我爱奥赛网第二届我爱奥赛杯高中化学竞赛试题文档格式.docx

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评卷人

●竞赛时间3小时。

迟到超过30分钟者不能进考场。

开始考试后1小时内不得离场。

时间到，把试卷（背面朝上）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。

●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。

第1题（6分）

物质除了常见的气态（gas），固态（solid），液态（liquid）之外，还有第四种状态：

超临界流体（SCF,supercriticalfluid）状态，近年来超临界状态以其独特的性质作为反应溶剂或介质，得到了广泛的研究和应用。

超临界水是研究的热点之一。

1、以下是水在不同温度和压强下的状态示意图，试用gas，solid，liquid，SCF标出各区域代表的状态。

2、已知常温常压下水的摩尔熵值为S1,超临界状态下水的摩尔熵值为S2,比较S1,S2的大小。

3、Gobuty等人利用红外光谱研究了高温水中氢键的存在和温度的关系，得出在298-773K的温度范围内氢键度X与温度T的关系为近似为线性关系，298K时，水中氢键约为冰中氢键的59.2%,673K时，水中氢键约为冰中氢键的26.7%,试推测X,T的关系。

4、试说明研究超临界水体系反应的重要意义

第2题（11分）

已知：

A,B,C,D,E为同一元素的氧化物。

F为一种常见的盐。

1、液态A中存在两种离子

2、金属钠与液态A反应可生成F和B，残留在A中的B和A可结合生成C，使溶液成蓝绿色

3、A和E在一定条件下可以互相转化

4、E和臭氧反应可以得到D

回答下列问题

（1）写出A,B,C,D，E的化学式及并画出他们的结构

（2）由A到E转化，需要怎样的条件？

（3）写出E和臭氧反应生成D的方程式

（4）试提出金属钠与A反应的原理

第3题（4分）

网络学习和论坛讨论问题是目前很多同学新的学习途径，有网友在学习配合物知识时，经常见到铜、锌等元素的氨配合物，但是没有见到过铁的氨配合物，于是在“我爱奥赛网”的论坛上，发贴提问：

存在铁的氨配合物吗？

很多网友跟贴回答这个问题，现在请你帮助这位网友解决问题。

第4题（9分）

40年前，美国CaseWesternReserve大学的，G.A.Dlah教授实验室中的研究人员J.Lukas无意中将圣诞节晚会上用过的蜡烛扔进X与SbF5的混合溶液中，1Hnmr谱图显示该溶液中竟然稳定的存在异丁基碳正离子，实在魔力无穷，于是将此类溶液命名为MagicAcid，即魔酸或超强酸，其酸性比100%浓硫酸强几千亿倍。

X可由CaF2与发烟硫酸在523K下反应，经蒸馏制得，X中含F元素为19%，

1、液态的X中存在自偶电离平衡，写出电离的方程式

2、X与B（OH）3作用，可以得到产物Y和一种常见酸Z，Y为平面结构，写出反应方程式

3、SO2与F2反应得到产物W，W在碱性条件下水解可得到X，X进一步水解可以得到两种常见酸Z和E。

写出涉及的三个反应方程式

4.将异丁醇溶于X与SbF5形成的超强酸中，可形成稳定的异丁基碳正离子，试用方程式表示此过程。

在水溶液中异丁基碳正离子能稳定存在吗？

第5题（12分）

以下是某一类重要的铂配合物的生产方法，用NaOH调节氯铂酸溶液至pH=12,煮沸2小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调节pH至5，得到黄色沉淀（A），洗涤，干燥后备用。

原子吸收光谱测量配合物（A）中铂含量为65.22%，失重分析实验得到两个阶段，120℃-300℃之间失重为24.09%,300℃-600℃第二次失重过程为10.70%。

