化学奥林匹克竞赛培训试题及答案1.pdf

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1、中学生化学奥林匹克竞赛培训试题（时间：3 小时 满分：130 分）题 号1234567891011共满 分181210141119616987130得分H1.008相对原子质量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

2、.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgBhHsMtDsLa 系La138.9

3、Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.01-1 完成下表：（12 分）ICl2Br2Re2Cl82画出分子空间结构指出中心离子杂化方式sp3d2dsp2指出离子中的对称元素3C22VC44C24VReClClClClClClClClRe2IClClBrBr第 1 页 共 12 页hihiS41-2 比较 NO2+、NO2、NO2中 NO 键的键长，并说明理由。 （2 分）依次增大。NO2+中有两组34，NO2、NO2中只有一组34；NO2中

4、 N造成其对电子对的吸引作用减弱。1-3 往 HgCl2的溶液中滴加 SnCl2的盐酸溶液至过量，指出反应现象并写出反应方程式。 （4 分）先析出白色沉淀 Hg2Cl2；后白色沉淀变成黑色 Hg。H2SnCl4+2HgCl2=H2SnCl6+2Hg2Cl2；H2SnCl4+Hg2Cl2=H2SnCl6+2Hg2、将 0.649 g 无水 CoCl2(分子量 129.83)溶于 10.0 mL 1.00 mol/L 的 HCl 溶液，加水稀释至 50.0 mL。往该 CoCl2溶液中加入 20.0 mL 2.00 mol/L 氨水，溶液由粉红色变成黄色，该溶液在空气中放置后变成橙黄色。2-1 指

5、出颜色变化的原因，并写出方程式。 （3 分）Co(H2O)62+(粉红色)+6NH3=Co(NH3)62+(黄色)+6H2O4Co(NH3)62+O2+2H2O=4Co(NH3)63+(橙黄色)+4OH2-2 将 2-1 中的氧化还原反应设计成原电池，写出该原电池的正极反应、负极反应和原电池符号。 （3 分）正极：4e+O2+2H2O=4OH负极： Co(NH3)62+ e=Co(NH3)63+原电池符号：()PtCo(NH3)62+(c1), Co(NH3)63+(c2)OH(c3)O2(P1), Pt(+)2-3 已知(Co3+/Co2+)=1.840 V，(O2/OH)=0.401 V，

6、K稳(Co(NH3)62+)=1.28105，K稳(Co(NH3)63+)=1.601035，F=96485.4 C/mol，R=8.3145 J.mol1.K1。T=298.15 K，计算 2-2 中原电池的标准电动势以及 2-1 中的氧化还原反应的平衡常数。 （3 分）(+)=(O2/OH)=0.401 V()=(Co(NH3)63+/Co(NH3)62+)=(Co3+/Co2+)+8.3145298.152.302585(96485.4)lg1.28105(1.601035)=0.059 VE=0.342 VK =1.331023。2-4 已知 Kb(NH3)=1.80105，计算上述橙

7、黄色溶液中的 Co2+和 Co3+离子浓度。注：忽略混合后的体积变化，P(O2)=100 kPa。 （3 分）橙黄色溶液中的物质的量n(NH3)=5.00 mmol第 2 页 共 12 页n(NH4Cl)=5.00 mmoln(Co(NH3)63+)=5.00mmolOH=1.80105，Co(NH3)63+=0.0714,O2=1.00，则：Co(NH3)62+=2.131012，Co2+=8.951012。Co3+=3.361030。3、 （10 分）NOX是城市大气污染物之一常见的氮氧化物为有以下几种：化合物热力学函数N2ONON2O3NO2N2O4mfH（kJmol1）82.090.2

8、583.7233.189.16mfG（kJmol1）104.286.57139.4151.3097.823-1.画出 N2O、NO2的分子结构並说明大 键。3-2.哪种氮氧化物有可能在内燃机燃料的燃烧时直接生成？（假设mfH和mS不随温度变化） 。3-3.请提出治理氮氧化物的两种可能途径，写出反应方程式。3-4.NO 对人体的作用有两面性。 （1）在神经细胞内产生的 NO 会损害神经细胞，这是因为 NO 与细胞产生的超氧离子 O2 结合，产生过氧亚硝酸，最后生成羟基自由基而引起的，写出该过程方程式。（2）在血管内皮细胞中产生的 NO 则可舒张血管调节血压，这是由于 NO以某种形式（ ）与一种含

