杭州二中2016年5月化學奧林匹克試題及答案匯編

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1、杭州二中2016年5月化學奧林匹克試題及答案 題 號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 總分 滿 分 6 17 12 8 12 14 10 13 8 100 得 分 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，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、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他地方者按廢卷論處。 允許使用

2、非編程計算器以及直尺等文具。 H 1.008 相對原子質信 He 4.003 Li 6.941 Be 9.012 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 Ar 39.95 K 39.10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58

3、.69 Cu 63.55 Zn 65.39 Ga 69.72 Ge 72.61 As 74.92 Se 78.96 Br i 79.90 Kr 83.80 Rb 85.47 Sr 37.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc 98.91 Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 Xe 131.3 Cs 132.9 Ba 137.3 La-Lu H

4、f 178.5 Ta 180.9 W 183.9 Re 186.2 Os 190.21 Ir 192.2 Pt 195.1 Au 197.0 Hg 200.6 Tl 204.4 Pb 207.2 Bi 209.0 Po [210] At [221100] Rn [222] Fr [223] Ra [226] Ac-Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt 第一題（6分） 1984年，聯(lián)邦德國達姆施塔特重離子研究機構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208 Pb靶時發(fā)現了

5、265X。 1 .X的元素符號是 , X最高價氧化物的化學式是 。 2 .用元素符號并在左上角和左下角分別標注其質量數和質子數，寫出合成 X的核反應方程 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，得到 X的另一種同位素；然后 釋放出“粒子，得到質量數為 265的另一種核素。分別寫出核反應方程式。 58 208 265 1 解答：（1） Hs（1 分） HsO4（1 分） （2） 26 Fe+ 82 Pb^ 108Hs+0n（2 分） /o、26 248 269 1 269 265 4 , （3） 12 Mg +

6、 96 Cm— 108 Hs+ 5 0 n 108 Hs— 106 Sg+ 2 He （各 CdSi-xSex為六方ZnS結構，六方ZnS結構如下，畫出六方 ZnS的一個晶胞，并指出陰 陽離子占據的空隙類型 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的Ba(OH) 2才能中和它，同時溶液中產生沉淀 B,過濾出 沉淀，洗滌后用稀 HCIO4溶液處理，沉淀 B轉化成一橙紅色溶液 C,與此同時又產生一白 色的新沉淀D。加入過量的KI后，用S2O32一滴定所生成的I3一離子，耗去S2O

7、32 9.0mmol。 終點時生成一綠色溶液，經中和可產生蔥綠色沉淀 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,酸化時進一步變成橙紅色溶液 H, 向H中加入少許H2O2 ,有藍色I生成，靜置又變成 J并放出氣體 Ko 試確認各符號所代表的物質，并寫出化學反應方程式。 解答：A:CrO 2c12 B: BaCrO4 C:Cr2O72 D: Ba(ClO4)2 E: Cr(OH) 3 F: NaCrO2 G CrO42 H:Cr2O72 I: CrO5 J: Cr3+ K : O2 CrO2c12 + 2H 2O=H2CrO4 +

8、 2HC1 Ba(OH)2 + H2CrO4=BaCrO4 J + 2H2O □ /nQs 大力/nS里 4CrO5 + 12H+=4Cr3+ + 702 T + 6H2O (化學式每個1分，方程式每個2分) 第三題(12分) 固溶體半導體材料是某些元素半導體或化合物半導體互相溶解而成的具有半導體性質的 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 (CdCl2 ? 2.5H2O), 硫粉，硒粉為原料，180c下在乙二胺中反應得到了固溶體半導體 CdSi-xSex (x[0,1])納米材 料，通過XRD圖分析了其晶體結構。 1 2 .當CdCl 2 2

9、.5H2O為0.289g,硫粉質量為0.028g,硒粉為0.03g時，x的值為多少？ 解答：0.3 （2分） 3 .根據測量分析，晶格常數a和c與x的數值如下表所示，你能到什么結論？并分析原因。 晶格常敷“和c與產物的分工的觸值 Table 2 lattice const^ni a and c vs, compositMMi fraclion x 期分 x a （rum） c（nm） 0 0.41287 0.66830 0.1 0.41393 0,66956 0.2 0.41629 0.67417 *3 0.42030 0.6?674 0.4 0.4234

10、2 0,68036 0,5 0.42438 0.68325 0.6 11,42659 0.68657 0.7 0.4270$ 0.69068 0,8 0.42W28 0.69551 0,9 0.42848 0.696H6 1 0,42 科 4 0.7D024 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，S聲代替S2- 導致晶體體積膨脹（2分） 4.研究人員分析了形成 CdSi-xSex納米材料的機理，認為反應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環(huán)境相同，請給出該中間體的結構簡式。 解答：[C

