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1、2006 年第二届“我爱奥赛杯”高中化学竞赛试题（20062006 年年 8 8 月月 2020 日日 9 9：0000 - - 1212：0000 共计共计 3 3 小时）小时）题号题号1 12 23 34 45 56 67 78 89 91010 1111总分总分满分满分6 6 1111 4 49 9 1212 10108 8 1010 1010 9 9 1111 100100得分得分评卷人评卷人竞赛时间竞赛时间 3 3 小时。迟到超过小时。迟到超过 3030 分钟者不能进考场。开始考试后分钟者不能进考场。开始考试后 1 1 小时内不得离场。时小时内不得离场。时间到，把试卷间到，把试卷(
2、(背面朝上背面朝上) )放在桌面上，立即起立撤离考场。放在桌面上，立即起立撤离考场。姓名、考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。姓名、考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。请将答案写在指定的位置。请将答案写在指定的位置。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。允许使用非编程计算器以及直尺等文具。 1.008Zr NbMo Tc RuRhPdAgCdInSnSbTe I Hf TaW Re OsIrPt AuHgTl PbBiPoAtAc-LrHLiBeBCNOFNaMgAlSiPClSKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeB
3、rRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.99 24.3139.1040.0885.47 87.62132.9137.3223 22644.96 47.8850.94 52.00 54.94 55.85 58.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.01 16.0019.0030.97
4、74.92121.8209.032.0778.96127.6210210210126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3222HeNeArKrXeRn-RfDbSgBhHsMt第第 1 1 题（题（6 6 分）分）物质除了常见的气态(gas)，固态(solid)，液态(liquid)之外，还有第四种状态：超临界流体（SCF,supercritical fluid）状态，近年来超临界状态以其独特的性质作为反应溶剂或介质，得到了广泛的研究和应用。超临界水是研究的热点之一。1、 以下是水在不同温度和压强下的状态示意图，试用 gas，solid，liquid，SC
5、F 标出各区域代表的状态。2、 已知常温常压下水的摩尔熵值为 S1,超临界状态下水的摩尔熵值为 S2,比较 S1,S2的大小。学校 班级 考场 考号 姓名 装 订 线 3、 Gobuty 等人利用红外光谱研究了高温水中氢键的存在和温度的关系，得出在 298-773K的温度范围内氢键度 X 与温度 T 的关系为近似为线性关系，298K 时，水中氢键约为冰中氢键的 59.2%,673K 时，水中氢键约为冰中氢键的 26.7%,试推测 X,T 的关系。4、 试说明研究超临界水体系反应的重要意义第第 2 2 题（题（1111 分）分）已知：A,B,C,D,E 为同一元素的氧化物。F 为一种常见的盐。1
