2022年化学会第届全国高中学生化学竞赛试题.docx

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1、精品学习资源中国化学会第 25届全国高中同学化学竞赛省级赛区 ） 试卷答案题号总分满分得分100评卷人竞赛时间 3 小时；迟到超过半小时者不能进考场；开头考试后1 小时内不得离场；时间到，把试卷 背面朝上）放在桌面上，立刻起立撤离考场；试卷装订成册，不得拆散；全部解答必需写在指定的方框内，不得用铅笔填写；草稿纸在最终一页；不得持有任何其他纸张；姓名、报名号和所属学校必需写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处；答应使用非编程运算器以及直尺等文具；H1.008相对原子质量LiBeBCNOHe 4.003FNe6.9419.01210.81 12.01 14.01 16.00 19.00 2

2、0.18NaMgAlSiPSClAr22.99 24.3126.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr39.10 40.08 44.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe85.4787.62 88.91 91.22 92.91 95.94 98.91 101.1 102.9 106.4 107

3、.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3132.9137.3 La-Lu 178.5 180.9 183.9 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 210221100 222CsBaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiP oAtRnFrRa223 226 Ac-LrRfDbSgBhHsMt2021 年 9 月 11 日 9 00 12 00 共计 3 小时）123456789101511891010910108评分通就：1. 凡要求运算的，没有运算过程，即使结果正确也

4、不得分；2. 有效数字错误，扣0.5 分，但每大题只扣1 次；3. 单位不写或表达错误，扣0.5 分，但每大题只扣1 次；4. 只要求 1 个答案、而给出多个答案，其中有错误的，不得分；5. 方程式不配平不得分； 6不包括在此标准答案的0.5 分的题，可由评分组争论打算是否给分；第 1 题 15 分）1-1 2021 年是国际化学年，是居里夫人获得诺贝尔化学奖100 周年；居里夫人发觉的两种化学元素的元素符号和中文名称分别是和；1-2 向 TiOSO 4 水溶液中加入锌粒，反应后溶液变为紫色；在清夜中滴加适量的CuCl 2 水溶液，产生白色沉淀；生成白色沉淀的离子方程式是；连续滴加CuCl 2

5、 水溶液，白色沉淀消失，其离子方程式是；1-3 20 世纪 60 岁月维也纳高校 V.Gutmann 争论小组报道，三原子分子A 可由 SF4 和 NH 3 反应合成； A 被 AgF 2 氧化得到沸点为为27的三元化合物 B ；A 和 B 分子中的中心原子与同种端位原子的核间距几乎相等；B 分子有一根三种轴和3 个镜面；画出A 和 B 的结构式欢迎下载精品学习资源4 H2 和 MgAlCH 342 的结构简式；2EE.1-5 已知FeO42 /Fe3+ = 2.20 V ，FeO4/FeOH 3 = 0.72 V ； 写出氯气和三氯化铁反应形成高铁酸根的离子方程式； 写出高铁酸钾在酸性水溶液

6、中分解的离子方程式； 用高铁酸钾与镁等组成碱性电池，写出该电池的电极反应；第 2 题 11 分）2-1 画出 2,4-戊二酮的钠盐与 Mn 3+形成的电中性协作物的结构式配体用表示）；2-2 已知该协作物的磁矩为4.9 玻尔磁子，协作物中Mn 的未成对电子数为；2-3 回答：该化合物有无手性？为什么？2-4 画出 2,4 戊二酮负离子的结构简式，是将二氯化钴、浓氨水、氯化铵和过氧化氢混合，以活性炭为催化剂合成的；机理争论发觉，反应过程中第一得到欢迎下载精品学习资源6CoNH 32+离子，随后发生配体取代反应，得到以新配体为桥键的双核离子B4+，接着发生欢迎下载精品学习资源桥键断裂，同时2 个中

7、心原子分别将1 个电子传递到均裂后的新配体上，得到2 个 C2+离子，最终C2+ 离子在活性炭表面上发生配体取代反应，并与氯离子结合形成固体协作物A ；写出合成协作物A 的总反应方程式；画出B4+和 C2+离子的结构式；总反应方程式：B4+和 C2+离子的结构式：第 3 题8 分） 近年来，某些轻元素的含氢化合物及其复合体系作为氢源受到广泛关注；化合物 AXYH 2）和 BXH ）都是具有潜在应用价值的释氢材料； A 受热分解生成固体化合物 C 并放出刺激性气体 D， D 可使潮湿的 pH 试纸变蓝； A 和 B 混合可优化放氢性能；争论发觉，该混合体系的放氢反应分三步进行：2A = C +