9、血红素的酶中金属离子（ ）配位而推动一系列变化而造成。NO 的配位形式与 CO 是等电子体,填写上述空格。答案：3-1 N：SP 杂化 两个 34（1）Noo.: N：SP2杂化 33 （1） 3-2 因为 mS=（mfHmfG）/T对于 NO mfHmfG=90.25-86.570mS0, 温度升高 TmS项会增大, 有可能mfG0则 N2 + O2= 2NO 反应自发第 3 页 共 12 页因此当内燃机燃料的燃烧时，只有 NO 可能直接生成（2）3-3. 催化分解：2 NO2 催化剂 N2 + 2 O2催化还原: 6 NO2 + 8NH3催化剂7 N2 + 12 H2O （以 CH4 为还

10、原剂也可以）碱液吸收:NO2 + NO + 2NaOH（Na2CO3）= 2NaNO2 + H2O （CO2）液相配合：FeSO4 + NO2 = Fe(NO)SO4 （任意两种均可） （2）3-4. （1）O2 + NO + H = HOONO HOONO = NO2 + OH（各 1）（2）NO 铁（各 1）4以下是心环烯（Corannulene）的一种合成路线。（1）写出 AH 代表的反应试剂和条件或化合物结构。 （8 分）（2）化合物反应中脱掉两个小分子，写出它们的结构，并写出反应的历程。 （6 分）I 为 G 后产物，II 为 H 前反应物。ClKCNSOCl2EOOOGOHOBrB

11、rBrBrBrBrBrBrTiCl4,Zn CorannuleneABCDFH答案：（1）A.CH2O/HCl , ZnCl2B.CNC.H3O/D.COClE.AlCl3F.SeO2G.H.ONBS/ or Br2/（2） CO 第 4 页 共 12 页反应的历程：CCOO CO5由结核杆菌的脂肪囊皂化得到有机酸 tuberculostearic acid，它的合成路线如下，写出合成中英文字母 AK 代表的化合物结构或反应条件。 （11 分）A (C10H21Br)+ B (C7H11O4Na)C(1)OH /H2O(2) H / COOHDEFG (C12H25Br)MgHICOOC2H5

12、OJK(1)OH /H2O(2) H3OCOOHOtuberculostearic acid答案：最终产物没有羰基。A.B.C.D.E.F.G.H.BrNaCHCO2Et2CO2EtCO2EtLiAlH4OHPBr3BrMgBrIClOEtOOJZn-Hg/HClKCO2Et第 5 页 共 12 页6、 （K）是一种女性荷尔蒙，控制性别差异及影响生理行为。已报道了多种合成方法，其中之一以（A） 、 （B）为原料合成，步骤如下（19 分）：OCH3CCHOOKOHH2 / PdH+C6H5CHOH+CH3It-C4H9OKO3(CH3CO)2OHBrKBH4(A)(B)(C)(D)AlCl3(G

13、)(H)(J)+(E)HOH3COHC19H24O2C20H26O5C19H24O2(F)(I)(K)6-1. 推断 C、D、E、F、G、H、I、J 的结构（8 分）：C ； D ；E ； F ；G ； H ；I ； J 。6-2. 写出在 KOH 存在下（A）与（B）反应生成（C）的机理；如果将（A）中的间位取代基 OCH3调换到对位， （A）与（B）反应速率是增大还是减小？为什么？（5 分）第 6 页 共 12 页6-3. （E）转化为（F）的反应中，理论上 AlCl3起什么作用？实际上，至少需要 AlCl3多少量？请给出合理的解释。 （4 分）6-4.（J）有多少种立体异构体？（2 分）

14、6、 （本大题共 19 分）：6-1. C、D、E、F、G、H、I、J 的结构（每个 1 分，本问共 8 分）：OCH3CCOHOCH3OOHOCH3OOOCH3OOCH3OCHC6H5OCH3OCHC6H5H3COHOCH3OH3COOHCH3OH3COCDEFGHIJ6-2. （本问 5 分）机理（2 分）：OCH3CCHKOH(A)OCH3CC-K+OCH3CC-OO+OCH3CC+ H2OOKOOCH3CCOHOH2O(分 1分 )(分 1分 )（A）与（B）反应速率减小（计 1 分）原因（2 分）：在这个反应中，炔基碳负离子的形成决定反应速率大小（计 1 分） ；因为对位的第 7 页

