中国化学会第25届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷参考答案.docx

中国化学会第25届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷参考答案
第1题(15分)
1-1 2011年是国际化学年，是居里夬人获得诺贝尔化学奖100周年。

居里夬人发现的两种化学元素的元素符号和中文名称分别是Ra，強和Po ・外°
1-2向TiOSO4水溶液中加入锌粒,反应后溶液变为紫色。

在消液中滴加适量的CuCl2水溶液,产生门色沉淀V生成白色沉淀的离子方程式是Ti‘C「llg「io「CiiCL HI ；
继续滴加CiiCb水溶液，白色沉淀消失，其离子方程ACuCl I Cl -CuCh o
1-3 20世纪60年代维也纳大学V. Gutmann研究小纽报道,三原子分子A可由SE♦和NH：反应合成：A被AgF?氧化得到沸点为TTC的三元化合物B A和B分子中的中心原子与同种端位原子的核何距儿乎相等:B分子有…根三重轴和3个镜面。

顽出A和B的结构式(明确示出单键和重键, 不在纸面匕的键用楔形键表示，非键合电子不必标出)°
N=S
1-4 画出AMnG卜1”4出和Mg[Al(CH沁的结构简式□
Me Me Me Me
>1
Al、Mg .Al
Me "Me Me Me
1-5 已知£°(FgO/7F0)=2.2OV, £°(FeO?/Fe(OH)3)=0.72 Vo (i)写出氣气和三氯化铁反应形成高铁酸根的离子方程式o (ii)写出高铁酸钾在酸性水溶液中分解的离子方程式。

(iii)用高铁駿钾与镁等组成碱性电池，写出该电池的电极反应»
(i) 2Fe r I 3Ch < 16O1L =2 FeO? ♦ 6 Cl* I 8 II2O
(ii) 4 FeOf + 20 H =4 Fe?' + 3 O2 + l0 H:O
(iii) ||-|«： FeOr 1 4H2O I 3e-Fe(OH)x 50H
负扱:Mg + 201 r - 2e - Mg(OH)2
第2题（11分）
2-1画出2,4•戊二丽的钠盐与\卅•形成的电中性配合物的结构式（配体用0^0表示九
2-2 L1知该配“物的砸矩为4.9玻尔磴了.配仟物中Mn
的木成对电了数为4 °
2-3回劄 该配合物冇无片性？为什么？
有.段配合物只有连转轴（» I 类对隊元亲）・
2-4创出2.4•戊二!《!»离予的給构简式（獲期聽示出K 共純部分）・笃出冲离域贰健加表示符号。

2-5橙黄色同休觇介物A 的名称足 淑化六氮合钻（111）・是将二緘化钻、浓氮水、氯化饺和过氣化
丸混介・以活性炭抽i 化刑介成的机理研究发現.反应过阳中酋先得到Co （NHjJ 离子・甌后发 牛:配体取代反W,待到以侨配体为桥键的収核离了 B 「・接仃发q 桥fit 均裂,同时2个屮心航了分 别将1个电了传递刘均裂后的新配体匕・得到2个c"离子，ftjsc 2**子“活n 炭表面上发生配 体取代反应,并与氯离了结合彫成同体配合物A.耳出合成配合物A 的总反应方程式」对出B"和 C?♦离了的结构式。

总反应方程式：
2 CoCl 2 + 10 NHt + 2 NHQ + HO — 2 Co<NH ；kCh 亠 2 HQ
第311 （S 分）近年来.SMHS 元素的含氯化合物及其复合体系作为抵源受到广泛关注・化介物A
（XYHJ 和B （XH ）都是貝•有潜在向用价值的秤笑材料：A 受热分解生成同体化合物C 井放出刘激
性气体D ・D 町便润湿的pll 试纸变就。

