《2017年第31届中国化学奥林匹克初赛试题含参考答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年第31届中国化学奥林匹克初赛试题含参考答案（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中国化学会第 31 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 估分用答案（2017 年 8 月 27 日9:00 12:00）题号12345678910总分满分101012101012613107100得分评卷人竞赛时间 3 小时。迟到超过半小时者不能进考场。开始考试后 1 小时内不得离场。时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。 试卷装订成册，不得拆散。所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。草稿纸在最后一页。不得持有任何其他纸张。 姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 H 1.008相对原子质量
2、He 4.003Li 6.941Be 9.012B 10.81C 12.01N 14.01O 16.00F 19.00Ne 20.18Na 22.99Mg 24.31Al 26.98Si 28.09P 30.97S 32.07Cl 35.45Ar 39.95K 39.10Ca 40.08Sc 44.96Ti 47.88V 50.94Cr 52.00Mn 54.94Fe 55.85Co 58.93Ni 58.69Cu 63.55Zn 65.41Ga 69.72Ge 72.61As 74.92Se 78.96Br 79.90Kr 83.80Rb 85.47Sr 87.62Y 88.91Zr 91.
3、22Nb 92.91Mo 95.94Tc 98Ru 101.1Rh 102.9Pd 106.4Ag 107.9Cd 112.4In 114.8Sn 118.7Sb 121.8Te 127.6I 126.9Xe 131.3Cs 132.9Ba 137.3La LuHf 178.5Ta 180.9W 183.8Re 186.2Os 190.2Ir 192.2Pt 195.1Au 197.0Hg 200.6Tl 204.4Pb 207.2Bi 209.0Po 210At 210Rn 222Fr 223Ra 226Ac LaRfDbSgBhHsMtDsRgCnUutUuqUupUuhUusUuoLaC
4、ePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr第 1 题（10 分）根据条件书写化学反应方程式。1-1 工业上从碳酸氢铵和镁硼石Mg2B2O4(OH)2在水溶液中反应制备硼酸。 1-1 2NH4HCO3 + Mg2B2O4(OH)2 = 2MgCO3 + 2NH3 + 2H3BO3（2 分）NH4HCO3 + Mg2B2O4(OH)2 + 2H2O = Mg2(OH)2CO3 + NH3 + 2H3BO31-2 从乏燃料提取钚元素的过程中，利用亚硝酸钠在强酸溶液中将 Pu3+氧化为 Pu4+。 1-2 4H+ + 2HNO2 +
5、 4Pu3+ = N2O + 4Pu4+ + 3H2O（2 分）1-3 NaBH4 与氯化镍（摩尔比 2:1）在水溶液中反应，可得到两种硼化物：硼化镍和硼酸（摩尔比 1:3）。 1-3 8NaBH4 + 4NiCl2 + 18H2O = 6H3BO3 + 2Ni2B + 8NaCl + 25H2（2 分）1-4 通过 KMnO4 和 H2O2 在 KF-HF 介质中反应获得化学法制 F2 的原料 K2MnF6。 1-4 2KMnO4 + 3H2O2 + 2KF + 10HF = 2K2MnF6 + 3O2 + 8H2O（2 分）1-5 磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应，产物仅为硫酸鏻（盐）。 1-5
6、 2PH3 + 8HCHO + H2SO4 = P(CH2OH)42SO4（2 分）第 2 题（10 分）2-1 氨晶体中，氨分子中的每个 H 均参与一个氢键的形成，N 原子邻接几个氢原子？1 摩尔固态氨中有几摩尔氢键？氨晶体融化时，固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上？ 2-1 6（3 个氢键、3 个共价键）；（1 分）3 mol（1 分）；下沉（1 分）。2-2 P4S5 是个多面体分子，结构中的多边形虽非平面状，但仍符合欧拉定律，两种原子成键后价层均满足 8 电子，S 的氧化数为-2。画出该分子的结构图（用元素符号表示原子）。2-2（2 分）2-3 水煤气转化反应CO(g) + H2O(g)
7、 H2(g) + CO2(g)是一个重要的化工过程，已知如下键2-3 H -2BE(C=O) + BE(H-H) - BE(CO) - 2BE(O-H)= -36 KJmol-1（1 分）该反应的 H0，根据勒夏特列平衡移动原理，故而低温有利于平衡正向移动，因而低温有利。（1 分）注：实际反应要用合适的温度。能(BE)数据：BE(CO) =1072 kJmol-1 ，BE(O-H) = 463 kJmol-1，BE(C=O) = 799 kJmol-1， BE(H-H) = 436 kJmol-1 估算反应热，该反应低温还是高温有利？简述理由。根据零价 S 守恒可得：10c1 + 2 100c
