福建2020年高中學生化學競賽復賽試題

1、2020年福建省高中學生化學競賽（復賽）試題Cr2O7 /Cr =1.33VCr2O7 /Cr =1.33VFe/ Fe =0.77V(2020年07月16日8:00-11:00 共計3小時)題號一二三四五六七八九十總分滿分10810101210101488100得分原子量 H: 1.0; Ca : 40; O : 16Fe:55.8 Cr:52 S:32ksp(Fe(OH)3)4 10 38 ksp(Fe(OH)2)8.0 10 16ksp(Cr(OH)3)6 10 31一、（10分）處理含銘（VI）廢水的一種方法是用FeSO把銘（VI）還原為銘（W） 同時轉(zhuǎn)化為鐵氧體Fe2+Cr3+xFe

2、3% xC4L為了把廢水中 CrQ還原并轉(zhuǎn)化為鐵氧體 Fe2+Cr3+xFe3+2_Q ,至少需加CrQ含量多少倍的FeSO 7HO 固體？.如果含銘廢水為酸性，按銘（VI）在廢水中實際存在形式，計算還原反應的pH應在何范圍？（其它離子濃度均按標準狀態(tài)計算）.沉淀出組成和鐵氧體相當?shù)某恋恚琾H需在810間進行，為什么？二、（8分）汞蒸氣有毒，為了檢查室內(nèi)汞含量是否超標，可用含某一化合物 A的試紙懸掛于室內(nèi)，室溫下若 三小時內(nèi)t紙變色，則表明室內(nèi)汞超標?；衔顰為較常見化合物，難溶于水，其陽離子在水中不穩(wěn)定，可發(fā)生歧化反應，歧化產(chǎn)物之一可與A的陰離子作用生成化合物 A o.判斷A為 鍵型。. A

3、 的陽離子在水溶液中的歧化反應 。.歧化產(chǎn)物之一與 A的陰離子反應 。f H mf H m和 Sm不隨溫度變化）三、（10分）NO是城市大氣污染物之一常見的氮氧化物為有以下幾種:熱力學函數(shù)N2ONONQNON2Of H * (KJ - mol1)82.090.2583.7233.189.16fGm (KJ mol 1)104.286.57139.4151.3097.821.畫出ZQ NO的分子結構說明大無鍵.哪種氮氧化物有可能在內(nèi)燃機燃料的燃燒時直接生成？（假設.請根據(jù)所學的知識，提出治理氮氧化物的兩種可能途徑，寫出反應方程式。.NO對人體的作用有兩面性。（1）在神經(jīng)細胞內(nèi)產(chǎn)生的 NO會損害神

4、經(jīng)細胞，這是因為 NO與細胞產(chǎn)生的 超氧離子。一結合，產(chǎn)生過氧亞硝酸，最后生成羥基自由基而引起的，寫出該過程方程式。（2）在血管內(nèi)皮細月中產(chǎn)生的 NO則可舒張血管調(diào)節(jié)血壓， 這是由于NO以某種形式（）與一 種含血紅素的酶中的金屬離子 （）配位而推動一系列變化而造成。 NO的配位形式與CO是等電子體， 填寫上述空格。四、（10分）言青設計HCI-H2SO混合液中兩組分測定的分析方案。（包括滴定劑、指示劑、必要條件以及濃度計算式，不必寫出儀器名稱）。五、（12分）以下絡合物分別是1913年，1973年和2001年諾貝爾獎獲得者們研究過的“明星”分子,Cis-Co（en）2CI2 +;2. Cis-

5、Pt（en）Cl 2;3.Rh(PPh 3)3Cl + 4.Ru(BINAP)Cl 25.Rh(R,R)-DIPAMP)COD+ BF 4式中en為乙二胺；pph3為三苯基麟；COD為1,5-環(huán)辛二烯式中(R, R)-DIPAMP為(R, R)-DIPAMP為BINIP是一種手性雙麟配體(S)-BINAP (R)-BINAP試問：.它們有什么主要用途.哪些是手性絡合物，哪些不是？請繪出手性絡合物的對映異 構體示意圖和辨認非手性絡合物的對稱面。六、（10分）二氯化鋁是乙烯氧化制乙醛的工業(yè)催化劑，這是一種重要的配位絡合催化反應。.在不同溫度下PdCl2有兩種結構形式，即a - PdCl2型B- P

6、dCl 2型。a- PdCl 2呈扁平的鏈狀結構， 0- PdCL則以PdCl 12為結構單元。在這兩種結構中耙（口）都具有正方形配位特征。試畫出結構的示 意圖。.PdCl2鹽酸溶液中可生成 PdCl2 4 , PdCl:絡合乙烯生成Pd（C 2H4）Cl 3絡離子。Pf處于四邊形的 中央，問：（1）該絡離子的Pd是以什么雜化形式。（2）該絡離子中C2H與Pd之間形成的是什么鍵， 試畫出該絡合的結構示意圖。.如何利用PdCl2來鑒定體系中CO的存在（寫出反應式）。七、（10分）牙齒的法瑯質(zhì)可近似看作是由羥基-磷灰石化合物3Ca（PQ）2 Ca（OH）2構成的。已知羥基離子可被氟離子取代,生成3

