歷年高中化學(xué)奧賽競賽試題及答案

1、中國化學(xué)會第21屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級賽區(qū)）試題（2007 年 9 月 16 日 9: 00 - 12: 00 共 3 小時）題號1234567891011總分滿分12610710128410129100得分評卷人競賽時間3小時。遲到超過半小時者不能進考場。開始考試后1小時內(nèi)不得離場。時間到，把試卷 （背面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場。試卷裝訂成冊，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。草稿紙在最后一頁。不得持有任何其他紙張。姓名、報名號和所屬學(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。允許使用非編程計算器以及直尺等文具。H 1.006相對原子質(zhì)量He

2、 4.003UFleB C N O FNe6J9419.01210.81 12 01 14 01 ld.a0l9.0020.18MaMgAl Si P S ClAr22.9924.312i5.98 28.09 30.97 32 07 35.4539.95K.Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co MiCu Zn Ga Ge A* Se BxKr39 !4a.ag44.06 47.SS50.C4 32.00 54.94 53.S5 53.93 5863_55.72 72.61 74.92 72.96 79 與。S3.30Rb：t¥ Zf Nt hJo Tc Ru Rh PdAg

3、Cd In Sn 5b Te TXeS5.47£3.9153.51 1D1 1 102.9 106.4i C7 5 11 2 4 114 Sus 7 121 8 127,15 L3SP131 .3CsBaHf Ta W Re Os Ir PtAu Hg Tl Fb Ei Po ALRn133.51*13卜訊U1784 isa.3 1E3 9 1 總舌 3 17cl3 IM 2 105 1107 , 200 S 204 4 工07 3 工口 2101 210D222Ft 223t Rf Db Sg Dh Hs Mt DsKg1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

4、定量的硅溶解，生成Si（OH） 4o1-1已知反應(yīng)分兩步進行，試用化學(xué)方程式表示上述溶解過程。早在上世紀50年代就發(fā)現(xiàn)了 CH5+的存在，人們曾提出該離子結(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 -轉(zhuǎn)動光譜，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；所有 C-H鍵的鍵長相等。1-2該離子的結(jié)構(gòu)能否用經(jīng)典的共價鍵理論說明？簡述理由。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)

5、構(gòu)簡圖如下：1-4 該分子的分子式為 ;1-5 該分子有無對稱中心？ 1-6 該分子有幾種不同級的碳原子？ 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）羥胺和用同位素標記氮原子（N ）的亞硝酸在不同介質(zhì)中發(fā)生反應(yīng)，方程式如下：_ * _ _NH2OH + HN O2一 A+H2O， * _NH2OH+HN 02f B+H2OA、B脫水都能形成 N2O,由A得到N*NO和NN*O,而由B只得到NN *0。請分別寫出A和B的路易斯結(jié)構(gòu)式。第3題（8分）X-射線衍射實驗表明，某無水MgCl2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

6、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)：3a=363.63pm,c=1766.63pm;p=2.53g cm。o京益海o i ' 餐6 ：2:渣考謹廠6Cl-3-1以"口"表小空層，A、B、C表小Cl離子層，a、b、c表小Mg離子層，給出二方層型結(jié)構(gòu)的堆積方式。2計算一個六方晶胞中“ MgC2”的單元數(shù)。3假定將該晶體中所有八面體空隙皆填滿Mg2+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。用如下方法對其進行分析：將A與惰性填料混合均勻制成樣品，加熱至 400 C ,記錄含A量不同的樣品的質(zhì)量損

7、失（ ）,結(jié)果列于下表：樣品中A的質(zhì)量分數(shù)/%20507090樣品的質(zhì)量損失/%7.418.525.833.3利用上述信息，通過作圖，推斷化合物A的化學(xué)式，并給出計算過程。C m 24 3V 4050 go 7C t<l 皿 100林品中餐的底量分數(shù)聞62£4rlfi7 s 3 3 2 2 1 1睡蟲虻面二s唱甘第5題（10分）甲苯與干燥氯氣在光照下反應(yīng)生成氯化茉，用下列方法分析粗產(chǎn)品的純度：稱取0.255g樣品，與25 mL4mol L-1氫氧化鈉水溶液在100 mL圓底燒瓶中混合，加熱回流1小時；冷至室溫，加入50 mL20%硝酸后， 用25.00mL 0.1000mol

