2018第31届我国化学奥林匹克试题及答案解析

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全国高中生奥林匹克化学竞赛试题及答案 2018

全国高中生奥林匹克化学竞赛试题及答案2018可能用到的相对原子质量：H—1 C—12 N—14 O—16 Cl—35、5 K—39 Cu—64一、选择题（共36分）1、关于“舌尖上的化学”，下列说法不科学的是（）A、为了身体健康，必须均衡膳食B、为预防缺碘性疾病，可食用适量海带C、为延长食品保质期，在食品中添加大力防腐剂D、为使发面食品松软可口，制作时可添加适量碳酸氢钠2、下列生活用品所含的主要材料，属于有机合成材料的是（）A、铁锅B、瓷碗C、塑料盆D、玻璃杯3、二氧化锡（SnO2）可用作液晶元件电极，其中氧元素为—2价，则锡元素的化合价为（）A、+1B、+2C、+3D、+44、实验室用高锰酸钾制取氧气的部分操作如图1所示，其中正确的是（）5、下列化学式表示的物质是某化学肥料的主要成分，其中属于复合肥料的是（）A、KNO3B、K2CO3C、CO（NH2）2D、Ca（H2PO4）26、下列保护自然资源的措施错误的是（）A、为防止空气污染，应加强工业废气处理B、为节约用水，用工业废水直接浇灌农田C、为节约化石燃料，应开发和使用新能源D、为防止铁制品生锈，常在其表面覆盖保护层7、用分子观点解释“干冰升华”，下列说法错误的是（）A、分子不停地运动B、分子间隔变大C、分子体积急剧增大D、分子本身不发生改变8、下列事实和解释相符的是（）A、铜丝作导线——铜有良好的导电性B、盐酸清除铁锈——盐酸能与铁反应C、汽油清洗油污——汽油起乳化作用D、活性炭净水——活性炭能与水中杂质反应9、某物质的分子模型如图2所示，下列说法错误的是（）A、该物质属于有机物B、该物质的化学式为CH4C、该物质的1个分子中含有5个原子D、该物质中碳、氢元素质量比为1：410、实验室用蔗糖配制50、0g溶质的质量分数为10%的蔗糖溶液，下列说法错误的是（）A、用托盘天平称取5、0g蔗糖B、用量程为10mL的量筒量取所需的水C、溶解蔗糖时，使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒D、将配制好的溶液装入细口瓶中，塞好瓶塞并贴上标签11、鉴别下列物质所用的方法或试剂，错误的是（）A、硬水和软水——观察颜色B、纯铝和硬铝——比较硬度C、碳酸钠和氯化钠——稀盐酸D、羊毛纤维和合成纤维——点燃闻气味12、将铁丝、铜丝分别伸入盛有同种试剂的两支试管中，下列试剂能迅速比较出铁、铜金属活动性强弱的是（）A、蒸馏水B、稀硫酸C、硫酸钠溶液D、氢氧化钠溶液二、非选择题（共64分）13、（15分）多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。

2018年高中化学奥林匹克预赛(福建)试题、参考答案、评分标准

2018年中国化学奥林匹克福建省赛区预赛试题（2018年4月22日8：30-11：30共计3小时）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1011 12 总分满分值 10 1010 10 10101010101010 10 120 得分评卷人◆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。

试卷装订成册，不得拆散。

所有解答必须写在答题框内，使用铅笔书写的解答无效，草稿纸◆在最后2页，不得携带任何其他纸张入场。

◆姓名、性别、学校、年级、准考证号等必须填写在首页左侧指定位置，否则视同废卷。

◆允许使用非编程计算器和直尺等文具。

第1题（10分）单晶硅是信息产业中重要的基础材料，其生产方法是用炭在高温下还原二氧化硅制得冶金级硅（含铁、铝、硼、磷等杂质），冶金级硅与氯化反应生成四氯化硅（反应温度450~500℃），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅，最后在单晶炉内拉制而成。

