第32屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽初賽含參考答案解析

1、.第32屆中國化學(xué)奧林匹克初賽試題第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。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。將擦亮的銅片投入裝有足量的濃硫酸的大試管中,微熱片刻,有固體析出但無氣體產(chǎn)生,固體為Cu2S和另一種白色物質(zhì)的混合物。在50水溶液中,單質(zhì)碲與過量NaBH4反應(yīng)制備碲氫化鈉,反應(yīng)過程中析出硼砂Na2B4O54.8H2O。天然氣的無機(jī)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Mg2SiO4和Fe2SiO4表示,反應(yīng)后變?yōu)樯呒y石Mg3Si2O54和磁鐵礦。第2題8分195K,三氧化二

2、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。CH2SF4是一種極性溶劑,其分子幾何構(gòu)型符合階點(diǎn)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。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(xiàng)不得分。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聚丙烯腈 H 反式聚異戊二烯 I

3、 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N2氣氛中800處理,分解產(chǎn)物中右A的硫化物B；隨后升溫至825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600與COCl2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H2S得到沉淀B；將D溶于NaOH溶液,用硝酸調(diào)H+濃度至約為0.3molL-1,加入鉬酸銨溶液,常溫下反應(yīng)產(chǎn)生橙黃色沉淀F,F與十二鉬磷酸結(jié)構(gòu)相同；將D加入H3P

4、O2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%。寫出AI的化學(xué)式。ABCDEFGHI寫出B與氨氣反應(yīng)生成C的反應(yīng)方程式寫出D在H3PO2和H3PO3中生成G的反應(yīng)方程式第4題12分利用雙離子交換膜點(diǎn)解法可以從含硝酸銨的工業(yè)廢水中生產(chǎn)硝酸和銨陽極室得到的是哪種物質(zhì)？寫出陽極半反應(yīng)方程式。陰極室得到的是哪種物質(zhì)？寫出陰極半反應(yīng)及獲得相應(yīng)物質(zhì)的方程式。點(diǎn)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Y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(diǎn)陣,晶胞參數(shù)a=53

5、0.4pm,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,=90.41。寫出X的化學(xué)式；寫出X和石灰水反應(yīng)的方程式。通過計算推出Y的化學(xué)式Y(jié)分子中存在三次旋轉(zhuǎn)軸。寫出點(diǎn)解乙酸鈉水溶液時陽極半反應(yīng)的方程式。寫出單斜晶系的晶胞中Y分子的數(shù)目。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(jī)理研究等的重要依據(jù)。已知Cl有兩種同位素35Cl和37Cl,兩者豐度比為0.72:0.28。寫出氣態(tài)中同位素組成不同的RbCl分子。這些分子有幾

6、種質(zhì)量數(shù)？寫出質(zhì)量數(shù),并給出其比例年代測定是地質(zhì)學(xué)的一項(xiàng)重要工作。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3.7161010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(jìn)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/ 17

7、7Hf為0.42850；樣本2,176Hf/ 177Hf為0.28239,177Lu/ 177Hf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,其中c0為起始含量寫出176Lu發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程式標(biāo)出核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)。計算176Lu衰變反應(yīng)速率常數(shù)K。計算該巖石的年齡。計算該巖石生成時176Hf/ 177Hf的比值。第6題10分將0.0167molI2和0.0167molH2置于預(yù)先抽空的特制1L密閉容器中,加熱到1500K,體系達(dá)到平衡,總壓強(qiáng)為4.56bar1bar=100kPa。體系中存在如下反應(yīng)關(guān)系：1I22IKp1=2.002I2+H22HIKp232

8、HI I2+H2Kp3=8.010-64H2 2HKp4計算1500K體系中I2和H2未分解時的分壓。R=8.314Jmol-1K-1計算1500K平衡體系中除H之外所有物種的分壓。計算Kp2。計算Kp4若未算出KP2=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(dá)式中默認(rèn)分壓項(xiàng)均除以以下標(biāo)準(zhǔn)分壓。體系總壓I2g起始分壓I2g平衡分壓Ig平衡分壓H2起始分壓H2平衡分壓H平衡分壓HI平衡分壓p1x0 x1x2y0y1y2z第7題10分蛋白質(zhì)中的巰基可以作為配體。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-SCH2CH2S-,簡寫為edt

9、2-形成的雙核絡(luò)離子M242-。它們盡管通式相同,但結(jié)構(gòu)不同。V242-中,每個釩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,M242-離子有對稱中心。畫出V242-的結(jié)構(gòu)忽略氫原子。畫出M242-的結(jié)構(gòu)忽略氫原子。寫出V242-中釩的價電子組態(tài)。磁性測試表明,它顯扛磁性,簡述原因。M242-可由MnCl2溶液和Na2溶液在空氣中反應(yīng)得到,寫出反應(yīng)方程式第8題11分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。按親核取代反應(yīng)進(jìn)行的快慢,對以上化合物用字母表示進(jìn)行排序答題框中,數(shù)字1表示最快,5表示最慢。12345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1表示穩(wěn)定性最高,5表示穩(wěn)定性最低。12345第9題9分近年來,我國有機(jī)化學(xué)家發(fā)展了一些新型的有機(jī)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：簡要解釋CpFluor-2中C-F鍵容易斷裂的主要原因。研究表明,反應(yīng)體系中存在的痕量水可以加快反應(yīng)進(jìn)程,畫出CpFluor-2與水反應(yīng)所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式。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。研究表明,9-3的反應(yīng)中存在一個重要的副產(chǎn)