我爱奥赛网2006年第二届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题.docx

学校 班级 考场 考号 姓名 装 订 线 2006年第二届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题（2006年8月20日 9：00 - 12：00共计3小时）题号1234567891011总分满分61149121081010911100得分评卷人l 竞赛时间3小时。迟到超过30分钟者不能进考场。开始考试后1小时内不得离场。时间到，把试卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤离考场。l 姓名、考号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论。l 请将答案写在指定的位置。l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题（6分）物质除了常见的气态(gas)，固态(solid)，液态(liquid)之外，还有第四种状态：超临界流体（SCF,supercritical fluid）状态，近年来超临界状态以其独特的性质作为反应溶剂或介质，得到了广泛的研究和应用。超临界水是研究的热点之一。1、 以下是水在不同温度和压强下的状态示意图，试用gas，solid，liquid，SCF标出各区域代表的状态。2、 已知常温常压下水的摩尔熵值为S1,超临界状态下水的摩尔熵值为S2,比较S1,S2的大小。3、 Gobuty等人利用红外光谱研究了高温水中氢键的存在和温度的关系，得出在298-773K的温度范围内氢键度X与温度T的关系为近似为线性关系，298K时，水中氢键约为冰中氢键的59.2%,673K时，水中氢键约为冰中氢键的26.7%,试推测X,T的关系。4、 试说明研究超临界水体系反应的重要意义第2题（11分）已知：A,B,C,D,E为同一元素的氧化物。F为一种常见的盐。1、 液态A中存在两种离子2、 金属钠与液态A反应可生成F和B，残留在A中的B和A可结合生成C，使溶液成蓝绿色3、 A和E在一定条件下可以互相转化4、 E和臭氧反应可以得到D回答下列问题（1） 写出A, B, C, D，E的化学式及并画出他们的结构（2） 由A到E转化，需要怎样的条件？（3） 写出E和臭氧反应生成D的方程式（4） 试提出金属钠与A反应的原理第3题（4分）网络学习和论坛讨论问题是目前很多同学新的学习途径，有网友在学习配合物知识时，经常见到铜、锌等元素的氨配合物，但是没有见到过铁的氨配合物，于是在“”的论坛上，发贴提问：存在铁的氨配合物吗？很多网友跟贴回答这个问题，现在请你帮助这位网友解决问题。第4题（9分）40年前，美国Case Western Reserve大学的，G.A.D lah教授实验室中的研究人员J.Lukas无意中将圣诞节晚会上用过的蜡烛扔进X与SbF5的混合溶液中，1Hnmr谱图显示该溶液中竟然稳定的存在异丁基碳正离子，实在魔力无穷，于是将此类溶液命名为Magic Acid ，即魔酸或超强酸，其酸性比100%浓硫酸强几千亿倍。X可由CaF2与发烟硫酸在523K下反应，经蒸馏制得，X中含F元素为19%，1、 液态的X中存在自偶电离平衡，写出电离的方程式2、 X与B(OH)3作用，可以得到产物Y和一种常见酸Z，Y为平面结构，写出反应方程式3、 SO2与F2反应得到产物W，W在碱性条件下水解可得到X，X进一步水解可以得到两种常见酸Z和E。写出涉及的三个反应方程式4.将异丁醇溶于X与SbF5形成的超强酸中，可形成稳定的异丁基碳正离子，试用方程式表示此过程。在水溶液中异丁基碳正离子能稳定存在吗？第5题（12分）以下是某一类重要的铂配合物的生产方法，用NaOH调节氯铂酸溶液至pH=12, 煮沸2小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调节pH至5，得到黄色沉淀（A），洗涤，干燥后备用。原子吸收光谱测量配合物（A）中铂含量为65.22%，失重分析实验得到两个阶段，120- 300之间失重为24.09%, 300-600第二次失重过程为10.70%。1 写出该铂配合物的化学式和合成该配合物的方程式。