8、D D + B = A + H 2 C + B = E + H 2将 A 和 B 按 1 2 的摩尔 物质的量）比混合，在催化剂作用下，所含的氢全部以氢气放出，失重 10.4% ；A、 C、E 均能水解生成 F 和 D ；G 是由 X 和 Y 组成的二元化合物，其阴离子是二氧化碳的等电子体， G 分解生成 E 和一种无色无味的气体I；写出 A 、B、C、D、E、F、G 和 I的化学式；第 4 题9 分） 固溶体 BaInxCo 1-xO3- 是兼具电子导电性与离子导电性的功能材料， Co 的氧化数随组成和制备条件而变化， In 就保持 +3 价不变；为测定化合物 BaIn 0.55Co0.45

9、 O3- 中 Co 的氧化数，确定化合物中的氧含量，进行了如下分析：称取 0.2034 g 样品，加入足量 KI 溶液和适量 HCl 溶液，与样品反应使其溶解；以淀粉为指示剂，用 0.05000 mol/L Na 2S2O3 标准溶液滴定，消耗 10.85 mL ；4-1 写出 BaIn0.55Co0.45O3- 与 KI 和 HCl 反应的离子方程式；4-2 写出滴定反应的离子方程式；4-3 运算 BaIn 0.55Co0.45O3- 样品中 Co 的氧化数 SCo 和氧缺陷的量 保留到小数点后两位）；欢迎下载精品学习资源第 5 题10 分） 1965 年合成了催化剂 A ，实现了温顺条件下

10、的烯烃加氢；5-1 A 是紫红色晶体，分子量925.23，抗磁性；它通过RhCl 3 3H2O 和过量三苯膦 PPh3） 的乙醇溶液回流制得；画出A 的立体结构；5-2 A 可能的催化机理如下图所示图中 16e 表示中心原子四周总共有16 个电子）：画出 D 的结构式；5-3 确定图中全部协作物的中心原子的氧化态；5-4 确定 A、 C、 D 和 E 的中心离子的杂化轨道类型；5-5 用协作物的价键理论估计C 和 E 显顺磁性仍是抗磁性，说明理由；第 6 题2NO2g 的压力平稳常数 K p 分别为 0.141 和 0.363 ；6-1 通过运算回答，混合气体经上述压缩后，NO 2 的浓度比压

11、缩前增加了多少倍；6-2 动力学试验证明，上述混合气体几微秒内即可达成化学平稳；压缩后的混合气体在室温下放置，颜色如何变化？为什么？第 7 题 9 分） 12000 年前，地球上发生过一次大灾变，气温骤降，导致猛犸灭亡，北美Clovis文化消亡；有一种假说认为，灾变缘起一颗碳质彗星撞击地球；2021 年几个争论小组发觉，在北美和格林兰该地质岁月的地层中存在超乎平常浓度的纳M 六方金刚石，被认为是该假设的证据；7-1 立方金刚石的晶胞如图7-1 所示；画出以两个黑色碳原子为中心的C C 键及所连接的碳原子；欢迎下载精品学习资源7-2 图 7-2 上、下分别是立方金刚石和六方金刚石的碳架结构；它们

12、的碳环构型有何不同？7-3 六方硫化锌的晶体结构如图7-3 所示；用碳原子代替硫原子和锌原子，即为六方金刚石；请在该图内用粗线框出六方金刚石的一个晶胞，要求框线必需包含图中已有的一段粗线，且框出的晶胞体积最小；7-4 立方金刚石中周期性重复的最小单位包含个碳原子；第 8 题10 分） 化合物 B 是以 -紫罗兰酮为起始原料制备维生素A 的中间体；- 紫罗兰酮维生素 A由 -紫罗兰酮生成 B 的过程如下所示：8-1 维生素 A 分子的不饱和度为；8-2 芳香化合物C 是 -紫罗兰酮的同分异构体，C 经催化氢解生成芳香化合物D ，D 的 1H NMR 图谱中只有一个单峰；画出C 的结构简式；8-3

13、 画出中间体 B 的结构简式；8-4 以上由 -紫罗兰酮合成中间体B 的过程中，、步反应分别属于什么反应类型 反应类型表述须详细，例如取代反应必需指明是亲电取代、亲核取代仍是自由基取代）；第 9 题10 分） 化合物 A 、B 和 C 的分子式均为 C7H 8O2；它们分别在催化剂作用和肯定反应条件下加足量的氢，均生成化合物DC 7H 12O2）； D 在 NaOH 溶液中加热反应后在酸化生成 EC 6H 10O2）和 FCH 4O）；A 能发生如下转化：A + CH 3MgClMC 8H 12O）NC 8H 10）生成物 N 分子中只有 3 种不同化学环境的氢，它们的数目比为1 1 3；9-

