2015年“揚(yáng)子石化杯”第29屆中國化學(xué)奧林匹克競賽(江蘇賽區(qū))夏令營暨選拔賽試題含答案

1、2015年“揚(yáng)子石化杯”第29屆中國化學(xué)奧林匹克競賽（江蘇賽區(qū)）夏令營暨選拔賽試題（2015年7月21日共計(jì)3小時(shí)）題號12345678910總分滿分101081012612101210100得分評卷人留意事項(xiàng)1考試時(shí)間3小時(shí)。遲到超過半小時(shí)者不能進(jìn)考場。開頭考試后1小時(shí)內(nèi)不得離場。2全部解答必需寫在指定的位置，用鉛筆解答無效（包括作圖）。草稿紙另發(fā)。不得將任何紙張帶入考場。3凡要求計(jì)算者，須給出計(jì)算過程，沒有計(jì)算過程無效。4姓名、準(zhǔn)考證號和所屬學(xué)校等必需寫在首頁左側(cè)指定位置，寫于其他地方者按廢卷論處。5用涂改液涂改的解答無效。6允許使用非編程計(jì)算器以及直尺等文具。第1題（10分）水是有氫氧兩

2、種元素組成的最常見的無機(jī)物之一。水是生命的源泉，水有很多特殊的性質(zhì)。請回答以下問題： 氧原子的最外層電子排布為_；的幾何構(gòu)型為_，其中氧原子的雜化軌道為_；的熔沸點(diǎn)明顯高于氧族其它元素的氫化物，主要緣由是水分子間形成了_。 水分子是_分子（填“極性”或“非極性”），依據(jù)“相像相溶”的原理，下列物質(zhì)中不易溶于水的是_。A食鹽B酒精C汽油D明礬第2題（10分）利用與溶液反應(yīng)，可以得到水合二草酸根合錫（）酸鉀的協(xié)作物。為測定所合成的協(xié)作物的結(jié)晶水含量，進(jìn)行以下操作，請?zhí)羁眨?稱取于錐形瓶中，加蒸餾水，加熱至，用滴定至終點(diǎn)，消耗，則_。 稱取協(xié)作物樣品于錐形瓶中加蒸餾水，。加熱至，用上述溶液滴定至終點(diǎn)

3、，用去。（1）寫出上述滴定反應(yīng)的化學(xué)方程式并配平：_（2）由滴定得到的數(shù)據(jù)計(jì)算該協(xié)作物的摩爾質(zhì)量為_。（3）該協(xié)作物每個(gè)分子中含有_個(gè)結(jié)晶水。 溶解度和溶度積均可以表示物質(zhì)溶解性的大小。已知：，的，請計(jì)算在純水中的溶解度。（1）若不考慮的水解，在純水中的溶解度為_；（2）若考慮的水解，在純水中的溶解度應(yīng)_（填“大于”或“小于”）（1）中的數(shù)值。第3題（8分）1774年，瑞典化學(xué)家甘恩用軟錳礦與木炭和油的混合物一起加熱，首次分別出了金屬錳，柏格曼將它命名為manganese（錳）。它的拉丁名稱manganum和元素符號由此而來。 在試驗(yàn)室用制備時(shí)，常用作_劑，在用濃鹽酸制備時(shí)，用作_劑； 錳元素

4、電勢圖為（酸性溶液）據(jù)圖可知，_和_兩種離子在水溶液中不穩(wěn)定，會發(fā)生_反應(yīng)； 錳酸鋰是鋰離子電池的重要材料，它作為電極材料具有價(jià)格低、電位高、環(huán)境友好、平安性能高等有點(diǎn)。工業(yè)上利用和來制備。（1）先將和混合均勻后加熱，升溫到時(shí)，開頭有生成，同時(shí)生成固體A，該溫度比的分解溫度低很多，緣由是_。（2）升溫到時(shí)，開頭有生成，同時(shí)得到固體B，升溫到時(shí)，A和B反應(yīng)，得到高純度錳酸鋰，請寫出A和B反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程是：_。第4題（10分）氮是空氣中含量最多的元素，在自然界中存在格外廣泛，在生物體內(nèi)亦有極大作用，是組成氨基酸的幾本元素之一。氮的某氧化物A低溫下為藍(lán)色固體，A易分解為無色氣體B和紅棕色氣體C。

