歷年高中化學(xué)奧賽競(jìng)賽試題及答案

精選試題

歷年高中化學(xué)奧賽競(jìng)賽試題及答

案

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中國化學(xué)會(huì)第21屆全國高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（省級(jí)賽區(qū)）試題

（2007年9月16日9：00-12：00共3小時(shí)）

題號(hào)1234567891011總分

*7

滿分12610110128410129100

得分

評(píng)卷入

競(jìng)賽時(shí)間3小時(shí)。遲到超過半小時(shí)者不能進(jìn)考場(chǎng)。開始考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷（背

面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場(chǎng)。

試卷裝訂成冊(cè)，不得拆散。所有解答必須寫在指定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿紙?jiān)谧詈笠豁?

不得持有任何其他紙張。

姓名、報(bào)名號(hào)和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。

允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。

第1題（12分）

通常，硅不與水反應(yīng)，然而，弱堿性水溶液能使一定量的硅溶解，生成SiSH）,。

1-1已知反應(yīng)分兩步進(jìn)行，試用化學(xué)方程式表示上述溶解過程。

早在上世紀(jì)50年代就發(fā)現(xiàn)了CIV的存在，人們?cè)岢鲈撾x子結(jié)構(gòu)的多種假設(shè)，然

而，直至1999年，才在低溫下獲得該離子的振動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)光譜，并由此提出該離子的如下

結(jié)構(gòu)模型：氫原子圍繞著碳原子快速轉(zhuǎn)動(dòng)；所有OH鍵的鍵長相等。

1-2該離子的結(jié)構(gòu)能否用經(jīng)典的共價(jià)鍵理論說明？簡(jiǎn)述理由。

1-3該離子是（

A.質(zhì)子酸B.路易斯酸C.自由基D.親核試劑

2003年5月報(bào)道，在石油中發(fā)現(xiàn)了一種新的烷燒分子，因其結(jié)構(gòu)類似于金剛石，被稱

為“分子鉆石”，若能合成，有可能用做合成納米材料的理想模板。該分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下:

1-4該分子的分子式為;

1-5該分子有無對(duì)稱中心？

1-6該分子有幾種不同級(jí)的碳原子？

1-7該分子有無手性碳原子？

1-8該分子有無手性？

第2題（5分）

羥胺和用同位素標(biāo)記氮原子（ND的亞硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下：

NHZOH+HNQ-A+H20

MWH-HN'Oz-B+H2

A、B脫水都能形成弗0,由A得到MN0和NNP,而由B只得到NN'O。

請(qǐng)分別寫出A和B的路易斯結(jié)構(gòu)式。

第3題（8分）

X-射線衍射實(shí)驗(yàn)表明，某無水MgCk晶體屬三方晶系，呈層形結(jié)構(gòu)，氯離子采取立方最

密堆積（ccp）,鎂離子填滿同層的八面體空隙；晶體沿垂直于氯離子密置層的投影圖如下。

該晶體的六方晶胞的參數(shù)：a=,c=;p=?cm\

3-1以表示空層，A、B、C表示C1漓子層，a、b、c表示Mg??離子層，給出三方層型結(jié)

構(gòu)的堆積方式。

2計(jì)算一個(gè)六方晶胞中“MgCk”的單元數(shù)。

3假定將該晶體中所有八面體空隙皆填滿A或'離子，將是哪種晶體結(jié)構(gòu)類型？

第4題(7分)

化合物A是一種熱穩(wěn)定性較差的無水的弱酸鈉鹽。用如下方法對(duì)其進(jìn)行分析：將A與情

性填料混合均勻制成樣品，加熱至400C,記錄含A量不同的樣品的質(zhì)量損失(%),結(jié)果列

于下表：

樣品中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)20507090

樣品的質(zhì)量損失修

利用上述信息，通過作圖，推斷化合物A的化學(xué)式，并給出計(jì)算過程。

第5題(10分)

甲苯與干燥氯氣在光照下反應(yīng)生成氯化節(jié)，用下列方法分析粗產(chǎn)品的純度：稱取樣品，

與25磯4moi?1氫氧化鈉水溶液在100mL圓底燒瓶中混合，加熱回流1小時(shí)：冷至室溫,

加入50磯20%硝酸后，用?L硝酸銀水溶液處理，再用?L'NIhSCN水溶液滴定剩余的硝酸

銀，以硫酸鐵錢為指示劑，消耗了mLo

5-1寫出分析過程的反應(yīng)方程式。

5-2計(jì)算樣品中氯化節(jié)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)o

5-3通常，上述測(cè)定結(jié)果高于樣品中氯化羊的實(shí)際含量，指出原因。

5-4上述分析方法是否適用于氯本的純度分析？請(qǐng)說明理由。

第6題(12分)

在給定實(shí)驗(yàn)條件下，一元弱酸HA在苯(B)和水(W)的分配系數(shù)KD=[HA]B/[HA]產(chǎn)。已知

水相和苯相中HA的分析濃度分別為XIO”和X1071noi?匚)在水中，HA按HA*H+A解離，Ka=

X101；在苯中，HA發(fā)生二聚：2HA=(HA)”

6-1計(jì)算水相中各物種的濃度及pH。

6-2計(jì)算化合物HA在苯相中的二聚平衡常數(shù)。

6-3已知HA中有苯環(huán)，含義個(gè)分子，給出HA的化學(xué)名稱。

6-4解釋HA在苯中發(fā)生二聚的原因，畫出二聚體的結(jié)構(gòu)。

第7題(8分)

