第32屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽(初賽含參考標(biāo)準(zhǔn)答案)

1、第32屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）試題-20-到，把試卷c背面朝上）放在桌面上.立即起立撤離考場.試卷裝訂成冊，不得拆散.所有解答必須寫在指定的方框內(nèi)，不得用鉗箱填寫,草稿紙在 最后一頁.不得持有任何其他紙張.姓名、報名號和所屬學(xué)校必須寫在首頁左«!指定位置，寫在其他地方者按廢卷詒處，允許使用非編程計算器以及直尺等文具.H0 08相對原子質(zhì)量He4003Li 6 941He 9 012B10 8112 01N 14-01O 1500F19(X)Nf70 18Na 2199Mq24 ilAJ26 98Si 25 09P 3097S 3207Cl35 45At39 95K 3910La4O

2、G8Sc44 96Ti47.8SV50 94Ci5200Mn54 94le55 S5L I58 93Ni.5B 69Cli63 55/二8 4569 72Ge 7261As74.92se78 96Br79 90KrB3.80RbB547Sr87 62YZrQI 12Nt9? 91Mo55 94Ic聯(lián)】Rn101 Rh 1029PdW6 4Ag107 9Cd 1174Id114 RSu118 1Sb121 BTe1尹6I126 9Xe m aCs 12 9BaIT 3La-LiiHf178 5Ta 180 9w 183 8186 2Oi 190 2Ir192 1pf195 1All 197 0H

3、r 200 6Tl2W4Ph207 2Bi209 0Po ' 1At口叫Rn二Fr (223Ra 225Ac LaRf戈耀曲電MtD$RRCn5MUuqU呼uuhUuoLaCePrNdPm £mEuGdTbTrvMo口TinYbLuThPnUNpPiiAinCmBkCfEsFmMdNoLr第1題（8分）根據(jù)所給的條件按照要求書寫化學(xué)方程式（要求系數(shù) 為最簡整數(shù)比）。1-1氮化硅可用作 LED的基質(zhì)材料，它可通過等離子體法由SiH4與氨氣反應(yīng)制得。微熱片刻，有固體析出但無氣體產(chǎn)生,1-2將擦亮的銅片投入裝有足量的濃硫酸的大試管中, 固體為Cu2s和另一種白色物質(zhì)的混合物。1-3

4、在50c水溶液中，單質(zhì)硫與過量NaBH4反應(yīng)制備硫氫化鈉，反應(yīng)過程中析出硼砂Na2B4O5（OH）4.8H2O。1-4天然氣的無機成因說十分誘人。據(jù)稱，地幔主成分之一的橄欖石與水和二氧化碳反應(yīng),可生成甲烷。橄欖石以MgSiO4和Fe2SiO4表示，反應(yīng)后變?yōu)樯呒y石 Mg3Si 2Q（OH）4和磁鐵礦。第2題（8分）2-1 195K,三氧化二磷在二氯甲烷中與臭氧反應(yīng)得到P4O18。畫出P4O18分子的結(jié)構(gòu)示意圖。2-2 CH2SF4是一種極性溶劑，其分子幾何構(gòu)型符合階點子對互斥（ VSEPR）模型。畫出CH2SF4的分子結(jié)構(gòu)示意圖（體現(xiàn)合理的成鍵及角度關(guān)系）。2-3 2018年足球世界杯比賽用球

5、使用了生物基三元乙丙橡膠（ EPDM）產(chǎn)品 Keltan Eco。EPDM屬三元共聚物，由乙烯、丙烯及第三單體經(jīng)溶液共聚而成 2-3-1 EPDM具有優(yōu)良的耐紫外光、耐臭氧、耐腐蝕等性能。寫出下列分子中不可用于制備EPDM的第三單體（可能多選，答案中含錯誤選項不得分）2-3-2合成高分子主要分為塑料、纖維和橡膠三大類，下列高分子中與EPDM同為橡膠的是:F聚乙烯G聚丙烯睛H反式聚異戊二烯I聚異丁烯第3題（12分）為紀(jì)念門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年，國際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會將2019年設(shè)為“國際化學(xué)元素周期表年”。門捷列夫預(yù)言了多種當(dāng)時未知的元素，A即為其中之一。將含元素A的硫化物礦在Nb氣