8、L-1硝酸銀水溶液處理，再用 0.1000mol L-1NH 4SCN水溶液滴定剩余的硝酸銀，以硫 酸鐵俊為指示劑，消耗了 6.75 mL。5-1寫出分析過程的反應(yīng)方程式。5-2計算樣品中氯化節(jié)的質(zhì)量分數(shù)()。5-3通常，上述測定結(jié)果高于樣品中氯化節(jié)的實際含量，指出原因。5-4上述分析方法是否適用于氯苯的純度分析？請說明理由。第6題(12分)在給定實驗條件下，一元弱酸 HA在苯(B)和水(W)的分配系數(shù)Kd=HA b/HA w=1.00。已知水相和 苯相中HA的分析濃度分別為3.05 X 10-3和3.96X10-3 mol L1。在水中，HA按HA ?H+A-解離，Ka=1.00 X 10-

9、4 ； 在苯中，HA發(fā)生二聚：2HA? (HA) 2。6-1計算水相中各物種的濃度及 pH。6-2計算化合物HA在苯相中的二聚平衡常數(shù)。6-3已知HA中有苯環(huán)，1.00gH給3.85X 1021個分子，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)KC1O 3熱分解是實驗室制取氧氣的一種方法。KClO 3在不同的條件下熱分解結(jié)果如下：實驗反應(yīng)體系A(chǔ)放熱溫度/c第二放熱溫度/CAKClO 3400480BKClO 3+Fe2O3360390CKClO 3+MnO2350已知錯誤！未找到引用源。K(s)+1/2Cl 2(g尸KCl(s)AH (1)=-43

10、7 kJ mol-錯誤！未找到引用源。K(s)+1/2Cl 2+3/2O2(g尸 KClO 3(s) H弋(2)=-398 kJ mol-1錯誤！未找到引用源。K(s)+1/2Cl 2+2O2(g尸 KClO 4(s)H3)=-433 kJ mol-17-1根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出上述三個體系對應(yīng)的分解過程的熱化學(xué)方程式。7-2用寫MnO催化KClO 3分解制得的氧氣有輕微的刺激性氣味， 推測這種氣體是什么，并提出確認這種氣體的實驗方法。第8題(4分)用下列路線合成化合物 C:高中反應(yīng)結(jié)束后，產(chǎn)物中仍含有未反應(yīng)的A和B。8-1請給出從混合物中分離出C的操作步驟；簡述操作步驟的理論依據(jù)。8-2生成C的

11、反應(yīng)屬于哪類基本有機反應(yīng)類型。第9題(10分)根據(jù)文獻報道，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反應(yīng)類型。9-3請畫出化合物 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C3N3QCI3。B是一種大規(guī)模生產(chǎn)的化工產(chǎn)品，全球年產(chǎn)達40萬噸以上，我國年生產(chǎn)能力達 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

12、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,C 15H24）是一種含雙鍵的天然產(chǎn)物，其中一個雙鍵的構(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:石竹烯O$CHg -Zn, CHQOHB七 + HCHO反應(yīng)3:石竹烯旦工4喇。）反應(yīng)OHOCHZn.CHsCOOH 香石竹烯異構(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)

13、 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D。11-1在不考慮反應(yīng)生成手性中心白前提下，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）1-1 Si + 4OH- = SiO44 - + 2 H2（1 分） SiO44 - + 4H2O = Si（OH） 4 + 4OH-（1 分）若寫成 Si + 2OH-+ H2O = SiO 32- + 2 H2SiO32+ 3H2O = Si（OH） 4 + 2OH-,也得同樣的分。但寫成Si + 4H2O = Si（OH） 4 + 2H 2不

14、得分。寫不寫J沉淀）和T氣體）不影響得分。1-2不能。（1分）經(jīng)典共價鍵理論認為原子之間通過共享電子對而成鍵。C為第二周期元素，只有4個價層軌道，最多形成4個共價鍵。（1分）3理由部分：答 C原子無2d軌道，不能形成spd雜化軌道”，得1分；只答“C原子沒有2d軌道”, 得0.5分；只答“C原子有4個價電子”，得0.5分；答CH5+中有一個三中心二電子鍵，不得分 （因按三中 心二電子鍵模型，CH5+離子的C-H鍵不等長）。1-3 A或質(zhì)子酸（多選或錯選均不得分。）（2分）1-4C26H 30（分子式不全對不得分 ）（2分）1-5 有（1分）1-6 3種（答錯不得分）（1分）1-7有（1分）1-

15、8 無（1分）第2題（6分）（每式3分）ABN=N*H、.H-O： '3：/N-N：“ HzH-0：0：對每一式，只寫對原子之間的連接順序，但未標對價電子分布，AW *1分；未給出立體結(jié)構(gòu)特征不扣分；未標出同位素符號不扣分，但B中將星號標錯位置扣 0.5分。第3題（10分）3-1AcB CbA BaC A （5 分）、 一一 一-大寫字母要體現(xiàn)出Cl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位置關(guān)系（大寫字母與小寫字母的相對關(guān)系）不要求。必須表示出層型結(jié)構(gòu)的完整周期，3 個空層的排列。若只寫對含4 個大寫字Q 1420 30 M 3 60 TO