以下是实验室用冶金级硅制备四氯化硅的装置示意图。

相关信息如下：（1）四氯化硅遇水极易水解；（2）硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；（3）有关物质的物理常数见下表：物质 SiCl4 BCl3 AlCl3 FeCl3 PCl5沸点/℃ 57.7 12.8 — 315 —熔点/℃ -70.0 -107.2 ———升华温度/℃ — — 180 300 1621-1写出装置A 中发生反应的离子方程式。

1-11-2写出装置A 中仪器g 的名称及装置C 中的试剂名称。

1-3装置E 中h 瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有什么杂质元素？（填写元素符号） 1-2仪器g 的名称： C 中的试剂名称：1-3（填写元素符号）1-4为分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe 2+，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是： 5Fe 2++MnO 4-+8H +=5Fe 3++Mn 2++4H 2O称取5.000g 残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100mL 溶液，移取25.00mL 试样溶液，用1.000×10-2mol/L KMnO 4标准溶液滴定，达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00mL 。

第31届化学奥林匹克竞赛晶体结构试题解析

第31届化学奥林匹克竞赛晶体结构试题解析作者：刘彩婷郑兴来源：《科教导刊》2018年第19期摘要化学（奥林匹克）竞赛是高中生的重要赛事活动，目的在于推动基础化学素质教育，晶体结构作为化学奥赛试题的重要组成部分，对培养考生逻辑思维能力和空间想象力有重要意义。

对31届全国高中学生化学（奥林匹克）竞赛中晶体结构试题进行了探讨和解析，供参赛老师和学生参考。

关键词化学奥林匹克竞赛试题分析晶体结构0 引言2017年中国化学会“全国高中学生化学（奥林匹克）竞赛”初赛已于8月27日举行，共有来自全国30个省、市、自治区、直辖市的14万高中学生参加。

2018年中国化学奥林匹克初赛预计安排在8月下旬举行，决赛将于11月在山东大学举办。

化学奥赛作为一项重要的学生课外活动，旨在鼓励青少年普及化学知识、掌握学科思想、接触发展前沿、培养创新思维的同时，广泛发掘应用型化学顶尖人才。

根据《全国高中化学竞赛大纲》[1]的要求，晶体结构一直是竞赛内容的重要组成部分。

主要分为晶体的特征、晶体的基本类型及结构和晶体的密度计算三部分内容。

[2]1 试题分析1.1 第2题解析【试题2-1】氨晶体中，氨分子中的每个H均参与一个氢键的形成，N原子邻接几个氢原子？1摩尔固态氨中有几摩尔氢键？氨晶体融化时，固态氨下沉还是漂浮在液氨液面上？【思路剖析】氢键是指氢原子与电负性很大的原子X以共价键相结合时，同另外一个具有孤对电子对的原子Y形成的一个弱的键，是一种由氢原子参加成键的特殊的化学键。

[3]考生可回顾人教版选修3第三章第二节分子晶体和原子晶体中关于冰晶体的阐述进行分析，但在解答第三问时应注意避免概念的混淆。

第一问：氨晶体中存在3个N-H共价键，这三个共价键是N原子通过不等性的sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道重叠的相互作用，此外，氨分子作为强极性分子，正负电荷不重叠，使得带有部分电荷氮原子与带有部分正电荷的氢原子之间发生相互作用，还存在3个氢键，故N原子邻接6个氢原子。

第31届中国化学奥林匹克(决赛)试题解析(一)