7、Ca3（PO4）2 CaF2,可存在于牙齒構造中使對弱齒有更大的抵抗力。如果用氟化亞錫溶液加入牙膏中，使之發(fā)生上述變化是否可能。已知：fGm 298 K,CaF 2（s）=- 1167 kJ mol-1fGm 298 K,Sn（OH） 2（s）=- 492 kJ - mol -1-1f Gm 298 K,Ca（OH） 2（s）=- 899 kJ - molSn2 2e Sn（s）, J =-0.14 vF2（g） 2e 2F , 2- =2.87 v八、（14分）麝香內(nèi)酯是從芙蓉屬植物分離得到的一種具有類似麝香香氣的化合物，它可以由化合物A經(jīng)下表所列步驟進行合成：O麝香內(nèi)酯II麝香內(nèi)酯ciCH

8、3CH3HOC(CH2)5CH CH(CH2)7CH20H ciCH3CH3化合物A步驟反應物試劑J產(chǎn)物1化合物AH20, H+,加熱化合物B （C6H2。）2化合物BHBr化合物 C (C6H9Br3Q)3化合物CQHOH H2S0化合物 D (C8H3Br3。)4化合物DZn,乙醇，加熱化合物 E (CshUBrQ)5化合物E乙酸鈉，乙酸化合物F (G0HeQ)6化合物FKOH-HO,然后 H +化合物G （C6H。）7化合物GH+,加熱麝香內(nèi)酯（C16H8Q）寫出化合物BG的結構式（忽略立體異構體）?；衔顱G中是否存在旋光異構？如有，請用 Fischer投影式表示各旋光異構體的結構并用

9、R,S標出手性碳原子的構型。寫出麝香內(nèi)酯與乙醇鈉-乙醇溶液共熱所得產(chǎn)物的結構式并用系統(tǒng)命名法命名。九、(8分)安定藥安寧可由2-甲基戊醛出發(fā)按下列方法合成:2-甲基戊醛 2-甲基戊醛 HCHO A A (C7H14O2)OH 一HCHOCICOCI B (C7H16O2)OH 一NH3NH3C (C9H14cl2O4)安寧(C9 H18N2O4)(1)寫出安寧及上述合成步驟中化合物AC的結構式。(2)安寧還可以通過丙二酸酯合成法合成，請設計一條以丙二酸二乙酯、丙烯、甲醇和必要的無機試劑 為原料合成安寧的路線。十、(8分)逆合成分析法是進行有機合成設計時常用的一種方法，其做法是從目標分子出發(fā)，

10、通過“倒推”的方法找出合成中所需的中間體和原料，從而為進一步的合成設計提供參考。藥物學家們根據(jù)如下逆 合成分析結果設計合成了許多具有化合物A結構的化合物供作藥物篩選，以期找出具有潛在藥用價值的分子。 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark21 o Current Document RROJ 口 I I I IZ RN(CH 2cH2c02cH 2cH3)2 HYPERLINK l bookmark25 o Current Document NNN11RRR化合物ARNH2 + CH2 = CHCO2CH2CH3根據(jù)上述逆合成分析結果， 請你設計一條以乙烯、 乙烘、

11、苯及必要的無機試劑為原料合成 N-甲基-4-苯基 哌咤(化合物 A之一，其中R=CH, R =CeH)的路線。2020年福建省高中學生化學競賽（復賽）試題答案一、1. CrO 3 + 3Fe 2+ + 6H + = Cr 3+ + 3Fe 3+ + 3H 2。WFeSO47H2（/WcrO3 = 3M FeSO47H2（/McrO3 = 3 義278/100=8.34 （ 2 分）按鐵氧體組成需 2mol M3+ （Cr3+ + Fe 3+） 1 mol Fe 2 +由上式得 1 mol CrO 3 產(chǎn)生 1 mol Cr 3+ 3 mol Fe 3+ , 因此需 2mol Fe 2+VUsO

12、47H2O/WCrO3 = 2M FeSO47H2o/McO3 = 2 X 278/100=5.56所以至少需加（8.34+5.56 ） =13.9倍質(zhì)量的FeSO7H2O （2分）.要使還原反應發(fā)生，首先保證Fe不沉淀ken TOC o 1-5 h z OH 三P_J8 0 10 pH 三 6.45（1 分）.Fe2因Ec2O72-/Cr3+受H + 影響，必須保證 巳於廣/Cr3+在 一 Fe/ Fe=0.77V以上0.778.8 X10 5 pH0sm0,溫度升高tsm項會增大，有可能fGm0則N2 + O 2= 2NO反應自發(fā)因此當內(nèi)燃機燃料的燃燒時，只有NO可能直接生成（2分）催化劑