KC1Q熱分解是實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的一種方法。KC1G在不同的條件下熱分解結(jié)果如下：

實(shí)驗(yàn)反應(yīng)體系第一放熱溫度/℃第二放熱溫度/℃

AKClOa400480

BKClOj+FeA360390

CKC103+Mn02350

已知⑴K(s)+l/2Ck(g)=KCl(s)AH(1)=-437kJ-mol-1

1

(2)K(s)+l/2Cl2+3/202(g>=KC10,3(S)AH(2)=-398kJ?mol-

1

(3)K(s)+l/2Cl2+202(g)=KClOAs)AH(3)=-433kJ?mc-r

7-1根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出上述三個(gè)體系對(duì)應(yīng)的分解過程的熱化學(xué)方程式。

7-2用寫Mn(M崔化KC103分解制得的氧氣有輕微的刺激性氣味，推測(cè)這種氣體是什么，并

提出確認(rèn)這種氣體的實(shí)驗(yàn)方法。

第8題(4分)

用下列路線合成化合物3

反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物中仍含有未反應(yīng)的A和B。

8-1請(qǐng)給出從混合物中分離出C的操作步驟；簡(jiǎn)述操作步驟的理論依據(jù)。

8-2生成C的反應(yīng)屬于哪類基本有機(jī)反應(yīng)類型。

第9題(10分)

根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，醛基可和雙氧水發(fā)生如下反應(yīng)：

為了合成一類新藥，選擇了下列合成路線：

9-1請(qǐng)寫出A的化學(xué)式，畫出B、C、D和縮醛G的結(jié)構(gòu)式。

9-2由E生成F和F生成G的反應(yīng)分別屬于哪類基本有機(jī)反應(yīng)類型。

9-3請(qǐng)畫出化合物G的所有光活異構(gòu)體。

第10題（12分）

尿素受熱生成的主要產(chǎn)物與NaOH反應(yīng)，得到化合物A（三鈉鹽）。A與氯氣反應(yīng)，得到

化合物B,分子式C3N303cl3。B是一種大規(guī)模生產(chǎn)的化工產(chǎn)品，全球年產(chǎn)達(dá)40萬噸以上，我

國年生產(chǎn)能力達(dá)5萬噸以上。B在水中能持續(xù)不斷地產(chǎn)生次氯酸和化合物C,因此廣泛用于

游泳池消毒等。

10-1畫出化合物A的陰離子的結(jié)構(gòu)式。

10-2畫出化合物B的結(jié)構(gòu)式并寫出它與水反應(yīng)的化學(xué)方程式。

10-3化合物C有一個(gè)互變異構(gòu)體，給出C及其互變異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式。

10-4寫出上述尿素受熱發(fā)生反應(yīng)的配平方程式。

第11題（12分）

石竹烯（Caryophyllene,G5HG是一種含雙鍵的天然產(chǎn)物，其中一個(gè)雙鍵的構(gòu)型是反

式的，丁香花氣味主要是由它引起的，可從下面的反應(yīng)推斷石竹烯及其相關(guān)化合物的結(jié)構(gòu)。

反應(yīng)1：

反應(yīng)2：

反應(yīng)3：

反應(yīng)4：

石竹烯異構(gòu)體一異石竹烯在反應(yīng)1和反應(yīng)2中也分別得到產(chǎn)物A和B,而在經(jīng)過反應(yīng)3后卻

得到了產(chǎn)物C的異構(gòu)體，此異構(gòu)體在經(jīng)過反應(yīng)4后仍得到了產(chǎn)物Do

11-1在不考慮反應(yīng)生成手性中心的前提下，畫出化合物A、C以及C的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式；

11-2畫出石竹烯和異石竹烯的結(jié)構(gòu)式；

11-3指出石竹烯和異石竹烯的結(jié)構(gòu)差別。

第1題（12分）

-

1-1Si+40If=SiO?'+2H2（l分）SiO?+4H20=Si（OH）,+40Hzi分）

2-2-

若寫成Si+20H-+H20=Si03+2H2SiO3+3HQ=Si（OH）4+20H;

也得同樣的分。但寫成Si+4H2O=Si（OH）.,+2H2不得分。寫不寫l（沉淀）和t（氣

體）不影響得分。

1-2不能。（1分）

經(jīng)典共價(jià)鍵理論認(rèn)為原子之間通過共享電子對(duì)而成鍵。C為第二周期元素，只有4個(gè)