16、 80 M WG界品小周的班3命數(shù)即至少寫出包含6 個大寫字母、3 個小寫字母、母的排列，如 “ AcB CbA得。2.5分。3-2 （3 分）PV VN, 九 §111120應(yīng) 八JTl=2.35父1006±6初1 產(chǎn)六（1766 63Ml= 3.01每個晶胞含有3個"MgClJ單元.Z的表達式對，計算過程修約合理，結(jié)果正確（Z=3.00 3.02,指出單元數(shù)為整數(shù) 3）,得3分。Z的表達式對，但結(jié)果錯，只得 1分。3-3 NaCl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)量分數(shù)呈線性關(guān)系，由直線外推至 A的質(zhì)

17、量分數(shù)為100% ,即樣品為純 A,可得其質(zhì)量損失為37.0 %。作圖正確，外推得純A質(zhì)量損失為（37.0=0.5） %,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，4他得僅作圖正確p嵬得樣品是熱穩(wěn)定桂較差的無水豳翻觸蟒酸我先考慮碳酸氫精解反應(yīng)Nates=W2CO3+ H2OT + CO該反應(yīng)質(zhì)"狼失分麴+18.0Q / 2 >84.0）= 36.9%,與上述外推所得數(shù) 癌血合。4t"A物化學(xué)式NaHco3。根據(jù)所給條件并通過計算質(zhì)屁叫3儡筋。答NaHC03但未給出計算過程1只得 分。其他弱酸鈉鹽通過計算可罐除3質(zhì)岫損失分數(shù).5%, 第5題（10分）5-1

18、（4 分）C6H5CH2cl 4NaOH =C6H5CH20H4NaClNaOH 4HNO3NaNO3-hH2O（此式不訃分AgNO 3-pNaCl =AgCJ4NaNO3NH4SCN 4AgNO3=AgS C NNH4NO3Fe3+SCN-=Fe（SCN）2+每式分；寫出正確的離子方程式也得滿分；最后/傘sc謔式（SCNm可。5-2 （2分）樣品中氯化節(jié)的摩演NOWy槐+的摩爾數(shù)與滴定航涌SCN弼摩爾數(shù) 的差值，因而，樣品中氯化節(jié)的質(zhì)品分數(shù)為M（C6H5CH2Cl） 10.1000 （25.00-6.75） /255不126.6 斗0.1000 >（25.00-6.75） 455 X1

19、00% =91%算式和結(jié)果窗；若答案的6%彳41.5分91%相當于三位有效缺室相當于四位有效數(shù)寶5-3（2分測定結(jié)果偏高的原因是施用鹿街成氯化節(jié)的過程中，可能生成少量的多氯代華 C6H5CHCI 2禾lC6H5CCI3 ,反應(yīng)題友另一個汴翻在氯化節(jié)中也有一定的溶解，這些雜, 與NaOH反應(yīng)中均可以產(chǎn)生氯離子，從而導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。凡答出由以下情況導(dǎo)致測定結(jié)果偏高爵氯偌!許恥l ； 2）多氯代物前I； 3）多氯 代物和Cl ；4）多氯代例答出以上任何一相|雌到甲物脩分若只答12和/或Cl 的，只得分。5-4 （2分）不適用。1分）氯苯牝原子與苯環(huán)共軌，結(jié)合緊的H®換被來0分）氯苯與堿性

20、水溶液的反應(yīng)須在非常苛刻的條件下進行，而且氯苯的水解也是非淀第6題（12分）6-1 （4分）HA在水中存在如下電離平衡：HA = H +_hA-Ka= 1.00 10-4據(jù)題意，得如乍關(guān)系杰A十A- =3.05 10-3mol L-1H+ A-/HA T.00 10-4_、H+ =A-H+=5.05 10-4 mol L" 二式聯(lián)立， 角斬導(dǎo)勺H+=5.05 10-4 mol L, HA =2.55 X|0-3 mol L-1 , OH- =1.98 10-11mol L-1,pH=logH+=3.297 = 3.30計算過程合理給；每個物種白領(lǐng)衣吃;pH 0.5分。6-2 （4分）

