《2016年第30届中国化学奥林匹克(初赛)试题(共5页)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2016年第30届中国化学奥林匹克(初赛)试题(共5页)(6页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、精选优质文档-倾情为你奉上第30届中国化学奥林匹克(初赛)试题第1题(8分)1-1离子化合物A2B由四种元素组成,一种为氢,另三种为第二周期元素。正、负离子皆由两种原子构成且均呈正四面体构型。写出这种化合物的化学式。1-2对碱金属Li、Na、K、Rb和Cs,随着原子序数增加以下哪种性质的递变不是单调的?简述原因。(a)熔沸点(b)原子半径(c)晶体密度(d)第一电离能1-3保险粉(Na2S2O4.2H2O)是重要的化工产品,用途广泛,可用来除去废水(pH8)中的Cr(),所得含硫产物中硫以S()存在。写出反应的离子方程式。1-4 化学合成的成果常需要一定的时间才得以应用于日常生活。例如,化合物
2、A合成于1929年,至1969年才被用作牙膏的添加剂和补牙填充剂成分。A是离子晶体,由NaF和NaPO3在熔融状态下反应得到。它是易溶于水,阴离子水解产生氟离子和对人体无毒的另一种离子。1-4-1 写出合成A的反应方程式。1-4-2 写出A中阴离子水解反应的离子方程式。第2题(9分) 鉴定NO3离子的方法之一是利用“棕色环”现象:将含有NO3的溶液放入试管,加入FeSO4,混匀,然后顺着管壁加入浓硫酸,在溶液的界面上出现“棕色环”。分离出棕色物质,研究发现其化学式为Fe(NO)(H2O)5SO4。该物质显顺磁性,磁矩为3.8B(玻尔磁子),未成对电子分布在中心离子周围。2-1 写出形成“棕色环
3、”的反应方程式。2-2 推出中心离子的价电子组态、自旋态(高或低)和氧化态。2-3 棕色物质中的NO的键长与自由NO分子中N-O键长相比,变长还是变短?简述理由。第3题(13分)3-1好奇心是科学发展的内在动力之一。P2O3和P2O5是两种经典的化合物,其分子结构已经确定。自然而然会有如下问题:是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物?由此出发,化学家合成并证实了这些中间化合物的存在。3-1-1写出这些中间化合物的分子式。3-1-2画出其中具有2重旋转轴的分子的结构图。根据键长不同,将P-O键分组并用阿拉伯数字标出(键长相同的用同一个数字标识)。比较键角 O-P()-O和O-P()-O的大小。3
4、-2 NH3分子在独立存在时H-N-H键角为106.7。右图上Zn(NH3)62+离子的部分结构以及H-N-H键角的测量值。解释配合物中H-N-H键角变为109.5的原因。3-3量子化学计算预测未知化合物是现代化学发展的途径之一。2016年2月有人通过计算预言铁也存在四氧化物,其分子构型是四面体,但该分子中铁的氧化态是+6而不是+8。3-3-1写出该分子中铁的价电子组态。3-3-2画出该分子结构的示意图(用元素符号表示原子,用短线表示原子间的化学键)。第4题(10分)固体电解质以其在电池、传感器等装置中的广泛应用而备受关注。现有一种由正离子An+、Bm+和负离子X组成的无机固体电解质,该物质5
5、0.7上形成无序结构(高温相),50.7以下变为有序结构(低温相),二者结构示意见右图。图中浅色球为负离子;高温相中的深色球为正离子或空位;低温相中的大深色球为An+离子,小深色球为Bm+离子。4-1推出这种电解质的化学式,写出n和m的值。4-2温度变化会导致 晶体在立方晶系和四方晶系之间转换,上述哪种晶相属于立方晶系?4-3写出负离子的堆积方式及形成的空隙类型。指出正离子占据的空隙类型及占有率。4-4高温相具有良好的离子导电性,这源于哪种离子的迁移?简述导电性与结构的关系。第5题(8分)化学式为MOxCly的物质有氧化性,M为过渡金属元素,x和y均为正整数。将2.905g样品溶于水,定容至1