1．写出该铂配合物的化学式和合成该配合物的方程式。

2．通过计算，写出第一次失重和第二次失重后的含铂产物的化学式。

3．X射线电子能谱分析表明，该配合物中存在两种Pt-O键，试画出该配合物的结构

第6题（10分）

自组装晶体包合物在医药、新材料等高技术领域有广泛的应用前景。

如晶体A，其化学式为[（C2H5）4N+Cl-﹒2（NH2）2CO]，是一种典型的自组装晶体包合物。

下图为研究该晶体结构时选定的一个结构单元：

1、试在上图中用*标出所有氯离子的位置

2、尿素分子可形成二聚体，四聚体，试画出尿素二聚体，和四聚体的结构。

形成多聚分子后发现能量与以单分子存在形式相比显著降低，试解释原因。

3、指出晶体内存在一些什么类型的作用力。

4、描述晶体A的晶体结构（50字以内）

第7题（共8分）

纳米结构材料由于晶粒尺寸小，比表面积大，量子效应明显，因而具有优异的物理化学性能。

金属醇盐水解法是制备纳米粉体的有效方法，有机电解合成制备的金属醇盐，可直接作为溶胶凝胶法制备纳米材料的前驱体，后处理容易，对环境污染少。

以下是一种铅醇盐配合物的电化学合成的主要装置：

产物经元素分析得各元素的质量分数为（%）：

Pb　41.81%　C　33.93%　H　4.88%

回答下面问题：

（1）写出产物的化学式____________________________

（2）写出两极反应式和总反应式：

阳极：

　__________________________________________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

阴极：

__________________________________________________

总反应：

__________________________________________________

第8题（10分）

1、分子式为C7H14O的手性醇，经催化氢化吸收一分子氢后得到一个新的非手性醇。

写出醇的可能结构。

2、烃A的含氢量为7.7%,分子量在300以下，且能使Br2-CCl4和稀冷KMnO4溶液褪色，在温和条件下，1molA催化加氢可以加1mol氢分子，若用KMnO4酸性溶液氧化，则仅得到一种二元酸B,B的一溴取代物只有一种。

试推出该化合物A的可能结构，并命名。

第9题（共10分）

香料M可由下列方法合成，试回答问题

1.命名香料M________________________________

2.写出A,B,C,D,E的结构简式，以及条件F的内容

3.加入试剂

的目的是什么？

第10题（9分）

软锰矿是最重要的锰矿石，主要成为为MnO2，不但在工业上有重要用途，如合金工业，干电池制造等等，在中学化学中也用途广泛，如制备氧气，氯气的催化剂。

为了分析软锰矿中MnO2的含量，科研人员称取0.1226g软锰矿矿石，与氧化剂KClO3混和，在KOH介质中加强热，得到一种绿色的化合物，加水溶解，通CO2，得到紫红色溶液和黑色不溶物，过滤，用0.1050mol/L的Fe2+标准溶液滴定该溶液，用去24.20mL.（认为软锰矿中的杂质不参与反应）