14、1 画出化合物 A 、B 、C、D、E、M 和 N 的结构简式；9-2 A 、B 和 C 互为哪种异构体？ 在正确选项的标号前打钩）碳架异构体位置异构体官能团异构体顺反异构体9-3 A 能自发转化为B 和 C，为什么？9-4 B 和 C 在室温下反应可得到一组旋光异构体L ，每个旋光异构体中有个不对称碳原子；欢迎下载精品学习资源第 10 题8 分） 威斯迈尔反应是在富电子芳环上引入甲酰基的有效方法；其过程第一是N,N-二甲基甲酰胺与 POCl3 反应生成威斯迈尔试剂：接着威斯迈尔试剂与富电子芳环反应，经水解后在芳环上引入甲酰基；例如：10-1 用共振式表示威斯迈尔试剂正离子；10-2 由甲氧基

15、苯转化为对甲氧基苯甲醛的过程中，需经受以下步骤：芳香亲电取代分子内亲核取代亲核加成 质子转移 排除；画出全部中间体的结构简式；10-3 完成以下反应：参考答案和评分标准： 第 1 题15 分）1-1 Ra 镭 Po钋221-2 Ti 3+ + Cu 2+ + Cl + H O = TiO 2+ + CuCl +2H +CuCl + Cl = CuCl 我析： Zn 是强仍原剂，将TiO 2+仍原到低 3 + 5OH 欢迎下载精品学习资源2负极： Mg + 2OH - 2e = MgOH第 2 题11 分）2-12-2 42-3 有；该化合物只有旋转轴6Cl 3 + 2H 2 O第 3 题8 分

16、）A LiNH 2BLiHC Li 2NHD NH 3ELi 3NF LiOHG LiN 3I N 2第 4 题I+6-2 H =Ba+0.55In+0.45Co+1.45-2 /2I 2 +3- H 2O欢迎下载精品学习资源34-2 2S2O2 + I= S4O2 + 2I 欢迎下载精品学习资源624-3 依据化合物的电中性原就，有2 + 0.55 3 + 0.45SCo = 2 3- n样品 = 2nI 2 = 0.2034 g/ M =0.2034/275.0-16.00 mol2-3欢迎下载精品学习资源nI 2 = nS2O3/2 = 0.05000 M 10.85 mL/2 = 0.

17、2712 10mol欢迎下载精品学习资源解a和 b联立方程得 SCo = 3.58= 0.37第 5 题10 分）5-1 A ：5-2 D ：欢迎下载精品学习资源5-2 A +1B +1C +3D +3E +35-4 A d 2sp3C dsp3D d 2sp3E dsp3 5-5 顺磁性理由可由下图表达：第 6 题10 分）6-1 设混合气体未被压缩，在298K的平稳分压为p1， NO 2g 的平稳分压为 p2，就.p1 + p2 = 1atma欢迎下载精品学习资源.K P298K = p2/p2/ p1/p = 0.141b欢迎下载精品学习资源解联立方程 a和b，得：p1 = 0.688

18、atm ， p2 = 0.312 atm 设针管压缩未发生平稳移动，已知pT1 = 1atm ， T1 = 298K ， T2 = 311K ， V2/V1 = 1/2 ，依据抱负气体状态方程pT1 V1/ T1 = pT2 V2/ T2，解得：pT2 = 2.087 atm ，N 2O4g的分压 p1 = 1.436 atm ， NO 2 的分压 p2 = 0.651 atm 压缩引发压力变化， QP = 0.651 2 /1.436 = 0.296 ，平稳正向移动；设达到平稳时 N 2O4 g分压减小 x atm，就 NO 2 的分压增加 2x atm，有：. 2.欢迎下载精品学习资源K

19、P311K = p2 +2 x/ p / p1-x/p解得： x = 0.0317 atm ； = 0.363c欢迎下载精品学习资源N 2O4g 的平稳分压 p1 311K = 1.404 atm， NO 2g的平稳分压为 p2311K =0.714atm 浓度比等于分压比： p2311K/ p2298K = 0.714/0.312 = 2.29 ，增加了 1.29 倍；6-2 压缩后的混合气体在室温下放置，温度逐步下降，平稳象放热方向移动，NO2 聚合成N 2O4，颜色逐步变浅，直到体系温度降至室温，颜色不再变化；第 7 题9 分）7-17-2 立方金刚石的碳环构型全部为椅式，六方金刚石碳环构型既有椅式又有船式；欢迎下载精品学习资源7-37-4 4第 8 题10 分）8-1 68-28-38-4 亲核取代反应亲核取代反应水解反应脱羧反应第 9 题10 分）9-1 A 、B、C、D、E、M 、N 、9-2 9-3 B 和 C 分子中有更大的共轭体系，更稳固；9-4 4第 10 题8 分）10-110-210-3欢迎下载精品学习资源9 / 9欢迎下载