根据氧化还原转移电子数的关系得到金属与气体的摩尔比：
Zn ∝ H2 Al ∝ 1.5H2 Zn ∝ SO2 Cu ∝ SO2 Al ∝ 1.5SO2 根据 pV = nRT，求算 H2 和 SO2 的物质的量：
H2: n = pV/RT = 101.325 × 0.1493/(8.314 × 298.15) mol = 6.103 × 10−3 mol SO2: n = pV/RT = 101.325 × 0.4111/(8.314 × 298.15) mol = 1.680 × 10−2 mol 设在 0.1000 g 合金中，Zn、Al、Cu 的物质的量分别为 x、y、z，根据两个反应方程式和质量守
=
1.000 g
解得：
⎧ ��Zn = 4.440 × 10−3 mol
⎪ ⎨ ��Al
=
1.109 × 10−3 mol
⎪ ⎩ ��Cu
=
1.070 × 10−2 mol
所以 Zn、Al、Cu 的质量分数分别为：
wZn = MZn × x/1.000 g = 29.02% wAl = MAl × y/1.000 g = 2.992% wCu = MCu × z/1.000 g = 68.00% 1-2 主要考查方程式书写，Cu 的元素性质，以及对体系概念的理解。注意体系酸碱性对于生成
收稿：2018-02-06；录用：2018-02-08 *通讯作者，Email: ctw@
80
大学化学
Vol.33
化率。并对此作出解释。
分析与解答
1-1 主要考查 Cu、Al、Zn 三种金属元素单质的性质以及相关计算。Al、Zn 为相对较活泼的金
属，与稀硫酸作用可释放出 H2，Cu 则不发生此反应。而将稀硫酸换成热浓硫酸时，合金全部溶解，释放的气体(还原产物)变为 SO2。注意热浓硫酸不会使 Al 钝化。

2018年全国化学竞赛初赛试题答案与解析

2个—F被2 个—OH取代后失水休克尔规则π电子数：4n+2 醇进攻碳正离子
失去F—形成碳正离子
再失去
F— 形成碳正离子
+H+
孤电子对：卡宾
水解得到3-苯基丙醇和题给副产物
10-1和10-2反应机理
【解析】
10-3反应机理
F4B—H
产物
10-4反应机理
—H+
H
产物
10-5反应机理
谢谢
5-2-4
0.009449
或176Hf0/177Hf=0.2839—0.01470(ekt—1) =0.2838
不妥！未化合或未反应
pI2守恒 pH2守恒
(1)倒写：2I(g) I2(g) 1/kp1 再+(2)：2I(g)+H2(g) 2HI(g) kp2/kp1 (3)×2：2HI(g) 2I(g)+2H(g) kp32 上两式相加得(4)：kp4=kp2×kp32/kp1
门预言的3种元素：类硼(钪)类铝(镓)和类硅(锗)
Ar(O)/M(GeO2) =16/104.6=0.153
N2 含Ge的 GeS2 硫化物矿 800℃
NH3 GeS 825℃
发烟 GeO COCl2 H+ GeCl4 2 硝酸 600℃ H2S 水解 (NH4)2MoO4 Na2GeO3 H4 [Ge(Mo12O40)] H+ Ge GeO H3PO3 高温 H3 [P(Mo12O40)] 失水 H3PO2 十二钼磷酸碱性 Ge(OH) GeHPO3 2
CH3
CH3—C=CH2
聚异丁烯 (PIB): 典型的饱和线性高聚物，相对分子质量可从数百到数百万。链端含具双键，能硫化且硫化程度很低，但不能在硫磺体系中硫化而在过氧化物的硫化体系中硫化。

第31届中国化学奥林匹克(决赛)理论试题及答案(精品范文).doc

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第31届中国化学奥林匹克(决赛)试题解析(二)

Univ. Chem. 2018, 33 (5), 83−92 83收稿：2018-02-06；录用：2018-02-08*通讯作者，Email: ctw@•竞赛园地• doi: 10.3866/ 第31届中国化学奥林匹克(决赛)试题解析(二)常泰维*，戴昱民，方润亭，李宇轩，马亦然，孙泽昊，王泽淳，曾承禹，张宇婷北京大学化学与分子工程学院，北京 100871第6题题目(14分)六亚甲基四胺(HMTA)是一个与金刚烷的结构类似的杂环多面体化合物。

广泛应用于有机合成、染料和医药等工业中。

HMTA 晶体是一种电光材料，其折射率可被外电场改变，在激光技术中具有广泛应用。

该晶体属于立方晶系，正当晶胞参数a = 7.02 × 102 pm 。

晶体结构的正视图如下图所示，其中右侧是沿a 方向的投影。

6-1 画出HMTA 分子的结构图；说明其最高对称轴的名称、方位和数目。

6-2-1 指出HMTA 晶体中作周期性重复的最小结构单元；说明1个正当晶胞中有多少个这样的结构单元。

6-2-2 写出该晶体最高对称轴的名称或记号、方向，以及特征对称元素的名称和取向。

6-3 晶体的宏观对称性与构成该晶体的分子的对称性是否完全相同？从下列物质中选择实例说明：HMTA 、CO 2、(NH 2)2CO 、Fe(C 5H 5)2、C 6H 6、C 60。