6、氛中800c處理，分解產(chǎn)物中右 A的硫化物B;隨后升溫 至825c并向體系中通入氨氣， 得到紅色化合物 C, C溶于發(fā)煙硝酸得到白色沉淀 d經(jīng)過濾 洗滌，D在600c與COC2反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻后得到液體 E, E遇水生產(chǎn)D,在E的6molL-1鹽酸 溶液通入 HS得到沉淀B;將D溶于NaOHB液，用硝酸調(diào) H+濃度至約為0.3molL -1,加入鋁 酸錢溶液，常溫下反應(yīng)產(chǎn)生橙黃色沉淀 F, F與十二鋁磷酸結(jié)構(gòu)相同； 將D加入HPO置時脫水變?yōu)镮 , I也可由D和A的單質(zhì)在高溫下反應(yīng)產(chǎn)生，D變?yōu)镮失重15.3%。3-1寫出AI的化學(xué)式。ABCDEFGHI3-2寫出B與氨氣反應(yīng)生成C的反應(yīng)方程式3-

7、3寫出D在H3PO2和H3PO3中生成G的反應(yīng)方程式第4題（12分）4-1利用雙離子交換膜點解法可以從含硝酸錢的工業(yè)廢水中生產(chǎn)硝酸和俊4-1-1陽極室得到的是哪種物質(zhì)？寫出陽極半反應(yīng)方程式。4-2點解乙酸鈉水溶液，在陽極收集到X和Y的混合氣體。氣體通過新制的澄清石灰水，X被完全吸收，得到白色沉淀。純凈的氣體 丫冷卻到90.23K,析出無色晶體，X-射線衍 射表明，該晶體屬于立方晶體系，體心立方點陣，晶胞參數(shù)a=530.4pm,Z=2,密度p=0.669gcm-3。繼續(xù)冷卻，晶體轉(zhuǎn)化為單斜晶系，a=422.6pm, b=562.3pm, c=584.5pm ,B =90.41。°4-2

8、-1寫出X的化學(xué)式；寫出 X和石灰水反應(yīng)的方程式。4-2-2通過計算推出 Y的化學(xué)式（Y分子中存在三次旋轉(zhuǎn)軸）4-2-3寫出點解乙酸鈉水溶液時陽極半反應(yīng)的方程式。4-2-4寫出單斜晶系的晶胞中Y分子的數(shù)目。4-2-5降溫過程中晶體轉(zhuǎn)化為對稱性較低的單斜晶體，簡述原因第5題（10分）元素同位素的類型及天然豐度不僅決定原子量的數(shù)值，也是礦物質(zhì)年齡分析、反應(yīng)機理研究等的重要依據(jù)。5-1已知Cl有兩種同位素35C1和37C1 ,兩者豐度比為 0.72:0.28。5-1-1寫出氣態(tài)中同位素組成不同的RbCl分子。5-1-2這些分子有幾種質(zhì)量數(shù)？寫出質(zhì)量數(shù)，并給出其比例5-2年代測定是地質(zhì)學(xué)的一項重要工作

9、。Lu-Hf法是上世紀(jì)80年代隨著等離子發(fā)射光譜、質(zhì)譜等技術(shù)發(fā)展而建立的一種新斷代法。Lu有兩種天然同位素：176Lu和177Lu; Hf有六種天然同位素：176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf, 181Hf。176Lu發(fā)生,衰變生成176Hf半衰期為3.716 X1010年。177Hf為穩(wěn)定同位素且無放射性來源。地質(zhì)工作者獲取一塊巖石樣品，從該樣品的不同部位取得多個樣本進行分析。其中的兩組有效數(shù)據(jù)如下：樣本 1, 176Hf 與 177Hf 的比值為 0.28630 （原子比,記為 176Hf/177Hf） , 177Lu/ 177Hf 為0.42850 ;樣本 2, 1