價(jià)層軌道，最多形成4個(gè)共價(jià)鍵。（1分）

理由部分：答“C原子無2d軌道，不能形成sp3d雜化軌道”，得1分；只答“C原

子沒有2d軌道”，得分；只答“C原子有4個(gè)價(jià)電子”，得分；答CH「中有一個(gè)三中

心二電子鍵，不得分（因按三中心二電子鍵模型，CH；離子的C-H鍵不等長）。

1-3A或質(zhì)子酸（多選或錯(cuò)選均不得分。）（2分）

1-4C26H如（分子式不全對(duì)不得分）（2分）

1-5有（1分）

1-63種（答錯(cuò)不得分）（1分）

1-7有（1分）

1-8無（1分）

第2題（6分）（每式3分）

對(duì)每一式，只寫對(duì)原子之間的連接順序，但未標(biāo)對(duì)價(jià)電子分布，只得1分；未給出立

體結(jié)構(gòu)特征不扣分；未標(biāo)出同位素符號(hào)不扣分，但B中將星號(hào)標(biāo)錯(cuò)位置扣分。

第3題（10分）

3-1???AcBCbABaCA???（5分）

大寫字母要體現(xiàn)出C1層作立方最密堆積的次序，鎂離子與空層的交替排列必須正確，

鎂離子層與氯離子層之間的相對(duì)位置關(guān)系（大寫字母與小寫字母的相對(duì)關(guān)系）不要求。必須

表示出層型結(jié)構(gòu)的完整周期，即至少寫出包含6個(gè)大寫字母、3個(gè)小寫字母、3

個(gè)空層的排列。若只寫對(duì)含4個(gè)大寫字母的排列，如“???AcB

CbA???”,得分。

3-2（3分）

Z的表達(dá)式對(duì)，計(jì)算過程修約合理，結(jié)果正確（^一，指出單元數(shù)為整數(shù)3）,得3分。

Z的表達(dá)式對(duì)，但結(jié)果錯(cuò)，只得1分。

3-3NaCl型或巖鹽型（2分）

第4題（7分）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，作圖如下：

由圖可見，樣品的質(zhì)量損失與其中A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)呈線性關(guān)系，由直線外推至A的質(zhì)量

分?jǐn)?shù)為100%，即樣品為純A,可得其質(zhì)量損失為機(jī)

作圖正確，外推得純A質(zhì)量損失為（±）%,得4分；作圖正確，得出線性關(guān)系，用

比例法求出合理結(jié)果，也得4分；僅作圖正確，只得2分。

樣品是熱穩(wěn)定性較差的無水弱酸鈉鹽，在常見的弱酸鹽中，首先考慮碳酸氫鈉，其分解

反應(yīng)為：2NaHC03=Na2C03+ll20f+CO2f該反應(yīng)質(zhì)量損失分?jǐn)?shù)為（+）/（2X）=%,

與上述外推所得數(shù)據(jù)吻合。化合物A的化學(xué)式是NaHC03o

根據(jù)所給條件并通過計(jì)算質(zhì)量損失，答對(duì)NaHCP得3分。答出NaHCO,但未給出計(jì)算過

程，只得1分。其他弱酸鈉鹽通過計(jì)算可排除，例如Na2c0a質(zhì)量損失分?jǐn)?shù)為%,等等。

第5題（10分）

5-1（4分）QH5cH2Cl+NaOH=CH5cH20H+NaCl

NaOH+HNO3=NaNO34-H2O（此式不計(jì)分）

AgN034-NaCl=AgClI+NaN（h

NH.iSCN4-AgN03=AgSCNI+NH4NO3

Fe3T+SCN=Fe（SCN）2+

每式1分;寫出正確的離子方程式也得滿分;最后一個(gè)反應(yīng)式寫成Fe3+3SCN=Fe（SCN）3

也可。

5-2（2分）樣品中氯化節(jié)的摩爾數(shù)等于AgNOa溶液中Ag+的摩爾數(shù)與滴定所消耗的NHBCN

的摩爾數(shù)的差值，因而，樣品中氯化茉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

3（C6H5cH2CI）X[XX100%=91%

算式和結(jié)果各1分；若答案為％,得分（91%相當(dāng)于三位有效數(shù)字，%相當(dāng)于四位

有效數(shù)字）。

5-3（2分）測(cè)定結(jié)果偏高的原因是在甲苯與CL反應(yīng)生成氯化節(jié)的過程中，可能生成少量

的多氯代物C6H5cHek和C6H￡CK,反應(yīng)物Ck及另一個(gè)產(chǎn)物HC1在氯化羊中也有一定的溶

解，這些雜質(zhì)在與NaOH反應(yīng)中均可以產(chǎn)生氯離子，從而導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高。

凡答出由以下情況導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高的均得滿分：1）多氯代物、Ch和HC1；2）多氯代物

和Ch；3）多氯代物和HC1；4）多氯代物。凡答出以上任何一種情況，但又提到甲苯的，只

得1分。若只答Ck和/或HC1的，只得1分。

5-4（2分）不適用。（1分）氯米中，C1原子與苯環(huán)共較，結(jié)合緊密，難以被0H關(guān)換下

來。（1分）

氯苯與堿性水溶液的反應(yīng)須在非?？量痰臈l件下進(jìn)行，而且氯苯的水解也是非定量的。

第6題（12分）

6-1（4分）HA在水中存在如下電離平衡：

HA=H+A-Aa=X10'

據(jù)題意，得如下3個(gè)關(guān)系式：[HA]+[A]=X10%oi?1/①

[H][Al/[HA]=X10M②

[H*]=[A-][H]=X101mol?L'③

三式聯(lián)立，解得：[A[=[H]=X104mol?L，[HA]=X103mol?L\[OH]

=X10"mol?LpH=-log[H]==

計(jì)算過程合理得分；每個(gè)物種的濃度分；pH分。

6-2（4分）HA的二聚反應(yīng)為：2HA=（HA）2

2

平衡常數(shù)^in=[（HA）2]/[HA]

苯相中，HA的分析濃度為3mol?L-l

2[（HA）2]+[HA]B=X10

根據(jù)苯-水分配常數(shù)，k[HAL/1HA]產(chǎn)

得[HA]u=[HA]W=X10*mol,L'