6-4-1 指出HMTA 晶体的点阵型式；说明该点阵的轴次最高的对称轴及其方向。

6-4-2 假设左图所示的正当晶胞中心的分子取向不同于顶点的分子，晶体的点阵型式是什么？ 6-4-3计算每个正当晶胞中C ―H ⋯N 氢键的数目。

6-4-4 从结构化学角度简述该晶体格外稳定的原因。

6-5 计算HMTA 晶体的密度ρ。

84大学化学V ol.33分析与解答6-1六亚甲基四胺(HMTA)与金刚烷的结构类似，只须把其中的4个CH换成N原子。

其分子结构图如下：该分子的对称性与正四面体相同(正四面体的4个顶点被N原子占据，6条棱被―CH2―替代)，属于T d点群。

COBP·中国化学奥林匹克竞赛(决赛)模拟试题 31-12

第31届中国化学奥林匹克决赛模拟试题（COBP 31-12）命题人：HCOOH ，钒合金，Zaikoff·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。

R = 8.314 J·mol -1·K -1 N A = 6.022×1023 mol -1 F = 96485 C·mol -1第1题 (13分)非放射性元素M 在地壳中的丰度大约为10-4%，在地球中主要以其硫化物形式存在。

M 是有生物活性的金属之一，在固氮酶的工作中起重要作用。

1-1 将M 与Cl 2共热得其氯化物A ，其中含氯的质量分数约为60%~70%，将A 与液态SO 2反应得化合物B ,其中含氯的质量分数为48.72%。

A 与Na 2S 在封管中高温反应，部分产物为M 的常见硫矿。

该硫矿中M 填充硫围成的三棱柱空隙，这些三棱柱组成层状结构。

1-1-1 M ,A ,B 和其常见硫矿分别是什么物质。

1-1-2 写出A 与Na 2S 反应的方程式。

1-1-3 M 的硫化物三棱柱层之间以什么作用力连接，由此可判断它在工业上的用途。

1-1-4B 真实存在形式不是其单体，而是无限链状结构B n ,其中M 原子为六配位，画出它的一个结构基元。

1-2 将A 与M 单质共热，得到其低价氯化物C ，将C 溶于浓盐酸，得到化合物D ，其阴离子具有O h 对称性。

1-2-1 C 中M 连接成八面体，M 的配位数为多少，每个结构基元中有多少个Cl 原子被共用。

1-2-2 若欲将D 中阴离子结晶出来，则最好选用下面哪个阳离子： A.Mg 2+ B.Cs + C.NBu 4+ D.NH 4+1-3 M 的最高价含氧酸可以形成M 与O 原子2:7的无限链节状阴离子，其中四配位和六配位的M 原子之比为1:1，画出一个重复单元。

2018年全国化学竞赛初赛试题答案与解析

题目：化学反应速率与化学计量数的关联
解析：化学反应速率与化学计量数呈正相关，即反应速率随着反应物浓度的增加而增加，随着反应物浓度的减小而减小。
题目：化学平衡常数的计算
解析：化学平衡常数是描述化学反应平衡状态的重要参数，可以通过平衡时各组分的浓度计算得出。
简述化学反应速率的影响因素。
解释酸碱指示剂的作用原理。
XX,aies
汇报人：XX
CONTENTS
PART ONE
PART TWO
考试时间：2018年5月19 日（星期六）上午9：0012：00
考试地点：各省市级重点中学
考试形式：闭卷、笔试试卷结构：单选题、填空题、简答题、计算题等题型分值分布：各题型分值分布情况考试时间：总时长及各部分用时
考试科目：化学考试形式：笔试考试时间：3小时试题难度：中等
PART THREE
考查知识点：化学基础知识
注意事项：注意题目中的陷阱和易错点，避免因疏忽而选错答案。
添加标题
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解题思路：根据题目给出的选项，逐一分析每个选项的正确性或错误性，并给出相应的解释。
示例：针对题目“下列哪个选项是正确的？”给出四个选项，分别对每个选项进行分析和解释，最终给出正确答案。
答案：$17/22.4$
题目：在标准状况下，$11.2LCO_{2}$所含分子数为____个。答案：$3.01 \times 10^{23}$
答案：$3.01 \times 10^{23}$
题目：在标准状况下，$11.2LSO_{2}$的质量是____$g$。答案：$34$
答案：$34$
简答题1答案： B
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2018第31届我国化学奥林匹克试题及答案解析