21、HA的二聚反應(yīng)為A = （HA） 2豐衡常數(shù)im=（HA） 2/ HA、2苯相141HA的分桁濃度海）2十HA b96 M0-3 mol L-1理據(jù)新分配常敢HA b/HA w=1.00得HA b =HA w N55 M0-3 mol L-1（HA） 2 T.05 10-4 mol L-1Kim=（HA） 2/ HA 2=7.05 10-4/（2.55 10-3）2 =1.08 >102計算過版合理建；單體及二聚體濃度正麻H北衡常數(shù)正W帶不帶單位不影 響得分6-3 （2分）HA的摩爾質(zhì)根效6.02 1023）/（3.85 1021）=156 （g/mol）, 根據(jù)所給信息,HA晦氯代 苯

22、甲酸。156 77（C6H5）45（竣基）=34,苯環(huán)上可能有氯，于是有15676（C6H4） 45（竣基）=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：4KC1O 3（s） = 3 KC10 4（s）+ KCl（s）AH °= -144 kJ/mol第二次放熱：KClO 4 （s） = KCl（s） + 20 2（g）AH 0= -4 kJ/mol每個方程式1分。方程式寫錯，不得分；未標或標錯物態(tài)，扣 0.5分；未給出 AH改算錯，扣

23、0.5分。 第一次放熱過程，在上述要求的方程式外，還寫出 2KClO 3（s） = 2KCl（s） + 3O 2（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，評分標準同 A。C 2KClO 3（s） = 2KCl（s） + 3O 2（g）AH 0 = -78 kJ/mol方程式2分。方程式寫錯，不得分；未標或標錯物態(tài)，扣 0.5分；未給出 AH?；蛩沐e，扣0.5分。7-2 （2 分）具有輕微刺激性氣味的氣體可能是02。（1分）實驗方案：（1）將氣體通入 HNO3酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成；（0.5分）（2）使氣體接觸濕潤

24、的KI-淀粉試紙，試紙變藍色。（0.5分）若答氣體為。3和/或0。2，得1分；給出合理的確認方案，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，分離水相和有機相；（0.5分）第二步：水相用乙酸乙酯等極性有機溶劑萃取2-3次后，取水相；（0.5分）第三步：濃縮水相，得到 C的粗產(chǎn)品。（1分）理論依據(jù)：C是季俊鹽離子性化合物，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是季俊鹽離子性化合物或未答出A和B都是脂溶性化合物，扣 0.5分。8-2 （1 分）A含

25、叔胺官能團，B為仲鹵代烷，生成 C的反應(yīng)是胺對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）MnO 2、PCC、PDC、Jones試劑等不行。G9-1（5分）AKMnO4或K2Cr2O7或其他合理的氧化劑;BCDch2ohch2ohA、B、C、D、和 G每式1分?；衔顱只能是酸酎，畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分;化合物C畫成也得1分化合物化合物9-2 （2由E生成F的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)；由 F生成G由E生成F的反應(yīng)答為其他反應(yīng)的不得分；由 答其他反應(yīng)的不得分。9-3 （3 分）的反應(yīng)屬于縮合反應(yīng)。（各1分）F生成G的反應(yīng)答為 分子間消除反應(yīng)”也得滿分,G的所有光活異構(gòu)體（3分

26、）應(yīng)有三個結(jié)構(gòu)式，其中前兩個為內(nèi)消旋體，結(jié)構(gòu)相同，應(yīng)寫等號或只寫一式；三個結(jié)構(gòu)式每式如果將結(jié)構(gòu)寫成 4個，而沒有在內(nèi)消旋體之間寫等號的，或認為此內(nèi)消旋體是二個化合物的扣1分;0.5 分；如果用如下結(jié)構(gòu)式畫 G的異構(gòu)體，4個全對，得滿分。每錯 1個扣1分，最多共扣 3分。第10題（12分）10-1 （2 分）10-2 （5 分）畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分。畫成其他結(jié)構(gòu)均不得分。B （2 分）'I”-人 O IH* 3 HCIO化合物B與水反應(yīng)的化學(xué)方程式01+ SHaQy、 0Cl10-3 （2 分）10-4 （3 分）或 C3N3O3CI3 + 3方程式未配平得H2O = C3N303H3+

27、 3 HClO （3 分）1.5分；產(chǎn)物錯不得分。（2分，每個結(jié)構(gòu)式 1分）或 3 CO（NH2）2 = C3N303H3 + 3 NH3方程式未配平只得1.5分；產(chǎn)物錯不得分。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； 甲基位置錯誤不得分。C的結(jié)構(gòu)式：（1分）HOH* 一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; 反式不得分；取代基位置錯誤不得分。未畫出并環(huán)結(jié)