11、d(NH 2CH2CH2NH2)2]C12 ( 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，分子中的一個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： C6H 5COOH ―： C6H5COOH ++e 其陽離子的式量與所帶電荷數之比（ mz ）為122 （即12% ）,與此同時，這樣的離子還會 被轟擊成其它形式的碎片離子（都只帶一個單位的正電荷）。各有它們的mz;由苯甲酸形 成的碎片離子按所測得的 mz大小排列有：122、105、77、51……。 啜 碎片離子 后美反應 105 C6H 5CO + C6H 5COOH +-* C6H5C

12、O++OH 77 C6H 5+ C6H5CO= C6H5++CO 51 C4H 3+ C6H 5+tC4H3++C 2H2 現有中學常風的有機化合物 A,僅由C、H、。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，在70eV下可得 mZ為88、73、61、45、29、27、15 等的離子（均只帶一個正電荷）?；卮鹣铝袉栴}： 1. 有機物A的相對分子質量是 ,分子式是 2. mZ為88的離子是 3. %為15的離子是 解答1.

13、相對分子質量是88,分子式是C4H8。2 2. % 為88的離子是C4H8O2+ 3. % 為15的離子是CH3+ 每空2分 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） C8H16。, （B）經脫水成為烯燒（C） C8H14, （C）臭氧化然后還原水解得化合物（ D） C8H14。2。（D） 與丙二酸二乙酯在堿中反應得到一個產物，此產物經熱酸水解得到蜂王漿（ E） C10H16O3, （E）經催化氫化得到酮酸（F） C10H13O3, （F）與碘在NaOH中反應后酸化得到碘仿與壬 二酸，請寫出（A）?（F）的結構

14、 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、氧三種元素的有機化合物 A 反應生成高分子化合物 B。已知50.0mL水中溶有0.300g A的溶液與100mL水中溶有3.30g 蔗糖的溶液凝固點相同。哌咤俗稱六氫口比咤（口比咤： ,以乙醇作溶劑，它與對苯二 甲酸反應可生成對苯二甲酸哌咤鹽。 1992年，人們用甲醇作溶劑，用對苯二甲酸哌咤鹽、 2, 2一聯(lián)口比咤和 Co（ClO4）2 6H2O在60 c下反應兩小時，得到雙核鉆的配合物（哌咤沒有 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% （計算

15、 值）。用X—衍射法測定其單晶，表明竣基氧均已配位， ci。4一處于配合物的外界。 1 .試求化合物 A的式量，并確定 A是何物質； 2 .寫出化合物 A與對苯二甲酸的反應方程式。 3 .若以水作溶劑，與乙醇作溶劑相比，哌咤的 pKb值將如何變化？ 4 .寫出對苯二甲酸的共軻堿。 5 .試推斷出該雙核配合物的分子式（要有推斷過程） 。 解答1 . A的式量為62.2 （2分） A為乙二醇（1分） 2. nHOCH 2CH2OH + nHOOC - -COOH T.OCH2CH2OOC - - CO* + 2nH2O （2 分） 3. 水作溶劑時，pKb變?。?分） 4.

16、HOOC—O|—COO （2 分） 5. Co原子數為2, M = 1122； C原子數：48； H原子數：38； N原子數：8。8個N 必含4個聯(lián)口比咤，其中含 40個C,還剩8個C,必是一個對苯二甲酸根，帶兩個單位負 電荷。據電中性原理，外界必有 2個CIO4一, 4個聯(lián)口比咤，1個對苯二甲酸根，必含 36個 H。還有2個H,可能帶一分子水，故分子式為 C48H38N8cO2CI2O13,分子量與此式相符， 故可推定。（過程3分，結論2分） 第七題（10分） 光刻法是現在流行的一種進行表面處理的化學方法。它是在待加工金屬工件上涂上一層 具有抗腐蝕性的保護層，這種保護材料稱為光致

17、抗蝕劑（又稱光刻膠） 。然后在其上方按 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，因此印出預期 的圖版。 E是一種光敏膠，其合成路線如下： CHO — —巴^15T B — NaOHT C （C9H7O2Na） _ 上里_^ D_ 聚合E 寫出A、B、C、D、E的結構式。 解答：A: CH3COOK 或 K2CO3； B： Ph—CH = CH—COOH； C： Ph- CH = CH—COONa； D： Ph- CH = CH - COO - CH = CH2 （各 1.5 分） -E CH—CH?主 E: O C—CH=CH—Pb （每個 2分） 第

