第屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽初賽含參考答案

第32屆中國化學(xué)奧林匹克（初賽）試題第1題（8分）依據(jù)所給的條件依照要求書寫化學(xué)方程式（要求系數(shù)為最簡整數(shù)比）。1-1氮化硅可用作LED的基質(zhì)資料，它可經(jīng)過等離子體法由SiH4與氨氣反響制得。1-2將擦亮的銅片投入裝有足量的濃硫酸的大試管中，微熱片晌，有固體析出但無氣體產(chǎn)生，固體為CuS2和另一種白色物質(zhì)的混淆物。1-3在50℃水溶液中，單質(zhì)碲與過量NaBH4反響制備碲氫化鈉，反響過程中析出硼砂[NaBO(OH).8H2O]。24541-4天然氣的無機(jī)成因說十分誘人。據(jù)稱，地幔主成分之一的橄欖石與水和二氧化碳反響，可生成甲烷。橄欖石以Mg2SiO4和Fe2SiO4表示，反響后變成蛇紋石[Mg3Si2O5(OH)4]和磁鐵礦。第2題（8分）2-1195K，三氧化二磷在二氯甲烷中與臭氧反響獲取P4O18。畫出P4O18分子的構(gòu)造表示圖。2-2CH2SF4是一種極性溶劑，其分子幾何構(gòu)型切合階點(diǎn)子對互斥（VSEPR）模型。畫出CH2SF4的分子構(gòu)造表示圖（表現(xiàn)合理的成鍵及角度關(guān)系）。2-32018年足球世界杯競賽用球使用了生物基三元乙丙橡膠（EPDM）產(chǎn)品KeltanEco。EPDM屬三元共聚物，由乙烯、丙烯及第三單體經(jīng)溶液共聚而成2-3-1EPDM擁有優(yōu)秀的耐紫外光、耐臭氧、耐腐化等性能。寫出以下分子中不行用于制備EPDM的第三單體（可能多項(xiàng)選擇，答案中含錯(cuò)誤選項(xiàng)不得分）。2-3-2合成高分子主要分為塑料、纖維和橡膠三大類，以下高分子中與EPDM同為橡膠的是：F聚乙烯G聚丙烯腈H反式聚異戊二烯I聚異丁烯第3題（12分）為紀(jì)念門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年，國際純粹和應(yīng)用化學(xué)結(jié)合會(huì)將2019年設(shè)為“國際化學(xué)元素周期表年”。門捷列夫預(yù)知了多種當(dāng)時(shí)未知的元素，A即為此中之一。將含元素A的硫化物礦在N2氛圍中800℃辦理，分解產(chǎn)物中右A的硫化物B；隨后升溫至825℃并向系統(tǒng)中通入氨氣，獲取紅色化合物C，C溶于發(fā)煙硝酸獲取白色積淀D。經(jīng)過濾清洗，D在600℃與COCl2反響，產(chǎn)物冷卻后獲取液體E，E遇水生產(chǎn)D，在E的6molL-1鹽酸溶液通入2HS獲取積淀B；將D溶于NaOH溶液，用硝酸調(diào)H+濃度至約為0.3molL-1，加入鉬酸銨溶液，常溫下反響產(chǎn)生橙黃色積淀F，F(xiàn)與十二鉬磷酸構(gòu)造同樣；將D加入H3PO2置時(shí)脫水變成I，I也可由D和A的單質(zhì)在高溫下反響產(chǎn)生，D變成I失重15.3%。3-1寫出A~I的化學(xué)式。ABCDEFGHI3-2寫出B與氨氣反響生成C的反響方程式3-3寫出D在H3PO2和H3PO3中生成G的反響方程式第4題（12分）4-1利用雙離子互換膜點(diǎn)解法能夠從含硝酸銨的工業(yè)廢水中生產(chǎn)硝酸和銨4-1-1陽極室獲取的是哪一種物質(zhì)？寫出陽極半反響方程式。4-1-2陰極室獲取的是哪一種物質(zhì)？寫出陰極半反響及獲取相應(yīng)物質(zhì)的方程式。4-2點(diǎn)解乙酸鈉水溶液，在陽極采集到X和Y的混淆氣體。氣體經(jīng)過新制的澄清石灰水，X被完整汲取，獲取白色積淀。純凈的氣體Y冷卻到90.23K，析出無色晶體，X-射線衍射表示，該晶體屬于立方晶系統(tǒng)，體心立方點(diǎn)陣，晶胞參數(shù)a=530.4pm,Z=2,密度p=0.669gcm-3。持續(xù)冷卻，晶體轉(zhuǎn)變成單斜晶系，a=422.6pm，b=562.3pm，c=584.5pm，β=90.41°。4-2-1寫出X的化學(xué)式；寫出X和石灰水反響的方程式。4-2-2經(jīng)過計(jì)算推出Y的化學(xué)式（Y分子中存在三次旋轉(zhuǎn)軸）。4-2-3寫出點(diǎn)解乙酸鈉水溶液時(shí)陽極半反響的方程式。4-2-4寫出單斜晶系的晶胞中Y分子的數(shù)量。4-2-5降溫過程中晶體轉(zhuǎn)變成對稱性較低的單斜晶體，簡述原由第5題（10分）元素同位素的種類及天然豐度不單決定原子量的數(shù)值，也是礦物質(zhì)年紀(jì)剖析、反響機(jī)理研究等的重要依照。5-1已知Cl有兩種同位素35Cl和37Cl，二者豐度比為0.72:0.28。5-1-1寫出氣態(tài)中同位素構(gòu)成不一樣的RbCl分子。5-1-2這些分子有幾種質(zhì)量數(shù)？