huán)境中，高鎰酸根與鎰離子發(fā)生歸中反應(yīng)。第2題（10分）2-1異辛烷與水沸點(diǎn)相近，但常溫?fù)]發(fā)性為何相差很大？（異辛烷99,水100C）（1分）2-2解釋環(huán)丙烷的酸性介于丙烷和丙烯之間的原因。（1.5分）2-3在含F(xiàn)e3+溶液中，F(xiàn)e3+逐漸水解，先顏色變暗，然后生成無(wú)定形紅棕色Fe（OH）3沉淀,長(zhǎng)斯放

5、置后變成e-Fe2O3（赤鐵礦）或a-FeOOH（針鐵礦）。這是地球表面這兩種礦物形成的原因。2-3-1寫出這一過(guò)程的所有反應(yīng)方程式。（2.5分）2-3-2討論為什么最后形成赤鐵礦或針鐵礦，為什么一開始不形成赤鐵礦或針鐵礦。（1.5）第2頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium2-4無(wú)水硝酸銅是亮藍(lán)色易揮發(fā)的固體，真空下升華。2-4-1寫出用N2O4制取無(wú)水硝酸銅的反應(yīng)方程式。（1分）2-4-2畫出氣態(tài)時(shí)無(wú)水硝酸銅最有可能的結(jié)構(gòu)并指出銅的雜化方式。（1.5分）2-4-3除上一問(wèn)中的結(jié)構(gòu)外，畫出其他可能的異構(gòu)體。（1分）第3題（9分）氮的結(jié)構(gòu)化學(xué)豐富多彩，以下五種離子化合物A、B、C、D和E

6、皆由N與另一非金屬元素組成：3-1A由N與一主族元素構(gòu)成，其中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為93.27%,陽(yáng)離子具有高度的對(duì)稱性。寫出A的離子式。（1分）3-2B中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與A相同，但相對(duì)分子質(zhì)量相差15,其陽(yáng)離子為A中陽(yáng)離子的衍生物，試寫出其陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)式。（1分）第3頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium3-3C亦由N與一主族元素構(gòu)成，該元素是構(gòu)成地殼的重要組成元素，其中N的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為77.79%試寫出陰陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)式。（1.5分）3-4D還是由N與另一主族元素構(gòu)成，D中的陽(yáng)離子為該元素某一穩(wěn)定氧化物的等電子體，D中陰陽(yáng)離子比為1:1,其中D的陰離子中心原子達(dá)到最大配位數(shù)。試寫出陰陽(yáng)離子的結(jié)構(gòu)式

7、。（3分）1-5,與D類似的，E的陰離子中心原子達(dá)到最大配位數(shù)。但中心原子的配位數(shù)不同，D、E陽(yáng)離子相同，電導(dǎo)率相同，E中所含元素皆可以從人的原尿中提取，試寫出E中的陰離子結(jié)構(gòu)式。（2.5分）第4題（14分）單質(zhì)A為一灰黑色晶體，在晶體中為螺旋形鏈狀結(jié)構(gòu)。地球上的金和銀有一部分以A化物的形式存在。A易溶于KCN而得到B。A與氯氣化合可生成一種白色易潮解的固體CoA在氧氣中燃燒發(fā)出藍(lán)色火焰并生成易溶于水的白色固體D,D在水溶液中被過(guò)氧化氫氧化可生成弱酸E。將A和過(guò)量鋅粉置于氫氧化鈉溶液中快速攪拌，溶液先變?yōu)樽仙缓笾匦伦優(yōu)闊o(wú)色溶液F。F溶液酸化可產(chǎn)生白色沉淀G和惡臭氣味的有毒氣體H,H不穩(wěn)定，受

