2019年第33屆江蘇省化學(xué)夏令營選拔賽試題及答案

歡迎加入全國高中化學(xué)教師資料群399026160、全國高中化學(xué)教師資料②群498738873第第頁第33屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）選拔賽暨2019年江蘇省高中學(xué)生化學(xué)奧林匹克復(fù)賽試題（2019年7月16日8：30—11：30共計(jì)3小時(shí)）H1.008元素周期表He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc[98]Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po[210]At[210]Rn[222]Fr[223]Ra[226]Ac-LrRfDbSgBhHsMtDsUuuUubUutUuqUup氣體常數(shù)R=8.31447J·K-1·mol-1法拉第常數(shù)F=96485C·mol-1阿伏加德羅常數(shù)NA=6.022142×1023mol-1第1題（12分）硼族（ⅢA）元素的基本特點(diǎn)在于其缺電子性，它們有充分利用價(jià)軌道、力求生成更多鍵、以增加體系穩(wěn)定性的強(qiáng)烈傾向。以硼族元素為核心可組成形式多樣的單核、雙核或多核的分子、離子1—1請(qǐng)寫出硼族元素原子的價(jià)電子構(gòu)型。1—2寫出硼酸與水反應(yīng)的離子方程式，并說明硼酸為幾元酸。1—3BF3為缺電子化合物，BF3與F—離子反應(yīng)生成BF4—離子時(shí)，其反應(yīng)類型為_________；分子中硼的雜化類型由_______變?yōu)開______。1—4AlCl3和Al(Me)3在氣相和液相以雙聚體的形式存在，請(qǐng)分別畫出其結(jié)構(gòu)圖。第2題（10分）2018年我國科學(xué)家在化學(xué)鍵研究領(lǐng)域取得重大突破。研究發(fā)現(xiàn)位于主族的堿土金屬鈣、鍶和鋇可以與CO形成穩(wěn)定的羰基化合物，分子結(jié)構(gòu)滿足18電子規(guī)則，表現(xiàn)出了典型的過渡金屬成建特性。這一發(fā)現(xiàn)表明堿土金屬或具有與一般認(rèn)知相比更為豐富的化學(xué)性質(zhì)。2—1寫出鍶原子的最高占據(jù)原子軌道_______和最低空的原子軌道_______。2—2寫出鍶和CO結(jié)合形成的中性單電子中心羰基化合物的化學(xué)式____________；CO與中心鍶結(jié)合時(shí)的成鍵原子是______。2—3CO能夠與過渡金屬或堿土金屬形成穩(wěn)定的羰基化合物是因?yàn)槎咧g形成了_____________鍵。2—4BF和CO互為等電子體，但是計(jì)算結(jié)果表明，BF分子中B—F鍵的鍵級(jí)約為1.6，請(qǐng)寫出BF中可能存在的Lewis共振式，根據(jù)雜化軌道理論指出結(jié)構(gòu)中F原子的雜化類型。第3題（10分）銅是人類最早使用的金屬之一，早在史前時(shí)代，人們就開始采掘露天銅礦，并應(yīng)用于制造武器、工具和其他器皿，銅對(duì)早期人類文明的進(jìn)步影響深遠(yuǎn)。3—1銅的單質(zhì)呈_______色。銅在干燥的空氣中比較穩(wěn)定，但在富含CO2的潮濕空氣里，其表面將緩慢生成一層綠色“銅銹”，銅銹的主要成分的化學(xué)式為____________。3—2氯化亞銅是白色結(jié)晶或粉末，微溶于水，不溶于乙醇。常用作催化劑、殺菌劑、媒染劑、脫色劑等。通常可在弱酸或近中性條件下利用適宜還原劑及沉淀劑制備氯化亞銅。實(shí)驗(yàn)步驟如下：①配制一定濃度的Na2CO3與Na2SO3混合水溶液A；②配制一定濃度的CuSO4與NaCl混合水溶液B；③將A溶液緩慢滴加至B溶液中，并不斷攪拌；④反應(yīng)完畢，抽濾并分別用1%HCl溶液、無氧水及無水乙醇洗滌產(chǎn)品。