杭州二中2016年5月化学奥林匹克试题及答案汇编

杭州二中2016年5月化学奥林匹克试题及答案题 号123456789总分满 分617128121410138100得 分竞赛时间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相对原子质信He4.003Li 6.941Be 9.012B 10.81C 12.01N 14.01O 16.00F 19.00Ne 20.18Na22.99Mg 24.31Al 26.98Si28.09P 30.97S32.07Cl 35.45Ar39.95K 39.10Ca 40.08Sc 44.96Ti 47.88V 50.94Cr 52.00Mn 54.94Fe 55.85Co 58.93Ni 58.69Cu 63.55Zn 65.39Ga 69.72Ge72.61As 74.92Se 78.96Br i 79.90Kr 83.80Rb 85.47Sr 37.62Y 88.91Zr 91.22Nb 92.91Mo 95.94Tc 98.91Ru101.1Rh 102.9Pd 106.4Ag107.9Cd 112.4In 114.8Sn118.7Sb 121.8Te 127.6I 126.9Xe131.3Cs132.9Ba137.3La-LuHf 178.5Ta 180.9W 183.9Re 186.2Os190.21Ir 192.2Pt 195.1Au197.0Hg 200.6Tl 204.4Pb207.2Bi 209.0Po 210At 221100Rn 222Fr 223Ra 226Ac-LrRfDbSgBhHsMt第一题（6分）1984年，联邦德国达姆施塔特重离子研究机构阿姆布鲁斯特和明岑贝格等人在重离子加 速器上用58Fe离子轰击208 Pb靶时发现了 265X。1 .X的元素符号是 , X最高价氧化物的化学式是 。2 .用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成X的核反应方程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写）。3 .最近有人用高能26Mg核轰击248cm核，发生核合成反应，得到X的另一种同位素；然后释放出“粒子，得到质量数为 265的另一种核素。分别写出核反应方程式。582082651解答：（1） Hs（1 分） HsO4（1 分） （2） 26 Fe+ 82 Pb 108Hs+0n（2 分）/o、2624826912692654 ,（3） 12 Mg + 96 Cm 108 Hs+5 0 n108 Hs 106Sg+ 2 He（各 CdSi-xSex为六方ZnS结构，六方ZnS结构如下，画出六方 ZnS的一个晶胞，并指出阴 阳离子占据的空隙类型 分）第二题（17分）化合物A是具有腐蚀性的挥发性红色液体，称取化合物A 465mg,使之溶于水中，溶液具有明显的酸性。约需要 6mmol的Ba(OH) 2才能中和它，同时溶液中产生沉淀B,过滤出沉淀，洗涤后用稀 HCIO4溶液处理，沉淀 B转化成一橙红色溶液 C,与此同时又产生一白 色的新沉淀D。加入过量的KI后，用S2O32一滴定所生成的I3一离子，耗去S2O32 9.0mmol。 终点时生成一绿色溶液，经中和可产生葱绿色沉淀E,过滤得E,使之溶于过量的 NaOH溶液中，变成了 F。F再与H2O2共沸，变成黄色溶液 G,酸化时进一步变成橙红色溶液H,向H中加入少许H2O2 ,有蓝色I生成，静置又变成 J并放出气体 Ko试确认各符号所代表的物质，并写出化学反应方程式。解答：A:CrO 2c12 B: BaCrO4 C:Cr2O72D: Ba(ClO4)2 E: Cr(OH) 3 F: NaCrO2 GCrO42H:Cr2O72I: CrO5J: Cr3+K : O2CrO2c12 + 2H 2O=H2CrO4 + 2HC1Ba(OH)2 + H2CrO4=BaCrO4 J + 2H2O /nQs大力/nS里4CrO5 + 12H+=4Cr3+ + 702 T + 6H2O(化学式每个1分，方程式每个2分) 第三题(12分)固溶体半导体材料是某些元素半导体或化合物半导体互相溶解而成的具有半导体性质的固态“溶液”材料，在电子工业中有重要的用途。某研究小组用二氯化镉(CdCl2 2.5H2O),硫粉，硒粉为原料，180c下在乙二胺中反应得到了固溶体半导体CdSi-xSex (x0,1)纳米材料，通过XRD图分析了其晶体结构。 12 .当CdCl 2 2.5H2O为0.289g,硫粉质量为0.028g,硒粉为0.03g时，x的值为多少？解答：0.3 （2分）3 .根据测量分析，晶格常数a和c与x的数值如下表所示，你能到什么结论？并分析原因。