8、熱分解為A和氫氣。若將F溶液通入氯氣進(jìn)行氧化，則溶液從無(wú)色變?yōu)樽仙笤俣茸優(yōu)闊o(wú)色，析出發(fā)亮的A的細(xì)小晶體。4-1寫出A-H的化學(xué)式（注：F需分別寫出含A和Zn元素的兩個(gè)成分）。（4.5分）第4頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium4-2C在固態(tài)時(shí)為四聚體結(jié)構(gòu)，畫出該空間結(jié)構(gòu)。（2分）4-3寫出A與氫氧化鈉、鋅粉反應(yīng)生成F的總方程式，并解釋題中兩次出現(xiàn)的紫色物質(zhì)可能為何種成分。（2.5分）C與熔融AlCl3反應(yīng)可得到1:1型鹽I,而將C與A按1:7比例混合在熔融AlCl3中反應(yīng)可得到亮紅色的1:2型鹽J,J的陽(yáng)離子為平面正方形結(jié)構(gòu)。I與J的陰離子相同。寫出I與J的化學(xué)式，I的陽(yáng)離子構(gòu)型及生

9、成它們的化學(xué)方程式。（5分）第5頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium第5題（6分）為了分析一份樣本中Mn2+和Hg2+的濃度，進(jìn)行了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)一：向20.00mL待測(cè)液中加入25.00mL0.04000mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液，調(diào)節(jié)上述溶液的pH到10.50。用0.02500mol/LMg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的EDTA,用去12.00mL。實(shí)驗(yàn)二：向20.00mL待測(cè)液中加入1.400g的KCN并溶解（假設(shè)溶解前后體積不變），然后加入25.00mL0.04000mol/L的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液。最終在pH為10.50下用0.02500mol/L的Mg2+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的EDT

10、A,用去20.00mL。5-1說(shuō)明在實(shí)驗(yàn)二中加入KCN的作用。（2分）5-2寫出兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中涉及到的化學(xué)方程式，計(jì)算被測(cè)溶液中Mn2+和Hg2+的濃度。（4分）第6題（8分）6-1氨與鐵在400-500C反應(yīng)可生成二元化合物A,其中一種元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是5.90%。該化合物的晶胞是面心立方結(jié)構(gòu)。加熱至高于600C可放出氮?dú)狻Ｔ噷懗鰞蓚€(gè)方程式。（1分）6-2近年來(lái)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)將A中的原子部分取代可制備一系列的三元化合物。用Ga取代得到第6頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium的B就是其中一種。Ga占據(jù)晶胞頂點(diǎn)。畫出B的晶胞。（1.5分）6-3Ga有許多有趣的性質(zhì)。例如，在化合物R2AI-AIR2

11、,R2Ga-GaR2（R為CH（SiMe3）2）中,Ga-Ga鍵長(zhǎng)都短于Al-Al鍵長(zhǎng)。t解釋Ga的這種反常行為。（1.5分）6-4二水合草酸錢是一個(gè)對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，其中錢是四配位的。畫出二水合草酸錢的結(jié)構(gòu)。（2分）6-5錢也存在著許多有機(jī)金屬化合物，例如用苯硒酚和三甲基錢反應(yīng)可以值得二聚物Co寫出反應(yīng)方程式并判斷Ga的雜化方式和C的結(jié)構(gòu)。（2分）第7頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium第7題（10分）反式環(huán)己二胺及其衍生物在現(xiàn)代配合物化學(xué)中占有重要的地位。國(guó)外某課題組利用等物質(zhì)的量的反式環(huán)己二胺與乙基乙烯基酮反應(yīng)成功合成了具有中心對(duì)稱性的配體L。該研究組利用L與Ni（NO3）26H2O在