第31 届中国化学奥林匹克(初赛)试题（2017 年8 月27 日9:00 ~ 12:00）●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。

第根据条件书写化学反应方程式。

1-1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反应制备硼酸。

1-2从乏燃料提取钚元素的过程中，利用亚硝酸钠在强酸溶液中将 Pu3+氧化为 Pu4+。

1-3N aBH4与氯化镍（摩尔比 2:1）在水溶液中反应，可得到两种硼化物：硼化镍和硼酸（摩尔比 1:3）。

1-4通过 KMnO4和 H2O2在 KF-HF 介质中反应获得化学法制 F2的原料 K2MnF6。

1-5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应，产物仅为硫酸鏻（盐）。

第2 题（10 分）2-1氨晶体中，氨分子中的每个 H 均参与一个氢键的形成，N 原子邻接几个氢原子？1 摩尔固态氨中有几摩尔氢键？氨晶体融化时，固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上？2-2P4S5是个多面体分子，结构中的多边形虽非平面状，但仍符合欧拉定律，两种原子成键后价层均满足 8 电子，S 的氧化数为-2。

画出该分子的结构图（用元素符号表示原子）。

2-3水煤气转化反应[CO(g) + H2O(g) → H2(g) + CO2(g)]是一个重要的化工过程，已知如下键能(BE)数据：BE(C≡O) =1072 kJ·mol-1，BE(O-H) = 463 kJ·mol-1，BE(C=O) = 799 kJ·mol-1， BE(H-H) = 436 kJ·mol-1估算反应热，该反应低温还是高温有利？简述理由。

2-4硫粉和 S2-反应可以生成多硫离子。

31届全国高中化学竞赛初赛试题及参考答案

Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1 Ds
Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0 Rg
Zn 65.41 Cd 112.4 Hg 200.6 Cn
He 4.003 Ne 20.18 Ar 39.95 Kr 83.80 Xe 131.3 Rn [222]
Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr
第 3 题（12 分）在金属离子 M3+的溶液中，加入酸 HmX，控制条件，可以得到不同沉淀。pH < 1，得到沉淀 A(M2Xn·yH2O，y < 10)；pH > 7，得到沉淀 B[MX(OH)]，A 在空气气氛中的热重分析显示，从 30°C 升温至 100°C，失重 11.1%，对应失去 5 个结晶水（部分）；继续加热至 300°C，再失重 31.2%，放出无色无味气体，残留物为氧化物 M2O3，B 在氮气气氛中加热至 300°C 总失重 29.6%。 3-1 通过计算，指出 M 是哪种金属，确定 A 的化学式。 3-2 写出 A 在空气中热解的反应方程式。。 3-3 通过计算，确定 B 在 N2 气氛中失重后的产物及产物的定量组成（用摩尔分数表示） 3-4 写出 B 在氮气气氛中分解的反应方程式。
Sc Ti V Cr Mn Fe Co 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 La－ Hf Ta W Re Os Ir Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 Ac－ Rf Db Sg Bh Hs Mt La Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am

第31届中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案(WORD版)精编版

第31 届中国化学奥林匹克(初赛)试题（2017 年8 月27 日9:00 ~ 12:00）●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。