1

[（HA）2]=X10'mol-L

24322

Adi.-[（HA）2]/[HA]-XIO/XIO-）-XIO

計(jì)算過程合理得2分；單體及二聚體濃度正確各得分；平衡常數(shù)正確得1分（帶不

帶單位不影響得分）。

6-3（2分）HA的摩爾質(zhì)量為XXl（f）/X100=156（g/mol）,根據(jù)所給信息，推斷HA是

氯代苯甲酸。

156-77（心出）一45（竣基）=34,苯環(huán)上可能有氯，于是有156—76（C6H0—45（段基）=35,

因此HA是氯代苯甲酸。推算合理和結(jié)論各1分。

6-4（2分）在苯中，氯代苯甲酸相互作用形成分子間氫鍵；二聚體結(jié)構(gòu)如下：

原因與結(jié)構(gòu)各1分。

第7題（8分）

7-1（6分）

A第一次放熱：4KC16（s）=3KCIO4（s）+KC1（s）=-144kj/mol

第二次放熱：KC10.,（s）=KC1（s）+2（Ug）"=-4kj/mol

每個(gè)方程式1分。方程式寫錯(cuò)，不得分；未標(biāo)或標(biāo)錯(cuò)物態(tài)，扣分；未給出或算

借，扣分。第一次放熱過程，在上述要求的方程式外，還寫出2KC10Xs）-2KCl（s）+302（g）,

不扣分。

B第一次放熱、第二次放熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式均與A相同。（給出此說明，得分同

A）若寫方程式，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)同Ao

C2KC1O3（S）=2KC1（s）+3O2（g）°=-78kj/mol

方程式2分。方程式寫錯(cuò)，不得分；未標(biāo)或標(biāo)錯(cuò)物態(tài)，扣分；未給出△〃?；?/p>

算錯(cuò)，扣分。

7-2（2分）

具有輕微刺激性氣味的氣體可能是CU（1分）

實(shí)驗(yàn)方案：（1）將氣體通入HNJ酸化的AgNOs溶液，有白色沉淀生成；分）

（2）使氣體接觸濕潤的KI-淀粉試紙，試紙變藍(lán)色。分）

若答氣體為和/或C102,得1分；給出合理的確認(rèn)方案，得1分。

第8題（4分）

8-1（3分）

操作步驟：

第一步：將反應(yīng)混合物傾入（冰）水中，攪拌均勻，分離水相和有機(jī)相；（分）

笫二步：水相用乙酸乙酯等極性有機(jī)溶劑萃取2-3次后，取水相；分）

第三步：濃縮水相，得到C的粗產(chǎn)品。（1分）

理論依據(jù)：C是季鐵鹽離子性化合物，易溶于水，而A和B都是脂溶性化合物，不溶

于水。（1分）

未答出水相用有機(jī)溶劑萃取，不得第二步分：

未答濃縮水相步驟，不得第三步分；

未答出C是季筱鹽離子性化合物或未答出A和B都是脂溶性化合物，扣分。

8-2（1分）

A含叔胺官能團(tuán)，B為仲鹵代烷，生成C的反應(yīng)是胺對(duì)鹵代烷的親核取代反應(yīng)。（1分）

只要答出取代反應(yīng)即可得1分。

第9題（10分）

9-1（5分）AKMnOi或KzCrzO?或其他合理的氧化劑；MnO?、PCC、PDC>Jones試劑等不行。

A、B、C、D、和G每式1分,

化合物B只能是酸酊，畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分：

化合物C畫成

也得1分

化合物D只能是二醇，畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分；

化合物G畫成或只得分

9-2（2分）

由E生成F的反應(yīng)屬于加成反應(yīng);由F生成G的反應(yīng)屬于縮合反應(yīng)。（各1分）

由E生成F的反應(yīng)答為其他反應(yīng)的不得分；由F生成G的反應(yīng)答為“分子間消除反

應(yīng)”也得滿分，答其他反應(yīng)的不得分。

9-3（3分）

G的所有光活異構(gòu)體（3分）

應(yīng)有三個(gè)結(jié)構(gòu)式，其中前兩個(gè)為內(nèi)消旋體，結(jié)構(gòu)相同，應(yīng)寫等號(hào)或只寫一式；三個(gè)結(jié)構(gòu)

式每式1分；如果將結(jié)構(gòu)寫成4個(gè)，而沒有在內(nèi)消旋體之間寫等號(hào)的，或認(rèn)為此內(nèi)消旋體

是二個(gè)化合物的扣分；如果用如下結(jié)構(gòu)式畫G的異構(gòu)體，4個(gè)全對(duì)，得滿分。每錯(cuò)1個(gè)

扣1分，最多共扣3分。

第10題（12分）

10-1（2分）

畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分。

10-2（5分）

畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分。B（2分）

化合物B與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：

或C-303cl3+3H20=CaN30aH3+3HC10（3分）

方程式未配平得分；產(chǎn)物錯(cuò)不得分。

10-3（2分）

（2分，每個(gè)結(jié)構(gòu)式1分）

10-4（3分）

或3C0（NH2）2=C3N303H3+3NH3

方程式未配平只得分；產(chǎn)物錯(cuò)不得分。

第11題（9分）

11-1（3分）

A的結(jié)構(gòu)式：（1分）

A的結(jié)構(gòu)，必須畫出四元環(huán)并九元環(huán)的并環(huán)結(jié)構(gòu)形式；未畫出并環(huán)結(jié)構(gòu)不得分；甲基位