28、構(gòu)不得分； 環(huán)內(nèi)雙鍵的構(gòu)型畫成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)中有二個雙鍵,一個在環(huán)內(nèi)，一個在環(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；雙鍵位置錯誤不 得分；甲基位置錯誤不得分。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)中有二個雙 鍵，一個在環(huán)內(nèi)，一個在環(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 誤不得分；甲基位置錯誤不得分。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

29、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，藍色字體為評分說明。中國化學(xué)會第22屆全國高中學(xué)生化學(xué)競賽（省級賽區(qū)）試題、標準答案及評分細則2008年9月18日題號1234567891011總分滿分14541051114971110100評分通則：1.凡要求計算的，沒有計算過程，即使結(jié)果正確也不得分。2有效數(shù)字錯誤，扣 0.5分，但每大題只扣 1次。3單位不寫或表達錯誤，扣 0.5分，但每大題只扣1

30、次。4只要求1個答案、而給出多個答案，其中有錯誤的，不得分。5方程式不配平不得分。6不包括在此標準答案的 0.5分的題，可由評分組討論決定是否給分。 第1題（14分）1-1 EDTA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)簡式。POCCH2 H2 H H2P0cN C C _C C N COO H2H H2H2cCOO （2 分）得2分，質(zhì)子必須在氮原子上。答(-OOCCH 2)2NCH2CH2N(CH2COO-)2或 CHzNH(CH 2COO)(2) Ca(EDTA) 2形液可用于靜脈點滴以排除體內(nèi)的鉛。寫出這個排鉛反

31、應(yīng)的化學(xué)方程式(用Pb2+表示鉛)。Pb2+ + Ca(EDTA) 2-= Ca 2+ + Pb (EDTA) 2 -(1 分)(3)能否用EDTA二鈉鹽溶液代替 Ca(EDTA)2至液排鉛？為什么？不能。若直接用EDTA二鈉鹽溶液，EDTA陰離子不僅和Pb2+反應(yīng)，也和體內(nèi)的Ca2+結(jié)合造成鈣的流失。(答案和原因各0.5分，共1分)1-2氨和三氧化硫反應(yīng)得到一種晶體，熔點205°C,不含結(jié)晶水。晶體中的分子有一個三重旋轉(zhuǎn)軸，有極性。畫出這種分子的結(jié)構(gòu)式，標出正負極。硫氧鍵畫成雙鍵或畫成 S-O,氮硫鍵畫成N - S,均不影響得分。結(jié)構(gòu)式 1分，正負號1分。答H3NSO3、 H3N-

32、SO3等不得分。正確標出了正負號，如+H3NSO3f +H3N-SO3-得1分。其他符合題設(shè)條件 (有三重軸，有極性)的結(jié)構(gòu)，未正確標出正負極，得 1分，正確標出正負極，得2分。1-3 Na2Fe(CN)5(NO)的磁矩為零，給出鐵原子的氧化態(tài)。Na2Fe(CN) 5(NO)是鑒定S2面試劑，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)Fe(CN) 5(NO) 2彳S2-= Fe(CN) 5(NOS) 4一配合物電荷錯誤不得分(1 分)1-4 CaSO4 ? 2H2O微溶于水，但在 HNO3 ( 1 mol L/)、HClO 4 ( 1 mol L。中可

33、溶。寫出能夠解釋 CaSO4在 酸中溶解的反應(yīng)方程式。CaSO4 + H+ = Ca2+ + HSO 4一(1 分)寫成2CaSO4 + 2HNO3 = Ca(NO3)2 + Ca(HSO4)2也得分。高氯酸同。答案若生成 H2SO4不得分。111-5取質(zhì)量相等的 2份PbSO4 (難溶物)粉末，分別加入 HNO3 ( 3 mol L )和HClO 4 ( 3 mol L ),充分混合，PbSO4在HNO3能全溶，而在 HClO 4中不能全溶。簡要解釋 PbSO4在HNO3中溶解的原因。Pb2+與NO3龍成絡(luò)離子(配離子或配合物)。(1分)寫方程式也可，如PbSO4 + H+ + NO3- =

34、 HSO4- + Pb(NO 3)+。若將絡(luò)離子(配離子或配合物)寫成Pb(NO3)2 或Pb(NO3)3也得分，但方程式須配平。1-6 X和丫在周期表中相鄰。CaCO3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與丫的單質(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水解生成尿素。確定 B、C、D、 E、X 和 Y。B： CaC2 C: CaCN2 D: C2H2 或 Ca(OH) 2 E： NH 2CN C(NH)2也可 X: C Y: N(各0.5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300

