杭州二中2016年5月化學(xué)奧林匹克試題及答案

1、杭州二中2016年5月化學(xué)奧林匹克試題及答案題號123456789總分滿分617128121410138100得分l 競賽時(shí)間3小時(shí)。遲到超過半小時(shí)者不能進(jìn)考場。開始考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場。時(shí)間到，把試卷(背面朝上)放在桌面上，立即起立撤離考場。l 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?jiān)谧詈笠豁摗２坏贸钟腥魏纹渌垙?。l 姓名、報(bào)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。l 允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。 第一題（6分）1984年，聯(lián)邦德國達(dá)姆施塔特重離子研究機(jī)構(gòu)阿姆布魯斯特和明岑貝格等人在重離子加速器上用58Fe離子轟擊2

2、08Pb靶時(shí)發(fā)現(xiàn)了265X。1.X的元素符號是 ，X最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是 。2.用元素符號并在左上角和左下角分別標(biāo)注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成X的核反應(yīng)方程式（方程式涉及的其他符號請按常規(guī)書寫）。3.最近有人用高能26Mg核轟擊248Cm核，發(fā)生核合成反應(yīng)，得到X的另一種同位素；然后釋放出粒子，得到質(zhì)量數(shù)為265的另一種核素。分別寫出核反應(yīng)方程式。解答：（1）Hs（1分） HsO4（1分） （2）FePbHsn（2分）（3）MgCmHs5n HsSgHe（各1分）第二題（17分）化合物A是具有腐蝕性的揮發(fā)性紅色液體，稱取化合物A 465mg，使之溶于水中，溶液具有明顯的酸性。約需要6mmol

3、的Ba(OH)2才能中和它，同時(shí)溶液中產(chǎn)生沉淀B，過濾出沉淀，洗滌后用稀HClO4溶液處理，沉淀B轉(zhuǎn)化成一橙紅色溶液C，與此同時(shí)又產(chǎn)生一白色的新沉淀D。加入過量的KI后，用S2O32 滴定所生成的I3 離子，耗去S2O32 9.0mmol。終點(diǎn)時(shí)生成一綠色溶液，經(jīng)中和可產(chǎn)生蔥綠色沉淀E，過濾得E，使之溶于過量的NaOH溶液中，變成了F。F再與H2O2 共沸，變成黃色溶液G，酸化時(shí)進(jìn)一步變成橙紅色溶液H，向H中加入少許H2O2 ，有藍(lán)色I(xiàn)生成，靜置又變成J并放出氣體K。試確認(rèn)各符號所代表的物質(zhì)，并寫出化學(xué)反應(yīng)方程式。解答：A:CrO2Cl2 B: BaCrO4 C:Cr2O72 D: Ba(Cl

4、O4)2 E: Cr(OH)3 F: NaCrO2 G CrO42 H:Cr2O72 I: CrO5 J: Cr3+ K : O2CrO2Cl2 + 2H2O=H2CrO4 + 2HCl Ba(OH)2 + H2CrO4=BaCrO4 + 2H2O4CrO5 + 12H+=4Cr3+ + 7O2 + 6H2O （化學(xué)式每個(gè)1分，方程式每個(gè)2分）第三題（12分）固溶體半導(dǎo)體材料是某些元素半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體互相溶解而成的具有半導(dǎo)體性質(zhì)的固態(tài)“溶液”材料，在電子工業(yè)中有重要的用途。某研究小組用二氯化鎘(CdCl22.5H2O)，硫粉，硒粉為原料，180下在乙二胺中反應(yīng)得到了固溶體半導(dǎo)體CdS1-x

5、Sex (x0,1)納米材料，通過XRD圖分析了其晶體結(jié)構(gòu)。1CdS1-xSex 為六方ZnS結(jié)構(gòu)，六方ZnS結(jié)構(gòu)如下，畫出六方ZnS的一個(gè)晶胞，并指出陰陽離子占據(jù)的空隙類型解答： （2分） Zn,S均占據(jù)四面體空隙 （1分）2當(dāng)CdCl22.5H2O為0.289g,硫粉質(zhì)量為0.028g,硒粉為0.03g時(shí)，x的值為多少？解答：0.3（2分）3根據(jù)測量分析，晶格常數(shù)a和c與x的數(shù)值如下表所示，你能到什么結(jié)論？并分析原因。解答：a ,c隨著x的值增大而增大（2分）原因是Se2- 半徑大于 S2- 半徑，Se2-代替S2-導(dǎo)致晶體體積膨脹（2分） 4.研究人員分析了形成CdS1-xSex納米材料