寫出質(zhì)量數(shù)，并給出其比率5-2年月測定是地質(zhì)學(xué)的一項(xiàng)重要工作。Lu-Hf法是上世紀(jì)80年月跟著等離子發(fā)射光譜、質(zhì)譜等技術(shù)發(fā)展而成立的一種新斷代法。Lu有兩種天然同位素：176Lu和177Lu；Hf有六種天然同位素：176Hf,177Hf,178Hf,179Hf,180Hf,181Hf。176Lu發(fā)生β衰變生成176Hf半衰期為3.716×1010年。177Hf為穩(wěn)固同位素且無放射性根源。地質(zhì)工作者獲取一塊巖石樣品，從該樣品的不一樣部位獲得多個(gè)樣本進(jìn)行剖析。此中的兩組有效數(shù)據(jù)以下：樣本1，176Hf與177Hf的比值為0.28630（原子比，記為176Hf/177Hf）,177Lu/177Hf為0.42850；176177Hf為0.28239177177。樣本2，Hf/，Lu/Hf為0.01470（一級反響，物種含量c隨時(shí)間t-kt或，此中c0為開端含量）變化關(guān)系：c=c0e5-2-1176β衰變的核反響方程式（標(biāo)出核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)）。寫出Lu發(fā)生5-2-2計(jì)算176Lu衰變反響速率常數(shù)K。5-2-3計(jì)算該巖石的年紀(jì)。5-2-4計(jì)算該巖石生成時(shí)176Hf/177Hf的比值。第6題（10分）將0.0167molI2和0.0167molH2置于早先抽閑的特制1L密閉容器中，加熱到1500K，系統(tǒng)達(dá)到均衡，總壓強(qiáng)為4.56bar（1bar=100kPa）。體系中存在以下反響關(guān)系：（1）I2(g)?2I(g)p1=2.00K（2）I2(g)+H2(g)?2HI(g)Kp2（3）2HI(g)?I2(g)+H2(g)Kp3=8.0×10-6（4）H2(g)?2H(g)Kp4-1-16-1計(jì)算1500K系統(tǒng)中I2(g)和H2(g)未分解時(shí)的分壓。（R=8.314JmolK）6-3計(jì)算Kp2。6-4計(jì)算Kp4（若未算出KP2=10.0）為使辦理過程簡短方便，計(jì)算中務(wù)必使用以下商定符號(hào)！在均衡表達(dá)式中默認(rèn)分壓項(xiàng)均除以以下標(biāo)準(zhǔn)分壓。系統(tǒng)I2(g）開端I2(g）平I(g）均衡H2(g)起H2(g)平H(g)平HI(g)平總壓分壓衡分壓分壓始分壓衡分壓衡分壓衡分壓p1x0x1x2y0y1y2z第7題（10分）蛋白質(zhì)中的巰基能夠作為配體。多種酶中存在金屬-硫簇。在含硫配體的研究中，獲取一類過渡金屬離子與乙二硫醇離子（-SCH2CH2S-，簡寫為edt2-）形成的雙核絡(luò)離子[M2(edt)4]2-(M=V,Mn,Fe)。它們只管通式同樣，但構(gòu)造不一樣。[V2(edt)4]2-中，每個(gè)釩原子四周有六個(gè)硫原子配位，經(jīng)過兩個(gè)V連線中心有三個(gè)互相垂直的2次軸；當(dāng)金屬為Mn和Fe時(shí)，M四周有五個(gè)硫原子配位，形成四方錐形排布，[M2(edt)4]2-離子有對稱中心。7-1畫出[V2(edt)4]2-的構(gòu)造（忽視氫原子）。7-2畫出[M2(edt)4]2-(M=V,Mn,Fe)的構(gòu)造（忽視氫原子）。7-3寫出[V2(edt)4]2-中釩的價(jià)電子組態(tài)。磁性測試表示，它顯扛磁性，簡述原由。7-4[M2(edt)4]2-可由MnCl2溶液和Na2(edt)溶液在空氣中反響獲取，寫出反響方程式第8題（11分）8-1以下化合物與乙胺均可發(fā)生親核取代反響，寫出親核取代反響的種類。8-2按親核取代反響進(jìn)行的快慢，對以上化合物（用字母表示）進(jìn)行排序（答題框中，數(shù)字1表示最快，5表示最慢）。123458-3判斷以下正離子（用字母表示）穩(wěn)固性的次序（答題框中，數(shù)字1表示穩(wěn)固性最高，5表示穩(wěn)固性最低）。12345第9題（9分）最近幾年來，我國有機(jī)化學(xué)家發(fā)展了一些新式的有機(jī)試劑，如氟化試劑CpFluors系列。在這些氟化試劑中，CpFluors-2與醇反響能夠高產(chǎn)率、高選擇性地生成氟化物：(提示：畫構(gòu)造簡式時(shí)可用Ar取代CpFlucr-2中的芬芳取代基)9-1簡要解說CpFluor-2中C-F鍵簡單斷裂的主要原由。9-2研究表示，反響系統(tǒng)中存在的痕量水能夠加速反響進(jìn)度，畫出CpFluor-2與水反響所得產(chǎn)物的構(gòu)造簡式。9-3畫出3-苯基丙醇氟化過程中三個(gè)重點(diǎn)中間體的構(gòu)造簡式。9-4研究表示，9-3的反響