35、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的分子式和共軻兀鍵(雇)。5C1O233(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。2c1。3-+ H2c2O4+ 2H + = 2cIO2+ 2CO2 + 2H2O(1 分)或 2NaClO3 + H2C2O4 + H2SO4 = 2cIO2 + 2CO2 + Na2SO4 + 2H2O2NaClO2+ Cl 2 = 2cIO2 + 2N

36、aCl(1 分)NaClO2是固體，寫成 ciO2一,不得分。2-3寫出上述X歧化反應(yīng)的化學(xué)方程式。2c102 + 2NaOH = NaciO 2+ NaciO 3+ H2O(1 分)或 2c102 + 20H -= ci0 2、ci0 3、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，700oc1ch30H(g)H- cH20(g) + H 2(g)：rHm = 84.2 kJ mol-(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：_ _-1H2(g) + ?O 2(g)H2O(g)&Hm=-241.8 kJ mol(2)要使反應(yīng)

37、溫度維持在 700?C,計算進料中甲醇與空氣的摩爾數(shù)之比。已知空氣中氧氣的體積分數(shù)為0.20。要使反應(yīng)維持在一定溫度持續(xù)進行，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：n(CH3OH) : n (O2) = (2 父 241.8) / 84.2 = 5.74(2 分)甲醇與空氣的摩爾比為：n(CH3OH) : n (空氣)=5.74 / 5 = 1.1(2分)答成1.15或1.148得1.5分。答(寫)成1 : 0.87也得2分?？紤]到實際情況，將上式的等號寫成小于或小于等于，得 2分。算式合理，結(jié)果錯誤，只得 1分。只有結(jié)果沒有計算過程不得分。第4題(10

38、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。4-1 HgCl 2和Hg(CN) 2反應(yīng)可制得(CN)2,寫出反應(yīng)方程式。（1分）HgCl 2 + Hg(CN) 2 = Hg 2CI2 + (CN) 24-2畫出CN " (CN) 2的路易斯結(jié)構(gòu)式。(各1分，共2分)c n 一N三C C三N短線畫成電子對同樣得分；不畫孤對電子不得分。(1分)4-3寫出(CN)2 (g)在O2 (g)中燃燒的反應(yīng)方程式。 (CN) 2(g) + 2O 2(g) = 2CO 2(g) + N 2(g)不標物態(tài)也可。14-4 298 K下，(CN)2 (g)的標準摩爾燃燒熱為

39、1095 kJ mol , C2H2 (g)的標準摩爾燃燒熱為-1300 kJmol 口，C2H2 (g)的標準摩爾生成始為 227 kJ mol 口，H2O (l)的標準摩爾生成始為-286 kJ mol”,計算(CN)2(g)的標準摩爾生成斤含。(CN)2(g) + 202(g) = 2CO2(g) + N2(g)2AfHm (CO2) -A fHm (CN) 2 = 1095 kJ mol2AfHm (CO2) = -1095 kJ mol,+ AfHm (CN)2C2H2(g) + 2.50 2(g)= 2C0 2(g) + H 20(1)_-12 A fHm (CO2) + AfHm

40、 (H2O) A fHm (C2H2) = -1300 kJ mol_ 1_1_12 AfHm (CO 2) = 1300 kJ mol + 286kJ mol + 227 kJ mol_1 1 1_1AfHm (CN) 2 = 1095 kJ mol -1300 kJ mol + 286kJ mol + 227 kJ mol1=308 kJ mol(2 分)計算過程正確計算結(jié)果錯誤只得1分。沒有計算過程不得分。AfHm (CN) 2 = 1095 -1300 + 286+ 227 = 308 (kJ mol/)也可以。但不加括號只得1.5分。4-5 （CN）2在300500 °C形

41、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)。/22na也得2分。只得1分。CN -寫出化學(xué)方程式（漂白粉用 ClO凄4-6電鍍廠向含氧化物的電鍍廢液中加入漂白粉以消除有毒的 示）。2CN-+ 5C1O + H2O = 2HCO 37 N2 + 5Cl 一（2 分）產(chǎn)物中寫成CO32;只要配平，也得2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，溫度達到8oC即分解為方解石和水。1994年的文獻指出：該礦物晶體中的Ca2+離子被氧原子包圍，其中2個氧原子來自同一個碳酸根離子， 其余6個氧原子來自6個水分子。它的單斜晶胞的參數(shù)為：a =

