第32屆全國(guó)高中學(xué)生化學(xué)競(jìng)賽(初賽含參考答案)

4-第32屆中國(guó)化學(xué)奧林匹克（初賽）試題第1題（8分）根據(jù)所給的條件按照要求書寫化學(xué)方程式（要求系數(shù)為最簡(jiǎn)整數(shù)比）。氮化硅可用作LED的基質(zhì)材料，它可通過等離子體法由SiH4與氨氣反應(yīng)制得。將擦亮的銅片投入裝有足量的濃硫酸的大試管中，微熱片刻，有固體析出但無(wú)氣體產(chǎn)生，固體為Cu2S和另一種白色物質(zhì)的混合物。在50℃水溶液中，單質(zhì)碲與過量NaBH4反應(yīng)制備碲氫化鈉，反應(yīng)過程中析出硼砂[Na2B4O5(OH)4.8H2O]。天然氣的無(wú)機(jī)成因說(shuō)十分誘人。據(jù)稱，地幔主成分之一的橄欖石與水和二氧化碳反應(yīng)，可生成甲烷。橄欖石以Mg2SiO4和Fe2SiO4表示，反應(yīng)后變?yōu)樯呒y石[Mg3Si2O5(OH)4]和磁鐵礦。第2題（8分）195K，三氧化二磷在二氯甲烷中與臭氧反應(yīng)得到P4O18。畫出P4O18分子的結(jié)構(gòu)示意圖。CH2SF4是一種極性溶劑，其分子幾何構(gòu)型符合階點(diǎn)子對(duì)互斥（VSEPR）模型。畫出CH2SF4的分子結(jié)構(gòu)示意圖（體現(xiàn)合理的成鍵及角度關(guān)系）。2018年足球世界杯比賽用球使用了生物基三元乙丙橡膠（EPDM）產(chǎn)品KeltanEco。EPDM屬三元共聚物，由乙烯、丙烯及第三單體經(jīng)溶液共聚而成EPDM具有優(yōu)良的耐紫外光、耐臭氧、耐腐蝕等性能。寫出下列分子中不可用于制備EPDM的第三單體（可能多選，答案中含錯(cuò)誤選項(xiàng)不得分）。合成高分子主要分為塑料、纖維和橡膠三大類，下列高分子中與EPDM同為橡膠的是：F聚乙烯G聚丙烯腈H反式聚異戊二烯I聚異丁烯第3題（12分） 為紀(jì)念門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律150周年，國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)將2019年設(shè)為“國(guó)際化學(xué)元素周期表年”。門捷列夫預(yù)言了多種當(dāng)時(shí)未知的元素，A即為其中之一。 將含元素A的硫化物礦在N2氣氛中800℃處理，分解產(chǎn)物中右A的硫化物B；隨后升溫至825℃并向體系中通入氨氣，得到紅色化合物C，C溶于發(fā)煙硝酸得到白色沉淀D。經(jīng)過濾洗滌，D在600℃與COCl2反應(yīng)，產(chǎn)物冷卻后得到液體E，E遇水生產(chǎn)D，在E的6molL-1鹽酸溶液通入H2S得到沉淀B；將D溶于NaOH溶液，用硝酸調(diào)H+濃度至約為0.3molL-1，加入鉬酸銨溶液，常溫下反應(yīng)產(chǎn)生橙黃色沉淀F，F(xiàn)與十二鉬磷酸結(jié)構(gòu)相同；將D加入H3PO2置時(shí)脫第6題（10分）將0.0167molI2和0.0167molH2置于預(yù)先抽空的特制1L密閉容器中，加熱到1500K，體系達(dá)到平衡，總壓強(qiáng)為4.56bar（1bar=100kPa）。體系中存在如下反應(yīng)關(guān)系：（1）I2(g)?2I(g)Kp1=2.00（2）I2(g)+H2(g)?2HI(g)Kp2（3）2HI(g)?I2(g)+H2(g)Kp3=8.0×10-6（4）H2(g)?2H(g)Kp4計(jì)算1500K體系中I2(g)和H2(g)未分解時(shí)的分壓。（R=8.314Jmol-1K-1）計(jì)算1500K平衡體系中除H(g)之外所有物種的分壓。計(jì)算Kp2。計(jì)算Kp4（若未算出KP2=10.0）為使處理過程簡(jiǎn)潔方便，計(jì)算中務(wù)必使用如下約定符號(hào)！在平衡表達(dá)式中默認(rèn)分壓項(xiàng)均除以以下標(biāo)準(zhǔn)分壓。體系總壓I2(g）起始分壓I2(g）平衡分壓I(g）平衡分壓H2(g)起始分壓H2(g)平衡分壓H(g)平衡分壓HI(g)平衡分壓p1x0x1x2y0y1y2z第7題（10分）蛋白質(zhì)中的巰基可以作為配體。多種酶中存在金屬-硫簇。在含硫配體的研究中，得到一類過渡金屬離子與乙二硫醇離子（-SCH2CH2S-，簡(jiǎn)寫為edt2-）形成的雙核絡(luò)離子[M2(edt)4]2-(M=V,Mn,Fe)。它們盡管通式相同，但結(jié)構(gòu)不同。[V2(edt)4]2-中，每個(gè)釩原子周圍有六個(gè)硫原子配位，通過兩個(gè)V連線中心有三個(gè)相互垂直的2次軸；當(dāng)金屬為Mn和Fe時(shí)，M周圍有五個(gè)硫原子配位，形成四方錐形排布，[M2(edt)4]2-離子有對(duì)稱中心。畫出[V2(edt)4]2-的結(jié)構(gòu)（忽略氫原子）。畫出[M2(edt)4]2-(M=V,Mn,Fe)的結(jié)構(gòu)（忽略氫原子）。寫出[V2(edt)4]2-中釩的價(jià)電子組態(tài)。磁性測(cè)試表明，它顯扛磁性，簡(jiǎn)述原因。[M2(edt)4]2-可由MnCl2溶液和Na2(edt)溶液在空氣中反應(yīng)得到，寫出反應(yīng)方程式第8題（11分）以下化合物與乙胺均可發(fā)生親核取代反應(yīng)，寫出親核取代反應(yīng)的類型。按親核取代反應(yīng)進(jìn)行的快慢，對(duì)以上化合物（用字母表示）進(jìn)行排序（答題框中，數(shù)字1表示最快，5表示最慢）。12345判定以下正離子（用字母表示）穩(wěn)定性的順序（答題框中，數(shù)字1表示穩(wěn)定性最高，5表示穩(wěn)定性最低）。12345第9題（9分）近年來(lái)，我國(guó)有機(jī)化學(xué)家發(fā)展了一些新型的有機(jī)試劑，如氟化試劑CpFluors系列。在這些氟化試劑中，CpFluors-2與醇反應(yīng)可以高產(chǎn)率、高選擇性地生成氟化物：(提示：畫結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式時(shí)可用Ar代替CpFlucr-2中的芳香取代基)簡(jiǎn)要解釋CpFluor-2中C-F鍵容易斷裂的主要原因。研究表明，反應(yīng)體系中存在的痕量水可以加快反應(yīng)進(jìn)程，畫出CpFluor-2與水反應(yīng)所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。畫出3-苯基丙醇氟化過程中三個(gè)關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。研究表明，9-3的反應(yīng)中存在一個(gè)重要的副產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式如下： 畫出形成該副產(chǎn)物過程中三個(gè)關(guān)鍵中間體的結(jié)構(gòu)式。 第10題（10分）以下正離子可以經(jīng)過4π點(diǎn)子體系的電環(huán)化反應(yīng)形成戊烯正離子，該