杭州二中2016年5月化學(xué)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(xué)奧林匹克試題及答案 題 號(hào) 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(shí)間3小時(shí)。遲到超過半小時(shí)者不能進(jìn)考場。開始考試后 1小時(shí)內(nèi)不得離場。時(shí) 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(cè)，不得拆散。所有解答必須寫在指定的方框內(nèi)，不得用鉛筆填寫。草稿 紙?jiān)谧詈笠豁?。不得持有任何其他紙張? 姓名、報(bào)名號(hào)和所屬學(xué)校必須寫在首頁左側(cè)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(jì)算器以及直尺等文具。 H 1.008 相對(duì)原子質(zhì)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(dá)姆施塔特重離子研究機(jī)構(gòu)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(shí)發(fā)現(xiàn)了

5、265X。 1 .X的元素符號(hào)是 , X最高價(jià)氧化物的化學(xué)式是 。 2 .用元素符號(hào)并在左上角和左下角分別標(biāo)注其質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)，寫出合成 X的核反應(yīng)方程 式（方程式涉及的其他符號(hào)請(qǐng)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(yīng)，得到 X的另一種同位素；然后 釋放出“粒子，得到質(zhì)量數(shù)為 265的另一種核素。分別寫出核反應(yīng)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(jié)構(gòu)，六方ZnS結(jié)構(gòu)如下，畫出六方 ZnS的一個(gè)晶胞，并指出陰 陽離子占據(jù)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(shí)溶液中產(chǎn)生沉淀 B,過濾出 沉淀，洗滌后用稀 HCIO4溶液處理，沉淀 B轉(zhuǎn)化成一橙紅色溶液 C,與此同時(shí)又產(chǎn)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(diǎn)時(shí)生成一綠色溶液，經(jīng)中和可產(chǎn)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(shí)進(jìn)一步變成橙紅色溶液 H, 向H中加入少許H2O2 ,有藍(lán)色I(xiàn)生成，靜置又變成 J并放出氣體 Ko 試確認(rèn)各符號(hào)所代表的物質(zhì)，并寫出化學(xué)反應(yīng)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(xué)式每個(gè)1分，方程式每個(gè)2分) 第三題(12分) 固溶體半導(dǎo)體材料是某些元素半導(dǎo)體或化合物半導(dǎo)體互相溶解而成的具有半導(dǎo)體性質(zhì)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(yīng)得到了固溶體半導(dǎo)體 CdSi-xSex (x[0,1])納米材 料，通過XRD圖分析了其晶體結(jié)構(gòu)。 1 2 .當(dāng)CdCl 2 2

9、.5H2O為0.289g,硫粉質(zhì)量為0.028g,硒粉為0.03g時(shí)，x的值為多少？ 解答：0.3 （2分） 3 .根據(jù)測量分析，晶格常數(shù)a和c與x的數(shù)值如下表所示，你能到什么結(jié)論？并分析原因。 晶格常敷“和c與產(chǎn)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(dǎo)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(jī)理，認(rèn)為反應(yīng)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(xué)環(huán)境相同，請(qǐng)給出該中間體的結(jié)構(gòu)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(shí)，分子中的一個(gè)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(shù)之比（ mz ）為122 （即12% ）,與此同時(shí)，這樣的離子還會(huì) 被轟擊成其它形式的碎片離子（都只帶一個(gè)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(yīng) 105 C6H 5CO + C6H 5COOH +-* C6H5C

12、O++OH 77 C6H 5+ C6H5CO= C6H5++CO 51 C4H 3+ C6H 5+tC4H3++C 2H2 現(xiàn)有中學(xué)常風(fēng)的有機(jī)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(shí)，在70eV下可得 mZ為88、73、61、45、29、27、15 等的離子（均只帶一個(gè)正電荷）?；卮鹣铝袉栴}： 1. 有機(jī)物A的相對(duì)分子質(zhì)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(duì)分子質(zhì)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(jīng)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(yīng)得到一個(gè)產(chǎn)物，此產(chǎn)物經(jīng)熱酸水解得到蜂王漿（ E） C10H16O3, （E）經(jīng)催化氫化得到酮酸（F） C10H13O3, （F）與碘在NaOH中反應(yīng)后酸化得到碘仿與壬 二酸，請(qǐng)寫出（A）?（F）的結(jié)構(gòu)

14、 第六題（14分） 對(duì)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(jī)化合物 A 反應(yīng)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(diǎn)相同。哌咤俗稱六氫口比咤（口比咤： ,以乙醇作溶劑，它與對(duì)苯二 甲酸反應(yīng)可生成對(duì)苯二甲酸哌咤鹽。 1992年，人們用甲醇作溶劑，用對(duì)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(yīng)兩小時(shí)，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(jì)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(zhì)； 2 .寫出化合物 A與對(duì)苯二甲酸的反應(yīng)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(duì)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(shí)，pKb變?。?分） 4.