12、甲醇（溶劑）中加熱反應(yīng)制備了紫色順磁性晶體物質(zhì)A。L與Ni（ClO4）26H2O在同樣的條件下則生成了橙色晶體物質(zhì)B。紅外光譜測(cè)定A、B中不存在含碳的雙鍵結(jié)構(gòu)。對(duì)A的結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)其中不存在O-H鍵的信號(hào)但有兩組不同的N-O鍵。晶體B中只含有C、D和E三種分子（或離子）。其中E呈正四面體構(gòu)型而元素分析表明一個(gè)B中含有兩個(gè)D。7-1試推斷配體L的結(jié)構(gòu)并標(biāo)注手性碳原子的R,S構(gòu)型。（2分）7-2推測(cè)A的化學(xué)式、結(jié)構(gòu)和饃的雜化類型（不要求立體化學(xué)）。（3分）7-3推斷C、D和E的結(jié)構(gòu)及饃的雜化類型（不要求立體化學(xué)）。（2分）第8頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium7-4解釋B中含有D的原因及A

13、與B中結(jié)構(gòu)的差異。（3分）第8題（8分）從能量觀點(diǎn)出發(fā)，人類的食物向人體供應(yīng)能量，其中一種可折合成葡萄糖在人體里完全氧化釋放出來(lái)的化學(xué)反應(yīng)能。8-1已知:化合物葡萄糖（固體）水（液體）CO2（氣體）/kJmol-1-1259.8-285.8-393.5設(shè)葡萄糖完全氧化釋放出的化學(xué)反應(yīng)能全轉(zhuǎn)化為熱，計(jì)算1kg葡萄糖最多可向人體提供多少熱量？（1.5分）8-2已知用葡萄糖為燃料設(shè)計(jì)成的燃料電池，其理論標(biāo)準(zhǔn)電動(dòng)勢(shì)為1.24V。人體肌肉做功等第9頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium可歸因于生物電過(guò)程所產(chǎn)生，因此可折合成葡萄糖氧化作電功釋放出來(lái)的化學(xué)能。計(jì)算1kg葡萄糖最多可做多少功？（1.5分

14、）8-3葡萄糖氧化反應(yīng)所產(chǎn)生的電能與該反應(yīng)提供的熱能是否相等？為什么？在研究食物時(shí)僅談?wù)撃軌蚍懦龆嗌佟敖埂钡臒崃?，是否全面？?.5分）8-4設(shè)環(huán)境溫度為20C,人體作為一種理想的熱機(jī)，則1kg葡萄糖所提供的熱能有多少可轉(zhuǎn)化為機(jī)械功按：熱機(jī)效率為（高溫溫度一低溫溫度）/高溫溫度，溫度單位為K?已知維持人體血液循環(huán)體系至少需功8.6X102kJ。請(qǐng)由此推斷人體能量轉(zhuǎn)換機(jī)理主要是通過(guò)熱機(jī)還是電化學(xué)過(guò)程？（2.5分）第10頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium第9題（4分）畫出下列反應(yīng)中合理的帶電荷中間體1和3以及產(chǎn)物2和4的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式乙烯SCI21第10題（9分）某特殊超分子前體物的合成路線如

15、下其中D中含有五種環(huán)境的氫原子10-1試寫出反應(yīng)條件1的具體條件及所屬的反應(yīng)類型。（1.5分）10-2寫出B與D的結(jié)構(gòu)，并寫出D的對(duì)稱元素（羥基與叔丁基皆視作球形端基）。（4.5分）第11頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium10-3D作為特殊結(jié)構(gòu)的低聚物簡(jiǎn)述其特征。（3分）第11題（10分）以下是輔酶Methoxatin的部分合成路線COOHC+0hvF(PhSe)31 .請(qǐng)寫出A,B,C,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（4分）2 .E與F為一對(duì)Z,E異構(gòu)體，請(qǐng)寫出E和F共同的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式（不要求構(gòu)型）（1分）第12頁(yè)共10頁(yè)“化學(xué)礁”杯Hydrogenium3 .請(qǐng)寫出G到H為芳構(gòu)化反應(yīng)，試寫出H的結(jié)構(gòu)式（1分）4 .請(qǐng)簡(jiǎn)述為什么以上合成路線比一般的線性合成路線產(chǎn)率高的多的原因（2分）5 .請(qǐng)寫出生