化学奥林匹克竞赛培训试题及答案2.docx

1、化学奥林匹克竞赛培训试题及答案2湖南师范大学中学生化学奥林匹克竞赛培训试题（时间：3小时 满分：110分）题 号1234567891011共满 分1661581015109948110得分H1.008相对原子质量He4.003Li6.941Be9.012B10.81C12.01N14.01O16.00F19.00Ne20.18Na22.99Mg24.31Al26.98Si28.09P30.97S32.07Cl35.45Ar39.95K39.10Ca40.08Sc44.96Ti47.88V50.94Cr52.00Mn54.94Fe55.85Co58.93Ni58.69Cu63.55Zn65.39

2、Ga69.72Ge72.61As74.92Se78.96Br79.90Kr83.80Rb85.47Sr87.62Y88.91Zr91.22Nb92.91Mo95.94Tc98Ru101.1Rh102.9Pd106.4Ag107.9Cd112.4In114.8Sn118.7Sb121.8Te127.6I126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3LaLuHf178.5Ta180.9W183.8Re186.2Os190.2Ir192.2Pt195.1Au197.0Hg200.6Tl204.4Pb207.2Bi209.0Po210At210Rn222Fr223Ra226AcLaRfDbSgB

3、hHsMtDsLa系La138.9Ce140.1Pr140.9Nd144.2Pm144.9Sm150.4Eu152.0Gd157.3Tb158.9Dy162.5Ho164.9Er167.3Tm168.9Tb173.0Lu175.01-1 完成下表：（12分）SF4Fe(CO)5画出分子空间结构指出中心离子杂化方式sp3ddsp3指出离子中的对称元素C22 VC33C23 V h S31-2 已知电对 (A/A ) (B+/B) (C2+/C )，比较还原剂的还原能力。（2分）C BA 1-3 写出SiF4与SiCl4水解的化学方程式。（2分）3SiF4+4H2O=H4SiO4+2H2SiF6S

4、iCl4+4H2O=H4SiO4+4HCl2、EDTA的4个酸常数分别为1.0 10 2、2.1 10 3、6.9 10 7、5.5 10 11。0.020 mol/L 20.00 mLNa2H2Y溶液用同浓度的CaCl2溶液进行滴定，滴定到终点时，溶液的pH值变化了多少？已知K稳(CaY2 )=5.0 1021。（6分）滴定前：两性物质，K1=2.1 10 3、K2=6.9 10 7。c=0.020 mol/L。H+=K1(K2 c+Kw)/(c+K1)1/2=3.62 10 5。pH=4.44滴定后：Ca2+H2Y2 =CaY2 +2H+设平衡时Ca2+=x mol/L。 x x 0.01

5、0 x 0.020 2x+3.62 10 5该反应平衡常数K=K稳(CaY2 ) K3 K4=1.9 105x=4.6 10 6故H+=0.020 mol/L，pH=1.70 pH=2.743、 将CoCl2、KCl、KO2于液氨中放置一天，得到一红色晶体A和棕黄色晶体B，A和B的元素分析结果见表1，吸收光颜色、波长与互补色之间的对应关系见表2。表1：A和B的元素分析物质CoNHA26.55%28.40%5.86%B23.69%28.16%6.08%表2：吸收光颜色、波长与互补色之间的对应关系波长 ( nm ) 和吸收的颜色补色400 (紫)黄绿450 (蓝)黄490 (蓝绿)橙500 (绿)

6、红570 (黄绿)紫580 (黄)蓝600 (橙)蓝绿650 (红)绿实验1：0.8182 g化合物A溶于100.0 g水配成溶液，将该溶液等分成两份，一份加过量AgNO3溶液得到0.5284 g白色沉淀；另一份测得其凝固点为 0.1714 oC。已知水的凝固点降低常数为1.860 kg.K.mol 1。实验2：质谱结果表明B的分子量比A大53.492。晶体结构测得A中O-O键长为132 pm，B中O-O键长为131 pm。实验3：0.8256 g化合物B的100 mL水溶液经过H型阳离子交换树脂，得到的溶液用0. 2120 mol/L的NaOH溶液进行滴定，消耗NaOH溶液39.14 mL。

7、3-1 已知A、B均为八面体构型，写出A、B的化学式。（4分）根据元素分析得到A：Co：N：H=2：9：26，设为Co2N9H26ClxOy，35.45x+16y=39.19 2 58.93 26.55=173.97x=4, y=2即A为Co2N9H26Cl4O2，经实验测定外界有4个Cl ，凝固点降低实验证实分子量，故A的化学式为：Co2(O2)(NH3)8(NH2)Cl4根据元素分析得到B为Co2N10H30Cl5O2，由于O-O参与配位，配离子带5个正电荷，故外界有5个Cl 。故B的化学式为Co2(O2)(NH3)10Cl53-2 写出合成A、B的化学反应方程式。（2分）6CoCl2+5