晶格常敷“和c与产物的分工的触值Table 2 lattice constni a and c vs, compositMMi fraclion x期分 xa （rum）c（nm）00.412870.668300.10.413930,669560.20.416290.67417*30.420300.6?6740.40.423420,680360,50.424380.683250.611,426590.686570.70.4270$0.690680,80.42W280.695510,90.428480.696H610,42 科 40.7D024解答：a ,c随着x的值增大而增大（2分）原因是Se2-半径大于S2-半径，S声代替S2- 导致晶体体积膨胀（2分）4.研究人员分析了形成 CdSi-xSex纳米材料的机理，认为反应中有一中间体配合物形成，给 出该配合物，该配合物所有元素化学环境相同，请给出该中间体的结构简式。解答：Cd(NH 2CH2CH2NH2)2C12( 3 分) 第四题（8分）在真空中，用高能电子轰击一种气体分子时，分子中的一个电子可以被轰击出去，生成 阳离子自由基。如苯甲酸分子被轰击：C6H 5COOH ： C6H5COOH +e其阳离子的式量与所带电荷数之比（mz ）为122 （即12% ）,与此同时，这样的离子还会被轰击成其它形式的碎片离子（都只带一个单位的正电荷）。各有它们的mz;由苯甲酸形 成的碎片离子按所测得的 mz大小排列有：122、105、77、51。啜碎片离子后美反应105C6H 5CO +C6H 5COOH +-* C6H5CO+OH77C6H 5+C6H5CO= C6H5+CO51C4H 3+C6H 5+tC4H3+C 2H2现有中学常风的有机化合物 A,仅由C、H、。元素组成，通常 A是一种无色透明的液体， 不溶于水，加热后能逐渐溶于稀 NaOH溶液或稀H2SO4溶液，冷却后不再析出原有的液体。若用高能电子束轰击气体A分子时，在70eV下可得 mZ为88、73、61、45、29、27、15等的离子（均只带一个正电荷）。回答下列问题：1. 有机物A的相对分子质量是 ,分子式是 2. mZ为88的离子是3. %为15的离子是解答1.相对分子质量是88,分子式是C4H8。22. % 为88的离子是C4H8O2+3. % 为15的离子是CH3+每空2分第五题（12分）蜂王浆可按如下方法合成：酮（A） C7H12O用CH3MgI处理后水解生成醇（B） C8H16。,（B）经脱水成为烯烧（C） C8H14, （C）臭氧化然后还原水解得化合物（ D） C8H14。2。（D） 与丙二酸二乙酯在碱中反应得到一个产物，此产物经热酸水解得到蜂王浆（E） C10H16O3,（E）经催化氢化得到酮酸（F） C10H13O3, （F）与碘在NaOH中反应后酸化得到碘仿与壬 二酸，请写出（A）（F）的结构第六题（14分）对苯二甲酸是一种重要的化工原料，它能与某含碳、氢、氧三种元素的有机化合物A反应生成高分子化合物 B。已知50.0mL水中溶有0.300g A的溶液与100mL水中溶有3.30g 蔗糖的溶液凝固点相同。哌咤俗称六氢口比咤（口比咤：,以乙醇作溶剂，它与对苯二甲酸反应可生成对苯二甲酸哌咤盐。1992年，人们用甲醇作溶剂，用对苯二甲酸哌咤盐、2, 2一联口比咤和 Co（ClO4）2 6H2O在60 c下反应两小时，得到双核钻的配合物（哌咤没有参与形成配合物）。该配合物中含C: 51.3%; H: 3.38%; N: 9.98%; Co： 10.5% （计算值）。用X衍射法测定其单晶，表明竣基氧均已配位，ci。4一处于配合物的外界。1 .试求化合物 A的式量，并确定 A是何物质；2 .写出化合物 A与对苯二甲酸的反应方程式。3 .若以水作溶剂，与乙醇作溶剂相比，哌咤的pKb值将如何变化？4 .写出对苯二甲酸的共轲碱。5 .试推断出该双核配合物的分子式（要有推断过程）。解答1 . A的式量为62.2 （2分） A为乙二醇（1分）2. nHOCH 2CH2OH + nHOOC -COOH T.OCH2CH2OOC - CO* +2nH2O （2 分）3. 水作溶剂时，pKb变小（2分）4. HOOCO|COO （2 分）5. Co原子数为2, M = 1122； C原子数：48； H原子数：38； N原子数：8。8个N 必含4个联口比咤，其中含 40个C,还剩8个C,必是一个对苯二甲酸根，带两个单位负 电荷。据电中性原理，外界必有2个CIO4一, 4个联口比咤，1个对苯二甲酸根，必含 36个H。还有2个H,可能带一分子水，故分子式为C48H38N8cO2CI2O13,分子量与此式相符，故可推定。（过程3分，结论2分）第七题（10分）光刻法是现在流行的一种进行表面处理的化学方法。它是在待加工金属工件上涂上一层具有抗腐蚀性的保护层，这种保护材料称为光致抗蚀剂（又称光刻胶） 。然后在其上方按 定图版曝光、再加腐蚀剂。未曝光与曝光部分的金属表面的抗腐蚀性不同，因此印出预期 的图版。