18、八題（14分） 在腌肉時，加入亞硝酸鈉，能產生 NO, NO與由蛋白質中解離出來的硫和鐵結合，生成 [Fe4s3（NO）7廠后者有抑菌，防腐作用。X-射線結構分析表明該離子的結構如下圖所示： 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）標記。 2 .試確定Fe的平均氧化數。 3 .設在配合物里的每個鐵原子都采取 sp3雜化，指出每個鐵原子中 3d電子的數目。 4 . [Fe4s3(NO)7]離子可以被還原，生成一個含 Fe2s2環(huán)的化合物，表示為[Fe2s2(NO) 4]2一, 請回答下列各問題： (I)寫出陰離子[Fe2s2

19、(NO)4]2子勺結構式； (II)給出每個鐵原子的氧化態(tài)； (III) [Fe 2s2(NO)4]2檜轉化為[Fe2(SCH3)2(NO)4]n,它是一種致癌物。 下列三種粒子中，哪一個被加到 s原子上？ (i ) CH 3+ , ( ii ) CH 3 , ( iii ) CH 3一 解答1. (2分) 8 2. [Fe4s3(NO) 7]沖S的氧化數為-2, NO的氧化數為+1,令鐵的氧化數為 x, 4x—2X3+1X 7= -1, x=—1/2, 即鐵的氧化數為 —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

20、理應相同， 而Fe(A)有另外 的氧化數，氧化數可能值為Fe(A) = —2, Fe(B尸Fe(C尸Fe(D)=0 ,或Fe(A) = +1 , Fe(B尸Fe(C尸Fe(D尸—1。當第二組氧化數代入后， 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， 則價電子排布應從 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)，應為3d9。(4分) ON、 /S\ /NO Fe\ ,

21、Fe 4.(I) (2分) Lon s「 、no (II)每個鐵的氧化數為-1 (1分) (III)加到S原子上的一定是 CH3+。因為硫原子氧化態(tài)為 -2,已是8電子構型，即為Lewis 堿，只有與CH3+ Lewis酸加合。(2分) 第九題(8分) 25ml濃度為0.02mol?L t的酸性高鎰酸鉀溶液加到 0.1204g含有Na2c2O4、NaNO 2和 Na3AsO3的混合物中，用 FeSO4溶液返滴定過量的 KMnO 4,消耗0.02mol:L」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,反應完成后生成的 碘以溶于Na

22、HCO3的濃度為0.02mol?. "的硫酸腫返滴定，消耗5ml硫酸腫。試計算混合物 的定量組成（百分含量）。 解答：加入KMnO4后，發(fā)生下列反應： 5c2O42 + 2MnO4 + 16H+ = 10CO2 + 2Mn 2+ + 8H2。 5NO2 + 2MnO4 + 6H+ = 5NO3 + 2Mn 2+ + 3H2。 5AsO33 + 2MnO4 + 6H + = 5AsO 43 + 2Mn 2+ + 3H 2。 加入KI后，發(fā)生下列反應： 2NO2 + 2I + 4H+= I2 + 2NO + 2H 2O 在碳酸氫鈉介質中，發(fā)生下列反應： AsO33 + I2 + 2O

23、H = AsO43 + 2I + H2O 腫與碘發(fā)生如下反應：(N 2H4?H2SO4相當于N 2H4參加反應) N2H4+ 2I2 + 4OH =N2 + 4I + 4 H2O 這樣，我們可以寫出三個聯(lián)立方程式： f M Na2c204 gnNa2c2。4 + M NaN。2 gnNaNO2 + M Na3AsO3 gnNa3AsO 3 =0.1204 g 2, 、 ；—(nNa C O nNaNO nNa AsO ) - nKMnO 5 2 2 4 nNaNO2 =4nN2H4 +2nNa3AsO3 用下法計算KMnO4的物質的量n： 3 1、，— ——T 3

24、nKMn。4 = 0.02 X 25X 10 — X 0.02X 5X 10 =0.48X 10 mol 5 N2H4 的物質的量=0.02 X 25X 10 3=0.1 X 10$ mo| = nN2H4 134gnNa2c2。4 +69gnNaN。？ +192gnNa3As。，=0.1204 g 5 3 …nNa2c2。4 +nNaNO2 +nNa3As5 二金」0.48X10 mo , 一 ，.一 _3 ,，一 nNaN% 二4父0.1父10 mol +2nNasAsO3 解得：nNa2c2。4 =2 10“ mol, nNaNO 2 =8 1。 mol, nNa3AsO3 =2 10 / mlOl 故混合物的組成為： Na2c2O4： 22.26 %, NaNO2： 45.85 %, Na3AsO3： 31.89%。 （過程5分，結果各1分）