10、76Hf/ 177Hf 為 0.28239 , 177Lu/177 Hf 為 0.01470。（一級反應(yīng)，物種含量c隨時間t變化關(guān)系：c=c0e-kt或鬲£ =-內(nèi)，其中C0為起始含量）5-2-1寫出176Lu發(fā)生0衰變的核反應(yīng)方程式（標(biāo)出核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)）。5-2-2計算176Lu衰變反應(yīng)速率常數(shù)Ko5-2-3計算該巖石的年齡。5-2-4計算該巖石生成時176Hf/ 177Hf的比值。第6題(10分)將0.0167mol I2和0.0167mol H置于預(yù)先抽空的特制1L密閉容器中，加熱到1500K,體系達到平衡，總壓強為4.56bar (1bar=100kPa)。體系中存在如下反

11、應(yīng)關(guān)系：(1) I2 (g)? 2I(g)K1=2.00(2) I2(g)+ H2(g)?2HI(g)必(3) 2HI(g) ? I2(g)+H2(g)必=8.0 x 1C6(4) H2(g) ?2H(g)&6-1計算1500K體系中12(g)和H2(g)未分解時的分壓。(RMgadJmo/K1)6-2計算1500K平衡體系中除H(g)之外所有物種的分壓。6-3計算府2。6-4計算 (若未算出 e2=10.0)為使處理過程簡潔方便，計算中務(wù)必使用如下約定符號！在平衡表達式中默認分壓項均除以以下標(biāo)準(zhǔn)分壓。體系 總壓12（g ）起始分壓12（g ）平衡分壓I（g ）平衡分壓Ha（g）起 始

12、分壓H2（g）平衡分壓H（g）平衡分壓HI（g）平 衡分壓pixoXiX2yoyiy2z第7題（10分）蛋白質(zhì)中的萌基可以作為配體。多種酶中存在金屬-硫簇。在含硫配體的研究中，得到一類過渡金屬離子與乙二硫醇離子（-SCHCHS-,簡寫為edt2-）形成的雙核絡(luò)離子 M（edt） 42-（M=V,Mn,Fe）。它們盡管通式相同，但結(jié)構(gòu)不同。V2（edt） 42-中，每個鈕原子周圍有六個硫原子配位，通過兩個V連線中心有三個相互垂直的2次軸；當(dāng)金屬為 Mn和Fe時，M周圍有五個硫原子配位，形成四方錐形排布，M2（edt） 42-離子有對稱中心。7-1畫出V2（edt） 42-的結(jié)構(gòu)（忽略氫原子）7-

13、2畫出M2（edt） 42-（M=V,Mn,Fe）的結(jié)構(gòu)（忽略氫原子）.2-7-3寫出V2（edt） 4中銳的價電子組態(tài)。磁性測試表明，它顯扛磁性，簡述原因。7-4 M2（edt） 4廣可由MnCl2溶液和N&（edt）溶液在空氣中反應(yīng)得到，寫出反應(yīng)方程式第8題（11分）8-1以下化合物與乙胺均可發(fā)生親核取代反應(yīng)，寫出親核取代反應(yīng)的類型。123458-2按親核取代反應(yīng)進行的快慢，對以上化合物（用字母表示）進行排序（答題框中，數(shù) 字1表示最快，5表示最慢）。1表示穩(wěn)定性最高,8-3判定以下正離子（用字母表示）穩(wěn)定性的順序（答題框中，數(shù)字 5表示穩(wěn)定性最低）。12345第9題（9分）近年來