15、 共 12 页甲氧基具有给电子的共轭效应，使炔氢的酸性减弱，更不易形成炔基碳负离子，导致反应速率减小（计 1 分）6-3.（本问 4 分）催化剂（计 1 分） ；最少 1 当量（计 1 分） ；解释：因为产生的 F 是酮，酮羰基能与 AlCl3配位（计 1 分） ，需要消耗 1 当量的 AlCl3（计 1 分）6-4. 16 种（本问 2 分）7、有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答：（6 分）7-1 晶体所属的点阵形式； 7-2 已知 rCs+169pm，rCl-181pm，试问此两种离于联合组成了何种型式的密堆积； 7-3 Cu2+处在何种空隙里？ 7-4 指出各离子的配位情况

16、？Cu ; Cs ; Cl 7、有一立方晶系的离子晶体，其结构如右图所示，试回答：7-1 晶体所属的点阵形式； 立方 P 7-2 已知 rCs+169 pm，rCl-181 pm，试问此两种离于联合组成了何种型式的密堆积； 立方面心 7-3 Cu2+处在何种空隙里？ 八面体 7-4 指出各离子的配位情况？Cu 6 ; Cs 12 ;Cl 6 8、冰晶石（Na3AlF6）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶石晶胞是以大阴离子第 8 页 共 12 页（即 AlF63）构成的面心立方晶格，Na可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为 2.95g/cm3，AlF 键长 181 pm，相对原子质量：Na

17、23.0；Al 27.0；F 19.0。8-1 AlF63配离子中心离子的杂化轨道类型是什么？ 配离子的空间构型是什么？ 配离子所属分子点群是什么？ 。 （3 分）8-2 指出 Na3AlF6的点阵形式； 阴离子作何种形式的堆积， 阳离子占据何种空隙 及占有率； 写出它们的分数坐标。 （12 分）8-3 冰晶石晶体的晶胞参数是多少？ （1 分）8、冰晶石（Na3AlF6）用作电解法炼铝的助熔剂。冰晶石晶胞是以大阴离子（即 AlF63）构成的面心立方晶格，Na可看作是填充在晶格的空隙中，已知冰晶石的密度为 2.95g/cm3，AlF 键长 181 pm，相对原子质量：Na 23.0；Al 27.

18、0；F 19.0。8-1 AlF63配离子中心离子的杂化轨道类型是什么？ sp3d2 配离子的空间构型是什么？ 八面体 配离子所属分子点群是什么？ Oh 。8-2 指出 Na3AlF6的点阵形式； 立方 F 阴离子作何种形式的堆积， ccp 阳离子占据何种空隙 四面体，八面体 及占有率； 100% 写出它们的分数坐标。 AlF63：（0，0，0） （1/2，1/2，0） （1/2，0，1/2） （0，1/2，1/2） （1 分）；Na+ : （1/4，1/4，1/4） （1/4，1/4，3/4） （1/4，3/4，1/4） （1/4，3/4，3/4） （3/4，1/4，1/4） （3/4，1/

19、4，3/4） （3/4，3/4，1/4） （3/4，3/4，3/4） 第 9 页 共 12 页（1/2，1/2，1/2） （0，0，1/2） （0，1/2，0） （1/2，0，0）.8-3 冰晶石晶体的晶胞参数是多少？ 780 pm 9、钼是我国丰产元素，探明储量居世界之首。钼有广泛用途，例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝；钼钢在高温下仍有高强度，用以制作火箭发动机、核反应堆等。钼是固氨酶活性中心元素，施钼肥可明显提高豆种植物产量，等等。9-1 钼的原子序数是 42，写出它的核外电子排布式： ，指出它在元素周期表中的位置 。 （2 分）9-2 钼金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为 136pm

20、，相对原子质量为95.94。该晶体钼的密度为 ；空间利用率为 （2 分）9-3 钼有一种含氧酸根MoxOyz（如右图所示） ，式中 x、y、z都是正整数；Mo 的氧化态为6，O 呈2。MoxOyz的化学式为 （2 分）9-4 如图所示为八钼酸的离子结构图，请写出它的化学式： （2 分）9-5 钼能形成六核簇合物，如一种含卤离子Mo6Cl84，6 个Mo 原子形成八面体骨架结构，氯原子以三桥基与与 Mo 原子相连。则该离子中 8 个 Cl离子的空间构型为 （1 分）9、钼是我国丰产元素，探明储量居世界之首。钼有广泛用途，例如白炽灯里支撑钨丝的就是钼丝；钼钢在高温下仍有高强度，用以制作火箭发动机、