16、HOOC—O|—COO （2 分） 5. Co原子數(shù)為2, M = 1122； C原子數(shù)：48； H原子數(shù)：38； N原子數(shù)：8。8個(gè)N 必含4個(gè)聯(lián)口比咤，其中含 40個(gè)C,還剩8個(gè)C,必是一個(gè)對(duì)苯二甲酸根，帶兩個(gè)單位負(fù) 電荷。據(jù)電中性原理，外界必有 2個(gè)CIO4一, 4個(gè)聯(lián)口比咤，1個(gè)對(duì)苯二甲酸根，必含 36個(gè) H。還有2個(gè)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(jié)論2分） 第七題（10分） 光刻法是現(xiàn)在流行的一種進(jìn)行表面處理的化學(xué)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(hù)層，這種保護(hù)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(yù)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(jié)構(gòu)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(gè) 2分） 第

18、八題（14分） 在腌肉時(shí)，加入亞硝酸鈉，能產(chǎn)生 NO, NO與由蛋白質(zhì)中解離出來的硫和鐵結(jié)合，生成 [Fe4s3（NO）7廠后者有抑菌，防腐作用。X-射線結(jié)構(gòu)分析表明該離子的結(jié)構(gòu)如下圖所示： 1 .請(qǐng)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(biāo)記。 2 .試確定Fe的平均氧化數(shù)。 3 .設(shè)在配合物里的每個(gè)鐵原子都采取 sp3雜化，指出每個(gè)鐵原子中 3d電子的數(shù)目。 4 . [Fe4s3(NO)7]離子可以被還原，生成一個(gè)含 Fe2s2環(huán)的化合物，表示為[Fe2s2(NO) 4]2一, 請(qǐng)回答下列各問題： (I)寫出陰離子[Fe2s2

19、(NO)4]2子勺結(jié)構(gòu)式； (II)給出每個(gè)鐵原子的氧化態(tài)； (III) [Fe 2s2(NO)4]2檜轉(zhuǎn)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(gè)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(shù)為-2, NO的氧化數(shù)為+1,令鐵的氧化數(shù)為 x, 4x—2X3+1X 7= -1, x=—1/2, 即鐵的氧化數(shù)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(shù)

20、理應(yīng)相同， 而Fe(A)有另外 的氧化數(shù)，氧化數(shù)可能值為Fe(A) = —2, Fe(B尸F(xiàn)e(C尸F(xiàn)e(D)=0 ,或Fe(A) = +1 , Fe(B尸F(xiàn)e(C尸F(xiàn)e(D尸—1。當(dāng)?shù)诙M氧化數(shù)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(tuán)電荷 -1,所以更為合理。對(duì)于 Fe(0)而言，若采取sp3雜化來 接受配位原子的孤電子對(duì)， 則價(jià)電子排布應(yīng)從 3d64s2重排成3d84s0。對(duì)于+1氧化態(tài)的Fe(A)： 為3d7;對(duì)于Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)而言，由于是—1氧化態(tài)，應(yīng)為3d9。(4分) ON、 /S\ /NO Fe\ ,

21、Fe 4.(I) (2分) Lon s「 、no (II)每個(gè)鐵的氧化數(shù)為-1 (1分) (III)加到S原子上的一定是 CH3+。因?yàn)榱蛟友趸瘧B(tài)為 -2,已是8電子構(gòu)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(yīng)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(jì)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(yīng)： 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(yīng)： 2NO2 + 2I + 4H+= I2 + 2NO + 2H 2O 在碳酸氫鈉介質(zhì)中，發(fā)生下列反應(yīng)： AsO33 + I2 + 2O

23、H = AsO43 + 2I + H2O 腫與碘發(fā)生如下反應(yīng)：(N 2H4?H2SO4相當(dāng)于N 2H4參加反應(yīng)) N2H4+ 2I2 + 4OH =N2 + 4I + 4 H2O 這樣，我們可以寫出三個(gè)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(jì)算KMnO4的物質(zhì)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(zhì)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(jié)果各1分）