42、887 pm, b = 823 pm,3c = 1102 pm, 3 = 110.2 ,號度 d = 1.83 g cm , Z = 4。5-1通過計算得出這種晶體的化學(xué)式。ikaite晶胞體積：V = abc sin 3 = (8.87 父 8.23 父 11.02 父 10-24 cm3)父 sin110.2 = 7.55 父 10-22 cm3(0.5 分)設(shè)晶胞中含有 n個水分子，晶胞的質(zhì)量： m = 4 x (100 + 18 n) / Na (g)( 0.5分)晶體密度：d = m/V = 4 x (100 + 18 n) / ( 6.02 x 1023 M 7.55 x 10-2

43、2) (g cm) = 1.83 g cm-3100 + 18 n = 208 n = 6(0.5 分)該晶體的化學(xué)式為 CaCO3 6H2O(0.5分)算出6個水分子，未寫化學(xué)式，得 1.5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）作了對比，結(jié)果如下圖所示（縱坐標為相對體積）：T cmperaturc! （K）由 EnnaA Rv-一口亡 IIUIQ-Z為什么選取冰和二水合石膏作對比？實驗結(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，可能與冰的結(jié)構(gòu)有相似性，故選取冰作參比物；（0.5

44、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。（0.5分）實驗結(jié)果說明ikaite的結(jié)構(gòu)跟冰相似。（1分）實驗結(jié)果，說明含水的摩爾分數(shù)越大膨脹越大，可以得0.5分。5-3這種晶體屬于哪種類型的晶體？簡述理由。分子晶體。（0.5分）答混合型晶體不得分。晶體分解溫度接近冰的熔點，體積隨溫度的變化趨勢也接近冰，可認為晶體中的化學(xué)微粒是 CaCO3 .6H2O,它們以分子間作用力（氫鍵和范德華力）構(gòu)成晶體。（0.5分）第6題（11分）在900oC的空氣中合成出一種含例、鈣和鎰（摩爾比2 : 2 : 1）的復(fù)合氧化物，其中鎰可能以+2、+3、+4

45、或者混合價態(tài)存在。為確定該復(fù)合氧化物的化學(xué)式，進行如下分析：6-1準確移取25.00 mL 0.05301 mol L”的草酸鈉水溶液，放入錐形瓶中，加入25 mL蒸儲水和5 mL 6 mol L 的HNO3溶液，微熱至6070七，用KMnO4溶液滴定，消耗27.75 mL。寫出滴定過程發(fā)生的反應(yīng)的方 程式；計算KMnO4溶液的濃度。2MnO4-+ 5c2O42+ 16H+ = 2Mn 2+ + 10CO2 + 8H 2。（1 分）KMnO4 溶液濃度：（2/5） 乂 0.05301 乂 25.00 / 27.75 = 0.01910 （mol L,）（1 分）反應(yīng)方程式反應(yīng)物 C2O42-寫

46、H2c2。4,只要配平，也得 1分。下同。6-2準確稱取0.4460 g復(fù)合氧化物樣品， 放入錐形瓶中，力口 25.00 mL上述草酸鈉溶液和 30 mL 6 mol L 的 HNO3溶液，在6070oC下充分搖動，約半小時后得到無色透明溶液。用上述 KMnO4溶液滴定，消耗 10.02 mL。根據(jù)實驗結(jié)果推算復(fù)合氧化物中鎰的價態(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138.9。根據(jù)：化合物中金屬離子摩爾比為La : Ca : Mn = 2 : 2 : 1 ,例和鈣的氧化態(tài)分別為 +3和+2 ,鎰的氧化態(tài)為+2 +4,初步判斷復(fù)合氧化物的化學(xué)式為La2

47、CmMnO6+x,其中x = 01。（1分）滴定情況：加入 C2O42總量：25.00 mL m 0.05301 mol L " = 1.3253 mmol（0.5 分）樣品溶解后，滴定消耗高鎰酸鉀：10.02 mL父0.01910 mol L " = 0.1914 mmol （0.5分） 樣品溶解后剩余 C2O42嘴：0.1914 mmol 父 5/2 = 0.4785 mmol（0.5 分）樣品溶解過程所消耗的C2O42潼:1.3253 mmol 0.4785 mmol = 0.8468 mmol（0.5 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

48、中，C2O42凄為CO2給出電子：(0.5 分)2 0.8468 mmol = 1.694 mmol有兩種求解x的方法： (1)方程法：復(fù)合氧化物(La2Ca2MnO6+x)樣品的物質(zhì)的量為：0.4460 g / (508.9 + 16.0 x) g mol/(0.5 分)La2Ca2MnO 6+x 中，鎰的價態(tài)為：2 x (6+x) _2 x3 _2x2 = (2+2 x)(1 分)溶樣過程中 鎰的價態(tài)變化為： (2+2 x -2) = 2 x(0.5分)鎰得電子數(shù)與 C2O42 -給電子數(shù)相等： 13,2 x x 0.4460 g / (508.9 + 16.0 x) g mol = 2