2 通过计算，写出第一次失重和第二次失重后的含铂产物的化学式。3 X射线电子能谱分析表明，该配合物中存在两种Pt-O键，试画出该配合物的结构第6题（10分）自组装晶体包合物在医药、新材料等高技术领域有广泛的应用前景。如晶体A，其化学式为（C2H5）4N+ Cl-2 (NH2)2CO，是一种典型的自组装晶体包合物。下图为研究该晶体结构时选定的一个结构单元：1、 试在上图中用*标出所有氯离子的位置2、 尿素分子可形成二聚体，四聚体，试画出尿素二聚体，和四聚体的结构。形成多聚分子后发现能量与以单分子存在形式相比显著降低，试解释原因。3、 指出晶体内存在一些什么类型的作用力。4、 描述晶体A的晶体结构（50字以内）第7题（共8分）纳米结构材料由于晶粒尺寸小，比表面积大，量子效应明显，因而具有优异的物理化学性能。金属醇盐水解法是制备纳米粉体的有效方法，有机电解合成制备的金属醇盐，可直接作为溶胶凝胶法制备纳米材料的前驱体，后处理容易，对环境污染少。以下是一种铅醇盐配合物的电化学合成的主要装置：产物经元素分析得各元素的质量分数为（%）：Pb41.81%C33.93%H4.88%回答下面问题：（1） 写出产物的化学式_（2） 写出两极反应式和总反应式：（3） 阳极：_（4） 阴极： _（5） 总反应：_第8题（10分）1、 分子式为 C7H14O 的手性醇，经催化氢化吸收一分子氢后得到一个新的非手性醇。写出醇的可能结构。2、 烃A的含氢量为7.7%,分子量在300以下，且能使Br2-CCl4和稀冷KMnO4溶液褪色，在温和条件下，1molA催化加氢可以加1mol氢分子，若用KMnO4酸性溶液氧化，则仅得到一种二元酸B,B的一溴取代物只有一种。试推出该化合物A的可能结构，并命名。第9题（共10分）香料M可由下列方法合成，试回答问题1. 命名香料M _ 2. 写出A,B,C,D,E的结构简式，以及条件F的内容3. 加入试剂的目的是什么？第10题（9分）软锰矿是最重要的锰矿石，主要成为为MnO2，不但在工业上有重要用途，如合金工业，干电池制造等等，在中学化学中也用途广泛，如制备氧气，氯气的催化剂。为了分析软锰矿中MnO2的含量，科研人员称取0.1226g软锰矿矿石，与氧化剂KClO3混和，在KOH介质中加强热，得到一种绿色的化合物，加水溶解，通CO2，得到紫红色溶液和黑色不溶物，过滤，用0.1050mol/L的Fe2+ 标准溶液滴定该溶液，用去 24.20mL.(认为软锰矿中的杂质不参与反应)1 写出上述过程中涉及的反应方程式2 操作中通CO2的目的是什么？3 计算该软锰矿中MnO2的含量第11题（共11分）2004年美国火星探测车在火星大气层分析到了A气体。A不太稳定，由三种短周期元素组成，其各元素的摩尔分数相等。A可由粉末状的KSCN与浓硫酸微热得到（产物中只有A是气体）。已知A的沸点223.4K，汽化热为18.62kJ/mol。当温度为00C时，A的密度是压强的函数。有人在00C时测得了如下数据：P/atm0.20.40.60.8d/g·L-10.53381.0821.63652.20561试根据计算确定A的结构简式，指出分子的极性情况和中心原子的杂化形态。2写出制备A的化学反应方程式。3. A也可由二元化合物B与SO3反应得到。已知B的沸点319.4K，汽化热为27.61kJ/mol，B作溶剂的沸点升高常数为Kb=2.335K·kg·mol-1。A和B是等电子体。试写出B与SO3反应制备A的化学反应方程式。（注：沸点升高常数可以表示为Kb =R(T b* )2 M/vap H°m） 4.试推测火星表面的温度，简述你的理由。 “”第二届我爱奥赛杯参考答案一、（6分）1、 (1分，错一个全扣)2、能量状态越高，摩尔熵变增大，S1<S2 (1分)3、x= - 0.000868 T+ 0.851 (2分)4、（1）可以进行一些在通常条件下不能进行的反应（2）产物作为水，可以不除去（3）绿色，环保，无污染。 (2分，说出两点即给满分) 二、（11分）（1） A：N2O4 B：NO C：N2O3 D：N2O5 E ：NO2 (分子式、结构式各 0.5共 5分)（2） 由A到E，需要高温低压 (1分)（3） 2NO2+O3=N2O5+O2 (2分,无氧气不得分)（4） A自偶电离生成NO+和NO3-,钠电子转移给NO+,放出NO或用方程式表示 N2O4=NO+ + NO3- Na + NO+ = Na+ + NO (3分)三、（4分）1、水溶液体系里，氨水显碱性，而三价铁和二价铁氢氧化物溶度积均很小，不管是三价铁还是二价铁都会生成氢氧化物沉淀。 (2分)2、不常见并不代表不存在，铁的氨配合物可能在非水溶剂中制备（注：实际上是存在的）。(2分)四、（9分）1、2FSO3H FSO3H2+ + FSO3- (1分)2、B(OH)3 + 3FSO3H BF3 + 3H2SO4 (1分)3、SO2 + F2 SO2F2SO2F2 + OH- FSO3H + F-FSO3H + H2O H2SO4 + HF (3分, 每个一分)H+-H2OHSO3F·SbF54. （CH3）3COH （CH3）3COH2+ （CH3）3C+H3O+(2分,方程式表达意思对即可)不能稳定存在，易被水溶剂化，或和水结合，或水解 (1分)五、（12分）1、H2Pt(OH)6 或Pt (OH)4(H2O)2 (2分) (2分，每个一分)2、 PtO2, Pt (4分，过程略)3、 (4分, 各2分)六、（10分）1、（1分）HH O- H N H N C C NH N H- O H H 2、二聚体HH O- H N H N C C NH N H- O H H （2分）四聚体 （2分）形成平面共扼体系，或大键使体系能量降低 （1分）3、氢键，范德华力（分子间作用力），静电引力 （2分）4、氯离子和尿素分子形成一个平面网状结构，四乙基铵离子嵌在层与层之间。 （2分）七、（8分）（1）Pb(OC2H5)2(CH3COCHCOCH3)2或Pb(CH3COCHCOCH3)2(OC2H5)2 如简写成Pb（OEt）2(acac)2亦可。 （4分）思路：可由各元素的质量分数求出Pb数为1，C数为14，H数为24，O数为6。设配体中有x个来自乙醇，y个来自乙酰丙酮，则据C数和O数可得：2x=5y=14，x+2y=6。解得x=y=2。（2）阳极：PbPb4+4e 阴极：2CH3CH2OH2e2CH3CH2OH2 2CH3COCH2COCH32e-2（CH3COCHCOCH3）- H2总反应：Pb 2CH3CH2OH2CH3COCH2COCH3 Pb(OC2H5)2(CH3COCHCOCH3)2+2H2（4分，每个1分）八、（10分）1、CH3CH2CH(CH=CH2)CH2CH2OH CH3CH2CH2CH(CH2CH=CH2)OHCH3CH2CH2CH(CH=CHCH3)OH CH3CH(CH3)CH(C(CH3)=CH2)OHCH3CH2C(CH=CH2)(CH3)CH2OH （5分，每个一分）2、分析：经计算C,H比为1;1,设为CxHx, 由题意知含一双键和苯环（设为y个），故不饱和度为：（2x+2-x）/2=1+4y，有x=8y若y=1时， x=8, 苯乙烯不符合若y=2时, x=16, C16H16，结构如下，符合 (4分) 1，2-二对甲苯基乙烯 1分若y=3，x=24，分子量大于300，不符合。 九、（10分）1、Z-4-庚烯醇 或 顺式-4-庚烯醇 (2分)2、F H2/Pd,BaSO4 （6分, 各1分）3、保护醇羟基 （2分）十、（9分）13MnO2 + KClO3 + 6 KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O3MnO42- + 2H2O = MnO2 + 2MnO4- + 4OH-或3K2MnO4 + 2CO2 = 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O （3分，各1分）2.酸化溶液，促使锰酸根歧化 （2分）3 1MnO2 1MnO42- 2/3MnO4- 10/3 Fe 2+1 10/30.1226x/86.94 0.1050×0.02420X=54.05% （4分）十一、（11分）1以P-d/P作图，然后外推得M=60.0g/mol，加之是硫元素和另外两种元素，且原子比为1:1:1，所以是COS。 （2分） 极性分子（1分）； C：sp杂化。 （1分） 2KSCN+2H2SO4+H2OKHSO4+NH4HSO4+COS （2分）3=2.335 K·kg·mol-1M=76g/mol，所以为CS2 (2分)CS2+3SO3COS+4SO2 (1分)4火星表面温度低，若较高，COS会分解。 (2分)