第一屆Chemy化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽聯(lián)賽試題答案

1、第一屆 Chemy化學(xué)奧林匹克競(jìng)賽聯(lián)賽答案（ 2016 年 8月 28 日 9:00 12:00）題號(hào)12345678910總分滿(mǎn)分888171191091010100得分評(píng)卷人競(jìng)賽時(shí)間 3 小時(shí)。遲到超過(guò)半小時(shí)者不能進(jìn)考場(chǎng)。開(kāi)始考試后1 小時(shí)內(nèi)不得離場(chǎng)。時(shí)間到，把試卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤離考場(chǎng)。試卷裝訂成冊(cè)，不得拆散。所有解答必須寫(xiě)在指定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫(xiě)。草稿紙?jiān)谧詈笠豁?yè)。不得持有任何其他紙張。姓名、報(bào)名號(hào)和所屬學(xué)校必須寫(xiě)在首頁(yè)左側(cè)指定位置，寫(xiě)在其他地方者按廢卷論處。允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。H1.008相對(duì)原子質(zhì)量He 4.003Li 6.941Be 9.0

2、12B 10.81C 12.01N 14.01O 16.00F 19.00Ne 20.18Na 22.99Mg 24.31Al26.98Si 28.09P 30.97S 32.07Cl 35.45Ar39.95KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.4169.7272.6174.9278.9679.9083.80RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe85.4787.6288.9191.2292.9195.9498101.1

3、102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3CsBaLaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn132.9137.3Lu178.5180.9183.8186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0210210222Fr 223Ra 226AcLaRfDbSgBhHsMtDsRgCnUutUuqUupUuhUusUuoLaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr第 1 題（ 8 分）1-1 將明礬置于河水中

4、攪拌，生成載帶著懸浮物的氫氧化鋁，然后沉降，使水澄清。但若用蒸餾水代替河水，便不會(huì)發(fā)生以上現(xiàn)象，請(qǐng)解釋該過(guò)程的原因，并寫(xiě)出生成氫氧化鋁的方程 1-1 Al3+ + 3H2O=Al（OH） 3 + 3H+（ 1 分）明礬水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體在河水中和其他雜質(zhì)粒子發(fā)生聚沉沉降使河水澄清，而蒸餾水中幾乎沒(méi)有雜質(zhì)粒子氫氧化鋁膠體無(wú)法發(fā)生聚沉發(fā)生沉降。（ 2分）1-2 在氯化汞溶液中逐滴加入碘化鉀溶液，生成橘紅色沉淀，繼續(xù)滴加，發(fā)現(xiàn)沉淀溶解，寫(xiě)出反應(yīng)過(guò)程中的兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)方程式。1-2 HgCl 2 + 2I- = HgI2 + 2Cl -（ 1 分）HgI2 + 2I- = HgI 4-（

5、 1 分）1-3 在含有四氨合銅離子的溶液中加入硫酸，溶液的顏色由絳藍(lán)色變?yōu)樗{(lán)色，寫(xiě)出總反應(yīng)方程式。1-3 Cu（NH 3）42+ + 4H+ = Cu2+ + 4NH 4+（ 1 分）不寫(xiě)Cu（NH 3）42+不得分。1-4 在含有鋁離子和鋅離子的混合溶液中加入過(guò)量氨水， 出化學(xué)反應(yīng)方程式。生成白色沉淀和無(wú)色溶液，分別寫(xiě)1-4 Al3+ + 3NH 3H2O = Al（OH） 3 + 3NH 4+（ 1 分）Zn2+ + 4 NH 3H2O = Zn（NH 3）42+ + 4H2O（ 1 分）氨水寫(xiě)成NH 3也得分，不寫(xiě)沉淀符號(hào)也得分，本套試卷當(dāng)中其他題目不加沉淀和氣體符號(hào)同樣得滿(mǎn)分，其他答

