中国化学会第27届中国化学奥林匹克初赛试题及解答useWord文档下载推荐.docx

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写出X的化学式并画出其结构式。

2-7实验得到一种含钯化合物Pd[CxHyNz]（ClO4）2，该化合物中C和H的质量分数分别为30.15%和5.06%。

将此化合物转化为硫氰酸盐Pd[CxHyNz]（SCN）2，则C和H的质量分数分别为40.46%和5.94%。

通过计算确定Pd[CxHyNz]（ClO4）2的组成。

2-8甲烷在汽车发动机中平稳、完全燃烧是保证汽车安全和高能效的关键。

甲烷与空气按一定比例混合，氧气的利用率为85%，计算汽车尾气中O2、CO2、H2O和N2的体积比（空气中O2和N2体积比按21:

79计；

设尾气中CO2的体积为1）。

第3题（11分）白色固体A，熔点182oC，摩尔质量76.12gmol-1，可代替氰化物用于提炼金的新工艺。

A的合成方法有：

（1）142oC下加热硫氰酸铵；

（2）CS2与氨反应；

（3）CaCN2和（NH4）2S水溶液反应（放出氨气）。

常温下，A在水溶液中可发生异构化反应，部分转化成B。

酸性溶液中，A在氧化剂（如Fe3+、H2O2和O2）存在下能溶解金，形成取sp杂化的Au（I）配合物。

3-1画出A的结构式。

3-2分别写出合成A的方法

（2）、（3）中化学反应的方程式。

3-3画出B的结构式。

3-4写出A在硫酸铁存在下溶解金的离子方程式。

3-5A和Au（I）形成的配合物中配位原子是什么？

3-6在提炼金时，A可被氧化成C：

2A→C+2e-；

C能提高金的溶解速率。

画出C的结构式。

写出C和Au反应的方程式。

第4题（7分）人体中三分之二的阴离子是氯离子，主要存在于胃液和尿液中。

可用汞量法测定体液中的氯离子：

以硝酸汞（II）为标准溶液，二苯卡巴腙为指示剂。

滴定中Hg2+与Cl-生成电离度很小的HgCl2,过量的Hg2+与二苯卡巴腙生成紫色螯合物。

4-1简述配制硝酸汞溶液时必须用硝酸酸化的理由。

4-2称取1.713gHg（NO3）2•xH2O，配制成500mL溶液作为滴定剂。

取20.00mL0.0100molL-1NaCl标准溶液注入锥形瓶，用1mL5%HNO3酸化，加入5滴二苯卡巴腙指示剂，用上述硝酸汞溶液滴定至紫色，消耗10.20mL。