14、，我國有機化學(xué)家發(fā)展了一些新型的有機試劑，如氟化試劑CpFluors系列。在這些氟化試劑中，CpFluors-2與醇反應(yīng)可以高產(chǎn)率、高選擇性地生成氟化物：（提示：畫結(jié)構(gòu)簡式時可用 Ar代替CpFlucr-2中的芳香取代基）9-1簡要解釋CpFluor-2中C-F鍵容易斷裂的主要原因。9-2研究表明，反應(yīng)體系中存在的痕量水可以加快反應(yīng)進程，畫出 CpFluor-2與水反應(yīng)所得 產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。9-3畫出3-苯基丙醇氟化過程中三個關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)簡式。9-4研究表明，9-3的反應(yīng)中存在一個重要的副產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式如下:畫出形成該副產(chǎn)物過程中三個關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)式。第10題（10分）以下正離子可以經(jīng)過

15、4兀點子體系的電環(huán)化反應(yīng)形成戊烯正離子，該離子可以失去質(zhì)子形成共鈍烯炫：A - o根據(jù)以上信息，畫出下列反應(yīng)主要產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式（產(chǎn)物指經(jīng)后處 理得到化合物）。10-1 0Al.10-3（提示：Pr為異內(nèi)基，力-Pt為lE內(nèi)基）10-4AKJ,（提示：AlCl 3是一個Lewis酸）（提示：TiCl 4是一個Lewis酸）參考答案第1題（8分）根據(jù)所給條件按照要求書罵化學(xué)反應(yīng)方程式（要求系數(shù)為最筒整數(shù)比）.產(chǎn)1氯化硅可用作LED的林湎材料，它可通過等高于體法山引耳。過氣反應(yīng)制得.35 ali 二 XHlSMNa 1 1 H：12將擦史的制片投入裝右足量濃俄酣的大試管中.徽熱片刎，有國體折出但無氣

16、體產(chǎn)生, 周體為Cn西和力一神白色徹浦的混合物.5 CiiTHwSOqY'uwS-3CuS O4+4H2O 1-3在50水溶液中，電質(zhì)懵叮過量NaBH反應(yīng)制備珅氨化熱b反攻過程中折出硼砂Na B4O（OHH SH?O,2Te-4NiDH4-rH2O=2NnHTe+14K;+ Ng&O“OH*£HqIT天然氣的無機也因說卜仆遠人.據(jù)保 地歸H發(fā)分之一地欖7、水和：乳億酸反應(yīng)，可 生成甲烷.生成石MgESKK和 反攝6注示，反應(yīng)后變?yōu)樯呔€看M輿S湛MOH）"和犍鐵皮iSMSiOi 6F之fidTGHQi C 產(chǎn) ItM&SiQ式OI【h + 4F-O&q

17、uot; CIL第2題第分）21 195K,三氯北二磷在二氯甲命中與臭氧反感得到冉0距畫出PQ）分手的結(jié)構(gòu)示意圖vAb%<0y/)> x/ohpM /3。*-f°/ob%2-2 CHBF是一種極忖溶劑，其分子幾何構(gòu)型符合價層電子對互斥（VSEPRm型.畫出 CH曙F*的分f結(jié)內(nèi)小意圖（體現(xiàn)合理的戒鍵及角度關(guān)系）.HR咻33 2018年足球世界杯比賽用球使用了生物基三元乙丙橡膠（EPDM產(chǎn)品KelranEco. EPDM 屬三元弁聚物，由乙嫌、內(nèi)烯及第三單體經(jīng)溶液共聚而成，2 31 EPDM艮有優(yōu)H的附紫外心、咐臭氧、耐腐蝕等性能，與出卜列分子中不可用于制備 EPDM的第三

18、單體（可能多選.答案中含錯誤選項不得分）.CE2-3-2合成高分f主要分為制料、纖推和橡膠三大類.下列高分中與EPDM同為橡膠的是7F聚乙瞌 G景內(nèi)蛤脂 H反式康異戊二始I聚異l ift第3題C12分)為紀(jì)念門捷列夫發(fā)現(xiàn)兀素周期律150周年,國際純粹和府用化學(xué)聯(lián)合會將2019年設(shè)為 “國斥化學(xué)元素周期衣年”.門徒列夫例言r名種當(dāng)時未知的元素，A即為其中之一將含元素A的磁化物礦在M氣氛中瓢比處理,分解產(chǎn)物中有A的成化物B；隨后升 混至8250c并向體系中益入氟氣，得到紅色化合物C.C潘于發(fā)朋硝酸得白色沉淀D.經(jīng)過 濾洗洗r D在600與 8ch反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻后褥液體E，E遇水生成口.件E的6mH