第1根据条件书写化学反应方程式。

1-1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反应制备硼酸。

1-2从乏燃料提取钚元素的过程中，利用亚硝酸钠在强酸溶液中将Pu3+氧化为Pu4+。

1-3N aBH4与氯化镍（摩尔比2:1）在水溶液中反应，可得到两种硼化物：硼化镍和硼酸（摩尔比1:3）。

1-4通过KMnO4和H2O2在KF-HF 介质中反应获得化学法制F2的原料K2MnF6。

1-5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应，产物仅为硫酸鏻（盐）。

第2 题（10 分）2-1氨晶体中，氨分子中的每个H 均参与一个氢键的形成，N 原子邻接几个氢原子？1 摩尔固态氨中有几摩尔氢键？氨晶体融化时，固态氨下沉还是漂浮在液氨的液面上？2-2P4S5是个多面体分子，结构中的多边形虽非平面状，但仍符合欧拉定律，两种原子成键后价层均满足8 电子，S 的氧化数为-2。

画出该分子的结构图（用元素符号表示原子）。

2-3水煤气转化反应[CO(g) + H2O(g) → H2(g) + CO2(g)]是一个重要的化工过程，已知如下键能(BE)数据：BE(C≡O) =1072 kJ·mol-1，BE(O-H) = 463 kJ·mol-1，BE(C=O) = 799 kJ·mol-1，BE(H-H) = 436 kJ·mol-1估算反应热，该反应低温还是高温有利？简述理由。

2-4硫粉和S2-反应可以生成多硫离子。

在10 mL S2-溶液中加入0.080 g 硫粉，控制条件使硫粉完全反应。

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第31 届中国化学奥林匹克(初赛)试题（2017 年8 月27 日9:00 ~ 12:00）●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。

第根据条件书写化学反应方程式。

1-1工业上从碳酸氢铵和镁硼石[Mg2B2O4(OH)2]在水溶液中反应制备硼酸。

1-2从乏燃料提取钚元素的过程中，利用亚硝酸钠在强酸溶液中将 Pu3+氧化为 Pu4+。

1-3N aBH4与氯化镍（摩尔比 2:1）在水溶液中反应，可得到两种硼化物：硼化镍和硼酸（摩尔比 1:3）。

1-4通过 KMnO4和 H2O2在 KF-HF 介质中反应获得化学法制 F2的原料 K2MnF6。

1-5磷化氢与甲醛的硫酸溶液反应，产物仅为硫酸鏻（盐）。

画出该分子的结构图（用元素符号表示原子）。

2-4硫粉和 S2-反应可以生成多硫离子。

在 10 mL S2-溶液中加入 g 硫粉，控制条件使硫粉完全反应。

检测到溶液中最大聚合度的多硫离子是 S32-且 S n2-(n = 1,2,3,…)离子浓度之比符合等比数列 1,10,…,10n-1。

若不考虑其他副反应，计算反应后溶液中 S2-的浓度c1和其起始浓度c0。

第3 题（12 分）在金属离子 M3+的溶液中，加入酸 H m X，控制条件，可以得到不同沉淀。

pH < 1，得到沉淀A(M2X n·yH2O，y < 10)；pH > 7，得到沉淀 B[MX(OH)]，A 在空气气氛中的热重分析显示，从30°C 升温至100°C，失重 %，对应失去 5 个结晶水（部分）；继续加热至300°C，再失重 %，放出无色无味气体，残留物为氧化物 M2O3，B 在氮气气氛中加热至300°C 总失重 %。