6、、 液态 A 中存在两种离子2、 金属钠与液态 A 反应可生成 F 和 B，残留在 A 中的 B 和 A 可结合生成 C，使溶液成蓝绿色3、 A 和 E 在一定条件下可以互相转化4、 E 和臭氧反应可以得到 D回答下列问题（1）写出 A, B, C, D，E 的化学式及并画出他们的结构（2）由 A 到 E 转化，需要怎样的条件？（3）写出 E 和臭氧反应生成 D 的方程式（4）试提出金属钠与 A 反应的原理第第 3 3 题（题（4 4 分）分）网络学习和论坛讨论问题是目前很多同学新的学习途径，有网友在学习配合物知识时，经常见到铜、锌等元素的氨配合物，但是没有见到过铁的氨配合物，于是在“”的论坛
7、上，发贴提问：存在铁的氨配合物吗？很多网友跟贴回答这个问题，现在请你帮助这位网友解决问题。第第 4 4 题（题（9 9 分）分）40 年前，美国 Case Western Reserve 大学的，G.A.D lah 教授实验室中的研究人员 J.Lukas无意中将圣诞节晚会上用过的蜡烛扔进 X 与 SbF5的混合溶液中，1Hnmr 谱图显示该溶液中竟然稳定的存在异丁基碳正离子，实在魔力无穷，于是将此类溶液命名为 Magic Acid ，即魔酸或超强酸，其酸性比 100%浓硫酸强几千亿倍。X 可由 CaF2与发烟硫酸在 523K 下反应，经蒸馏制得，X 中含 F 元素为 19%，1、 液态的 X
8、中存在自偶电离平衡，写出电离的方程式2、 X 与 B(OH)3作用，可以得到产物 Y 和一种常见酸 Z，Y 为平面结构，写出反应方程式3、 SO2与 F2反应得到产物 W，W 在碱性条件下水解可得到 X，X 进一步水解可以得到两种常见酸 Z 和 E。写出涉及的三个反应方程式4.将异丁醇溶于 X 与 SbF5形成的超强酸中，可形成稳定的异丁基碳正离子，试用方程式表示此过程。在水溶液中异丁基碳正离子能稳定存在吗？第第 5 5 题（题（1212 分）分）以下是某一类重要的铂配合物的生产方法，用 NaOH 调节氯铂酸溶液至 pH=12, 煮沸 2 小时，冷却到室温，缓慢滴加硝酸溶液，调节 pH 至 5
9、，得到黄色沉淀（A） ，洗涤，干燥后备用。原子吸收光谱测量配合物（A）中铂含量为 65.22%，失重分析实验得到两个阶段，120- 300之间失重为 24.09%, 300-600第二次失重过程为 10.70%。1 写出该铂配合物的化学式和合成该配合物的方程式。2 通过计算，写出第一次失重和第二次失重后的含铂产物的化学式。3 X 射线电子能谱分析表明，该配合物中存在两种 Pt-O 键，试画出该配合物的结构第第 6 6 题（题（1010 分）分）自组装晶体包合物在医药、新材料等高技术领域有广泛的应用前景。如晶体 A，其化学式为（C2H5）4N+ Cl-2 (NH2)2CO，是一种典型的自组装晶体
10、包合物。下图为研究该晶体结构时选定的一个结构单元：1、 试在上图中用*标出所有氯离子的位置2、 尿素分子可形成二聚体，四聚体，试画出尿素二聚体，和四聚体的结构。形成多聚分子后发现能量与以单分子存在形式相比显著降低，试解释原因。3、 指出晶体内存在一些什么类型的作用力。4、 描述晶体 A 的晶体结构（50 字以内）第第 7 7 题（共题（共 8 8 分）分）纳米结构材料由于晶粒尺寸小，比表面积大，量子效应明显，因而具有优异的物理化学性能。金属醇盐水解法是制备纳米粉体的有效方法，有机电解合成制备的金属醇盐，可直接作为溶胶凝胶法制备纳米材料的前驱体，后处理容易，对环境污染少。以下是一种铅醇盐配合物的
11、电化学合成的主要装置：产物经元素分析得各元素的质量分数为（%）：Pb41.81%C33.93%H4.88%回答下面问题：（1）写出产物的化学式_（2）写出两极反应式和总反应式：（3）阳极：_（4）阴极： _（5）总反应：_第第 8 8 题（题（1010 分）分）1、 分子式为 C7H14O 的手性醇，经催化氢化吸收一分子氢后得到一个新的非手性醇。写出醇的可能结构。2、 烃 A 的含氢量为 7.7%,分子量在 300 以下，且能使 Br2-CCl4和稀冷 KMnO4溶液褪色，在温和条件下，1molA 催化加氢可以加 1mol 氢分子，若用 KMnO4酸性溶液氧化，则仅得到一种二元酸 B,B 的一