21、核反应堆等。钼是固氨酶活性中心元素，施钼肥可明显提高豆种植物产量，等等。9-1 钼的原子序数是 42，写出它的核外电子排布式： Kr4d55s1 ，指出它在元素周期表中的位置 第五周期B 族。9-2 钼金属的晶格类型为体心立方晶格，原子半径为 136pm，相对原子质量为95.94。该晶体钼的密度为 10.3 g/cm3 ；空间利用率为 68.02% 9-3 钼有一种含氧酸根MoxOyz（如右图所示） ，式中 x、y、z 都是正整数；第 10 页 共 12 页Mo 的氧化态为6，O 呈2。MoxOyz的化学式为 Mo7O246 9-4 如图所示为八钼酸的离子结构图，请写出它的化学式： Mo8O2

22、64 9-5 钼能形成六核簇合物，如一种含卤离子Mo6Cl84，6 个 Mo 原子形成八面体骨架结构，氯原子以三桥基与与 Mo 原子相连。则该离子中 8 个 Cl离子的空间构型为 立方体 10、 （8 分）天然水体中存在碳酸平衡，可用碱度等指标表示。碱度=HCO3-+2CO32-+OH-H+。在实际处理中，当 pH 在 5-9 范围内、碱度10-3 molL-1或 pH 在 6-8 范围内、碱度10-4molL-1时，OH-，H+项可忽略不计。现有一天然水体的 pH 为 7.0，碱度为 1.4 mmolL-1，10-1 求需加多少酸才能把水体的 pH 为 7.0 降低到 6.0。(H2CO3：

23、Ka1=4.4510-7，Ka2=4.6910-11)。 （4 分）答案：（酸度降低值就是应加入的酸量。 ）0.873 mmolL-110-2 下图为用 HCl 滴定 Na2CO3的滴定曲线。若 a 点时溶液中占优势的型体为CO32-，试指出以下各点占优势的型体。 （4 分） 答案：b: HCO3- = CO32- c: HCO3- d: HCO3-= H2CO3 e: H2CO311、 （7 分） 现有一明矾KAl(SO4)2的浓碱溶液试样，已知其中混有锌盐，无其他干扰金属离子，溶液均匀、透明、无色。测定方法是：准确称取试样 m g，经小漏斗转移至 250 mL 容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。

24、吸取 50.00 mL 于锥形瓶中，以酚酞作指示剂，用 c1 molL-1盐酸滴定至终点，消耗体积为 V1mL。 于上述溶液中，滴加 1 molL-1盐酸至沉淀消失，再加入 c2 molL-1的EDTA V2 mL，加入一小块刚果红试纸，用 1:1 氨水或 1 molL-1盐酸调节至刚果红试纸变为紫红色，加入 10 mL 六次甲基四胺溶液，加热煮沸 3 min，用流水冷至室温，加入 3 滴二甲酚橙指示剂，用 c3 molL-1醋酸锌标准溶液滴定至洋红色为终点。消耗醋酸锌标准溶液 V3 mL，保留此溶液。在上述滴定后的溶液中，加入 2 g 氟化氨，加热煮沸 3 min，用流水冷至室温，重新调解滴

25、定管零点，用 c3 molL-1醋酸锌标准溶液滴定至洋红色为终点。消耗醋酸锌标准溶液 V4 mL。回答下列问题：11-1 计算以 NaOHMr(NaOH)=40.00的质量分数表示的游离碱含量。 （2 分）第 11 页 共 12 页答案：1 10.2000NaOH%=100cVm11-2 计算以 Al2O3Mr(Al2O3)=101.96的质量分数表示的铝含量。 （2 分）答案：34230.2549Al O %=100c Vm11-3 计算以 ZnSO47H2O Mr(ZnSO47H2O)= 287.54的质量分数表示的锌含量。（2 分）答案：223334421.438()ZnSO7H O%=100c Vc Vc Vm11-4 实验中， “加热煮沸 3 min，用流水冷至室温” ，两者的作用是否相同？解释其原因。 （1 分）答案：Al3+与 EDTA 络合和解离都很缓慢，需要加热。两者作用都是为了使Al3+与 EDTA 络合完全。第 12 页 共 12 页