置錯(cuò)誤不得分。

C的結(jié)構(gòu)式：（1分）

C的結(jié)構(gòu)，必須畫出四元環(huán)并九元環(huán)的結(jié)構(gòu)形式；未畫出并環(huán)結(jié)構(gòu)不得分；環(huán)內(nèi)雙鍵的

構(gòu)型畫成順式不得分，取代基位置錯(cuò)誤不得分。

C的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式：（1分）

c異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)，必須畫出四元環(huán)并九元環(huán)的結(jié)構(gòu)形式；未畫出并環(huán)結(jié)構(gòu)不得分；環(huán)內(nèi)

雙鍵的構(gòu)型畫成反式不得分；取代基位置錯(cuò)誤不得分。

11-2（4分）石竹烯的結(jié)構(gòu)式：（2分）

石竹烯的結(jié)構(gòu)式，必須畫出四元環(huán)并九元環(huán)的結(jié)構(gòu)形式；未畫出并環(huán)結(jié)構(gòu)不得分；結(jié)構(gòu)

中有二個(gè)雙鍵，一個(gè)在環(huán)內(nèi)，一個(gè)在環(huán)外；九元環(huán)內(nèi)的雙鍵的構(gòu)型必須是反式的；雙鍵位置

正確得滿分；雙鍵位置錯(cuò)誤不得分；甲基位置錯(cuò)誤不得分。

異石竹烯的結(jié)構(gòu)式：（2分）

異石竹烯的結(jié)構(gòu)式，必須畫出四元環(huán)并九元環(huán)的結(jié)構(gòu)形式；未畫出并環(huán)結(jié)構(gòu)不得分；結(jié)

構(gòu)中有二個(gè)雙鍵，—個(gè)在環(huán)內(nèi)，個(gè)在環(huán)外；九元環(huán)內(nèi)的雙鍵的構(gòu)型必須是順式的；雙鍵位

置正確得滿分；雙鍵位置錯(cuò)誤不得分；甲基位置錯(cuò)誤不得分。

11-3（2分）

環(huán)內(nèi)雙鍵構(gòu)型不同，石竹烯九元環(huán)中的雙鍵構(gòu)型為反式的，異石竹烯九元環(huán)中的雙鍵構(gòu)

型為順式的。

石竹烯和異石竹烯的結(jié)構(gòu)差別：必須指出石竹烯九元環(huán)中的雙鍵構(gòu)型為反式的，異石竹

烯九元環(huán)中的雙鍵構(gòu)型為順式的；主要差別在于環(huán)內(nèi)雙鍵構(gòu)型的順反異構(gòu)：只要指出雙鍵構(gòu)

型的順反異構(gòu)就得滿分，否則不得分。

注：紅色字體為答案，藍(lán)色字體為評(píng)分說明。

中國化學(xué)會(huì)第22屆全國高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽（省級(jí)賽區(qū)）

試題、標(biāo)準(zhǔn)答案及評(píng)分細(xì)則

2008年9月18日

題號(hào)1234567891011總分

滿分14541051114971110100

評(píng)分通則：1.凡要求計(jì)算的，沒有計(jì)算過程，即使結(jié)果正確也不得分。

2有效數(shù)字錯(cuò)誤，扣分，但每大題只扣1次。

3單位不寫或表達(dá)錯(cuò)誤，扣分，但每大題只扣1次。

4只要求1個(gè)答案、而給出多個(gè)答案，其中有錯(cuò)誤的，不得分。

5方程式不配平不得分。

6不包括在此標(biāo)準(zhǔn)答案的分的題，可由評(píng)分組討論決定是否給分。

第1題（14分）

1-1EDTA是乙二胺四乙酸的英文名稱的縮寫，市售試劑是其二水合二鈉鹽。

（1）畫出EDTA二鈉鹽水溶液中濃度最高的陰離子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。

，ooc、

CH2

H2HH2

W'c"V、cocr

H2HH2|

H2C、

COO(2分)

?HG

答(■OOCCH2)2NCH2CH2N(CH2COO)2或CH2NH(CH2COO)<得2分，質(zhì)子

HeJ2

必須在氮原子上。

(2)Ca(EDTA)2溶液可用于靜脈點(diǎn)滴以排除體內(nèi)的鉛。寫出這個(gè)排鉛反應(yīng)的化學(xué)方程

式(用Pb?.表示鉛)。

Pb2>+Ca(EDTA)2=Ca2t+Pb(EDTA)2(1分)

(3)能否用EDTA二鈉鹽溶液代替Ca(EDTA)2溶液排鉛？為什么？

不能。若直接用EDTA二鈉鹽溶液，EDTA陰離子不僅和Pb"反應(yīng)，也和體內(nèi)的Ca?,結(jié)合

造成鈣的流失。(答案和原因各分，共1分)

1-2氨和三氧化硫反應(yīng)得到一種晶體，熔點(diǎn)205℃,不含結(jié)晶水。晶體中的分子有一個(gè)三重

旋轉(zhuǎn)軸，有極性。畫出這種分子的結(jié)構(gòu)式，標(biāo)出正負(fù)極。

硫氧鍵畫成雙鍵或畫成S-0,氮疏鍵畫成N-S,均不影響得分。結(jié)構(gòu)式1分，正負(fù)號(hào)1分。

答ILNSO3、HaN-Sa,等不得分。正確標(biāo)出了正負(fù)號(hào)，如+H3NSO3、+HM-S03得1分。其他符

合題設(shè)條件(有三重軸，有極性)的結(jié)構(gòu)，未正確標(biāo)出正負(fù)極，得1分，正確標(biāo)出正

負(fù)極，得2分。

1-3Na2[Fe(CN)5(N0)]的磁矩為零，給出鐵原子的氧化態(tài)。Na2[Fe(CN)5(NO)]是鑒定S2的

試劑，二者反應(yīng)得到紫色溶液，寫出鑒定反應(yīng)的離子方程式。

Fe(II)答II或+2也可(2分)