E是一种光敏胶，其合成路线如下：CHO 巴15T B NaOHT C （C9H7O2Na） _ 上里_ D_ 聚合E写出A、B、C、D、E的结构式。解答：A: CH3COOK 或 K2CO3； B： PhCH = CHCOOH；C： Ph- CH = CHCOONa； D： Ph- CH = CH - COO - CH = CH2 （各 1.5 分）-E CHCH?主E: O CCH=CHPb（每个 2分）第八题（14分）在腌肉时，加入亚硝酸钠，能产生 NO, NO与由蛋白质中解离出来的硫和铁结合，生成 Fe4s3（NO）7厂后者有抑菌，防腐作用。X-射线结构分析表明该离子的结构如下图所示：1 .请把图上的所有铁原子涂黑，并从上至下用Fe（A）、Fe（B）、Fe（C）、Fe（D）标记。2 .试确定Fe的平均氧化数。3 .设在配合物里的每个铁原子都采取sp3杂化，指出每个铁原子中 3d电子的数目。4 . Fe4s3(NO)7离子可以被还原，生成一个含Fe2s2环的化合物，表示为Fe2s2(NO) 42一,请回答下列各问题：(I)写出阴离子Fe2s2(NO)42子勺结构式；(II)给出每个铁原子的氧化态；(III) Fe 2s2(NO)42桧转化为Fe2(SCH3)2(NO)4n,它是一种致癌物。下列三种粒子中，哪一个被加到s原子上？(i ) CH 3+ ,( ii ) CH 3 ,( iii ) CH 3一解答1.(2分)82. Fe4s3(NO) 7冲S的氧化数为-2, NO的氧化数为+1,令铁的氧化数为 x, 4x2X3+1X 7= -1, x=1/2,即铁的氧化数为 1/2。(2分)3.由于Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)的周围环境相同，它们的氧化数理应相同， 而Fe(A)有另外 的氧化数，氧化数可能值为Fe(A) = 2, Fe(B尸Fe(C尸Fe(D)=0 ,或Fe(A) = +1 , Fe(B尸Fe(C尸Fe(D尸1。当第二组氧化数代入后， Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)周围的电荷为零， 只有Fe(A)周围电荷为离子团电荷 -1,所以更为合理。对于Fe(0)而言，若采取sp3杂化来接受配位原子的孤电子对，则价电子排布应从 3d64s2重排成3d84s0。对于+1氧化态的Fe(A)：为3d7;对于Fe(B)、Fe(C)、Fe(D)而言，由于是1氧化态，应为3d9。(4分)ON、/S/NOFe, Fe4.(I)(2分)Lons、no(II)每个铁的氧化数为-1 (1分)(III)加到S原子上的一定是 CH3+。因为硫原子氧化态为 -2,已是8电子构型，即为Lewis碱，只有与CH3+ Lewis酸加合。(2分)第九题(8分)25ml浓度为0.02mol?L t的酸性高镒酸钾溶液加到0.1204g含有Na2c2O4、NaNO 2和Na3AsO3的混合物中，用 FeSO4溶液返滴定过量的 KMnO 4,消耗0.02mol:LFeSO4溶液5ml。另取一份重量相同的混合物样品，向其中加入过量KI和H2SO4,反应完成后生成的碘以溶于NaHCO3的浓度为0.02mol?. 的硫酸肿返滴定，消耗5ml硫酸肿。试计算混合物 的定量组成（百分含量）。解答：加入KMnO4后，发生下列反应：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，发生下列反应： 2NO2 + 2I + 4H+= I2 + 2NO + 2H 2O在碳酸氢钠介质中，发生下列反应：AsO33 + I2 + 2OH = AsO43 + 2I + H2O肿与碘发生如下反应：(N 2H4?H2SO4相当于N 2H4参加反应)N2H4+ 2I2 + 4OH =N2 + 4I + 4 H2O这样，我们可以写出三个联立方程式：fM Na2c204 gnNa2c2。4 + M NaN。2 gnNaNO2 + M Na3AsO3 gnNa3AsO 3 =0.1204 g2,、；(nNa C O nNaNO nNa AsO ) - nKMnO52 2 4nNaNO2 =4nN2H4 +2nNa3AsO3用下法计算KMnO4的物质的量n：3 1、， T3nKMn。4 = 0.02 X 25X 10 X 0.02X 5X 10 =0.48X 10 mol 5N2H4 的物质的量=0.02 X 25X 10 3=0.1 X 10$ mo| = nN2H4134gnNa2c2。4 +69gnNaN。？ +192gnNa3As。，=0.1204 g53nNa2c2。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故混合物的组成为：Na2c2O4： 22.26 %, NaNO2： 45.85 %, Na3AsO3： 31.89%。（过程5分，结果各1分）