第27屆中國化學(xué)奧林匹克初賽試題及解答

1、Bi2 c僚-的結(jié)構(gòu):2-2分第27屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）試題及解答第27屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）試題及解答第1題（12分）寫出下列化學(xué)反應(yīng)的方程式1-1加熱時，三氧化二鎰與一氧化碳反應(yīng)產(chǎn)生四氧化三鎰。1-2將KCN加入到過量的 CuSO4水溶液中。1-3在堿性溶液中，Cr2O3和K3Fe（CN）6反應(yīng)。1-4在堿性條件下，Zn（CN） 42和甲醛反應(yīng)。1-5 Fe（OH）2在常溫無氧條彳下轉(zhuǎn)化為Fe3O4o1-6將NaNO3粉末小心加到熔融的 NaNH2中，生成NaN3 （沒有水生成）。 TOC o 1-5 h z 1-13Mn 2O3+CO =2Mn 3O4+CO22分1-24CN

2、+ 2Cu2+= 2CuCN + (CN) 22分1-3Cr 2O3+ 6Fe(CN) 63 + 100H = 2CrO 42+ 6Fe(CN)64+ 5H 2O2 分1-4Zn(CN) 42 + 4H 2CO + 4H2O = 4 HOCH 2CN + Zn(OH)422分1-5 3Fe(OH) 2= Fe3O4+H2+2H2O2 分1-6 NaNO 3+ 3NaNH 2= NaN 3+ NH 3+ 3NaOH2 分 第2題（23分）簡要回答或計算2-1 Bi2cl82-離子中鈾原子的配位數(shù)為5,配體呈四角錐型分布，畫出該離子的結(jié)構(gòu)并指出Bi原子的雜化軌道類型。ClCl Cl ClBi Bi

3、Cl-、Clk I ClCl雜化軌道類型：sp3d21分2-2 在液氨中，E0（Na+/Na） = 1.89V, E 0（Mg 2+/Mg） = 1.74V ,但可以發(fā)生 Mg 置換 Na 的反 應(yīng)：Mg + 2NaI = MgI2+2Na,指出原因。MgI 2在液氨中難溶。1分2-3將Pb加到氨基鈉的液氨溶液中，先生成白色沉淀Na4Pb,隨后轉(zhuǎn)化為Na4Pb9（綠色）而溶解。在此溶液中插入兩塊鉛電極， 通直流電，當1.0 mol電子通過電解槽時， 在哪個電極（陰 極或陽極）上沉積出鉛？寫出沉積鉛的量。第27屆中國化學(xué)奧林匹克(初賽)試題及解答陽極1分9/4mol1 分2-4下圖是某金屬氧化物

4、的晶體結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，小球代表金屬原子，大球代表氧原子, 細線框出其晶胞。2-4-1寫出金屬原子的配位數(shù)(m)和氧原子的配位數(shù)(n)。2-4-2寫出晶胞中金屬原子數(shù)(p)和氧原子數(shù)(q)。2-4-3寫出該金屬氧化物的化學(xué)式(金屬用M表示)。2-4-1 ： m = 4, n=4。m: 0.5 分，n: 0.5 分2-4-2: p= 4, q = 4。p: 0.5,q: 0.5 分2-4-3 : MO。MO : 1 分2-5向含cis-Co(NH 3)4(H2O)23+的溶液中加入氨水，析出含CoCo(NH 3)4(OH)236+的難溶鹽。 CoCo(NH 3)4(OH) 2 36+是以羥基為橋

5、鍵的多核絡(luò)離子，具有手性。畫出其結(jié)構(gòu)。4分2-6向K2Cr2O7和NaCl的混合物中加入濃硫酸制得化合物X (154.9 g mol-1)。X為暗紅色液體，沸點117 oC,有強刺激性臭味，遇水冒白煙，遇硫燃燒。X分子有兩個相互垂直的鏡面，兩鏡面的交線為二重旋轉(zhuǎn)軸。寫出X的化學(xué)式并畫出其結(jié)構(gòu)式。X的化學(xué)式： CrO 2cl2X的結(jié)構(gòu)式:2-7實驗得到一種含鋁化合物PdCxHyNz(ClO 4)2,該化合物中 C和H的質(zhì)量分數(shù)分別為30.15%和5.06%。將此化合物轉(zhuǎn)化為硫氧酸鹽PdCxHyNz(SCN)2,則C和H的質(zhì)量分數(shù)分第27屆中國化學(xué)奧林匹克(初賽)試題及解答別為40.46%和5.9