12、溴取代物只有一种。试推出该化合物 A 的可能结构，并命名。第第 9 9 题（共题（共 1010 分）分）香料 M 可由下列方法合成，试回答问题1.命名香料 M _ 2.写出 A,B,C,D,E 的结构简式，以及条件 F 的内容3.加入试剂的目的是什么？第第 10 题（题（9 分）分）软锰矿是最重要的锰矿石，主要成为为 MnO2，不但在工业上有重要用途，如合金工业，干电池制造等等，在中学化学中也用途广泛，如制备氧气，氯气的催化剂。为了分析软锰矿中 MnO2的含量，科研人员称取 0.1226g 软锰矿矿石，与氧化剂 KClO3混和，在 KOH 介质中加强热，得到一种绿色的化合物，加水溶解，通 CO
13、2，得到紫红色溶液和黑色不溶物，过滤，用 0.1050mol/L 的 Fe2+ 标准溶液滴定该溶液，用去 24.20mL.(认为软锰矿中的杂质不参与反应)1 写出上述过程中涉及的反应方程式2 操作中通 CO2的目的是什么？3 计算该软锰矿中 MnO2的含量第第 1111 题（共题（共 1111 分）分）2004 年美国火星探测车在火星大气层分析到了 A 气体。A 不太稳定，由三种短周期元素组成，其各元素的摩尔分数相等。A 可由粉末状的 KSCN 与浓硫酸微热得到（产物中只有 A是气体） 。已知 A 的沸点 223.4K，汽化热为 18.62kJ/mol。当温度为 00C 时，A 的密度是压强的
14、函数。有人在 00C 时测得了如下数据：P/atm0.20.40.60.8d/gL-10.53381.0821.63652.20561试根据计算确定 A 的结构简式，指出分子的极性情况和中心原子的杂化形态。2写出制备 A 的化学反应方程式。3. A 也可由二元化合物 B 与 SO3反应得到。已知 B 的沸点 319.4K，汽化热为27.61kJ/mol，B 作溶剂的沸点升高常数为 Kb=2.335Kkgmol-1。A 和 B 是等电子体。试写出 B 与 SO3反应制备 A 的化学反应方程式。（注：沸点升高常数可以表示为 Kb =R(T b* )2 M/vap Hm） 4.试推测火星表面的温度，
15、简述你的理由。 “”“”第二届我爱奥赛杯参考答案第二届我爱奥赛杯参考答案一、 （6 分）1、 (1 分，错一个全扣)2、能量状态越高，摩尔熵变增大，S1S2 (1 分)3、x= - 0.000868 T+ 0.851 (2 分)4、 （1）可以进行一些在通常条件下不能进行的反应（2）产物作为水，可以不除去（3）绿色，环保，无污染。 (2 分，说出两点即给满分) 二、 （11 分）（1）A：N2O4 B：NO C：N2O3 D：N2O5 E ：NO2 (分子式、结构式各 0.5 共 5 分)（2）由 A 到 E，需要高温低压 (1 分)（3）2NO2+O3=N2O5+O2 (2 分,无氧气不得分
16、)（4）A 自偶电离生成 NO+和 NO3-,钠电子转移给 NO+,放出 NO或用方程式表示 N2O4=NO+ + NO3- Na + NO+ = Na+ + NO (3 分)三、 （4 分）1、水溶液体系里，氨水显碱性，而三价铁和二价铁氢氧化物溶度积均很小，不管是三价铁还是二价铁都会生成氢氧化物沉淀。 (2 分)2、不常见并不代表不存在，铁的氨配合物可能在非水溶剂中制备（注：实际上是存在的） 。(2 分)四、 （9 分）1、2FSO3H FSO3H2+ + FSO3- (1 分)2、B(OH)3 + 3FSO3H BF3 + 3H2SO4 (1 分)3、SO2 + F2 SO2F2SO2F2
17、 + OH- FSO3H + F-FSO3H + H2O H2SO4 + HF (3 分, 每个一分)4. （CH3）3COH （CH3）3COH2+ （CH3）3C+H3O+(2 分,方程式表达意思对即可)不能稳定存在，易被水溶剂化，或和水结合，或水解 (1 分)五、 （12 分）1、H2Pt(OH)6 或 Pt (OH)4(H2O)2 (2 分) (2 分，每个一分)2、 PtO2, Pt (4 分，过程略)3、 (4 分, 各 2 分)六、 （10 分）1、HSO3FSbF5H+-H2O（1 分）2、二聚体（2 分）四聚体 （2 分）形成平面共扼体系，或大 键使体系能量降低 （1 分）3