A 和B 混合可优化放氢性能•研究发现，该混合体系的放 氯反应分三步进行：
2A = C + D （1） D + B = A + H ： （2）
C + B = E 卜出
（3）
将A 和B 按1:2的鏗尔比混合.在催化剂作用卜.所含的氯全部以氢气放出.失币10.4%
A. C 、E 均能水解生成F 和D. G 是由XIUY 组成的二尤化合物，体阴离子是二轲化碳的等
电子体,G 分解生成E 和•种无色无味的气体1・写出A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 和I 的化学式.
A ： LiNH 2
B ： LiH
C ： Li 2NH
D ： NH ?
E ： Li,N
F ： LiOH
G ： UN«
I ： N ：
第4题(9分)同溶体Raln Co^Ow 是叢具电子导电性与爲子导电性的功能材料，Co 的氣化数呦 组成和
制备条件而变化，In 则保持・3价不迟为测怎化介物Baln o5.Co (,^Oui 中Co 的氣化数，碰 定化介物中
H HsN^^NHa
的舗含比进行了如F分析：称取0.2034 g样品，加入是后K【溶液和适•时HC1溶液，与样品反应使其溶解。

以淀粉作指示剂,用0.05000mol L^NajS^j标准溶液滴定，消耗10.85 mJ 4-1写出BalnossCooasO^与KI籾HC1反应的离子方程式.
4- 2写出滿定反应的离子方程式.
4-3计算BalnassCoo^Ow样品中Co的輒化数乞和氧E陷的鱼d 仅呼到小数心I「:两位〉.
4- 1 Balz<，( 0小0--(1.4$・2旳1 •—Ba 0 55ln* *045Co:'*(l
4^ ；. i、l r id)HQ
4- 2 2S.O?* I, = SQf・2r
4・3爪抑;化介物的电中性KiWI・ft
2 + 0.55«
3 十0.45 甩 =2 x(3-d) (a)
根期反应中的电了得失关系.有
0.45 x (.V Vn-2) (H I V I) =2/?( b) (b)
〃(样品)=0.2034g/M = 0.2034 / (275.0-16.00J) (nwl)
Mh) =；HS20r>2 = 0.05000 M« 10.85 mL/2 = 0.2712*10'3 mol
解(a)和(b)的联立方程
得5to =3-58 ・6 =037
第5题(10分)1965年合成了催化剂A・实現了温和条件卜的烯矩加抵。

5- 1 A是紫红色晶体,分7ft 925.23.抗礒性、它可通i± RhClQHQ和过屋三苯隣(PPhJ的乙醉溶液回流制得°画岀A的立体结构。

5- 2 A可能的催化机理如下图所示(图中16e表示中心原子周国总共有16个价电子〉:
A I6e
画出D的结构式。

5- 3确定图中所冇配合物的中心原子的氣化态.
5- 4确定A、C、D和E的中心离子的朵化轨道类型。

s-s用配合物的价键理论卅测c和E swat性迩是抗磁性，说mjH.i!..
5-1
5-3 A 4-1 B +1 C +3 DC E +3
5-4 A <iS|)'' C d»p' D dip' E d»p?
M性卜图&达：
1仗
第6题(10分)NO：和N£U泯合气体的针管实盜是高中化学的经典素材。

理论估舁和实测发现，混合气体体积由F压缩为刃2,温度由298K升至311K。

已知这两个淋度下N/h(g) =2NOHg)的压力平衡常数心分别为0.141和0.363。

6- 1通过计算回答，混合气体经上述压缩氐NO?的浓度比压缩前増加了第少倍「
6- 2动力学实验证明，I：述混合气体几微秒内即可达成化学平衡。

压缩后的混合气体在室温下放置，颜色如何变化？为什么？
6- 1
(!)设混合气休未被压縮，在298K( K h rj)达卩衡.N2O4(g)的平衞分压为% NO处)的平衡分压为"2,则P] = 1 atm (a)
心测u = (ZV 严YwN) = 0.141 <b)
解联立方程(G利(b),
P\ = 0.688 atmt P, = 0.312 atin
(2) 设针管压缩未发生平衡移动,Lite P d=l aun・A = 298K, T z = 3I1K・呵V\ = V2,
根据理想气体状态方程宀V\/T} = P^T：解得
甩=2.087 atm. N2O4分压尺=1.436 atm・ NO?分压巴=0.651 atni
(3) 爪缩引起压力变化.0=0.65円1.436 = 0.296,Q<K = 0.363 衡正向移动■设达平彳
时NQj分压减小x atm,则NO：分压增大2x aun.有
心汕K)=[(厲+2丫)/門讷(戸•“)/严)=0.363 (c)
解得:x = 0.0317 arm
NQ4平衡分压Pd3llK)= 1.404 atm. NO：<g)的分压为凡(311K)=O.714 atm
⑷ 浓度比笞丁分压比:/XNO2.311K) / />(NO:.298K)=0.714 0312=2.29 増加 1.29 倍
6-2 I •. 的混存'(体在逐浙下降.平dR移功.NOf、成NQ, M 色由深变浅，直至体系温度降至室盅・颜色不再变化.
第7题（9分〉12000年前••地球发生过一次大灾变.气温骥除 导致狂玛灭绝，北Clovis 文化 消亡。