6、案不得分。第 2 題（ 8 分）有一個(gè)經(jīng)驗(yàn)規(guī)則可以用于估算基元反應(yīng)的活化能：活化能/BE00.050.31BE 是反應(yīng)中斷掉的鍵的鍵能之和。 反應(yīng)中沒(méi)有鍵的斷裂的反應(yīng)； 自由基與分子的放熱反應(yīng)； 反應(yīng)中鍵不完全斷裂（如協(xié)同反應(yīng)）的反應(yīng)。 反應(yīng)中鍵完全斷裂的反應(yīng)。根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn)規(guī)則，估算氫氣與氯氣反應(yīng)中各步基元反應(yīng)的活化能，并與實(shí)驗(yàn)值比較。-1Cl2 = 2Cl Ea1 = 242.8 kJ mol -1-1Cl + H 2 = HCl + H Ea2= 25.1 kJ mo l-1H + Cl2 = HCl + Cl Ea3= 12.6 kJ mol-1BE(Cl -Cl) = 243 kJ m

7、ol-1； BE(H -H) = 436 kJ m ol-1； BE(H -Cl) = 431 kJ mol-1反應(yīng) 1： Cl2= 2Cl 直接使用經(jīng)驗(yàn)公式Ea1= BE(Cl -Cl) = 243 kJ mol-1( 2 分)反應(yīng)2： Cl + H2= HCl + H H= BE(H -H) - BE(H -Cl) = 5 kJ mol-1 0( 1 分)不能直接使用經(jīng)驗(yàn)公式Ea2= 0.05 BE(H-H) = 21.8 kJ mol-1應(yīng)用正反應(yīng)活化能-逆反應(yīng)活化能= H 間接求算：Ea2=Ea2,逆 + H= 0.05 BE(H -Cl) + 5 kJ mol-1= 26.5 kJ

8、mol-1( 2分)反應(yīng)3： H + Cl2= HCl + Cl H= BE(Cl -Cl) - BE(H -Cl) = -188 kJ m ol -1 0直接使用經(jīng)驗(yàn)公式Ea2= 0.05 BE(Cl-Cl) = 12.2 kJ mol-1( 2 分)第 3 題（ 8 分）3-1 Cr2， Mo2與 W2分子中存在著六重鍵，金屬的的 ?2軌道參與形成 鍵，?， ? ?軌道參與形成 ?樣是六重鍵，Cr2， Mo2 與W2的有效鍵級(jí)分別為ns軌道與 （n-1）d 軌道參與成鍵。d 軌道中 鍵，?，? ?2-?2軌道參與形成 鍵。同3.52， 5.17 和5.19， Cr2明顯低于Mo2及結(jié)果與實(shí)

9、驗(yàn)值很好的符合。( 1 分)W2，最可能的原因是其 （/）鍵較弱。3-2 Sg 是元素周期表中位于W 下方的元素，受相對(duì)論效應(yīng)的影響，Sg 原子的 7s 軌道能級(jí)降低， 使得Sg2分子中7s軌道形成的*反鍵軌道的能級(jí)低于 鍵成鍵軌道的能級(jí)，從而使Sg2分子的成鍵模式與Cr2， Mo2， W 2有顯著不同。Sg2分子的鍵級(jí)為4 ，基態(tài)的Sg2分子中有2 個(gè)單電子。據(jù)此推測(cè)，Db2分子和Hs2分子的鍵級(jí)分別為3 和 4（Db 和 Hs 分別為元素周期表中位于Ta 和 Os 下方的元素）。 （每個(gè)空1 分）第 4 題（ 17 分）羰基化合物是一類(lèi)重要的配合物。副族金屬大多都能形成羰基配合物，如 Fe

10、（CO） 5、 Ni（CO） 4、Co2（CO）8等。羰基化合物有一重要性質(zhì)，存在羰基配位時(shí)，中心原子一般遵守18電子規(guī)則，又稱(chēng) EAN 規(guī)則。4-1 畫(huà)出Fe（CO）5、 Ni（CO） 4、 Co2（CO）8的結(jié)構(gòu)式，并判斷它們的磁屬性，試用價(jià)鍵理論解釋。4-1抗磁，d8低自旋抗磁， d10抗磁， d9 + Co-Co 鍵（結(jié)構(gòu)一個(gè)1 分，磁屬性和價(jià)鍵分析一個(gè)0.5分）Co2（CO）8的結(jié)構(gòu)畫(huà)成1根 Co-Co 鍵每個(gè) Co 鍵聯(lián) 4個(gè)羰基五配位也可得分。4-2 你認(rèn)為T(mén)i（CO） 7是否能穩(wěn)定存在？若存在，請(qǐng)畫(huà)出其結(jié)構(gòu)；若不存在，請(qǐng)解釋其原因。Fe（CO） 5在乙醇中能與氫氧化鉀發(fā)生反應(yīng)，