13、.催化分解：2 NO2 Nb + 2 O 2,催化劑.催化還原：6 NO 2 + 8NH37 N2 + 12 H 2。（以CH為還原劑也可以）堿液吸收：NO2 + NO + 2NaOH （NaCO） = 2NaNC2 + H 2O （ CO）液相配合：FeSO + NO 2 = Fe（NO）SO4 （任意兩種均可）（2分）.（1） O + NO + H + = HOONOHOONO = NO + OH （各 1 分）NO鐵（各1分）四、第一步用甲基紅作指示劑（1分），用NaOHf液（1分）滴定至黃色（1分）；第二步用KCrQ作指示劑（1分），用AgNO標液（1分）滴定至磚紅色（1分）；ChCI

14、= （ CM AgNoJV 試演（2 分）Ch2So4=（CV） NaOH- （CV）AgNO3/（V 試演 X 2）（ 2 分）五、1 .光學純的對映體常用作拆分試劑；光學活性絡合物，即手性絡合物 一A .抗癌藥；非手性絡合物二個對稱面1為紙面；2通過Cl-Cl中點，en中點，于紙面的平面C len , PtC l.Wilkinson 氫化催化劑；非手性絡合物；二個對稱面1為紙面；2通過P, Rh和Cl,，于紙面的平面.Knowles不對稱氫化催化劑；（制L-Dopa）;由于（RR） -DIPAMP引起的手性絡合物Rh（S,S）-BINAMP）COD. +Rh（R,R）-BINAMP）COD

15、.野依良治不對稱氫化催化劑；（制不對稱醇）；由于（S）-BINAP或（R）-BINAP引起的手性絡合物Ru（S）-BINAP）Cl； 2 Ru（R）-BINAP）Cl2（總分12分，各分題均為2.4分）(2分)(2分) TOC o 1-5 h z (1) dsp2 (1 分)(2)(3 分)PdCl 2 + CO + H 2O = Pd + C* + 2HC1(2 分)黑色七、電池反應 ：F2 (g) + Sn (S) = SnF 2 (aq)標準電動勢為 一=2.87 (0.14) v = 3.01v(2 分)fGm(SnF2)= 2X 96500 X3.01J - mol1 = 581 K

16、J. mol 1 ( 2 分)對于 Ca(OH(s) + SnF 2 ( aq) = Ca(F) 2(s) + Sn(OH) 2 (S) (2 分)r Gm (298) = fGm 298 K,CaF 2(s) + fGm 298 K,Sn(OH) 2fGm 298K,Ca(OH)2(s) fGmSnF2(aq)=-179 KJ. mol 1 (2 分)rGm = rGm + RT 1n Q a;設SnE為純液態(tài)a=1其余為固態(tài)a均為1因此Qa = 1rGm0上述設想從熱力學角度考慮是可行的。（2分）20032003復賽題答案八(14分)O O IIHOC(CH 2)5CH-CH(CH 2)7

17、cH20H I IO OCH3 CH 3 AO IIHOC(CH 2)5CH-CH(CH 2)7cH20H I lHO OHBOIIOIIHOC(CH 2)5CH-CH(CH 2)7CH2BrBr BrCOIICH 3CH2OC(CH 2)5CH- CH(CH 2)7CH 2BrBr BrDO11O11CH3CH2OC(CH 2)5CH=CH(CH 2)7CH2BrEO11HOC(CH 2)5CH=CH(CH 2)7CH20HGOO11IICH 3CH2OC(CH 2)5CH =CH(CH 2)7ch20cch 3FCH2(CH2)4COCH2(CH2)4CO2HCH2(CH2)4CO2HS

18、cuuc 1 OHHOR CHlie SOHHOc:H2(CH2)7OHCH2(CH2)7OH(2) BCD有旋光異構體CH2(CH2)4CO2H OH HO -S-CH2(CH2)7OH1JqFHOOHCH2(CH2)7OHCH2(CH2)4CH2(CH2)4c02HS-BrR BrCH2(CH2)7BrCH2(CH2)4c02HBr 一 RBr SCH2(CH2)7BrCH2(CH2)4CO2HR BrBr一SCH2(CH2)7BrS一旦BrCH2(CH2)7BrCH2(CH2CH2(CH2)4CO2EtSFrR BrCH2(CH2)7BrCH2(CH2)4CO2EtBr 一 R一Br 一S-CH2(CH2)7BrCH2(CH2)4CO2Et R BrBr-SCH2(CH2)7BrCH2(CH2