224

[Fe(CN)5(NO)]+S=[Fe(CN)5(NOS)]配合物電荷錯(cuò)誤不得分(1分)

1-4CaSOi?2H2O微溶于水，但在HNOs(1molL%HC1O.(1molL)中可溶。寫出

能夠解釋CaSO,在酸中溶解的反應(yīng)方程式。

CaSO<+=Ca24+HSO,(1分)

寫成2CaSO,+2HNO3=Ca(NO3)2+Ca(HSOi)2也得分。高氯酸同。答案若生成H2soi

不得分。

1-5取質(zhì)量相等的2份PbSOi(難溶物)粉末,分別加入州。3(3molL')和HCUh(3mol

L'),充分混合，PbSO,在HNC3能全溶，而在HClOi中不能全溶。簡(jiǎn)要解釋PbS分在HN6

中溶解的原因。

Pb?+與N03形成絡(luò)離子(配離子或配合物)。(1分)

寫方程式也可，如PbSOd+II'+N03-=HSO；+Pb(N03)\若將絡(luò)離子(配離子或配合物)

寫成Pb(NO3)2或Pb(N(h)3也得分，但方程式須配平。

1-6X和Y在周期表中相鄰。CaCOj與X的單質(zhì)高溫反應(yīng)，生成化合物B和一種氣態(tài)氧化物；

B與Y的單質(zhì)反應(yīng)生成化合物C和X的單質(zhì)；B水解生成D；C水解生成E,E水解生成

尿索。確定B、C、D、E、X和Y。

B:CaGC:CaCN2D:C2H2或Ca(OH)2E:NH￡N[C(NH)2也可]

X:CY:N

(各分，共3分)

第2題(5分)化合物X是產(chǎn)量大、應(yīng)用廣的二元化合物，大量用作漂白劑、飲水處理劑、

消毒劑等。年產(chǎn)量達(dá)300萬噸的氯酸鈉是生產(chǎn)X的原料，92%用于生產(chǎn)X—在酸性水溶液中

用鹽酸、二氧化硫或草酸還原。此外，將亞氯酸鈉固體裝柱，通入用空氣稀釋的氯氣氧化，

也可生產(chǎn)X。X有極性和順磁性，不形成二聚體，在堿性溶液里可發(fā)生歧化反應(yīng)。

2-1寫出X的分子式和共挽冗鍵(

C102泊(各1分，共2分)

2-2分別寫出上述用草酸還原和用氯氣氧化生產(chǎn)X的反應(yīng)方程式。

2C103+H2c2?！?2H'=2C102+2C02+2H2O(1分)

或2NaC103+H2C2O4+H2so產(chǎn)2C102+2CO2+Na2s0」+2H20

2NaC102+Cl2=2cIQ+2NaCl(1分)

NaClA是固體，寫成CIO2，不得分。

2-3寫出上述X歧化反應(yīng)的化學(xué)方程式。

2C1O2+2NaOH=NaC102+NaC103+H20(1分)

或2cIQ+20H=CIO2+C103+H2O

第3題(4分)甲醛是一種重要的化工產(chǎn)品，可利用甲醇脫氫制備，反應(yīng)式如下:

催化劑，700℃

1

CH30H(g)>CH2O(g)+H2(g)ArW?=kJmol'(1)

向體系中通入空氣，通過以下反應(yīng)提供反應(yīng)(1)所需熱量：

H2(g)+/Mg)------->H20(g)kJnol'(2)

要使反應(yīng)溫度維持在700℃,計(jì)算進(jìn)料中甲醇與空氣的摩爾數(shù)之比。己知空氣中氧氣的體積

分?jǐn)?shù)為。

要使反應(yīng)維持在一定溫度持續(xù)進(jìn)行，應(yīng)保證反應(yīng)(2)放出的熱量恰好被反應(yīng)(1)全部利

用，則:

甲醇與氧氣的摩爾比為：〃(C%OH):n(02)=(2/=(2分)

甲醇與空氣的摩爾比為：〃(CLOH):〃(空氣)=/5=(2分)

答成或得分。

答(寫)成1:也得2分。

考慮到實(shí)際情況，將上式的等號(hào)寫成小于或小于等于，得2分。

算式合理，結(jié)果錯(cuò)誤，只得1分。只有結(jié)果沒有計(jì)算過程不得分。

第4題(10分)(CN)2被稱為擬鹵素，它的陰離子CN作為配體形成的配合物有重要用途。

4-1HgCL和Hg(CN)2反應(yīng)可制得(CN)2,寫出反應(yīng)方程式。

HgCL+Hg(CN)2=HgzCb+(CN)2(1分)

4-2畫出CN、(CN)2的路易斯結(jié)構(gòu)式。

[:C=N：]一：N三c一C三N：(各1分，共2分)

短線畫成電子對(duì)同樣得分；不畫孤對(duì)電子不得分。

4-3寫出(CN)2(g)在5(g)中燃燒的反應(yīng)方程式。

(CN)2(g)+202(g)=2c(Ug)+N2(g)(1分)