6、的機(jī)理，認(rèn)為反應(yīng)中有一中間體配合物形成，給出該配合物，該配合物所有元素化學(xué)環(huán)境相同，請給出該中間體的結(jié)構(gòu)簡式。 解答：Cd(NH2CH2CH2NH2)2Cl2 （3分）第四題（8分）在真空中，用高能電子轟擊一種氣體分子時(shí)，分子中的一個(gè)電子可以被轟擊出去，生成陽離子自由基。如苯甲酸分子被轟擊：C6H5COOH C6H5COOH+e其陽離子的式量與所帶電荷數(shù)之比（）為122（即），與此同時(shí)，這樣的離子還會被轟擊成其它形式的碎片離子（都只帶一個(gè)單位的正電荷）。各有它們的；由苯甲酸形成的碎片離子按所測得的大小排列有：122、105、77、51。碎片離子有關(guān)反應(yīng)105C6H5CO+C6H5COOH+ C

7、6H5CO+OH77C6H5+C6H5CO+ C6H5+CO51C4H3+C6H5+C4H3+C2H2現(xiàn)有中學(xué)常風(fēng)的有機(jī)化合物A，僅由C、H、O元素組成，通常A是一種無色透明的液體，不溶于水，加熱后能逐漸溶于稀NaOH溶液或稀H2SO4溶液，冷卻后不再析出原有的液體。若用高能電子束轟擊氣體A分子時(shí)，在70eV下可得為88、73、61、45、29、27、15等的離子（均只帶一個(gè)正電荷）?；卮鹣铝袉栴}：1.有機(jī)物A的相對分子質(zhì)量是 ，分子式是 2.為88的離子是 3.為15的離子是 解答1.相對分子質(zhì)量是88，分子式是C4H8O22.為88的離子是C4H8O2+3.為15的離子是CH3+ 每空2分

8、第五題（12分）蜂王漿可按如下方法合成：酮（A）C7H12O用CH3MgI處理后水解生成醇（B）C8H16O，（B）經(jīng)脫水成為烯烴（C）C8H14，（C）臭氧化然后還原水解得化合物（D）C8H14O2。（D）與丙二酸二乙酯在堿中反應(yīng)得到一個(gè)產(chǎn)物，此產(chǎn)物經(jīng)熱酸水解得到蜂王漿（E）C10H16O3，（E）經(jīng)催化氫化得到酮酸（F）C10H13O3，（F）與碘在NaOH中反應(yīng)后酸化得到碘仿與壬二酸，請寫出（A）（F）的結(jié)構(gòu)解答： （每個(gè)2分） 第六題（14分）對苯二甲酸是一種重要的化工原料，它能與某含碳、氫、氧三種元素的有機(jī)化合物A反應(yīng)生成高分子化合物B。已知50.0mL水中溶有0.300g A的溶液

9、與100mL水中溶有3.30g蔗糖的溶液凝固點(diǎn)相同。哌啶俗稱六氫吡啶（吡啶：），以乙醇作溶劑，它與對苯二甲酸反應(yīng)可生成對苯二甲酸哌啶鹽。1992年，人們用甲醇作溶劑，用對苯二甲酸哌啶鹽、2, 2一聯(lián)吡啶和Co(ClO4)26H2O在60下反應(yīng)兩小時(shí)，得到雙核鈷的配合物（哌啶沒有參與形成配合物）。該配合物中含C：51.3%；H：3.38%；N：9.98%；Co：10.5%（計(jì)算值）。用X衍射法測定其單晶，表明羧基氧均已配位，ClO4處于配合物的外界。1試求化合物A的式量，并確定A是何物質(zhì)；2寫出化合物A與對苯二甲酸的反應(yīng)方程式。3若以水作溶劑，與乙醇作溶劑相比，哌啶的pKb值將如何變化？4寫出對

10、苯二甲酸的共軛堿。5試推斷出該雙核配合物的分子式（要有推斷過程）。解答1A的式量為62.2（2分） A為乙二醇（1分）2nHOCH2CH2OHnHOOCCOOHOCH2CH2OOCCO2nH2O（2分）3水作溶劑時(shí)，pKb變?。?分）4HOOCCOO（2分）5Co原子數(shù)為2，M1122；C原子數(shù)：48；H原子數(shù)：38；N原子數(shù)：8。8個(gè)N必含4個(gè)聯(lián)吡啶，其中含40個(gè)C，還剩8個(gè)C，必是一個(gè)對苯二甲酸根，帶兩個(gè)單位負(fù)電荷。據(jù)電中性原理，外界必有2個(gè)ClO4，4個(gè)聯(lián)吡啶，1個(gè)對苯二甲酸根，必含36個(gè)H。還有2個(gè)H，可能帶一分子水，故分子式為C48H38N8Co2Cl2O13，分子量與此式相符，故可