8、KO2+3KCl+30NH3=4K2O+3Co2(O2)(NH3)8(NH2)Cl4+3NH4Cl6CoCl2+5KO2+3KCl+30NH3=4K2O+3Co2(O2)(NH3)10Cl53-3 画出A、B的可能结构。指出A、B中Co的氧化态、杂化方式、核外电子构型。（7分）A、B中Co的氧化态均为+3，杂化方式均为d2sp3，核外电子构型均为Ar3d6。3-4 物质A的分裂能 为多少kJ/mol？NA=6.02 1023 mol 1，h=6.63 10 34 Js，c=3.00 108 ms 1。（2分）239 kJ/mol4（8分）分别将金属A与B加热熔化后，在大气中自然冷却，A与B的冷

9、却曲线如右图所示。（1） 请根据右图曲线估读出A和B的熔点温度；（2） 若在金属B中加入少量金属A，加热熔融后在大气中自然冷却，请在右图中示性的画出该体系的冷却曲线，说明理由；（3） 若将A作成纳米材料，其熔点将怎样变化，并请说明理由；（4） 用高分辨电子显微镜测得纳米金属A的平均粒径为2.4 nm，已知金属A的密度为8.642 g cm 3，原子量为112.4， 请估算每颗纳米A所含原子个数，并指出该纳米金属是否为满壳球堆积（注：满壳堆积符合幻数规则：Nn = 10n2 + 2）答案：（1） 熔点A：596K，B: 546K (估读误差2K； 2（2） 曲线在B下面（熔点低于B）,当B溶剂中

10、含有A时，其凝固点（熔点）会下降；2 （3） 若将A作成纳米材料，其熔点将下降，因为纳米材料中露在表面的原子较多，金属键少于大块晶体，晶格能会降低。2（4） , 2 当n = 4时， N = 1 + 12 + 42 + 92 + 162 = 309 符合满壳堆积。25由甲苯、苯及必要的原料和试剂制备间苯甲酰基甲苯，再由间苯甲酰基甲苯合成消炎镇痛药酮基布洛芬（Ketoprofen）。（10分）答案：（酮基布洛芬）6、以下是维生素A合成的一种重要方法：（1）写出上述反应中英文字母所代表的中间产物及反应试剂的结构式。（11分）（2）写出EF的反应名称及F在硫酸作用下转变成G的反应机理。（4分）答案：

11、（1）（2）由E变到F先是烯醚水解得醛，然后再进行碱性条件下的羟醛缩合。F在硫酸的作用下变成G的机理如下：7、A通过下列反应转化为F。F是一种无旋光性的化合物，用NaBH4还原或与CH3MgI反应均得到无旋光性的产物。（10分）7-1. 试推断A、B、C、D、E、F的结构：（6分）A ； B ；C ； D ；E ； F 。7-2. （B）在与NaNO2 + HCl作用后，所得产物在弱碱性条件下形成活性中间体G。中间体G被俘获生成C，该反应名称为 反应。（1分）7-3. 试解释活性中间体G具有高反应活性的原因（3分）： 。7、（本大题共10分）7-1. A、B、C、D、E、F的结构：（每个1分，

12、本问共6分）7-2. Diels-Alder （或D-A、狄尔斯-阿尔德） 反应。（本问1分）7-3. G具有高反应活性的原因（本问3分）： 在苯炔分子中，两个三键碳之间，有一个由sp2轨道侧面交盖而形成的键（与苯环大垂直）（计2分），由于这种重叠程度较小，是一种较弱的键，比普通碳碳三键弱得多，因此反应活性强(计1分)。 。8、黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼的。回答下列问题：8-1 右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目：Cu Fe S 写出黄铜矿的化学式 （4分） 8-2 在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作

13、等同的金属离子; 此时硫原子作什么类型的堆积？ 金属原子占据什么类型的空隙？ 该空隙被金属原子占据的分数是多少？ （3分）8-3 黄铜矿晶体的密度是多少？ （晶胞参数：a=524 pm，c=1030 pm；相对原子量：Cu 63.5 Fe 55.84 S 32.06）（2分） 8、黄铜矿是最重要的铜矿，全世界的2/3的铜是由它提炼的。回答下列问题：8-1 右图为黄铜矿的晶胞。计算晶胞中各种原子的数目：Cu 4 Fe 4 S 8 写出黄铜矿的化学式 CuFeS2 8-2 在高温下，黄铜矿晶体中的金属离子可以发生迁移。若铁原子与铜原子发生完全无序的置换，可将它们视作等同的金属离子; 此时硫原子作什