不標(biāo)物態(tài)也可。

4-4298K下，(CN)2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃燒熱為1095kJmolC扎(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾燃

l

燒熱為1300kJmol1,C2H2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焰為227kJmol,H20(1)的標(biāo)準(zhǔn)摩

爾生成婚為286kJmol1,計(jì)算(CN)2(g)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成烙。

(CN)2(g)+202(g)=2c02(g)+N2(g)

23A(CO.)△/[(CN)J=1095kJmol1

l

2At?(CO2)=1095kJmol+Afj%[(CN)2]

C2H2(g)+(g)=2c02(g)+映⑴

1

2A以(C02)+八"(H20)Af/4(C2H2)=1300kJmol_

1

(C02)=1300kJmol'+286kJmol'+227kJmol

11

△[(CN)2]=1095kJmol1300kJmol'+286kJmol'+227kJmol

=308kJmol1(2分)

計(jì)算過程正確計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤只得1分。沒有計(jì)算過程不得分。

△陽E(CN)2]=10951300+286+227=308(kJmol')也可以。

但不加括號(hào)只得分。

4-5(CN”在300~500℃形成具有一維雙鏈結(jié)構(gòu)的聚合物，畫出該聚合物的結(jié)構(gòu)。

\

???...(2分)

???|||???

“NNN

也得2分。但畫成只得1分。

4-6電鍍廠向含制化物的電鍍廢液中加入漂白粉以消除有毒的CN,寫出化學(xué)方程式（漂

白粉用C10表示）。

2CN+5C10+HzO=2HC03+N2+5C1（2分）

產(chǎn)物中寫成c（V只要配平，也得分。

第5題（5分）1963年在格陵蘭Ika峽灣發(fā)現(xiàn)一種水合碳酸鈣礦物ikaite。它形成于冷的

海水中，溫度達(dá)到8（即分解為方解石和水。1994年的文獻(xiàn)指出：該礦物晶體中的Cd?.離子

被氧原子包圍，其中2個(gè)氧原子來自同一個(gè)碳酸根離子，其余6個(gè)氧原子來自6個(gè)水分子。

它的單斜晶胞的參數(shù)為：3=887pm,b=823pm,c=1102pm,￡二°,密度gcm3,

Z=4o

5-1通過計(jì)算得出這種晶體的化學(xué)式。

ikaite晶胞體積：

V=abcsin=1021cm3）0=1022cm3（分）

設(shè)晶胞中含有〃個(gè)水分子，晶胞的質(zhì)量：m-\（100+18〃）/NK（g）（分）

晶體密度：d=m/V=4（100+18ri）/（1023102）（gcmJ）=gcm3

100+18〃=208〃=6分）

該晶體的化學(xué)式為CaCQ36Ha分）

算出6個(gè)水分子，未寫化學(xué)式，得分。

5-2研究了這種晶體在加壓下受熱膨脹體積增大的情形，并與冰及鈣離子配位數(shù)也是8的

二水合石膏晶體（gypsum）作了對(duì)比，結(jié)果如下圖所示（縱坐標(biāo)為相對(duì)體積）：

為什么選取冰和二水合石膏作對(duì)比？實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明什么？

Ikaite在冷水中形成，而且含有大量結(jié)晶水，分解溫度又接近冰的熔點(diǎn)，可能與冰的

結(jié)構(gòu)有相似性，故選取冰作參比物；分）

石膏是帶結(jié)晶水的鈣的含氧酸鹽，而且鈣的配位數(shù)也是8,可能與ikaite結(jié)構(gòu)相似，

故選取石膏作參比物。分）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明ikaite的結(jié)構(gòu)跟冰相似。（1分）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果，說明含水的摩爾分?jǐn)?shù)越大膨脹越大，可以得分。

5-3這種晶體屬于哪種類型的晶體？簡(jiǎn)述理由。

分子晶體。分）

答混合型晶體不得分。

晶體分解溫度接近冰的熔點(diǎn)，體積隨溫度的變化趨勢(shì)也接近冰，可認(rèn)為晶體中的化學(xué)

微粒是CaC（h6H20,它們以分子間作用力（氫鍵和范德華力）構(gòu)成晶體。分）

第6題（11分）在90（TC的空氣中合成出一種含鐲、鈣和缽（摩爾比2:2:1）的復(fù)合氧

化物，其中錦可能以+2、+3、+4或者混合價(jià)態(tài)存在。為確定該復(fù)合氧化物的化學(xué)式，進(jìn)行

如下分析：

6-1準(zhǔn)確移取mLmolL?的草酸鈉水溶液，放入錐形瓶中，加入25mL蒸館水和5血,6mol

L?的HNO3溶液，微熱至60~70℃,用KMnO」溶液滴定，消耗mL。寫出滴定過程發(fā)生的

反應(yīng)的方程式；計(jì)算KMn（h溶液的濃度。

2MnO,+5c+16H'=2Mn'+10C02+8H20（1分）

KUnOi溶液濃度：（2/5）/=（molL*）（1分：

反應(yīng)方程式反應(yīng)物GO產(chǎn)寫HzC。，只要配平，也得1分。下同。

6-2準(zhǔn)確稱取g復(fù)合氧化物樣品，放入錐形瓶中，加mL上述草酸鈉溶液和30mL6moiL?