1．写出上述过程中涉及的反应方程式

2．操作中通CO2的目的是什么？

3．计算该软锰矿中MnO2的含量

第11题（共11分）

2004年美国火星探测车在火星大气层分析到了A气体。

A不太稳定，由三种短周期元素组成，其各元素的摩尔分数相等。

A可由粉末状的KSCN与浓硫酸微热得到（产物中只有A是气体）。

已知A的沸点223.4K，汽化热为18.62kJ/mol。

当温度为00C时，A的密度是压强的函数。

有人在00C时测得了如下数据：

P/atm

0.2

0.4

0.6

0.8

d/g·

L-1

0.5338

1.082

1.6365

2.2056

1．试根据计算确定A的结构简式，指出分子的极性情况和中心原子的杂化形态。

2．写出制备A的化学反应方程式。

3.A也可由二元化合物B与SO3反应得到。

已知B的沸点319.4K，汽化热为27.61kJ/mol，B作溶剂的沸点升高常数为Kb=2.335K·

kg·

mol-1。

A和B是等电子体。

试写出B与SO3反应制备A的化学反应方程式。

（注：

沸点升高常数可以表示为Kb=R（Tb*）2M/ΔvapH°

m）

4.试推测火星表面的温度，简述你的理由。

“我爱奥赛网”第二届我爱奥赛杯参考答案

一、（6分）1、

（1分，错一个全扣）

2、能量状态越高，摩尔熵变增大，S1<

S2（1分）

3、x=-0.000868T+0.851（2分）

4、

（1）可以进行一些在通常条件下不能进行的反应

（2）产物作为水，可以不除去（3）绿色，环保，无污染。

（2分，说出两点即给满分）

二、（11分）

（1）A：

N2O4B：

NOC：

N2O3D：

N2O5

E：

NO2

（分子式、结构式各0.5共5分）

（2）由A到E，需要高温低压（1分）

（3）2NO2+O3==N2O5+O2（2分,无氧气不得分）

（4）A自偶电离生成NO+和NO3-,钠电子转移给NO+,放出NO

或用方程式表示N2O4==NO++NO3-Na+NO+==Na++NO（3分）

三、（4分）1、水溶液体系里，氨水显碱性，而三价铁和二价铁氢氧化物溶度积均很小，不管是三价铁还是二价铁都会生成氢氧化物沉淀。

（2分）

2、不常见并不代表不存在，铁的氨配合物可能在非水溶剂中制备（注：

实际上是存在的）。

（2分）

四、（9分）1、2FSO3HFSO3H2++FSO3-（1分）

2、B（OH）3+3FSO3HBF3+3H2SO4（1分）

3、SO2+F2SO2F2

SO2F2+OH-FSO3H+F-

FSO3H+H2OH2SO4+HF（3分,每个一分）

H+

-H2O

HSO3F·

SbF5

4.

（CH3）3COH（CH3）3COH2+（CH3）3C++H3O+

（2分,方程式表达意思对即可）

不能稳定存在，易被水溶剂化，或和水结合，或水解（1分）

五、（12分）1、H2Pt（OH）6或Pt（OH）4（H2O）2（2分）

（2分，每个一分）

2、PtO2,Pt（4分，过程略）

3、

（4分,各2分）

六、（10分）1、

（1分）

2、二聚体

四聚体

形成平面共扼体系，或大Π键使体系能量降低（1分）

3、氢键，范德华力（分子间作用力），静电引力（2分）

4、氯离子和尿素分子形成一个平面网状结构，四乙基铵离子嵌在层与层之间。

七、（8分）

（1）Pb（OC2H5）2（CH3COCHCOCH3）2或Pb（CH3COCHCOCH3）2（OC2H5）2

如简写成Pb（OEt）2（acac）2亦可。

（4分）

思路：

可由各元素的质量分数求出Pb数为1，C数为14，H数为24，O数为6。

设配体中有x个来自乙醇，y个来自乙酰丙酮，则据C数和O数可得：

2x=5y=14，x+2y=6。

解得x=y=2。

（2）阳极：

Pb＝Pb4+＋4e－

阴极：

2CH3CH2OH＋2e－＝2CH3CH2O－＋H2

2CH3COCH2COCH3＋2e-＝2（CH3COCHCOCH3）-＋H2

　总反应：

Pb＋2CH3CH2OH＋2CH3COCH2COCH3＝Pb（OC2H5）2（CH3COCHCOCH3）2+2H2

（4分，每个1分）

八、（10分）1、CH3CH2CH（CH=CH2）CH2CH2OHCH3CH2CH2CH（CH2CH=CH2）OH

CH3CH2CH2CH（CH=CHCH3）OHCH3CH（CH3）CH（C（CH3）=CH2）OH

CH3CH2C（CH=CH2）（CH3）CH2OH（5分，每个一分）

2、分析：

经计算C,H比为1;

1,设为CxHx,由题意知含一双键和苯环（设为y个），故不饱和度为：

（2x+2-x）/2=1+4y，有x=8y

若y=1时，x=8,苯乙烯不符合

若y=2时,x=16,C16H16，结构如下，符合

（4分）

1，2-二对甲苯基乙烯1分

若y=3，x=24，分子量大于300，不符合。

九、（10分）1、Z-4-庚烯醇或顺式-4-庚烯醇（2分）

2、

FH2/Pd,BaSO4（6分,各1分）

3、保护醇羟基（2分）

十、（9分）1．

3MnO2+KClO3+6KOH=3K2MnO4+KCl+3H2O

3MnO42-+2H2O=MnO2+2MnO4-+4OH-

或3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2+2K2CO3

MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O（3分，各1分）

2.酸化溶液，促使锰酸根歧化（2分）

3．

1MnO2—1MnO42-—2/3MnO4-—10/3Fe2+

110/3

0.1226x/86.940.1050×

0.02420

X=54.05%（4分）

十一、（11分）1．以P-d/P作图，然后外推得M=60.0g/mol，加之是硫元素和另外两种元素，且原子比为1:

1:

1，所以是COS。

（2分）

极性分子（1分）；

C：

sp杂化。

（1分）

2．KSCN+2H2SO4+H2O

KHSO4+NH4HSO4+COS↑（2分）

3．

=2.335K·

mol-1

M=76g/mol，所以为CS2（2分）

CS2+3SO3

COS+4SO2（1分）

4．火星表面温度低，若较高，COS会分解。