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1、中国化学会第20届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题及答案和评分标准（2023年9月10日 9：00 - 12：00共3小时）题号123456789101112总分满分45876911910101110100得分评卷人l 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。l 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。l 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。l 允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 第1题（4分）
2、 2023年3月有人预言，未知超重元素第126号元素有也许与氟形成稳定的化合物。按元素周期系的已知规律，该元素应位于第 八 周期，它未填满电子的能级应是 5g ，在该能级上有 6 个电子，而这个能级总共可填充 18 个电子。（各1分）第2题 （5分） 下列反映在100oC时能顺利进行：I II2-1 给出两种产物的系统命名。（4分）2-2 这两种产物互为下列哪一种异构体？（1分） A 旋光异构体 B 立体异构体 C 非对映异构体 D 几何异构体2-1 I （7R，3E，5Z)-3-甲基-7-氘代-3,5-辛二烯 或 （7R，3E，5Z)-3-甲基-3,5-辛二烯-7-d 或 （7R，3E，5Z
3、)-3-甲基-7-2H-3,5-辛二烯 （注：只要标出氘的位置即可） 用cis- 、trans- 代替 Z-、E-得分相同（下同） （2分） II （7S，3Z，5Z)-3-甲基-7-氘代-3,5-辛二烯 或 （7S，3Z，5Z)-3-甲基-3,5-辛二烯-7-d 或 （7S，3Z，5Z)-3-甲基-7-2H-3,5-辛二烯 （注：只要标出氘的位置即可） （2分）2-2 B （立体异构体） （1分）第3题 （8分） 下面四张图是用计算机制作的在密闭容器里，在不同条件下进行的异构化反映 XY 的进程图解。图中的“ ”是X，“ ”是Y。 A B C D3-1 图中的纵坐标表达 （填入物理量，下同）
4、；横坐标表达 。3-2 平衡常数K最小的图是 。3-3 平衡常数K最大的图是 。3-4 平衡常数K=1的图是 。答案：3-1 A和B的摩尔百分数（或答：物质的量的分数或物质的量的百分数）； 时间，分（或答：以分为单位的反映进程） (2分) 3-2 A (2分) 3-3 B (2分) 3-4 C (2分)第4题 （7分） 已探明我国锰矿储量占世界第三位，但富矿仅占6.4%，每年尚需进口大量锰矿石。有人设计了把我国的菱锰矿（贫矿）转化为高品位“菱锰矿砂”的绿色工艺。该工艺一方面将矿砂与硫酸铵一起焙烧，较佳条件是：投料比m(NH4)2SO4/mMnCO31.5；焙烧温度450oC；焙烧时间1.5 小
5、时。 4-1 写出焙烧反映方程式： (NH4)2SO4MnCO3MnSO42NH3CO2H2O （分）4-2 另一方面，将焙烧产物转化为高品位的“菱锰矿砂”，写出反映方程式：MnSO42NH3CO2H2O (NH4)2SO4MnCO3（2分）4-3 若焙烧温度过高或时间过长，将导致什么结果？ MnSO4，MnCO3分解生成高价锰的氧化物而导致锰浸出率下降。 （2分）4-4 从物料平衡角度看，生产过程中是否需要添加(NH4)2SO4？说明理由。 不需加。开始投料时(NH4)2SO4（132gmol-1）过量（MnCO3,115 gmol-1）,反映生成的NH3、CO2以及(NH4)2SO4可循环
6、运用。 （2分）第5题 （6分）配制KI(0.100molL-1)I2的水溶液，用0.100molL-1 Na2S2O3标准溶液测得c(I2)4.8510-3 molL-1。量取50.0mL KI-I2溶液和50.0mL CCl4置于分液漏斗中振荡达平衡，分液后测知CCl4相中c(I2)2.6010-3 molL-1。已知实验温度下CCl4从水溶液中萃取I2的分派比为85 : 1。求水溶液中I2II3的平衡常数。 设萃取平衡时，水溶液中c(I2)为x c(I2,CCl4)c(I2,H2O)2.60x10-3 molL-1x85 x2.60x10-3 molL-1853.0610-5 molL-
