中国化学奥林匹克竞赛初赛试题精排版.docx
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中国化学奥林匹克竞赛初赛试题精排版
中华人民共和国化学奥林匹克初赛试题
第1题（6分）合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反映而得。
涉及重要反映如下：
（1）CH4（g）＋H2O（g）→CO（g）＋3H2（g）
（2）2CH4（g）＋O2（g）→2CO（g）＋4H2（g）
（3）CO（g）＋H2O（g）→H2（g）＋CO2（g）
假设反映产生CO所有转化为CO2，CO2被碱液完全吸取，剩余H2O通过冷凝干燥除去。
进入合成氨反映塔原料气为纯净N2和H2。
1-1为使原料气中N2和H2体积比为1∶3，推出起始气体中CH4和空气比例。
设空气中O2和N2体积比为1∶4，所有气体均按抱负气体解决。
1-2计算反映
（2）反映热。
已知：
（4）C（s）＋2H2（g）→CH4（g）ΔH4＝－74.8kJmol－1
（5）C（s）＋1/2O2（g）→CO（g）ΔH5＝－110.5kJmol－1
第2题（5分）连二亚硫酸钠是一种惯用还原剂。
硫同位素互换和核磁共振实验证明，其水溶液中存在亚硫酰自由基负离子。
2-1写出该自由基负离子构造简式，依照VSEPR理论推测其形状。
2-2连二亚硫酸钠与CF3Br反映得到三氟甲烷亚磺酸钠。
文献报道，反映过程重要涉及自由基产生、转移和湮灭（生成产物）三步，写出三氟甲烷亚磺酸根形成反映机理。
第3题（6分），科学家通过计算预测了高压下固态氮一种新构造：
N8分子晶体。
其中，N8分子呈首尾不分链状构造；按价键理论，氮原子有4种成键方式；除端位以外，其她氮原子采用3种不同类型杂化轨道。
3-1画出N8分子Lewis构造并标出形式电荷。
写出端位之外N原子杂化轨道类型。
3-2画出N8分子构型异构体。
第4题（5分）6月18日，创造开夫拉（Kevlar）波兰裔美国女化学家StephanieKwolek谢世，享年90岁。
开夫拉强度比钢丝高5倍，用于制防弹衣，也用于制从飞机、装甲车、帆船到手机各种部件。
开夫拉可由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成。
4-1写出用构造简式表达生成链状高分子反映式。
4-2写出开夫拉高分子链间存在3种重要分子间作用力。
第5题（7分）环戊二烯钠和氯化亚铁在四氢呋喃中反映，或环戊二烯与氯化亚铁在三乙胺存在下反映，可制得稳定双环戊二烯基合铁（二茂铁）。
163.9K以上形成晶体属于单斜晶系，晶胞参数a＝1044.35pm，b＝757.24pm，c＝582.44pm，β＝120.958º。
密度1.565gcm－3。
5-1写出上述制备二茂铁两种反映方程式。
5-2普通以为，二茂铁分子中铁原子配位数为6，如何算得？
5-3二茂铁属于哪种晶体类型？
5-4计算二茂铁晶体1个合法晶胞中分子数。
第6题（16分）肌红蛋白（Mb）是由肽链和血红素辅基构成可结合氧蛋白，广泛存在于肌肉中。
肌红蛋白于氧气结合度（α）与氧分压p（O2）密切有关，存在如下平衡：
Mb（aq）＋O2（g）
MbO2（aq）（a）
其中，kA和kD分别是正向和逆向反映速率常数。
37℃，反映达平衡时测得一组实验如右图所示。
6-1计算37℃下反映（a）平衡常数K。
6-2导出平衡时结合度（α）随氧分压变化表达式，若空气中氧分压为20.0kPa，计算人正常呼吸时Mb与氧气最大结合度。
6-3研究发现，正向反映速率v正＝kA[Mb]p（O2）；逆向反映速率v逆＝kD[MbO2]。
已知kD＝60s－1，计算速率常数kA。
当保持氧分压为20.0kPa，计算结合度达50％所需时间。
（提示：
对于v逆＝kD[MbO2]，MbO2分解50％所需时间为t＝0.693/kD）
6-4Mb具有一种Fe（II），呈顺磁性，与氧结合后形成MbO2是抗磁性。
MbO2中铁周边配位场可近似为八面体场。
6-4-1这一过程中Fe（II）价态与否发生变化？
简述因素。
6-4-2写出MbO2中铁离子在八面体场中价电子排布。
6-4-3结合O2先后铁离子半径是不变、变大还是变小？
简述因素。