11、推定。（過程3分，結(jié)論2分）第七題（10分）光刻法是現(xiàn)在流行的一種進(jìn)行表面處理的化學(xué)方法。它是在待加工金屬工件上涂上一層具有抗腐蝕性的保護(hù)層，這種保護(hù)材料稱為光致抗蝕劑（又稱光刻膠）。然后在其上方按一定圖版曝光、再加腐蝕劑。未曝光與曝光部分的金屬表面的抗腐蝕性不同，因此印出預(yù)期的圖版。E是一種光敏膠，其合成路線如下：CHOBC（C9H7O2Na）DE寫出A、B、C、D、E的結(jié)構(gòu)式。解答：A：CH3COOK或K2CO3；B：PhCHCHCOOH；C：PhCHCHCOONa；D：PhCHCHCOOCHCH2（各1.5分）E: (每個(gè)2分)第八題（14分）在腌肉時(shí)，加入亞硝酸鈉，能產(chǎn)生NO，NO與由

12、蛋白質(zhì)中解離出來的硫和鐵結(jié)合，生成Fe4S3(NO)7-，后者有抑菌，防腐作用。X-射線結(jié)構(gòu)分析表明該離子的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 1. 請把圖上的所有鐵原子涂黑，并從上至下用Fe(A)、Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)標(biāo)記。 2. 試確定Fe的平均氧化數(shù)。 3. 設(shè)在配合物里的每個(gè)鐵原子都采取sp3雜化，指出每個(gè)鐵原子中3d電子的數(shù)目。 4. Fe4S3(NO)7-離子可以被還原，生成一個(gè)含F(xiàn)e2S2環(huán)的化合物，表示為Fe2S2(NO)42-，請回答下列各問題： (I) 寫出陰離子Fe2S2(NO)42-的結(jié)構(gòu)式；(II) 給出每個(gè)鐵原子的氧化態(tài)；(III) Fe2S2(NO)42-會轉(zhuǎn)化為Fe

13、2(SCH3)2(NO)4n，它是一種致癌物。下列三種粒子中，哪一個(gè)被加到S原子上？ ( i ) CH3+ ， ( ii ) CH3 ， ( iii ) CH3- 解答1. （2分）2. Fe4S3(NO)7-中S的氧化數(shù)為-2，NO的氧化數(shù)為+1，令鐵的氧化數(shù)為x，4x-23+17-1，x-1/2， 即鐵的氧化數(shù)為-1/2。（2分） 3.由于Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)的周圍環(huán)境相同，它們的氧化數(shù)理應(yīng)相同，而Fe(A)有另外的氧化數(shù)，氧化數(shù)可能值為Fe(A)-2，F(xiàn)e(B)=Fe(C)=Fe(D)=0，或Fe(A)+1，F(xiàn)e(B)=Fe(C)=Fe(D)= -1。當(dāng)?shù)诙M氧化數(shù)代入后，

14、Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)周圍的電荷為零，只有Fe(A)周圍電荷為離子團(tuán)電荷-1，所以更為合理。對于Fe(0)而言，若采取sp3雜化來接受配位原子的孤電子對，則價(jià)電子排布應(yīng)從3d64s2重排成3d84s0。對于+1氧化態(tài)的Fe(A)，為3d7；對于Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)而言，由于是-1氧化態(tài)，應(yīng)為3d9。（4分）4.(I) （2分）(II) 每個(gè)鐵的氧化數(shù)為-1（1分）(III)加到S原子上的一定是CH3+。因?yàn)榱蛟友趸瘧B(tài)為-2，已是8電子構(gòu)型，即為Lewis堿，只有與CH3+ Lewis酸加合。（2分）第九題（8分）25ml濃度為0.02molL1的酸性高錳酸鉀溶液加到

15、0.1204g含有Na2C2O4、NaNO2和Na3AsO3的混合物中，用FeSO4溶液返滴定過量的KMnO4，消耗0.02molL1 FeSO4 溶液5ml。另取一份重量相同的混合物樣品，向其中加入過量KI和H2SO4，反應(yīng)完成后生成的碘以溶于NaHCO3的濃度為0.02molL1的硫酸肼返滴定，消耗5ml硫酸肼。試計(jì)算混合物的定量組成（百分含量）。解答：加入KMnO4后，發(fā)生下列反應(yīng)：5C2O42 + 2MnO4 + 16H+ 10CO2 + 2Mn2+ + 8H2O5NO2 + 2MnO4 + 6H+ 5NO3 + 2Mn2+ + 3H2O5AsO33 + 2MnO4 + 6H+ 5AsO43 + 2Mn2+ + 3H2O加入KI后，發(fā)生下列反應(yīng)：2NO2 + 2I + 4H+I2 + 2NO + 2H2O在碳酸氫鈉介質(zhì)中，發(fā)生下列反應(yīng)：AsO33 + I2 + 2OH As