5、B在空氣中極易被氧化而變?yōu)榧t棕色氣體C。氣體B、C均有很高的毒性。除去B的簡便方法是用硫酸亞鐵溶液吸取，這是由于能生成協(xié)作物D的原因。C可被在肯定溫度下經(jīng)催化還原為無毒的氣體E。 寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式：A_ B_ C_ D_ E_ 氣體B的磁性猛烈收溫度的影響，表現(xiàn)出高溫存磁，低溫逆磁。那么氣體C磁性將如何隨溫度變化？試解釋你的結(jié)論。_ 在三甲胺和三甲硅胺中，三角錐形的分子是_，含有鍵的分子是_。第5題（12分）某常見金屬M(fèi)的硫酸鹽A的水溶液為藍(lán)色，加入氨水生成深藍(lán)色配離子B，B在隔絕空氣條件下雨金屬M(fèi)反應(yīng)，可生成無色配離子C。在A的溶液中加入可得沉淀D。D可用于檢查室內(nèi)汞含量是否超標(biāo)：用涂有

6、D的試紙懸掛于室內(nèi)，室溫下若三個(gè)小時(shí)試紙變色，則表明室內(nèi)汞超標(biāo)。 請寫出以下各物質(zhì)的化學(xué)式：A_ B_ C_ D_ 從原子結(jié)構(gòu)的角度分析，C為無色的緣由是_，請估量沉淀D的顏色為_； 用D試紙檢測汞蒸氣時(shí)，其反應(yīng)方程式為：_第6題（6分）設(shè)計(jì)合成特殊結(jié)構(gòu)的納米材料是一個(gè)極其活躍的爭辯領(lǐng)域。下圖給出的是蛋黃-蛋殼型碳包硅合成示意圖：其中，步驟1的產(chǎn)物為硅球外包裹一層厚度可調(diào)控的多孔層，可以通過正硅酸四乙酯的水解獲得；步驟2和步驟3的產(chǎn)物最外層為厚度較薄的多孔碳層，可以通過蔗糖等有機(jī)物的高溫碳化獲得。步驟3通過除去得到蛋黃-蛋殼型碳包硅。請回答下列問題： 上述過程中，正硅酸四乙酯的水解產(chǎn)物是_；

7、步驟3中除去可以選用的試劑為_； 接受高溫下的鎂熱還原法可以將步驟2產(chǎn)物中的也轉(zhuǎn)變?yōu)?，反?yīng)的化學(xué)方程式為_。第7題（12分）超導(dǎo)是20世紀(jì)最宏大的科學(xué)發(fā)覺之一，超導(dǎo)材料在信息通訊、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域的應(yīng)用前景越來越寬敞。近年來，中國科學(xué)家在鐵基超導(dǎo)爭辯方面取得了一系列重大突破，2014年1月，以趙忠賢等為代表的爭辯團(tuán)隊(duì)獲得2013年度國家自然科學(xué)一等獎(jiǎng)?？茖W(xué)雜志對比評論稱：“中國如洪流般不斷涌現(xiàn)的爭辯結(jié)果標(biāo)志著在分散態(tài)物理領(lǐng)域已經(jīng)成為一個(gè)強(qiáng)國?！闭埥獯鹑缦掠嘘P(guān)鐵基超導(dǎo)材料的問題： 是研制鐵基超導(dǎo)材料的重要前體，是面心立方晶胞，做型積累，試驗(yàn)測得與形成型結(jié)構(gòu)，那么，的位置應(yīng)位于_；與形成_

8、型結(jié)構(gòu)。 的晶胞參數(shù)，則計(jì)算可得出晶胞中的之間的距離為_； 畫出（1）中與形成的正值晶胞沿著軸方向的投影（請標(biāo)出原子的表示方式）； 下圖是鐵基超導(dǎo)材料中與形成的結(jié)構(gòu)單元（“”小球代表，“”小球代表），在新型鐵基超導(dǎo)材料中，與形成的結(jié)構(gòu)單元的對稱性對于材料性質(zhì)有著重要影響。（1）圖1是111型鐵基超導(dǎo)材料中的結(jié)構(gòu)單元，試指出其對稱操作及其個(gè)數(shù)：_；（2）圖2是122型鐵基超導(dǎo)材料中的結(jié)構(gòu)單元，其對稱性與圖1所示的結(jié)構(gòu)有區(qū)分嗎？_；（3）假如將圖2中的1號原子去掉，可得一種結(jié)構(gòu)單元，含有這種結(jié)構(gòu)單元的鐵基超導(dǎo)材料尚未見報(bào)道，試結(jié)合（1）、（2）對結(jié)構(gòu)單元對稱性特點(diǎn)的分析，給出合理的解釋。_第8題（