14、么类型的堆积？ 立方面心 金属原子占据什么类型的空隙？ 四面体 该空隙被金属原子占据的分数是多少？ 50% 8-3 黄铜矿晶体的密度是多少？ 4.31 g/cm3 （晶胞参数：a=52.4pm，c=103.0pm；相对原子量：Cu 63.5 Fe 55.84 S 32.06） 9、沸石分子筛是重要的石油化工催化材料。右图是一种沸石晶体结构的一部分，其中多面体的每一个顶点均代表一个T原子（T 可为Si或Al），每一条边代表一个氧桥（即连接两个T原子的氧原子）。该结构可以看成是由6个正方形和8个正六边形围成的凸多面体（称为笼），通过六方柱笼与相邻的四个笼相连形成的三维立体结构。 9-1 完成下列问

15、题：（5分）1 若将每个笼看作一个原子，六方柱笼看作原子之间的化学键，上图可以简化成什么结构？ 2 该沸石属于十四种布拉维点阵类型中的哪一种？ 指出其晶胞内有几个笼。 3 假设该沸石骨架仅含有Si和O两种元素，写出其晶胞内每种元素的原子数。 4 已知该沸石的晶胞参数a = 2.34 nm，该沸石的晶体密度为 （相对原子质量：Si: 28.0 O: 16.0）9-2 方石英和上述假设的全硅沸石都由硅氧四面体构成，右图为方石英的晶胞示意图。Si-O键长为0.162 nm1 方石英的晶体密度为 2 比较沸石和方石英的晶体密度来说明沸石晶体的结构特征为 。（2分）9-3 一般沸石由负电性骨架和骨架外阳

16、离子构成，利用骨架外阳离子的可交换性，沸石可以作为阳离子交换剂或质子酸催化剂使用。下图为沸石的负电性骨架示意图： 请在答题纸的图中画出上图所示负电性骨架结构的电子式。（2分）9、沸石分子筛是重要的石油化工催化材料。右图是一种沸石晶体结构的一部分，其中多面体的每一个顶点均代表一个T原子（T 可为Si或Al），每一条边代表一个氧桥（即连接两个T原子的氧原子）。该结构可以看成是由6个正方形和8个正六边形围成的凸多面体（称为笼），通过六方柱笼与相邻的四个笼相连形成的三维立体结构。 9-1 完成下列问题：1 若将每个笼看作一个原子，六方柱笼看作原子之间的化学键，上图可以简化成什么结构？ 金刚石型 2 该

17、沸石属于十四种布拉维点阵类型中的哪一种？ 立方面心 指出其晶胞内有几个笼。 8 3 假设该沸石骨架仅含有Si和O两种元素，写出其晶胞内每种元素的原子数。 192,384 4 已知该沸石的晶胞参数a = 2.34 nm，该沸石的晶体密度为 1.49 （相对原子质量：Si: 28.0 O: 16.0）9-2 方石英和上述假设的全硅沸石都由硅氧四面体构成，右图为方石英的晶胞示意图。Si-O键长为0.162 nm AED=109o281 方石英的晶体密度为 1.90 kg/dm3 2 比较沸石和方石英的晶体密度来说明沸石晶体的结构特征为 多孔 。9-3 一般沸石由负电性骨架和骨架外阳离子构成，利用骨架

18、外阳离子的可交换性，沸石可以作为阳离子交换剂或质子酸催化剂使用。下图为沸石的负电性骨架示意图： 请在答题纸的图中画出上图所示负电性骨架结构的电子式（用“ ”表示氧原子提供的电子，用“ ”表示T原子提供的电子，用“*”表示所带负电荷提供的电子）。10、（4分）将5 mmol 乙二胺四乙酸(H4Y)加入到1 L 5.010-3 molL-1乙二胺四乙酸钠(Na4Y)和5.010-3 molL-1 NaOH溶液中。计算溶液的pH和乙二胺四乙酸五种形式的浓度之比(忽略H5Y+和H6Y2+) (H4Y的lg 1lg 4分别是10.26，16.42，19.09和21.09) 答案：混合后溶液中： 总Y为

19、5+510-31000=10 (mmol) 总H+为 54-510-31000=15 (mmol) 2 H+与Y4-反应生成5 mmol HY， 5 mmol H2Y， (K2= = 106.16 ) 1 H2Y 1 1 H+ = = = = 10-6.16 HYK2 K2 106.16 pH = 6.16 Y：HY ：H2Y ：H3Y ：H4Y = 1： H+1：H+22：H+33：H+44 = 1：10-6.16+10.26：10-12.32+16.42：10-18.48+19.09：10-24.64+21.09 = 1：10+4.10：10+4.10：100.61：10-3.56 11、(8分)设一溶液含两种弱酸，HA和HL。HA和HL的浓度分别为0.020和0.010 molL-1。11-1(3分)画出浓度对数图(logc对pH)，在图上确定溶液的pH。11-2（2分）计算溶液的 pH。(HA及 HL的电离常数分别为1.010-4及1.010-7)试题2答案：11-1pH=2.852-2 pH=2.86