11、生成兩種鹽和水；常溫時(shí)能被碘氧化生成一種滿(mǎn)足 18電子規(guī)則的化合物和一種非金屬氧化物。Co2（CO）8能與氫氣發(fā)生反應(yīng)僅生成一種產(chǎn)物。4-2 不能。 （ 1 分）Ti 的半徑相對(duì)較小無(wú)法容納7個(gè) CO 配位或者配位數(shù)太高。（ 1 分）4-3 寫(xiě)出上述三個(gè)反應(yīng)方程式，是氧化還原反應(yīng)的表明氧化劑和還原劑。4-3 Fe（CO） 5（氧化劑）+ 4KOH （還原劑）= K2Fe(CO)4 + K2CO3 + 2H2OFe（CO）5（還原劑）+ I 2（氧化劑）= I 2Fe(CO)4 + COCo2（CO）8（還原劑）+ H 2（氧化劑）= 2 HCo(CO) 4（方程式1分，氧化劑和還原劑表達(dá)每個(gè)1

12、 分）由于二價(jià)鐵具有較強(qiáng)的還原性，因此其某些鹽熱分解時(shí)會(huì)表現(xiàn)出某些特殊的性質(zhì)。4-4 寫(xiě)出FeSO4熱分解的方程式。4-4 2FeSO4 = Fe2O3 + SO3 + SO2（ 1分）有一種鐵系金屬陽(yáng)離子M 與過(guò)量氨水反應(yīng)生成土黃色溶液，在空氣中久質(zhì)溶液會(huì)變成紅褐色。4-5 寫(xiě)出使溶液呈現(xiàn)兩種不同顏色的粒子的化學(xué)式。4-5 Co（NH3）62+、 Co（NH3） 63+（每個(gè)1分）Ni2+常與許多多齒配體形成螯合物。如Ni2+與丁二酮肟在稀氨水中生成鮮紅色沉淀。4-6畫(huà)出該鮮紅色沉淀的結(jié)構(gòu)。4-62 分）第 5 題（ 11 分）某橙紅色晶體A 受熱時(shí)生成無(wú)色氣體B ，綠色固體C 和水。 B

13、與金屬鎂反應(yīng)生成固體D。D 與水作用生成氣體E 和白色沉淀F 。 A 的水溶液與氫氧化鈉溶液共熱生成氣體E 和黃色溶液G。將E 通入藍(lán)色溶液H 中產(chǎn)生淺藍(lán)色沉淀后又逐漸溶解變?yōu)樯钏{(lán)色溶液I。向I 中加入氯化鋇溶液后生成白色沉淀J 。 J 不溶于稀鹽酸。G 中加入氯化鋇溶液則生成黃色沉淀K。K 可溶于稀鹽酸。推斷A-K 代表的物質(zhì)的化學(xué)式。ANH4Cr2O7BN2CCr2O3DMg3N2ENH 3FMg（OH） 2GNa2CrO4HCuSO4ICu（NH 3）4SO4J BaSO4KBaCrO4（每個(gè)1 分） 第 6 題（ 9 分）實(shí)驗(yàn)室常用如下方法對(duì)銅鈹合金中鈹含量進(jìn)行測(cè)定。稱(chēng)取純凈的氧化汞0

14、.2707 g， 加入 20 mL 10 % 碘化鉀， 2 滴酚酞， 用待標(biāo)定鹽酸滴定至終點(diǎn)，消耗鹽酸25.30 mL。稱(chēng)取銅鈹合金2.0973 g，加入20 mL 1+1 硝酸，待試樣完全溶解后，煮沸以趕走氮氧化物，冷卻，轉(zhuǎn)入200 mL 容量瓶中，定容。移取上述溶液25.00 mL，加入5 g 氯化銨，10 mL 100 g L-1 Na2EDTA，加入50 mL 水，煮沸3 min，用濃氨水中和至pH 9.0 10.0，靜置 2h，用中速濾紙過(guò)濾，用稀NH3-NH4Cl 溶液洗滌，用鹽酸溶解并洗滌濾紙。加入 5 mL 200 g L-1 酒石酸鉀鈉溶液，0.5 mL 酚酞，加400 gL