請(qǐng)根據(jù)上述內(nèi)容，回答下列問題。（1）寫出該方法中制備氯化亞銅的化學(xué)方程式。（2）溶液A中加入Na2CO3作用是什么？（3）如果將B溶液逐滴加入到A溶液中，會(huì)因生成一種配合物而難以制得CuCl，請(qǐng)用離子方程式解釋原因。第4題（8分）蛋氨酸[CH3S(CH2)2CH(NH2)COOH]能與銅離子在適當(dāng)?shù)乃岫葪l件下，生成蛋氨酸銅螯合物沉淀。它是一種重要的銅礦物質(zhì)飼料添加劑，是家禽、水產(chǎn)動(dòng)物補(bǔ)銅的優(yōu)質(zhì)銅源，在豬飼料中可作為安全性高的富銅飼料添加劑使用，較無機(jī)銅鹽具有副作用小，吸收性能好，利用率高等特點(diǎn)。蛋氨酸銅的組成可用下述方法測定：4—1蛋氨酸含量的測定稱取0.2500g樣品于250mL碘量瓶中，加入25mL水，再加入2mol·L—1鹽酸3mL，加熱至全部溶解后，加入70mL磷酸鹽緩沖溶液（pH=6.5），搖勻，冷卻，再加入0.1000mol·L—1碘的標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL，于暗處放置15min，用0.1000mol·L—1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至近終點(diǎn)，加入2mL淀粉指示劑，滴至深藍(lán)色樣品液變成開始時(shí)的天藍(lán)色，消耗了22.08mL。（已知：蛋氨酸與碘反應(yīng)時(shí)物質(zhì)的量之比為1:1）（1）寫出碘和硫代硫酸根反應(yīng)的離子方程式。（2）蛋氨酸的百分含量為__________。4—2銅含量的測定稱取0.2500g樣品于錐形瓶中，加50mL水再加2mol·L—1鹽酸3mL，，加熱至全部溶解，用1:5氨水調(diào)至剛出現(xiàn)渾濁，再加入NH3—NH4Cl緩沖溶液10mL，加熱至70℃左右，加入0.1%PAN指示劑5滴，用0.02500mol·L—1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴至終點(diǎn)（天藍(lán)色變?yōu)辄S綠色）消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液27.90mL。（3）銅的百分含量為__________。4—3根據(jù)上述測定結(jié)果，可得出n蛋：n銅=_________。第5題（10分）5—1鋰離子電池因其高能量密度、長循環(huán)壽命和高平均輸出電壓等優(yōu)點(diǎn)已成為人們關(guān)注焦點(diǎn)。負(fù)極作為其關(guān)鍵構(gòu)成成分之一，直接決定了鋰離子電池的性能，目前市場上主要采用石墨類負(fù)極材料，但因其低能量密度和安全隱患使其應(yīng)用大大受限。因此，尋找一種新型高容量、安全性好和長循環(huán)的材料來替換石墨類負(fù)極材料，成為鋰離子電池進(jìn)步發(fā)展的關(guān)鍵。作為一種替代，MnO因其高容量受到人們廣泛關(guān)注。有人利用四水合醋酸錳在二乙二醇溶劑中的分解反應(yīng)，合成大小為20nm左右的Mn3O4納米顆粒；再將此納米顆粒與一定量的葡萄糖混合均勻后，在情性氣氛中700℃下焙燒5h，使得碳包覆的MnO復(fù)合材料（簡寫為MnO@C），該材料具有優(yōu)異的電化學(xué)儲(chǔ)鋰性能。請(qǐng)回答下列問題：（1）MnO@C中碳來自于何物質(zhì)？（2）寫出上述由Mn3O4與C反應(yīng)制取MnO的化學(xué)反應(yīng)方程式。（3）已知MnO儲(chǔ)存鋰離子的反應(yīng)為：MnO+2Li++2e—Mn+Li2O，則MnO的理論質(zhì)量比容量為______mA·h·g—15—2β-磷酸三鈣（β-TCP）是一種優(yōu)異的骨組織工程材料，具有良好的生物降解性、相容性和無毒性。