19、L 1鹽酸溶液中通入HiS將沉淀B*格D溶NaOH溶液.用硝酸調(diào)日濃度至約為OJmSL 工加入鋁酸長溶液,常溫下反應(yīng)產(chǎn)生橙費也沉淀F, F與十：鋁璘酸結(jié)何等同；將D加入 HjPOj和HiPOi的泡音溶液叫拶黃綠色的亞磷酸鹽沉淀G. G件減性溶液中此化為黃色沉 淀H,H放置時脫水變?yōu)?也可由D和A的單質(zhì)在高篇下反應(yīng)產(chǎn)生，D變?yōu)?失重153%. 3-1寫出AT的化學(xué)式.ABCDEFGH1GeGeS2GeO:GeCl41 NHtiqGeHPSGe(OH):Ge。3 2寫出B與氨氣反應(yīng)生成C的反欣方程式.3Gt；總+3NH產(chǎn) 3 Ge S+N;+3 H：O3-3寫小D在:HiPCh和HmPO3中生成G

20、的反應(yīng)力杵式口GcOlH 出 O*GeHPO 什氏 0第4題12分)上1利用雙離f交換膜電解法可以從含硝酸鑲的工業(yè)廢水里生產(chǎn)硝酸和SL本1陽極空得到的是哪種物質(zhì)？可出陽極半反應(yīng)方程式.HN5 4N5WHtCM 斷=6+4H、54 1 2 口懶空得到的#哪種物質(zhì)？寫出陰極平反應(yīng)及獲得的相應(yīng)物質(zhì)的方程式。一NH3 2NHZ+2e=2NHj+HiNH'。kNHHN52H2O-H2-Q2二2電解乙酸鈉水溶液,在陽極收集到X和Y的混合氣體,氣體通過新制的濯清石灰水, X被完全吸收，得到白色沉it，觸凈的氣體Y冷卻到9。3 K析出無色晶體，X-射線衍 射表明，該晶體屬于立方品系體心立方點陣，品胞參

21、數(shù)口 = 53Q4plm Z=3密度/= 0.669 g cm-30繼續(xù)冷卻，晶體轉(zhuǎn)化為單斜品系，4=422.6 pw £> = 562,3 pm. r= 584.5 pin，/?-90.41%4”1號川X的化學(xué)方程式；寫出X和石灰水的反應(yīng)的方程式,CO： CO2-Ca(OH)2=C 3 C OrFHzONT地過計算推出Y的化學(xué)捻Y分子中存在三次旋轉(zhuǎn)血， Mi=JOg/moJ C?Hs4"3寫出電解乙解而水若液時用極華反應(yīng)的方程式,2C HjCOO-2 S=C#/ 2 CO：4-，4寫出單制品系的晶胞中Y分子的數(shù)日.425驛溫過程中晶體狀化為對稱性較低的單斜晶體，簡述

22、原因, 低出下分干運動受限，導(dǎo)致分子受力出現(xiàn)各向當(dāng)性口第5題10分)元素同位素的類型及其天然豐度不僅決定糜子量的數(shù)位，也是礦物年齡分析F反應(yīng)機理研 究等的重要依據(jù).5-1已知C1行兩種同位素JSC1和和CL二占1度比為0.75: 0.25 ： Rb宥格Rb和曠Rb,二 者豐度比為0.72;。.駕.5 11寫出氣態(tài)中同位常如成不同的RbCl分子.5 12這些分了仃幾種質(zhì)量就？耳出質(zhì)是數(shù)，并給出此比例一8 Rb35Cle5Rf7lrRb+七11201221221240.540210.1S0.07故有3種a比例為0 54： 0 一相：0 0，5 2午代測定是她是學(xué)的-J8重要匚作* Lu-Hf法是匕