15、-1 氫氧化鈉至析出沉淀，并用20 g L-1 氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液呈紅色，靜置10 min，用上述鹽酸溶液滴定至無(wú)色，加入20 mL飽和氟化鈉溶液，用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至無(wú)色，消耗鹽酸29.87 mL 。6-1 計(jì)算銅鈹合金中的鈹含量。6-1 cHCl = 2mHgO / （MHgOVHCl）= 2 0.2707 g / （216.6 g/mol 25.30 mL）= 0.0988 mol/L （ 2 分） Be = cHClVHCl M BeV0 / （2m0V）= 0.0988 mol/L29.87 mL 9.012 g/mol0.2 L / （2 2.09 73 g 25.00 mL）= 5

16、.07%（ 3 分）6-2Na2EDTA、濃氨水的作用分別是什么？6-2Na2EDTA 的作用是絡(luò)合合金溶解形成的鐵離子、鋁離子等。（ 1 分） （答出絡(luò)合雜質(zhì)離子即可）濃氨水的作用是絡(luò)合銅離子并沉淀鈹離子。（ 1 分）6-3 試寫(xiě)出鹽酸標(biāo)定和加入氟化鈉的方程式。6-3 HgO + 4I - + H2O HgI42- + 2OH -（ 1 分）4F- + Be（OH） 2 2OH- + BeF42-（ 1 分） 第 7 題（ 10 分）7-1 Mn 和 Si 的二元化合物A 屬于立方晶系， Si 位于晶胞的頂點(diǎn)及體心，其中一個(gè) Mn 原子的分?jǐn)?shù)坐標(biāo)為（0.5， x， 0），其中 0 x0.5。

17、7-1-1 寫(xiě)出 A 的最簡(jiǎn)式。7-1-1 Mn3Si（ 2 分）7-1-2A 采取哪種點(diǎn)陣形式？7-1-2 簡(jiǎn)單立方。（ 1 分） 7-1-3 若 A 中 Mn 形成正二十面體，求x 的值。（結(jié)果保留三位小數(shù)）7-1-3 0.191 或 0.309（每個(gè)2分）7-2Mn、 Si 和 C 的三元化合物B 是由 Mn 12Si二十面體、Mn 6C三棱柱和孤立的Mn 原子（圖中白色球）構(gòu)成的，多面體之間共用Mn 原子連接，圖中畫(huà)出了一個(gè)晶胞中全部三棱柱和部分二十面體。B 采取 c 心單斜的點(diǎn)陣形式，每個(gè)Si 原子都是一個(gè)對(duì)稱(chēng)中心。7-2-1 一個(gè)晶胞中有多少個(gè)Mn 原子被 Mn 12Si二十面體和

18、兩個(gè)Mn 6C三棱柱所共用？7-2-1 16。 （ 1 分）7-2-2 寫(xiě)出 B 的最簡(jiǎn)式。7-2-2 Mn 16SiC4（ 2分） 第 8 題（ 9 分） 人們研究了以下反應(yīng)：8-1 DBU 是一種有機(jī)堿，其全稱(chēng)為1,8-二氮雜二環(huán)5.4.0十一碳 -7-烯。畫(huà)出其結(jié)合一個(gè)質(zhì)子后的結(jié)構(gòu)。 8-12 分）8-2 以丙二酸二甲酯和不多于四個(gè)碳的試劑為原料，設(shè)計(jì)合成A 的路線。8-23 分）8-3 在這些中間體及產(chǎn)物中，B 含有五元環(huán)，C 和 D 均不含碳碳雙鍵，且D 可在 HCl 的甲醇水溶液中反應(yīng)得到不含氮的化合物E。畫(huà)出B、 C、 D、 E 的結(jié)構(gòu)（不考慮立體化學(xué)）。8-3BCDE（每個(gè)1 分）第 9 題（ 10 分） 對(duì)于以下反應(yīng)：9-1 已知 B 不含羥基，B 和 B 為互變異構(gòu)體，試給出A、 B 的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。9-1（每個(gè)