β-TCP通過與體液的作用，可誘發(fā)新骨的生長逐漸被人體吸收。β-TCP的制備過程如下：①以鈣磷的物質(zhì)的量比nCa/nP=1:1.5的比例，分別稱取一水合醋酸鈣和濃磷酸，按先磷酸后一水合醋酸鈣的順序，依次加入到適量甲醇中。在常壓、80℃條件下劇烈攪拌24h，得到懸濁液，然后在室溫靜置2h，移去上層清液并將沉淀物進(jìn)行過濾，期間用少量無水乙醇淋洗沉淀物3次，取出沉淀物；②將該沉淀物在室溫條件下分散在適量甲醇中浸泡，每隔6h采用傾倒法移去上層液體并重新加入等量的甲醇，經(jīng)過72h浸泡后，對(duì)沉淀物進(jìn)行過濾并在室溫下自然干燥，最后得到白色固體樣品。請(qǐng)回答下列問題：（1）①步驟中得到的產(chǎn)物是什么？寫出相應(yīng)的化學(xué)方程式。（2）②步驟中最后得到的白色固體是什么？（3）②步驟中甲醇起的作用是________。A．溶劑B．還原劑C．除去CaHPO4吸附的CH3COOHD．降低氫離子濃度第6題（10分）如圖所示，在一密閉體系中，甲、乙之間的隔板K以及最右邊的活塞都可以自由移動(dòng)。在甲中充入2mol氣體A和1mol氣體B，在乙中充入2mol氣體C和1mol惰性氣體D，此時(shí)K停在6刻度線處。在一定條件下可以發(fā)生可逆反應(yīng)：2A(g)+B(g)2C(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡后，恢復(fù)到反應(yīng)發(fā)生前時(shí)的溫度。問：6—1可根據(jù)什么現(xiàn)象來判斷甲、乙都已達(dá)到平衡？6—2反應(yīng)發(fā)到平衡后，可移動(dòng)活塞最終停留的刻度范圍如何？6—3反應(yīng)達(dá)到平衡后，甲乙中氣體C的物質(zhì)的量誰多？為什么？6—4反應(yīng)達(dá)到平衡后，通過計(jì)算說明，若活塞還在刻度12處時(shí)，隔板K最終停留在何處？第7題（8分）氫能是一種理想的清潔能源，氫的規(guī)模儲(chǔ)運(yùn)是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。鋰系和鎂系儲(chǔ)氫材料以其儲(chǔ)氫量高、質(zhì)量輕、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。Li3N是近年來提出的一種新型無機(jī)貯氫材料，其理論貯氫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)10.4%，比傳統(tǒng)貯氫合金材料貯氫性能能提高近一個(gè)數(shù)量級(jí)。7—1晶體結(jié)構(gòu)測試表明，α-Li3N屬于六方晶系，晶體中存在Li—N層和Li層。Li—N層沿c軸方向的投影如右圖所示，Li層的投影和下圖類似，但需要把圖中的N原子改成Li原子。請(qǐng)據(jù)此構(gòu)建一個(gè)α-Li3N的正當(dāng)晶胞，并指出其中N原子的配位數(shù)。7—2γ-Li3N屬于立方晶系，晶胞中N采取A1的堆積方式，α-Li3N是一種優(yōu)良的固體導(dǎo)電材料，而γ-Li3N不能導(dǎo)電，試分析原因7—3Li2NH是Li3N吸氫反應(yīng)過程中的關(guān)鍵產(chǎn)物，晶體結(jié)構(gòu)測試結(jié)果表明：Li2NH屬于立方晶系，在Li2NH中N—H形成共價(jià)鍵，以陰離子團(tuán)NH2—形式存在，N形成面心立方最密堆積，Li+形成簡單立方堆積，如果N占據(jù)晶胞頂點(diǎn)時(shí)，則從統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上分析與頂點(diǎn)N原子和面心N原子相連的H原子之比為何？