23、訛紀(jì)富0年代附希等離了發(fā)射學(xué)譜、 質(zhì)譜等技術(shù)發(fā)展而建立的 種新斷代法.Lu有兩種天然同位素：S'u和團5fHf有六種 天然同位素:1嗓正，bHf, rpHf, 1MHfM “Wf- w*Lu發(fā)生£衰變生或EHf,半衰 期為3R6k 1。*年Hf為均定同位索且無放射性來源*地版作者萩得一塊巖石樣 乩,從讀樣品的不同部位取得名個樣本進行分析，其中的兩組宥效數(shù)據(jù)如下:科本L， 1T*Hf 埼】，Hf 的比值為 0288丈1原比.記為177Lu/177Hf A 0.42850；樣本2 176Hf177Hf/J0 2S230,“工”產(chǎn)審為 OXH4M.(級反應(yīng)，物種含量匚細時間/變化的

24、欠系式：匚一。陰七或瓜白劉=3,其中m為起始 含量)尸-1號出產(chǎn)%>發(fā)生聲衰變的核反應(yīng)方程式(標(biāo)出犢電荷敷和質(zhì)量數(shù)切5-2以計葬i"Lu衰變反應(yīng)速率常數(shù)七k-lHlh±L865 71。川 yi一H3計算該巖石的年齡.544 計算該巖石生成田1加H£ °Hf的比祖.本懣有設(shè)，Lu成力|巧_口設(shè)余始亡不？廠用=3如0.286J0-c®-0.428 50( eH-1)O,28259=co-<l 014-«eH-l)解將: 士產(chǎn)0 2前二5t=5.041X Wly第6題(1。分)將。,01671«01區(qū)和也0167112

25、1氏置干預(yù)先抽再空的特制1L密闈容器中，加熱到1500K,體系達平衡，息壓強為4一允師1 barinCkPfu*體系由出如卜反應(yīng)啟東：L(g) 21(g)ATPi = 2 00Q上+比審2HI0蜂(3)HI® - 1(g) + H(g)4=a,o iq田團一 2H啕06-1 ：1算】500 K體系中七色麗 氏®未分解時的分壓.(J - 8314 J mol K4)假設(shè)兩者都未分解，則此時體系的思壓為po-iiRTV-4.1615) bar" M=yiT OKbar尸 計算L5WK平衡體系中除H國之外所書物種的分腐 山 x-yi+z= 4.56bai Jflj k

26、不分解時總 1T 為 4.16bai，收x?=2 X (4.56-416)bai=0,80barllhr X=2 00.解TJ gl=0.32bar由碘的物料守恒，有 z=4.1 6-2 X0.32-Q.80bflr=2/由氫的物料守怛,有單氣446:門短=0力卜出6 3計算&上*-Kp 三1)6-4二糅 %,苞人算出K? 設(shè)埠10.0J Kpx=KpnKp3Kpi=L .0 X 1 Or9為使處理遼it荷港方便，升不中請芬必便國如下的兩定將;！在平衡表達式中默氏各分 壓項均除以標(biāo)準(zhǔn)分壓.體系總 壓1電）起始 分壓MgrF 衡 分壓分壓地®起 始分不H2（3）T 衡分壓H0） M 衡分壓HI球NSS分壓丙XQF】二第7眶（1。分）蛋閂質(zhì)中的筑基可以作為配體,多種卷中存在余屈.磔族.在舍說配體的研究中.野到美 過渡金屬離r0乙二硫靜離R3CHHms-.荷丐為虱門形成的雙核絡(luò)離廣畫心由川氣虹= V, Mu, Fu”它們盡管通式相同，但結(jié)構(gòu)不I嘰中，每個鍬原了周圍有六個硫