6、4% o通過計算確定 PdCxHyNz(ClO4)2的組成。解法一：PdCxHyNz(ClO 4)2 中，C 和 H 的比例為 (30.15/12.01) : (5.06/1.008) = 1: 2即 y= 2x(1)1 分PdCxHyNz(SCN) 2 中，C 和 H 的比例為 (40.46/12.01): (5.94/1.008) = 0.572即(x+2) / y= 0.572 (2)綜合(1)、(2),解得：x= 13.89 14, y=281 分設(shè) PdCxHyNz(ClO 4)2 的摩爾質(zhì)量為 M：則 14X12.01/M= 30.15%,得 M = 557.7 (g mol-1)

7、1分z = 557.7 1106.4 + 12.01 14 + 1.008 28 + 2 X ( 35.45 + 64.00 ) /14.01 = 3.99 = 4 0.5分PdC xHyNz(ClO 4)2 的組成為 PdC 14H28N4(ClO 4)2 。0.5 分解法二：設(shè) PdCxHyNz(ClO 4)2 的摩爾質(zhì)量為 M,比較 PdCxHyNz(ClO4)2 和 PdCxHyNz(SCN)2知， PdCxHyNz(SCN) 2 的摩爾質(zhì)量為：M2X 35.45+ 64.00 ( 32.01+ 12.01 + 14.01) =M 82.74 (g mol-1)根據(jù)C的質(zhì)量分數(shù)，有：1

8、2.01 X x= 0.3015 M12.01 X (x+2) = 0.4046 X (M - 82.74)24.02 = ( 0.4046-0.3015) M -0.4046 X 82.74 TOC o 1-5 h z 解得：M = 557.7, x= 142 分根據(jù) H 的質(zhì)量分數(shù)，有： y = 557.7 X 0.0506 / 1.008 =27.99 = 281 分則：z= 557.7 106.4+ 12.01 X 14+ 1.008 X 28+2 X ( 35.45 + 64.00) /14.01 =3.99=41分其他合理計算且得出正確結(jié)果亦得4分2-8甲烷在汽車發(fā)動機中平穩(wěn)、完全

9、燃燒是保證汽車安全和高能效的關(guān)鍵。甲烷與空氣按一 定比例混合，氧氣的利用率為85% ,計算汽車尾氣中 。2、CO2、H2O和N2的體積比（空氣中O2和N2體積比按21: 79計；設(shè)尾氣中 CO2的體積為1）。甲烷完全燃燒：CH 4+ 2O2= CO 2+ 2H 2O TOC o 1-5 h z 1體積甲烷消耗2體積O2生成1體積CO2和2體積H2O1分剩余O2的體積：2.35 - 2 = 0.351分混合氣中N2的體積：2.35 79/21= 8.84 N2不參與反應(yīng)，仍保留在尾氣中。汽車尾氣中，O2、CO2、H2O和N2的體積比為0.35:1:2:8.84。1分第3題（11分）白色固體A,熔

10、點182oC,摩爾質(zhì)量76.12 g mol 1,可代替氧化物用于提煉金 的新工藝。A的合成方法有：（1） 1420c下加熱硫鼠酸鏤；（2） CS2與氨反應(yīng)；（3） CaCN2 和（NH4）2S水溶液反應(yīng)（放出氨氣）。常溫下，A在水溶液中可發(fā)生異構(gòu)化反應(yīng)，部分轉(zhuǎn)化成B。酸性溶液中，A在氧化齊J （如 Fe3+、H2O2和O2）存在下能溶解金，形成取 sp雜化的Au（I）配合物。第27屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）試題及解答3-1畫出A的結(jié)構(gòu)式。3-2分別寫出合成 A的方法（2）、（3）中化學(xué)反應(yīng)的方程式。3-3畫出B的結(jié)構(gòu)式。3-4寫出A在硫酸鐵存在下溶解金的離子方程式。3-5 A和Au（I）形成

11、的配合物中配位原子是什么？3-6在提煉金時，A可被氧化成C: 2A-C + 2e ; C能提高金的溶解速率。畫出 C的結(jié)構(gòu) 式。寫出C和Au反應(yīng)的方程式。3-1Sh2n nh23-2反應(yīng)（2） :CS2 +3NH 3 -（H 2N） 2C=S + NH 4HS產(chǎn)物為（NH4）2S得0.5分反應(yīng)（3）: CaCN 2+（NH 4）2S + 2H 2O 一 （H2N）2C=S + Ca（OH） 2+2NH3 1 分3-3NH1網(wǎng)伸網(wǎng)2c+ Fe?4h2n shoa 乩 + F配 +2 (H5N)2C-S 3 4 3-5配位原子為So3-6即/飛人NH工寫成下二式不得分:C和Au反應(yīng)的方程式:S2c