的HN（h溶液，在60~70℃下充分搖動(dòng)，約半小時(shí)后得到無色透明溶液。用上述KMnO,溶

液滴定，消耗mLo根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果推算復(fù)合氧化物中錦的價(jià)態(tài)，給出該復(fù)合氧化物的化

學(xué)式，寫出樣品溶解過程的反應(yīng)方程式。已知La的原子量為。

根據(jù)：化合物中金屬離子摩爾比為La:Ca:Mn=2:2:1,翎和鈣的氧化態(tài)分別

為+3和+2,鐳的氧化態(tài)為+2~+4,初步判斷

復(fù)合氧化物的化學(xué)式為LazCazMna.,,其中x=0~1。（1分）

滴定情況：

加入C2O42總量：mLmolL1=nunol分）

樣品溶解后，滴定消耗高鎰酸鉀；mLmolL1-mmol分）

樣品溶解后剩余C2O/量：nmol5/2=mmol分）

樣品溶解過程所消耗的CzOj量：mmolmmol=mmol分）

若將以上過程合并，推論合理，結(jié)果正確，也得2分。

在溶樣過程中，CA2變?yōu)镃6給出電子：

2mmol=mmol分）

有兩種求解x的方法：

（1）方程法：

復(fù)合氧化物（LafeMnOft.）樣品的物質(zhì)的量為：

g/[+x）gmol*]分）

LaEazMnO-中，銃的價(jià)態(tài)為：[2（6+?2322]=（2+2x）（1

分）

溶樣過程中缽的價(jià)態(tài)變化為：（2+2x2）=2x分）

鐳得電子數(shù)與C2（V給電子數(shù)相等：

2xg/[+x）gmol[=2103mol（1分）

x=1分）

如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合理，結(jié)果正確，也得分；如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合

理但結(jié)果錯(cuò)誤，得2分；推導(dǎo)錯(cuò)誤，即便結(jié)果吻合，也不得分。

（2）嘗試法

因?yàn)槿軜舆^程消耗了相當(dāng)量的C2（",可見缽的價(jià)態(tài)肯定不會(huì)是+2價(jià)。若設(shè)銃的價(jià)

態(tài)為+3價(jià)，相應(yīng)氧化物的化學(xué)式為，此化學(xué)式式量為gmo『，稱取樣品的物質(zhì)的量為:

g/gmol1）=101mol分）

在溶樣過程中缽的價(jià)態(tài)變化為

103mol/（8.62810'mol）=（0.5分）

鎰在復(fù)合氧化物中的價(jià)態(tài)為：2+=（0.5分）

與3差別很大，+3價(jià)假設(shè)不成立；分）

而結(jié)果提示Mn更接近于+4價(jià)。分）

若設(shè)Mn為+4價(jià)，相應(yīng)氧化物的化學(xué)式為LaEazMnO?,此化學(xué)式式量為g

鋅在復(fù)合氧化物中的價(jià)態(tài)為：

2+2103//=4分）

假設(shè)與結(jié)果吻合，可見在亞合氧化物中，Mn為14價(jià)。分）

如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合理，結(jié)果正確，也得分；如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合

理但結(jié)果錯(cuò)誤，得2分；推導(dǎo)錯(cuò)誤，即便結(jié)果吻合，也不得分。

該復(fù)合氧化物的化學(xué)式為La2Ca2MnO7（1分）

溶樣過程的反應(yīng)方程式為：

322

La2Ca2MnO7+C20/+14H'=2La'+2Ca*+Mn'+2c0」+7H20（1分）

未經(jīng)計(jì)算得出La2Ca2Mn07,方程式正確，只得方程式的1分。

第7題（14分）AXi四面體（A為中心原子，如硅、楮；X為配位原子，如氧、硫）在無機(jī)

化合物中很常見。四面體T]按下圖所示方式相連可形成一系列“超四面體”（12、T3*??）：

IT2

7-1上圖中TI、T2和T3的化學(xué)式分別為AX】、AX。和A10X20,推出超四面體T’的化學(xué)式。

,超四面體的化學(xué)式為AWU（1分）

7-2分別指出超四面體T3、L中各有幾種環(huán)境不同的X原子，每種〉:原子各連接幾個(gè)A原

子？在上述兩種超四面體中每種X原子的數(shù)目各是多少？

T3超四面體中，有3種不同環(huán)境的X原子。（1分）

其中4個(gè)X原子在頂點(diǎn)上，所連接A原子數(shù)為1；分）

12個(gè)X原子在超四面體的邊上，所連接A原子數(shù)為2；分）

4個(gè)原子在超四面體的面上，所連接A原子數(shù)為3。（1分）（共3分）

「超四面體中有5種不同環(huán)境的X原子。（2分）

其中4個(gè)X原子在頂點(diǎn)上，所連接A原子數(shù)為1：分）

12個(gè)X原子在超四面體的邊上但不在邊的中心，所連接A原子數(shù)為2；分）

6個(gè)X原子在超四面體的邊的中心，所連接A原子數(shù)為2；分）

12個(gè)原子在超四面體的面上，所連接A原子數(shù)為3；分）

1個(gè)在超四面體的中心，所連接A原子數(shù)為4。（1分）

（共5分）

7-3若分別以“、T2.%、T.i為結(jié)構(gòu)單元共頂點(diǎn)相連（頂點(diǎn)X原子只連接兩個(gè)A原子），形成

無限三維結(jié)構(gòu)，分別寫出所得三維骨架的化學(xué)式。

化學(xué)式分別為AX2,A..X8,A.OX18,A20X33O（每式分，共2分）

答分別為