6、00mL。移取20.00mL溶液,加入稀硝酸和足量的AgNO3,分离得到白色沉淀1.436g。移取溶液20.00mL,加入适量硫酸,以N-苯基邻氨基苯甲酸作指示剂,用标准硫酸亚铁溶液滴定至终点,消耗3.350mmol。已知其中阳离子以MOxy+存在,推出该物质的化学式,指出M是哪种元素。写出硫酸亚铁铵溶液滴定MOxy+的离子反应方程式。第6题(14分)N2O4和NO2的相互转化N2O4(g)=2NO2(g)是讨论化学平衡问题的常用体系。已知该反应在295K和315K温度下平衡常数Kp分别为0.100和0.400。将一定量的其他充入一个带活塞的特制容器,通过活塞移动使体系总压恒为1bar(1ba
7、r=100kPa)。6-1计算295K下体系达平衡时N2O4和NO2的分压。6-2将上述体系温度升至315K,计算达平衡时N2O4和NO2的分压。6-3计算恒压下体系分别在315K和295K达平衡时的体积比及物质的量之比。6-4保持恒压条件下,不断升高温度,体系中NO2分压最大值的理论趋近值是多少(不考虑其他反应)?根据平衡关系式给出证明。6-5上述体系在保持恒外压的条件下,温度从295K升至315K,下列说法正确的是:(a)平衡向左移动(b)平衡不移动(c)平衡向右移动(d)三者均有可能6-6与体系在恒容条件下温度从295K升至315K的变化相比,恒压下体系温度升高,下列说法正确的是(简述理
8、由,不要求计算):(a)平衡移动程度更大(b)平衡移动程度更小(c)平衡移动程度不变(d)三者均有可能第7题(8分)乙醇在醋酸菌作用下被空气氧化是制造醋酸的有效方法,然而这一传统过程远远不能满足工业的需求。目前工业上多采用甲醇和一氧化碳反应制备醋酸:CH3OH+COCH3COOH。第9族元素(Co,Rh,Ir)的一些配合物是上述反应良好的催化剂。以Rh(CO)2I2-为催化剂、以碘甲烷为助催化剂合成乙酸(Monsanto法)的示意图如下:7-1在催化剂循环中,A和碘甲烷发生氧化加成反应,变为B。画出B及其几何异构体B1的结构示意图。7-2分别写出化合物A和D中铑的氧化态及其周围的电子数。7-3
9、写出由E生成醋酸的反应式(E须用结构简式表示)。7-4当上述醋酸合成过程的催化剂改为Ir(CO)2I2-,被称作Cativa法。Cativa法催化循环过程与Monsanto法类似,但中间题C和D(中心离子均为Ir)有差别,原因在于:由B(中心离子为Ir)变为C,发生的CO取代I-的反应;由C到D过程中则发生甲基迁移。画出C的面式结构示意图。第8题(10分)8-1画出以下反应过程中化合物A-F的结构简式。8-2某同学设计了以下反应,希望能同时保护氨基和羟基。 请选择最有利于实现该反应的实验条件:a) 反应在浓盐酸与乙醇(1:3)的混合剂中加热进行。b) 反应在过量三乙胺中加热进行。c) 催化量的
10、三氟化硼作用下,反应在无水乙醚中进行。d) 反应在回流的甲苯中进行。8-3理论计算表明,甲酸的Z和E-型两种异构体存在一定的能量差别。已知Z-型异构体的pKa=3.77,判断E-型异构体的pKa;a)3.77b)3.77c)3.77d)无法判断。第9题(12分)9-1氨基乙醇在盐酸中与乙酸酐反应如下:当此反应在K2CO3中进行,得到了另一个非环状的产物B;化合物A在K2CO3作用下也转化为化合物B。9-1-1画出化合物B的结构简式;9-1-2为什么在HCl作用下,氨基乙醇与乙酸酐反应生成化合物A;而在K2CO3作用下,却生成化合物B?9-1-3为什么化合物A在K2CO3作用下转化为化合物B?9-2某同学设计如下反应条件,欲制备化合物C。但反应后实际得到其同分异构体E。9-2-1画出重要反应中间体D及产物E的结构简式。在下面的反应中,化合物F与二氯亚砜在吡啶-乙醚溶液中发生反应时未能得到氯代产物,而是得到了两种含有碳碳双键的同分异构体G和H;没有得到另一个同分异构体J。9-2-2画出G、H以及J的结构简式。9-2-3解释上述反应中得不到产物J的原因。第10题(8分)10-1以下两种生物碱可以在室温下相互转化,在达到平衡态时,两者的比例为3:2。画出它们互相转换时中间体A的立体结构简式。10-2画出下面反应过程中合理的关键反应中间体的结构简式(3个)。专心-专注-专业