9、10分） 下列反應(yīng)中，產(chǎn)物C分子中的不同化學(xué)環(huán)境氫的個(gè)數(shù)比是，畫出合理的、帶電荷中間體A和B以及產(chǎn)物C的結(jié)構(gòu)簡式。A_ B_ C_ 寫出以下過程中D、E、F、G和H的結(jié)構(gòu)簡式D_ E_ F_G_ H_ 寫出以下過程中I、J的結(jié)構(gòu)簡式I_ J_第9題（12分）化合物是生物合成核酸的必需前體物質(zhì)，是蛋白質(zhì)合成與分解的調(diào)整物，是氨基酸從外圍組織轉(zhuǎn)動至內(nèi)臟的攜帶者，腎臟排泄的重要基質(zhì)，對機(jī)體免疫功能和修復(fù)具有重要作用。化合物G的一種合成路線如下： 化合物A轉(zhuǎn)化為化合物B的具體反應(yīng)類型為_。 化合物A的某鏈狀同分異構(gòu)體中含有2種不同化學(xué)環(huán)境的氫，該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為_、_。 化合物E中的手性碳的構(gòu)型

10、為_。 化合物C、D、F的結(jié)構(gòu)簡式為_、_、_。第10題（10分）在有機(jī)化合物的合成設(shè)計(jì)中，利用化合物分子的對稱性可以使合成路線簡化?；衔颎的合成就是一個(gè)典型例子，化合物G可經(jīng)下圖所示合成路線制備：回答下列問題： 寫出化合物A轉(zhuǎn)化為化合物B的過程中帶電荷中間體H的結(jié)構(gòu)簡式：_； 化合物B的系統(tǒng)命名是_； 寫出C、D、G的結(jié)構(gòu)簡式：_、_、_。2015年“揚(yáng)子石化杯”第29屆中國化學(xué)奧林匹克競賽（江蘇賽區(qū)）夏令營暨選拔賽試題參考答案及評分標(biāo)準(zhǔn)說明：化學(xué)方程式配平錯(cuò)誤扣一半分。第1題（共10分） V型氫鍵（8分，每空2分） 極性C（2分，每空1分）第2題（共10分） （2分） （1）（2分）或：

11、（2）（2分）注解：（3）3（1分）注解：（1）（2分）（2）大于（1分）第3題（共8分） 催化氧化（2分，每空1分） 歧化（3分，每空1分） （1）作為催化劑，加快了碳酸鋰的分解（1分）（2）（2分）第4題（共10分） （5分，每空1分） 高溫時(shí)順磁性，低溫時(shí)逆磁性，是由于為奇電子化合物，低溫時(shí)易聚合成，在分子中，成單電子配對，故呈逆磁性；在高溫時(shí)，不易聚合，分子中有成單電子，故呈順磁性（3分，結(jié)論1分，解釋2分） 三甲硅胺（2分）第5題（共12分） （共8分，各2分） ，d軌道全布滿白色（或無色）（每空1分，共2分） （2分）第6題（共6分） （或、等）（2分） 或（氫氟酸）（2分） 或（2分）第7題（共12分） （一半）四周體空隙中立方（2分，各1分） （2分）注解：晶胞中的形成以體心為中心的四周體空隙，做下圖：該四周體空隙的高：因此，立方體的體對角線為：所以立方體的邊長：故可得質(zhì)檢的距離： 沿著a軸方向的投影：（2分） （1）1個(gè)軸、4個(gè)（或，或鏡面）（2分）（2）沒有（2分）注解：圖2與圖1所示的結(jié)構(gòu)對稱性相同，都具有1個(gè)軸、4個(gè)（或，或鏡面）（3）對稱性較低的結(jié)構(gòu)單元有利于鐵基材料超導(dǎo)性質(zhì)，而對稱性較高的結(jié)構(gòu)單元不利于鐵基材料超導(dǎo)性質(zhì)（2分）注解：假如將圖2中的1號原子去掉，剩余的結(jié)構(gòu)單元對稱性包含：1個(gè)軸、4個(gè)垂直