有一种假设认为，灾变缘起一颗碳虞彗星撞击地球.2010年几个研究小组发现，在北美和格 林兰该地质年代的地层中存在超乎寻常浓度的纳米六方金刚石.被认为是该假设的证据「
7・1工方金刚石的品胞如图7・|所示 覘出以两个黑色碳原子为中心的C< tit 及所连接的碳原子。

图7・l RJ7-2 图7・3
7- 2图7・2 I ：、卜分别是工方金刚仃和六方金I 帕册濮架结构。

它心的感环构申冇何不同？
比方金刚右的必:坏构唯全湍为椅式.六方佥搦也的織坏构W5t 仃椅虑乂冇船心
7- 3六力做化件的晶体结构如图7・3所，"用mr 代秤建心产和件脈子，即为六力•金刚石•谄在 该图内川出六方金刚右的 个ilfilfi.膜求MM1怒狈包食阳小L L 冇的•段耕线，且框出的iM! 体枳最小.
ill 弘紫罗兰RH 住成B 的过柠如卜所示:
8-1维生素A 分子的不饱和度为
6
8- 2
芳香化介物C 是卩■紫罗兰酣的同分异构体.C 经佈化氢解工成芳香化介物D, D 的、H NMR 图谱
中只有一个单峰U 画出C 的结构简式.
O"
第8题（10分）化合物B 是以&紫罗兰雨为起始原料制备维牛素A 的中间体「
0•紫罗兰IW
«-3间岀中何体B的結构简式
8-4以l-.ltl弘紫罗兰醐合成中何体B的过程中・(2)、(3)、(4)、(6)步反应分别属于什么反应类型(反
应类型须儿体.例如取代反应须指明是亲电取代.亲核取代还是【I由荃取代).
⑵『 2 (3)
(4)水睥反应(6)脱枝反应
第9题(10分)化合物A、B和C的分子式均为GHQ 它们分别在催化剂作用和•定反应条件F加足躍的氮,均生成化合物DfCvHizO：). D在NaOH溶液中加热反应后再酸化生成E (C6H10O2) 和 F (CH40)3 A能发生如下转化：
HjO 浓H2SO4
A 十CH3Mgl ------------- ►-------- ----- ► M (C8H12O) —-■—►N (C8H10)
生成物N分子中只有3种不同化学环境的氢.它们的数目比为1 : 1:3.
9- 1画出化合物A、B、C、D、E、制和N的结构简式。

9-2 A、B和C互为哪种异构体？(在正确选项的标兮前扌J钩)
①碳架异构体I②位??异构体
③ 官能团异构体④ 噸反异构体
9-3 A能自发转化为B和C,为什么？
B和C分子中冇更大的共辄体系.更稳定.
9-4 B和C在室温下反应可得到•组旋光异构休L.毎个旋光片构体冇J 个不对称碳原子。

注：B和C的结构简式可以互换「
第10题（8分）威斯迈尔反应是在富电子芳环上引入屮联杲的有效方法。

其过程首先是NN 二屮 基甲醸胺与POC1,反应生成威斯边尔试剂：
接若威斯迈尔试剂与富电子芳环反应.经水解后在芳环I:引入甲扯基。

例如:
KM 用共振式表示威斯迈尔试剂lE 离子。

10- 2由甲氧基苯转化为对甲氧基苯甲醛的过程中,需经历以下步骤:
（1）芳香亲电取代（2）分子内亲核取代（3）亲核加成（4）质子转•移（5）消除° 画出所有
中间体的结构简式。

1
叫少、
(2)
1
OCHj
9
OC&
OCH 5
i
CHO 1 CI° a 1
1 c p H 2O
J —何
6 +糾
I
OCH 3
OCH )
OCHs
10-3完成下列反应：
9
OCH 3
CHO
OCHi
POCI 3
Cl。