8、1 = n(S) = 2.4910-3 mol（1 分） 因而 c1 = 1.210-3 molL-1（1 分）c0 = c1 + 10c1 + 100c1 = 0.13 molL-1（1 分）S32-100c1S22-10c1列式 S2-c12-4 根据题意可得溶液中只有三种含硫离子 S2-，S22-，S32-n2-4 硫粉和 S2-反应可以生成多硫离子。在 10 mL S2-溶液中加入 0.080 g 硫粉，控制条件使硫粉完全反应。检测到溶液中最大聚合度的多硫离子是 S32-且 S 2-(n = 1,2,3,)离子浓度之比符合等比数列 1,10,10n-1。若不考虑其他副反应，计算反应后溶
9、液中 S2-的浓度 c1 和其起始浓度 c0。2-5第 3 题（12 分）在金属离子 M3+的溶液中，加入酸 HmX，控制条件，可以得到不同沉淀。pH 1，得到沉淀A(M2XnyH2O，y 7，得到沉淀 BMX(OH)，A 在空气气氛中的热重分析显示， 从 30C 升温至 100C，失重 11.1%，对应失去 5 个结晶水（部分）；继续加热至 300C，再失重 31.2%，放出无色无味气体，残留物为氧化物 M2O3，B 在氮气气氛中加热至 300C 总失重 29.6%。3-1 通过计算，指出 M 是哪种金属，确定 A 的化学式。 3-1 由 MX(OH)可知 X 为-2 价，因而 A 为 M2
10、X3yH2O根据第一步失去 5 个结晶水可以确定其分子量为 811.53gmol-1（1 分）因为在热重分析中放出无色无味的气体，因而推测该气体可能为 CO2（1 分） 当 X 为碳酸根时，验证无合理答案。因而推测 X 为 C2O42-，经过分子量计算可得 M 为 Bi。（1 分） 因而 A 的化学式为：Bi2(C2O4)37H2O（1 分）3-2 写出 A 在空气中热解的反应方程式。 3-2 2Bi2(C2O4)37H2O + 3O2 = 2Bi2O3 + 14H2O + 12CO2（2 分）Bi2(C2O4)37H2O = Bi2(C2O4)32H2O + 5 H2O 2Bi2(C2O4)
11、32H2O + 3O2 = 2Bi2O3 + 4H2O + 12CO23-3 通过计算，确定 B 在 N2 气氛中失重后的产物及产物的定量组成（用摩尔分数表示）。 3-3 Mr(失重) = 92.25 gmol-1，剩下的为 BiO0.75（2 分） 所以产物为 Bi(66.7%)+Bi2O3(33.3%)（2 分）3-4 写出 B 在氮气气氛中分解的反应方程式。 4Bi(C2O4)(OH) = 2Bi + Bi2O3 + 2H2O + 7CO2 + CO（2 分）第 4 题（10 分）随着科学的发展和大型实验装置（如同步辐射和中子源）的建成，高压技术在物质研究中发挥着越来越重要的作用。高压不
12、仅会引发物质的相变，也会导致新类型化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。4-1 NaCl 晶体在 50-300 GPa 的高压下和 Na 或 Cl2 反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。下图给出其中三种晶体的晶胞（大球为氯原子，小球为钠原子）。写出 A、B、C 的化学式。 4-1 A NaCl3 B Na3ClC Na2Cl（每个 1 分）4-2 在超高压（300 GPa）下，金属钠和氦可形成化合物。结构中， 钠离子按简单立方排布，形成 Na4 立方体空隙（如右图所示），电子对（2e-）和氦原子交替分布填充在立方体的中心。4-2-1 写出晶胞中的钠离子数。
13、 4-2-1 8。（1 分）4-2-2 写出体现该化合物结构特点的化学式。 4-2-2 Na2(e2) He。（1 分）4-2-3 体心、棱心。（1 分）4-2-3 若将氦原子放在晶胞顶点，写出所有电子对（2e-）在晶胞中的位置。4-2-4 晶胞边长 a = 395pm。计算此结构中 Na-He 的间距 d 和晶体的密度 （单位:gcm-1）。 4-2-4 = zM/NAV = 5.39 gmol-1（2 分）d = 3/4a = 171 pm（2 分）第 5 题（10 分）由元素 X 和 Y 形成的化合物 A 是一种重要的化工产品，可用于制备润滑剂、杀虫剂等。A可由生产 X 单质的副产物 F
14、eP2 与黄铁矿反应制备，同时得到另一个二元化合物 B。B 溶于稀硫酸放出气体 C，而与浓硫酸反应放出二氧化硫。C 与大多数金属离子发生沉淀反应。纯净的 A 呈黄色，对热稳定，但遇潮湿空气极易分解而有臭鸡蛋味。A 在乙醇中发生醇解， 得到以 X 为单中心的二酯化合物 D 并放出气体 C，D 与 Cl2 反应生成制备杀虫剂的原料 E、放出刺激性的酸性气体 F 并得到 Y 的单质（产物的摩尔比为 1:1:1）。A 与五氧化二磷混合加热，可得到两种与 A 结构对称性相同的化合物 G1 和 G2。5-1 写出 A、C 到 F 以及 G1 和 G2 的分子式。 5-1 A P4S10 C H2SD HSPS(OC2H5)2 E ClPS(OC2H5)2 F HClG1 P4S6O4 G2 P4O6S4（每个 1 分）5-2 写出由生产 X 单质的副产物 FeP2 与黄铁矿反应制备 A 的方程式。
