高中化学奥林匹克竞赛-清北学堂2021暑期综合试题及答案 08.pdf

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1、清北学堂清北学堂 20112011 暑期综合试题暑期综合试题 0808（刘革平老师）（刘革平老师）题号12345678910总分满分4 109 14 12 810 10 11 12100得分评卷人竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过小时。迟到超过 3030 分钟者不能进考场。开始考试后分钟者不能进考场。开始考试后 1 1 小时内不得离场。时小时内不得离场。时间到，把试卷间到，把试卷( (背面朝上背面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。放在桌面上，立即起立撤离考场。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。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

2、地方者按废卷论。请将答案写在指定的位置。请将答案写在指定的位置。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54

3、.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRnRfDbSgBhHs

4、Mt第第一题（题（4 分）分）2004 年 2 月 2 日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素 X 和 Y。X 是用高能48Ca 撞击Am 靶得到的。经过 100 微秒，X 发生 -衰变，得到 Y。然后 Y 连续发24393生 4 次 -衰变，转变为质量数为 268 的第 105 号元素 Db 的同位素。以 X 和 Y 的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数） ，写出上述合成新元素 X 和 Y 的核反应方程式。第四题（本题共第四题（本题共 14 分）分）2010 年底，瑞典皇家工学院（KTH）科学家宣布发现了一种新式的氮氧化合物分子 A，它是迄今分子量最大的氮氧化物分子。

5、这种新型的分子有望成为未来火箭燃料家族的新成员，与目前最好的火箭燃料相比，新燃料的效率将提高 20%30%。该氮氧化物分子中氮元素含量为 36.9%。分子量在 100200 之间。4-1给出 A 分子式。4-2A 中有两种化学环境的氮原子，具有类似螺旋桨的结构，则 A 分子中有没有族转轴？若有，请指出其类型、个数和位置？4-3该化合物还没有中文译名，如何要你给它命名，你会叫它_，中心 N原子的杂化类型为_。4-4Apollo 号宇宙飞船在执行空间任务时，火箭中的液体 N2O4贮存于含铁的容器中，结果腐蚀物中含有 Fe(NO3)3N2O4，该物质实际上是 NOFe(NO3)4，经 X 射线晶体结

6、构表示实际为A2+Fe(NO3)42。请回答：4-4-1写出合成 NOFe(NO3)4的反应方程式；4-4-2如果A2是平面型的离子，存在 3 重对称轴（旋转 120重合） ，但不存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。4-4-3如果A2是非平面型的离子，不存在 3 重和 2 重对称轴，但存在对称面。试画出其可能离子结构示意图。4-5已知：H(NN) = 940 kJmol1 ， H(O = O) 498 kJmol1 ， H(NO) = 175 kJmol1 ， 通过计算与分析，预测 N4O6( g ) 是否能用 N2 ( g )、 O2 ( g ) 直接合成并稳定存在？（假设 A 的结构与

7、 P4O6相似）第九题（本题共 10 分）从昆虫斑蟊体内的可提取得到的一种化合物斑蟊素（A）具有明显的抗肿瘤活性。斑蟊素为酸酐化合物，在体内易于水解，临床对治疗肝癌和膀胱癌有效，但具有泌尿道和消化道副作用。将酸酐与取代胺作用，可生成不同取代基的酰亚胺，水解将慢于酸酐，在体内将逐渐释放斑蟊酸，毒性大大降低。为此，科学家设计合成了羟基斑蟊素（B）OOOOOOONOHAB根据以上知识 请回答：9-1 找出化合物 A 中的手性碳，并在结构式（见右图）中用“ * ”记号加OOOOA以标明。9-2 已知化合物 A 的优势构象为，则它_（填“有”或“无”）旋光性。9-3 根据系统命名法，的名称为9-4 提出

8、一条以和为原料（其他原料任选）合理的合成化合物 B 的路线，OOO写出合成过程，并注明反应条件。第十题第十题 （本题（本题 12 分）分） 、AB 体系是一种新型的催化剂。化学家对 AB 体系进行了深入的研究：ATe（晶体） ，B 是 TeCl4与 AlCl3按物质的量之比 14 化合得到的。已知B 是一种共价型离子化合物，其阴离子为四面体结构，B 中铝元素、氯元素的化学环境相同。A 和 B 反应生成两种新化合物和，其中 A 的物质的量分数（mol）分别为 77.8和 87.5 和 91.7。生成化合物时没有其他副产物生成，但是生成化合物时伴随着挥发性的 TeCl4生成，每生成 2mol 化合