并請(qǐng)構(gòu)建Li2NH晶胞沿體對(duì)角線的投影。第8題（10分）某些四氫異喹啉類化合物（THIOs）在抗癌、抗瘧、鎮(zhèn)痛抗血栓等方面具有良好活性，其合成方法之一如下所示：（R1和R2均為烴基）+回答下列問題：8—1寫出同時(shí)滿足下列條件的A的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：①分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫；②連在苯環(huán)碳上的氫原子只有一個(gè)；③分子內(nèi)有氫鍵。8—2R1和R2均為甲基時(shí)，上述反應(yīng)生成THIOs過程中經(jīng)過2個(gè)中間產(chǎn)物B(C11H17NO3)和C(C11H15NO2)，寫出B和C的結(jié)構(gòu)簡式。8—3相同反應(yīng)條件下，A與不同R1COR2反應(yīng)，按產(chǎn)率從高到低對(duì)下列化合物（用字母標(biāo)記）進(jìn)行排序。DEF8—4如下反應(yīng)得到稠雜環(huán)化合物G。寫出G的結(jié)構(gòu)簡式。+G(C13H15NO3)第9題（12分）化合物F在免疫和治療心血管疾病方面有顯著功效。其合成路線如下所示：BCDE已知：Ar—X+Ar’B(OH)2Ar—Ar’（Suzuki-Miyaura反應(yīng)）（X=Br，I；Ar，Ar’為芳基）回答下列問題：9—1寫出B、C、D、E的結(jié)構(gòu)簡式。9—2A的系統(tǒng)命名為何？9—3對(duì)F手型拆分得到如右立體異構(gòu)體，手性碳1和2的構(gòu)型分別為何？（以R或S表示）第10題（10分）研究發(fā)現(xiàn)，化合物F對(duì)白色念球菌具有較強(qiáng)的抑制作用。F可經(jīng)下圖所示合成路線制備：ACDE(C10H9FN2O2S)回答下列問題：10—1寫出A、C、D、E的結(jié)構(gòu)簡式。10—2寫出A→B的反應(yīng)類型。第33屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）選拔賽暨2019年江蘇省高中學(xué)生化學(xué)奧林匹克復(fù)賽試題參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)說明：化學(xué)方程式配平錯(cuò)誤扣一半分第1題（12分）1—1ns2np3（1分）1—2H3BO3+H2OB(OH)4—+H+（2分）一元酸（2分）1—3Lewis酸堿加合反應(yīng)（1分）sp2（1分）sp3（1分）1—4（2分，要求寫出電子配位鍵）（2分）第2題（10分）2—15s；4d（2分）2—2Sr(CO)8；C（2分）2—3σ給予—π反饋（2分）2—4①:B—:F：sp3（2分）②:B=F：sp2（2分）第3題（10分）3—1紫紅Cu(OH)2CO3（4分）3—2（1）2CuSO4+Na2SO3+2NaCl+Na2CO3===2CuCl+3NaSO4+CO2↑（2分）（2）消除反應(yīng)生成的H+（2分）（3）2Cu2++5SO42—+H2O+2CO32—===2[Cu(SO4)2]2—+SO32—+2HCO3—（2分）第4題（8分）4—1（1）I2+2S2O32—===2I—+S4O62—（2分）（2）83.31%（2分）4—2（3）17.73%（2分）4—32:1（2分）第5題（10分）5—1（1）葡萄糖（1分）（2）Mn3O4+C3MnO+CO↑（2分，包括條件1分）（3）755（2分）5—2（1）CaHPO4（1分）Ca(CH3COO)2+H3PO4===CaHPO4+2CH3COOH（1分）（2）β-TCP（1分）（3）ACD（2分，少選扣1分，錯(cuò)選0分）第6題（10分）6—1K和活塞都移動(dòng)到新的位置后，不再移動(dòng)（2分）6—210—14之間（2分）6—