49、乂 0.8468 乂 10 mol(1 分)x = 1.012 & 1(0.5 分)如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合理，結(jié)果正確，也得 3.5分；如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合理但結(jié)果錯誤，得2分；推導(dǎo)錯誤，即便結(jié)果吻合，也不得分。（2）嘗試法因為溶樣過程消耗了相當量的C2O42-可見鎰的價態(tài)肯定不會是 +2價。若設(shè)鎰的價態(tài)為+3價,相應(yīng)氧化物的化學(xué)式為 La2Ca2MnO 6.5,此化學(xué)式式量為 516.9 g mol-1,稱取樣品的物質(zhì)的量為：0.4460 g / （516.9 g mol-1） = 8.628 父104 mol（0.5 分）在溶樣過程中鎰的價態(tài)變化為1.689 X 10，m

50、ol / （8. 628 父10" mol） = 1.96（0. 5 分）鎰在復(fù)合氧化物中白價態(tài)為：2 + 1.96 = 3.96（0. 5分）3.96與3差別很大，+3價假設(shè)不成立；（0.5分）而結(jié)果提示Mn更接近于+4價。（0.5分）若設(shè)Mn為+4價，相應(yīng)氧化物的化學(xué)式為La2Ca2MnO 7,此化學(xué)式式量為524.9 g mol-1。鎰在復(fù)合氧化物中的價態(tài)為：32 + 2 x 0.8468 父 10 / （0.4460 / 524.9） = 3.99 定 4（0.5 分）假設(shè)與結(jié)果吻合，可見在復(fù)合氧化物中，Mn為+4價。（0.5分）如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合理，結(jié)果正確，也得

51、3.5分；如果將以上步驟合并，推導(dǎo)合理但結(jié)果錯 誤，得2分；推導(dǎo)錯誤，即便結(jié)果吻合，也不得分。該復(fù)合氧化物的化學(xué)式為La2C&MnO7（1分）溶樣過程的反應(yīng)方程式為：La2Ca2MnO 7 + C2O42+ 14H+ = 2La3+ + 2Ca2+ + Mn 2+ + 2CO2 + 7H2。（1 分）未經(jīng)計算得出La2Ca2MnO7,方程式正確，只得方程式的1分。X為配位原子，如氧、硫（T 2、T3 ）：）在無機化合物中很常見。第7題（14分）AX4四面體（A為中心原子，如硅、錯; 四面體Ti按下圖所示方式相連可形成一系列“超四面體”T37-1上圖中Ti、T2和T3的化學(xué)式分別為 AX

52、4、A4X10和A10X20,推出超四面體 T4的化學(xué)式。T4超四面體的化學(xué)式為A 20X 35（1分）7-2 分別指出超四面體 丁3、丁4中各有幾種環(huán)境不同的X原子，每種X原子各連接幾個 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X原子在頂點上，所連接 A原子數(shù)為1; （0.5分）12個X原子在超四面體的邊上，所連接 A原子數(shù)為2; （0.5分）4個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）T4超四面體中有5種不同環(huán)境的X原子。（2分）其中4個X原子在頂點上，所連接 A原子數(shù)為1;（0.5分）12個X原

53、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;（0.5分）6個X原子在超四面體的邊的中心，所連接A原子數(shù)為2;（0.5分）12個原子在超四面體的面上，所連接 A原子數(shù)為3;（0.5分）1個在超四面體的中心，所連接 A原子數(shù)為4。（1分）（共5分）7-3若分別以T1、丁2、丁3、丁4為結(jié)構(gòu)單元共頂點相連（頂點 X原子只連接兩個 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?；瘜W(xué)式分別為 AX2, A4X8, A10X18, A20X33°（每式0.5分，共2分）答分別為AX2, AX2, A 5X9, A 20X33 也可。7-4欲使上述T3超四面體連接所得三維骨架的化學(xué)式所帶電荷分別為+4、0和 口，A選Zn2+、In3+或Ge4+,X取S2-,給出帶三種不同電荷的骨架的化學(xué)式（各給出一種，結(jié)構(gòu)單元中的離子數(shù)成簡單整數(shù)比）。A10X184+ 只能是 Ge10S184+；（1 分）（1分）A10X18可以是 Zn?Ge8s18, InzZnGe7s18, In4Ge6s18；只要答出其中一種，得 1分;A10X184向以是Zn4Ge6s184 1 In8Ge2s184 二 In