12、2(NH 2)42+ + 2Au + 2SC(NH 2) 2 - 2Au SC(NH 2期2+1 分第4題（7分）人體中三分之二的陰離子是氯離子，主要存在于胃液和尿液中?？捎霉糠y定體液中的氯離子：以硝酸汞（II）為標準溶液，二苯卡巴腺為指示劑。滴定中Hg2+與Cl生成電離度很小的 HgCl2,過量的Hg2+與二苯卡巴腺生成紫色螯合物。4-1簡述配制硝酸汞溶液時必須用硝酸酸化的理由。第27屆中國化學(xué)奧林匹克(初賽)試題及解答抑制Hg2+水解。1分4-2 稱取 1.713g Hg(NO3)2 ?xH2。，配制成 500 mL溶液作為滴定劑。 取20.00 mL 0.0100 molL 1NaC

13、l標準溶液注入錐形瓶，用1mL 5% HNO 3酸化，加入5滴二苯卡巴腺指示劑，用上述硝酸 汞溶液滴定至紫色，消耗 10.20 mL。推斷該硝酸汞水合物樣品的化學(xué)式。所配硝酸汞溶液的濃度：cHg(NO 3)2 = 1/2 20.00 mL 0.0100 mol L-1/ 10.20 mL = 9.80 10-3mol L-1 0.5分500 mL溶液中含硝酸汞的摩爾數(shù)(即樣品中硝酸汞的摩爾數(shù))： TOC o 1-5 h z nHg(NO 3)2 = 9.80 10-3 mol L-1 X0.500 L =4.90 x 10-3 mol0.5分樣品中含水的摩爾數(shù)：n (H2O) =1.713g

14、- 4.90 10-3 )mol MHg(NO 3)2/ (18.0 g mol -1) =1.713g- 4.90 10-3mol :324.6 g.mol-1/ (18.0 g mol -1) = 6.78 x 10-3 mol0.5分x = n(H 2O) / nHg(NO 3)2 = 6.78 x 10-3 mol / (4.90 x 10-3 mol) = 1.38該硝酸汞水合物木品的化學(xué)式：Hg(NO 3)2 1.38H2O0.5分其他合理計算過程且答案正確，也得2分4-3取0.500 mL血清放入小錐形瓶，力口2mL去離子水、4滴5%的硝酸和3滴二苯卡巴腺指示劑, 用上述硝酸汞溶

15、液滴定至終點，消耗1.53mL o為使測量結(jié)果準確，以十倍于血清樣品體積的水為試樣進行空白實驗，消耗硝酸汞溶液0.80 mL。計算該血清樣品中氯離子的濃度(毫克/100毫升)。0.500 mL血清樣品實際消耗的硝酸汞標準溶液為(1.530.80 0.1) mL = 1.45 mL1分n(Cl-)=n (Hg (NO 3)2) 2=9.80 X0-3mol L-1 x1.45 10-3 Lx2=2.84 10-5 mol 1 分 c(Cl-)=n(Cl-)/V(試樣)=2.84 10-5mol+ 0.500 mL 10-3L mL -1= 5.68 X10-2 mol L -1 1 分 相當于

16、35.45 g mol-1 X5.68 X10-2 mol L -1=2.01 X02 mg/100mL1 分第5題(10分)M3XY呈反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，是一種良好的離子導(dǎo)體。M為金屬元素，X和Y為非金屬元素，三者均為短周期元素且原子序數(shù)Z(X)Z(M)=R IH3cHycCH?Br18O標記的甲醇鈉研究如下反應(yīng),發(fā)現(xiàn)最第9題（12分）9-1常用同位素標記法研究有機反應(yīng)歷程。如利用終產(chǎn)物不含180。根據(jù)實驗事實畫出中間體的結(jié)構(gòu)簡式。第27屆中國化學(xué)奧林匹克(初賽)試題及解答答案:A: 2分B和C可互換，每名構(gòu)簡式 2分 其他答案不得分。D和E,產(chǎn)率分別為74.3%和9-2某同學(xué)進行如下實驗時在堿性條件下得到了兩個產(chǎn)物25.7%。n-C4HNH2,25 D74.3%+(1)畫出產(chǎn)物D和E的結(jié)構(gòu)簡式。(2)指明此反應(yīng)所屬的 具體反應(yīng)類型。