6-4-4O2分子呈顺磁性，它与Mb结合后，价电子排布与否发生变化？
简述因素。
第7题（12分）在0.7520gCu2S、CuS与惰性杂质混合样品中加入100.0mL0.1209molL－1KMnO4酸性溶液，加热，硫所有转化为SO42－，滤去不溶杂质。
收集滤液至250mL容量瓶中，定容。
取25.00mL溶液，用0.1000molL－1FeSO4溶液滴定，消耗15.10mL。
在滴定所得溶液中滴加氨水至浮现沉淀，然后加入适量NH4HF2溶液（掩蔽Fe3+和Mn2+），至沉淀溶解后，加入约1gKI固体，轻摇使之溶解并反映。
用0.05000molL－1Na2S2O3溶液滴定，消耗14.56mL。
写出硫化物溶于酸性高锰酸钾溶液方程式，计算混合样品中Cu2S和CuS含量。
第8题（14分）不同条件下，HgBr2溶液（必要时加HgO）与氨反映可得不同产物。
向HgBr2溶液中加入氨性缓冲溶液，得到二氨合溴化汞A。
向浓度适中HgBr2溶液中加入氨水，得到白色沉淀B，B化学式中汞离子、氨基和Br－比例为1∶1∶1。
将含NH4BrHgBr2浓溶液与HgO混合，得到化合物C，C中汞离子、亚氨基和Br－比例为2∶1∶2。
HgBr2浓溶液在搅拌下加入稀氨水，得到浅黄色沉淀D，D是一水合溴氮化汞。
从A到D构造中，Hg（II）与N结合随N上所连氢原子数目而变化，N均成4个键，
N－Hg－N键角为180º。
A中，Br－作简朴立方堆积，两个立方体共用面中心存在一种Hg（II），NH3位于立方体体心。
B中，Hg（II）与氨基形成一维链。
C中存在Hg（II）与亚氨基形成按六边形扩展二维构造，Br－位于六边形中心。
D中，（Hg2N）+形成具备类似SiO2三维构造。
8-1写出生成C和D方程式。
8-2画出A构造示意图（NH3以N表达）。
8-3画出B中Hg（II）与氨基（以N表达）形成一维链式构造示意图。
8-4画出C中二维层构造示意图，写出其构成式。
层间还存在哪些物种？
给出其比例。
8-5画出D中（Hg2N）+三维构造示意图，示出Hg与N连接方式即可。
8-6令人惊奇是，构成为HgNH2F化合物并非与HgNH2X（X＝Cl、Br、I）同构，而与D相似，存在三维构造（Hg2N）+。
写出表达HgNH2F构造特点构造简式。
第9题（7分）
9-1在方框中按稳定性顺序分别画出由氯甲基苯、对甲氧基氯甲基苯以及对硝基氯甲基苯生成稳定阳离子构造简式。
9-2间硝基溴苯、2,4-二硝基溴苯、对硝基溴苯以及2,4,6-三硝基溴苯在特定条件下均能与HO－反映，在方框中按其反映活性顺序分别画出相应化合物构造简式。
第10题（12分）在有机反映中，反式邻二醇是一类重要原料，可以通过烯烃氧化反映制备。
下式给出了合成反式邻二醇一种路线：
第一步反映：
第二步反映：
画出上述反映4个核心中间体A、B、C和D构造简式。
如在第一步反映过程中，当碘完全消耗后，及时加入适量水，反映重要产物则为顺式邻二醇。
画出生成顺式邻二醇两个重要中间体E和F构造简式。
A
B
C
D
E
F
第11题（10分）异靛蓝及其衍生物是一类具备生理活性燃料，当前在有机半导体材料中有重要应用。
其合成路线如下：
画出第一步反映核心中间体G（电中性）构造简式和阐明此反映类型（将这两个答案写在“生成I和J反映过程”框中）。
但在合成非对称异靛蓝衍生物时，却得到3个化合物：
H＋I＋J
45％20％25％
C17H12BrN3O2C18H12Br2N2O2C16H12BrN4O2
画出产物H、I及J构造简式，并画出生成I和J反映过程。
郑重声明；本试题及答案版权属中华人民共和国化学会所有，未经中华人民共和国化学会化学竞赛负责人授权，任何人不得翻印、不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、获利，违者必究。
本试题及相应答案将于8月31日12:
00和9月6日在网站。
第28届中华人民共和国化学奥林匹克初赛试题参照答案
第1题（6分）
第2题（5分）
第3题（6分）
第4题（5分）
第5题（7分）
第6题（16分）
第7题（12分）
第8题（14分）
第9题（7分）
第10题（12分）
第11题（10分）
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