9、物就生成 1mol TeCl4。在熔融的 NaAlCl4里的导电性研究表明，化合物和在一起时总共会解离成三种离子。进一步对化合物和研究表明：用凝固点下降法测定和的摩尔质量分别为1126g/mol 和 867g/mol。化合物和的红外光谱测定只有一种振动，分子中不存在TeTe，而且结构中都只有一种四面体配位的铝，但是铝原子在这两种化合物中的化学环境是不同的。10-1确定 B 的化学式；10-2写出化合物和的分子式。10-3写出化合物和中阴离子和阳离子的化学式。10-4指出 Te、Al 原子的杂化形态，画出其阴离子、阳离子的结构式，说明其阳离子具有什么特点。10-5化合物在加热时很容易转化成化合物

10、 D。请说明这是为什么？写出该化学反应方程式。参考答案参考答案第一题（共 4 分）Ca2881153n（2 分，不写 3n 不得分。答291115 不得分。 ）Am2439548202881152841134He（2 分，质量数错误不得分。4He 也可用符号 。（答下式不计分：28411344He268105 或Db）2681054解答：4-1N4O6（2）4-2一个 C3轴；通过中心 N 原子垂直另三个 N 原子平面的中心；（2） 4-3三硝基胺；sp3杂化（2）4-4-1Fe4N2O4NOFe(NO3)43NO（2）4-4-2（2）4-4-3 （2）4-5假设能通过如下反应生成 N4O6(

11、 g )：2 N2 (g) 3 O2 (g) N4O6( g )则根据键能估算的反应热为： 29403498121751274 (kJ mol1 )mfH由于体系是气体减少的，所以该反应是吸热而熵减的，在任何温度下均 ，因0mf G此，N4O6( g )不能直接合成并稳定存在。（2）5解答：6解答：6-3 滴定剂是 e （电子或电流均可）1 分第九题（11 分）9-1（1 分）分）9-2 无 （1 分）分）9-3 顺丁烯二酸酐 （1 分）分）9-4 （每步（每步 2 分，共分，共 8 分）分） 第十题（共 11 分）1TeAlCl44（1 分）2TeTeAlCl4472，即 7Te2TeAlC

12、l44Te9Al8Cl32（摩尔质量 2499g/mol） ；由于生成 2mol 化合物时放出 1mol TeCl4（摩尔质量 269g/mol） ，因为的摩尔质量为1126g/mol（2499269/2） ，即的化学式为 Te4Al4Cl14（2 分）化合物中，TeTeAlCl4471，即 7TeTeAlCl44Te8AlCl44（摩尔质量1679.9g/mol） ，由于摩尔质量为 867g/mol，的化学式为 Te4AlCl42。 （1 分）3化合物和在一起总共会解离成三种离子，而每个化合物中只有一种四面体配位的铝，且两种化合物中 Al 原子的化学环境不同，故中阳离子为 Te42，阴离子为

13、Al2Cl7；化合物中阳离子为 Te42，阴离子为AlCl4。 （2 分）4Te 的杂化形态为 sp2（1 分） 。由于 Te 有两对孤对电子，一对用于价层，一对作为p 电子在垂直于 sp2杂化轨道的 p 轨道上，因此 Te42的 电子为 6，满足休克尔 4n2 规则，因此 Te42具有此大 键，因此具有芳香性。 （1 分）同理可得：Al 的杂化为 sp3杂化。 （1 分）阴、阳离子结构式分别为（各 1 分）：Te42： Al2Cl7： AlCl4：5因为Al2Cl7结构没有AlCl4结构稳定，在加热条件下，Al2Cl7分解生成AlCl3和AlCl4，AlCl3具有很高的挥发性，AlCl4结构高度对称，较为稳定（1 分） 。化学反应方程式为：Te4Al2Cl72Te4AlCl422AlCl3。 （1 分）