3-1通过计算，指出 M 是哪种金属，确定 A 的化学式。

3-2写出 A 在空气中热解的反应方程式。

3-3通过计算，确定 B 在 N2气氛中失重后的产物及产物的定量组成（用摩尔分数表示）。

3-4写出 B 在氮气气氛中分解的反应方程式。

第4 题（10 分）随着科学的发展和大型实验装置（如同步辐射和中子源）的建成，高压技术在物质研究中发挥着越来越重要的作用。

高压不仅会引发物质的相变，也会导致新类型化学键的形成。

近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成与结构的研究报道。

4-1NaCl 晶体在 50-300 GPa 的高压下和 Na 或 Cl2反应，可以形成不同组成、不同结构的晶体。

下图给出其中三种晶体的晶胞（大球为氯原子，小球为钠原子）。

写出A、B、C 的化学式。

4-2在超高压（300 GPa）下，金属钠和氦可形成化合物。

结构中，钠离子按简单立方排布，形成 Na4立方体空隙（如右图所示），电子对（2e-）和氦原子交替分布填充在立方体的中心。

4-2-1写出晶胞中的钠离子数。

4-2-2写出体现该化合物结构特点的化学式。

4-2-3若将氦原子放在晶胞顶点，写出所有电子对（2e-）在晶胞中的位置。

4-2-4晶胞边长a = 395pm。

计算此结构中 Na-He 的间距d 和晶体的密度ρ（单位:g·cm-1）。

第5 题（10 分）由元素 X 和 Y 形成的化合物 A 是一种重要的化工产品，可用于制备润滑剂、杀虫剂等。

A可由生产 X 单质的副产物 FeP2与黄铁矿反应制备，同时得到另一个二元化合物 B。

B 溶于稀硫酸放出气体 C，而与浓硫酸反应放出二氧化硫。

C 与大多数金属离子发生沉淀反应。

纯净的A 呈黄色，对热稳定，但遇潮湿空气极易分解而有臭鸡蛋味。

A 在乙醇中发生醇解，得到以X 为单中心的二酯化合物 D 并放出气体 C，D 与 Cl2反应生成制备杀虫剂的原料 E、放出刺激性的酸性气体 F 并得到 Y 的单质（产物的摩尔比为 1:1:1）。

A 与五氧化二磷混合加热，可得到两种与 A 结构对称性相同的化合物 G1和 G2。

5-1写出 A、C 到 F 以及 G1和 G2的分子式。

5-2写出由生产 X 单质的副产物 FeP2与黄铁矿反应制备 A 的方程式。

5-3写出 B 与浓硫酸反应的方程式。

第6 题（12 分）钌的配合物在发光、光电、催化、生物等领域备受关注。

6-1 研究者制得一种含混合配体的 Ru(II)配合物[Ru(bpy)n(phen)3-n](ClO4)（2配体结构如下图）。

元素分析结果给出 C、H、N 的质量分数分别为 %、%、%。

磁性测量表明该配合物呈抗磁性。

6-1-1推算配合物化学式中的 n 值。

6-1-2写出中心钌原子的杂化轨道类型。

6-2利用显微镜观察生物样品时，常用到一种被称为“钌红”的染色剂，钌红的化学式为[Ru3O2(NH3)14]Cl6，由[Ru(NH3)6]Cl3的氨水溶液暴露在空气中形成，钌红阳离子中三个钌原子均为 6 配位且无金属-金属键。

6-2-1写出生成钌红阳离子的反应方程式。

6-2-2画出钌红阳离子的结构式并标出每个钌的氧化态。

6-2-3写出钌红阳离子中桥键原子的杂化轨道类型。

6-2-4经测定，钌红阳离子中 Ru-O 键长为 187 pm，远小于其单键键长。

对此，研究者解释为：在中心原子和桥键原子间形成了两套由 d 和p 轨道重叠形成的多中心π 键。

画出多中心π 键的原子轨道重叠示意图。

第7 题（6 分）嵌段共聚物指由不同聚合物链段连接而成的聚合物。

若其同时拥有亲水链段和疏水链段，会形成内部为疏水链段，外部为亲水链段的核-壳组装体（如胶束）。

下图所示为一种 ABA 型嵌段共聚物，该嵌段共聚物在水中可以形成胶束并包载药物分子，在氧化或还原的条件刺激下，实现药物的可控释放。

ABA 型三嵌段共聚物7-1该共聚物的合成方法如下：先使单体 X 与稍过量单体 Y 在无水溶剂中进行聚合反应，形成中部的聚氨酯链段，随后加入过量乙二醇单甲醚 CH3(OCH2CH2)n OH 进行封端。