7、1 (2分)水溶液中 I2 I I3平衡浓度（molL-1）: I2：3.0610-5 ； I : 0.1003.0610-50. 100 (1分) （1分） I3: (4.852.60)10-33.0610-52.2210-3 (1分)K2.2210-3 molL-10. 100 molL-13.0610-5 molL-17.3102 Lmol-1（不写单位不扣分）(1分)第 6 题（9分） 潜在储氢材料化合物 A 是第二周期两种氢化物形成的路易斯酸碱对，是乙烷的等电子体，相对分子质量30.87，常温下为白色晶体，稳定而无毒。刚刚融化的 A 缓慢释放氢气，转变为化合物B（乙烯的等电子体）。B
8、 不稳定，易聚合成聚合物 C（聚乙烯的等电子体）。C 在155oC释放氢气转变为聚乙炔的等电子体，其中聚合度为3的化合物 D 是苯的等电子体。高于500oC时 D 释放氢气，转变为化合物 E，E 有多种晶型。6-1 写出 A、B、C、D、E 的化学式。 A H3B:NH3（或 BNH6） B H2B=NH2（或 BNH4） C H2B-NH2n D B3N3H6 E BN （5分） 6-2 化合物 A 转变为 E 各步释放的氢所占的质量分数以及总共释放的氢气所占的质量分数多大？ AB 2.016/30.87 = 6.531 %（或0.06531) BD 2.016/28.85 = 6.988
9、% (或0.06988） DE 6.048/26.84 = 7.511 %（或0.07511） AE 6.048/30.87 = 19.59 % (或0.1959) （2分）6-3 为使 A 再生，有人设计了化合物 D 在水蒸气存在下与甲烷反映，写出化学方程式。 3 CH4 + 2(HBNH)3 + 6 H2O = 3 CO2 + 6 H3BNH3 （2分）第7题 （11分） 化合物A是近十年开始采用的锅炉水添加剂。A的相对分子质量90.10，可形成无色晶体，能除去锅炉水中溶解氧，并可使锅炉壁钝化。7-1 A是用碳酸二甲酯和一水合肼在70oC下合成的，收率80%。画出A的结构式。 注：C-N-
10、N角必须不是直线。 （2分）7-2 写出合成A的反映方程式。 O=C(OCH3)2 + 2H2NNH2H2O = O=C(NHNH2)2 + 2CH3OH + 2H2O （1分)7-3 低于135oC时，A直接与溶解氧反映，生成三种产物。写出化学方程式。 (N2H3)2CO + 2O2 = 2N2 + CO2 +3H2O (1分）7-4 高于135oC时，A先发生水解，水解产物再与氧反映。写出化学方程式。 (N2H3)2CO + H2O = 2N2H4 + CO2 N2H4 + O2 = N2 + 2H2O （1分）7-5 化合物A能使锅炉壁钝化是基于它能将氧化铁转化为致密的四氧化三铁。写出化
11、学方程式。 (N2H3)2CO + 12Fe2O3 = 8Fe3O4 + 2N2 + CO2 + 3H2O （2分）7-6 化合物A 与许多金属离子形成八面体配合物，例如 Mn(A)32+。结构分析证实该配合物中的A和游离态的A相比，分子中原本等长的两个键不再等长。画出这种配合物的结构简图（氢原子不需画出），讨论异构现象。（2分） 有一对经式、面式异构体（几何异构体）(1分）它们分别有一对对映异构体（手性异构体）（1分） （画不画异构体的结构不影响得分。） 第 8 题 （9分） 超硬材料氮化铂是近年来的一个研究热点。它是在高温、超高压条件下合成的（50GPa、2023K）。由于相对于铂，氮原子的电子太少，衍射强度太弱，单靠X-射线衍射实验难以拟定氮化铂晶体中氮原子数和原子坐标，2023年以来，先后提出过氮化铂的晶体结构有闪锌矿型、岩盐型（NaCl）和萤石型，2023年4月11日又有人认为氮化铂的晶胞如下图所示（图中的白球表达氮原子，为便于观测，该图省略了一些氮原子）。结构分析证实，氮是四配位的，而铂是六配位的；PtN键长均为209.6pm，NN键长均为142.0 p