推断该硝酸汞水合物样品的化学式。

4-3取0.500mL血清放入小锥形瓶，加2mL去离子水、4滴5%的硝酸和3滴二苯卡巴腙指示剂，用上述硝酸汞溶液滴定至终点，消耗1.53mL。

为使测量结果准确，以十倍于血清样品体积的水为试样进行空白实验，消耗硝酸汞溶液0.80mL。

计算该血清样品中氯离子的浓度（毫克/100毫升）。

第5题（10分）M3XY呈反钙钛矿结构，是一种良好的离子导体。

M为金属元素，X和Y为非金属元素，三者均为短周期元素且原子序数Z（X）＜Z（M）＜Z（Y）。

M3XY可由M和X、M和Y的二元化合物在约500K，3MPa的惰性气氛中反应得到。

为避免采用高压条件，研究者发展了常压下的合成反应：

M+MXA+MY→M3XY+1/2A2（g）

A2无色无味。

反应消耗0.93gM可获得0.50LA2气体（25oC,100kPa）。

（气体常量R＝8.314kPaLmol-1K-1）

5-1计算M的摩尔质量。

5-2A、M、X、Y各是什么？

5-3写出M3XY发生水解的方程式。

5-4M3XY晶体属于立方晶系，若以X为正当晶胞的顶点，写出M和Y的坐标以及该晶体的最小重复单位。

第6题（10分）某同学从书上得知，一定浓度的Fe2+、Cr（OH）4-、Ni2+、MnO42-和CuCl3-的水溶液都呈绿色。

于是，请老师配制了这些离子的溶液。

老师要求该同学用蒸馏水、稀硫酸以及试管、胶头滴管、白色点滴板等物品和尽可能少的步骤鉴别它们，从而了解这些离子溶液的颜色。

请为该同学设计一个鉴别方案，用离子方程式表述反应并说明发生的现象（若A与B混合，必须写清是将A滴加到B中还是将B滴加到A中）。

第7题（5分）根据所列反应条件，画出A、B、C、D和F的结构简式。

第8题（10分）画出下列反应中合理的、带电荷中间体1、3、5、7和8以及产物2、4、6、9和10的结构简式。

8-1

8-2

8-3

8-4

第9题（12分）

9-1常用同位素标记法研究有机反应历程。

如利用18O标记的甲醇钠研究如下反应，发现最终产物不含18O。

根据实验事实画出中间体的结构简式。

9-2某同学进行如下实验时在碱性条件下得到了两个产物D和E，产率分别为74.3%和25.7%。

（1）画出产物D和E的结构简式。

（2）指明此反应所属的具体反应类型。

（3）简述D产率较高的原因。

（4）简述反应体系加入二氧六环的原因。

答案以及评分标准

1-13Mn2O3＋CO＝2Mn3O4＋CO22分

1-24CN-＋2Cu2+＝2CuCN＋（CN）22分

1-3Cr2O3＋6Fe（CN）63-＋10OH-＝2CrO42-＋6Fe（CN）64-＋5H2O2分

1-4Zn（CN）42-＋4H2CO＋4H2O＝4HOCH2CN＋Zn（OH）42-2分

1-53Fe（OH）2＝Fe3O4＋H2＋2H2O2分

1-6NaNO3＋3NaNH2＝NaN3＋NH3＋3NaOH2分

Bi2Cl82-的结构：

或

或

2分

杂化轨道类型：

sp3d21分

MgI2在液氨中难溶。

1分

阳极1分

9/4mol1分

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:

2-4-3：

MO。

MO：

1分

4分

X的化学式：

CrO2Cl22分

X的结构式：

解法一：

Pd[CxHyNz]（ClO4）2中，C和H的比例为（30.15/12.01）:

（5.06/1.008）＝1：

2

即y＝2x

（1）1分

Pd[CxHyNz]（SCN）2中，C和H的比例为（40.46/12.01）:

（5.94/1.008）=0.572

即（x＋2）/y＝0.572

（2）

综合

（1）、

（2），解得：

x＝13.89≈14,y＝281分

设Pd[CxHyNz]（ClO4）2的摩尔质量为M：

则14×

12.01/M＝30.15%,得M＝557.7（gmol-1）

z＝{557.7–[106.4＋12.01×

14＋1.00828＋2×

（35.45＋64.00）]}/14.01＝3.99＝40.5分

Pd[CxHyNz]（ClO4）2的组成为Pd[C14H28N4]（ClO4）2。

解法二：

设Pd[CxHyNz]（ClO4）2的摩尔质量为M，比较Pd[CxHyNz]（ClO4）2和Pd[CxHyNz]（SCN）2知，Pd[CxHyNz]（SCN）2的摩尔质量为：

M－2×

[35.45＋64.00－（32.01＋12.01＋14.01）]＝M－82.74（gmol-1）

根据C的质量分数，有：

12.01×

x＝0.3015M

（x＋2）＝0.4046×

（M－82.74）

24.02＝（0.4046－0.3015）M－0.4046×

82.74

解得：

M＝557.7,x＝142分

根据H的质量分数，有：

y＝557.7×

0.0506/1.008＝27.99＝281分

则：

z＝{557.7－[106.4＋12.01×

14＋1.008×

28＋2×

（35.45＋64.00）]}/14.01＝3.99＝4

其他合理计算且得出正确结果亦得4分

甲烷完全燃烧：

CH4＋2O2＝CO2＋2H2O

1体积甲烷消耗2体积O2生成1体积CO2和2体积H2O1分

剩余O2的体积：

2.35–2＝0.351分

混合气中N2的体积：

2.3579/21=8.84N2不参与反应，仍保留在尾气中。

汽车尾气中，O2、CO2、H2O和N2的体积比为0.35:

1:

2:

8.84。

3-1

2分

3-2

反应

（2）：

CS2+3NH3→（H2N）2C=S+NH4HS1分

产物为（NH4）2S得0.5分

反应（3）：

CaCN2+（NH4）2S+2H2O→（H2N）2C=S+Ca（OH）2+2NH31分

3-3

3-4

3-5配位原子为S。

3-6

或

2分

写成下二式不得分：

和

C和Au反应的方程式：

S2C2（NH2）42++2Au+2SC（NH2）2→2Au[SC（NH2）2]2+1分

抑制Hg2+水解。

所配硝酸汞溶液的浓度：

　c[Hg（NO3）2]=1/2×

20.00mL×

0.0100molL-1/10.20mL=9.80×

10-3molL-10.5分

500mL溶液中含硝酸汞的摩尔数（即样品中硝酸汞的摩尔数）：

　n[Hg（NO3）2]＝9.80×

10-3molL-1×

0.500L＝4.90×

10-3mol0.5分

样品中含水的摩尔数:

　n（H2O）={1.713g-4.90×

10-3mol×

M[Hg（NO3）2]}/（18.0gmol-1）

={1.713g-4.90×

324.6g.mol-1}/（18.0gmol-1）=6.78×

10-3mol　　0.5分

　x=n（H2O）/n[Hg（NO3）2]=6.78×

10-3mol/（4.90×

10-3mol）=1.38　　　　　

该硝酸汞水合物样品的化学式:

Hg（NO3）2·

1.38H2O0.5分

　其他合理计算过程且答案正确，也得２分

0.500mL血清样品实际消耗的硝酸汞标准溶液为（1.53－0.80×

0.1）mL＝1.45mL1分

n（Cl-）＝n［（Hg（NO3）2）］×

2＝9.80×

1.45×

10-3L×

2＝2.84×

10-5mol1分

c（Cl-）＝n（Cl-）/V（试样）＝2.84×

10-5mol÷

0.500mL×

10-3LmL-1＝5.68×

10-2molL-11分

相当于35.45gmol-1×

5.68×

10-2molL-1＝2.01×

102mg/100mL1分

5-1PV＝nRT

n（A2）＝PV/（RT）＝100kPa×

0.50L/（8.314kPaLmol-1K-1×

298K）＝0.020mol

由反应式知，消耗0.040molM

M的摩尔质量：

0.93g/0.040mol＝23gmol-12分

5-2A：

H，M：

Na，X：

O，Y：

Cl每个0.5分，共2分

5-3Na3OCl＋H2O2NaOH＋NaCl1分

5-4M的坐标：

1/2,0,0；

0,1/2,0；

0,0,1/2。

Y的坐标：

1/2,1/2,1/2。

4分

Na3OCl，或1个正当晶胞，或1个素晶胞。

1分

答案：

第1步：

在点滴板上分别滴几滴试样，分别滴加蒸馏水，颜色变蓝者为CuCl3-1分

CuCl3-＋4H2O＝Cu（H2O）42+＋3Cl-1分

第2步：

另取其他4种溶液，滴加到点滴板上，分别滴加稀硫酸。

生成绿色沉淀的是Cr（OH）4-（随酸量增加又溶解）；

溶液变紫红且生成棕色沉淀的是MnO42-。

1分+1分

Cr（OH）4-＋H+＝Cr（OH）3＋H2O1分

Cr（OH）3＋3H+＝Cr3+＋3H2O

3MnO42-＋4H+＝2MnO4-＋MnO2＋2H2O1分

若第1步用稀H2SO4，评分标准同上。

第3步：

将Cr（OH）4-分别滴加到Fe2+和Ni2+的试液中，都得到氢氧化物沉淀。

颜色发生变化的是Fe2+，不发生变化的是Ni2+。

1分+1分

Fe2++2Cr（OH）4-=Fe（OH）2+2Cr（OH）30.5分

4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）30.5分Ni2++2Cr（OH）4-=Ni（OH）2+2Cr（OH）31分

每个结构简式1分，其他答案不得分。

每结构简式1分，其他答案不得分。

A:

B和C可互换，每结构简式2分

其他答案不得分。

（1）

（2）

芳香亲核取代反应1分，只答取代反应给0.5分。

（3）正丁胺中氮原子的亲核能力比水中氧原子的强，而二级芳香胺中氮原子的亲核能力比水中氧原子的弱，因此使得D的产率高。

（4）为了增加有机反应物在水中的溶解度。

1分