18、、氢键，范德华力（分子间作用力） ，静电引力 （2 分）4、氯离子和尿素分子形成一个平面网状结构，四乙基铵离子嵌在层与层之间。 （2 分）七、 （8 分） （1）Pb(OC2H5)2(CH3COCHCOCH3)2或 Pb(CH3COCHCOCH3)2(OC2H5)2 如简写成 Pb（OEt）2(acac)2亦可。 （4 分）思路：可由各元素的质量分数求出 Pb 数为 1，C 数为 14，H 数为 24，O 数为 6。设配体中有 x 个来自乙醇，y 个来自乙酰丙酮，则据 C 数和 O 数可得：2x=5y=14，x+2y=6。解得 x=y=2。（2）阳极：PbPb4+4e 阴极：2CH3CH2OH
19、2e2CH3CH2OH2 2CH3COCH2COCH32e-2（CH3COCHCOCH3）- H2总反应：Pb 2CH3CH2OH2CH3COCH2COCH3 Pb(OC2H5)2(CH3COCHCOCH3)2+2H2（4 分，每个 1 分）八、 （10 分）1、CH3CH2CH(CH=CH2)CH2CH2OH CH3CH2CH2CH(CH2CH=CH2)OHHH O- H N H N C C NH N H- O H H HH O- H N H N C C NH N H- O H H H H O- H N H N C C N H N H- O H H H H O- H N H N C C N
20、H N H- O H H CH3CH2CH2CH(CH=CHCH3)OH CH3CH(CH3)CH(C(CH3)=CH2)OHCH3CH2C(CH=CH2)(CH3)CH2OH （5 分，每个一分）2、分析：经计算 C,H 比为 1;1,设为 CxHx, 由题意知含一双键和苯环（设为 y 个） ，故不饱和度为：（2x+2-x）/2=1+4y，有 x=8y若 y=1 时， x=8, 苯乙烯不符合若 y=2 时, x=16, C16H16，结构如下，符合 (4 分) 1，2-二对甲苯基乙烯 1 分若 y=3，x=24，分子量大于 300，不符合。 九、 （10 分）1、Z-4-庚烯醇 或 顺式-4
21、-庚烯醇 (2 分)2、F H2/Pd,BaSO4 （6 分, 各 1 分）3、保护醇羟基 （2 分）十、 （9 分）13MnO2 + KClO3 + 6 KOH = 3K2MnO4 + KCl + 3H2O3MnO42- + 2H2O = MnO2 + 2MnO4- + 4OH-或 3K2MnO4 + 2CO2 = 2KMnO4 + MnO2 + 2K2CO3MnO4- + 5Fe2+ + 8H+ = Mn2+ + 5Fe3+ + 4H2O （3 分，各 1 分）2.酸化溶液，促使锰酸根歧化 （2 分）3 1MnO2 1MnO42- 2/3MnO4- 10/3 Fe 2+1 10/30.12
22、26x/86.94 0.10500.02420X=54.05% （4 分）十一、 （11 分）1以 P-d/P 作图，然后外推得 M=60.0g/mol，加之是硫元素和另外两种元素，且原子比为 1:1:1，所以是 COS。 （2 分） 极性分子（1 分） ； C：sp 杂化。 （1 分） 2KSCN+2H2SO4+H2OKHSO4+NH4HSO4+COS （2 分）3* 2112111()(8.314) (319.4 )(M)(27.61 J)bbVapR TMJ KmolKkg molKHkmol=2.335 Kkgmol-1M=76g/mol，所以为 CS2 (2 分)CS2+3SO3COS+4SO2 (1 分)4火星表面温度低，若较高，COS 会分解。 (2 分)