写出单体 X 与 Y 的结构式。

7-2在氧化还原条件下二硫键可发生断裂，采用 R-S-S-R 简式，写出其断键后的氧化产物 O 和还原产物 P。

7-3该嵌段共聚物所形成的胶束可以包载右图中哪种抗癌药物？简述理由。

第8 题（13 分）8-1判断以下分子是否有手性。

8-2画出以下反应所得产物的立体结构简式，并写出反应类型（S N1 或 S N2）。

反应原料反应试剂产物反应类型1 H2S/KOH2 K2CO33 H2O4 CH3OH第9 题（10 分）画出以下转换的中间体和产物（A-E）的结构简式。

元素分析结果表明化合物 E 含 C，%；H，%，N，%。

化合物B 不含羟基。

第10 题（7 分）影响有机反应的因素较多。

例如，反应底物中的取代基不同往往会使反应生成不同的产物。

10-1当R = CH3时，产物为A，分子式为C15H12O4。

研究表明A 不含羟基，它的1H NMR(CDCl3，ppm)：δ (3H)， (2H)， (2H)， (1H)， (4H)。

画出 A 的结构简式。

提示：δ 不同，氢的化学环境不同。

10-2当 R = Ph 时，产物为 B，分子式为 C20H14O4。

研究表明 B 含有一个羟基，它的1H NMR(CDCl3，ppm)：δ (1H)， (1H)， (1H)， (1H)， (1H)， (5H)， (4H)。

画出 B 的结构简式；解释生成 B 的原因。

10-3当 R = OEt 时，产物为 C，分子式为 C14H10O5。

参照以上实验结果，画出 C 的结构简式。

第30 届中国化学奥林匹克(初赛)参考答案第1 题（10 分）1-1 2NH4HCO3 + Mg2B2O4(OH)2 = 2MgCO3 + 2NH3 + 2H3BO3（2 分）NH4HCO3 + Mg2B2O4(OH)2 + 2H2O = Mg2(OH)2CO3 + NH3 + 2H3BO31-24H+ + 2HNO2 + 4Pu3+ = N2O + 4Pu4+ + 3H2O（2 分）1-3 8NaBH4 + 4NiCl2 + 18H2O = 6H3BO3 + 2Ni2B + 8NaCl + 25H2（2 分）1-4 2KMnO4 + 3H2O2 + 2KF + 10HF = 2K2MnF6 + 3O2 + 8H2O（2 分）1-5 2PH3 + 8HCHO + H2SO4 = [P(CH2OH)4]2SO4（2 分）第2 题（10 分）2-1 6（3 个氢键、3 个共价键）；（1 分）3 mol（1 分）；下沉（1 分）。

2-2（2 分）2-3ΔH ≈ -2[BE(C=O) + BE(H-H) - BE(C≡O) - 2BE(O-H)]= -36 KJ·mol-1（1 分）该反应的ΔH＜0，根据勒夏特列平衡移动原理，故而低温有利于平衡正向移动，因而低温有利。

（1 分）注：实际反应要用合适的温度。

第3 题（12 分）3-1由 MX(OH)可知 X 为-2 价，因而 A 为 M2X3·yH2O根据第一步失去 5 个结晶水可以确定其分子量为·mol-1（1 分）因为在热重分析中放出无色无味的气体，因而推测该气体可能为 CO2（1 分）当 X为碳酸根时，验证无合理答案。

因而推测 X 为 C2O42-，经过分子量计算可得 M 为 Bi。

（1 分）因而 A 的化学式为：Bi2(C2O4)3·7H2O（1 分）3-2 2Bi2(C2O4)3·7H2O + 3O2 = 2Bi2O3 + 14H2O + 12CO2（2 分）Bi2(C2O4)3·7H2O = Bi2(C2O4)3·2H2O + 5 H2O2Bi2(C2O4)3·2H2O + 3O2 = 2Bi2O3 + 4H2O + 12CO23-3M r() = g·mol-1，剩下的为（2 分）所以产物为Bi%)+Bi2O3%)（2 分）4Bi(C2O4)(OH) = 2Bi + Bi2O3 + 2H2O + 7CO2 + CO（2 分）根据零价S 守恒可得：10c1 + 2 × 100c1 = n(S) = ×10-3 mol（1 分）因而c1 = ×10-3 mol·L-1（1 分）c0 = c1 + 10c1 + 100c1 = mol·L-1（1 分）S32-100c1S22-10c1列式S2-c2-4 根据题意可得溶液中只有三种含硫离子S2-,S22-,S32-第 4 题（10 分）4-1 A NaCl 3 B Na 3Cl C Na 2Cl （每个 1 分） 4-2-1 8（1 分）4-2-2 Na 2(e 2) He 。

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