第34屆中國化學奧林匹克模擬化學試題-題目與答題卷

第34屆中國化學奧林匹克（初賽）模擬考試卷?1

2020年X月X日，3小時

題號12345678910總分

滿分1022119103591011100

得分

評卷人

?競賽時間3小時。遲到超過半小時者不能進考場。開始考試后1小時內不得離場。

時間到，把試卷與答卷背面朝上放在桌面上，待監(jiān)考人員允許方可離開考場。

?姓名、報名號和所屬學校必須寫在首頁左側指定位置，寫在其他位置者按廢卷處理。

?所有解答必須寫在卷面指定位置，寫于其他位置無效。

?凡要求計算或推演的，須給出過程，無過程即使結果正確也不得分。

?用鉛筆解答的部分（包括作圖）無效。

?禁用涂改液和修正帶，也不得用紙粘貼。否則，整個答卷無效。

?附草稿紙一張，不得將任何紙張帶入考場。

?允許使用非編程計算器以及直尺等文具。

?寫有任何與試題內容無關的文字的答卷無效。

H部分元素原子量He

1.0084.003

LiBeBCNOFNe

6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0()20.18

NaMgAlSiPSClAr

22.99243126.9828.0930.9732.0735.4539.95

KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr

39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5565.4169.7272.6174.9278.9679.9083.80

RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe

85.4787.6288.9191.2292.9195.94網101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3

CsBaLa-HfTaWRcOsIrPlAuHgTIPbBiP。AtRn

132.9137.3Lu178.5180.9183.8186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0(210)[210](2221

FrRaAc-

[223](2261LaRfl)bSgBhHsMtDsRgCn[JutUuqUupUuh[JusUuo

氣體常數R=8.314Jmol-'K1；阿伏伽德羅常數NA=6.022x1023mol-1；法拉第常數F=

9.65X104Cmol1；標準大氣壓：100kPa；h=6.625xlO；MJs;1eV=1.602x1O19Jo

第1題（10分）

A、B、C、D是含氮中性鈉鹽，E、F、G^H是中性含磷鈉鹽。D和H分別是I和J酸的鹽；

這些酸是白色固體，加熱容易分解；I加熱直接分解為K和水；J的熱分解經過二個階段：先

生成Q（弋體）和L,L進一步分解為Q和M。這些中性鈉鹽含N或含P量如下表所示：

含氮鹽含磷鹽

鹽Na%N%鹽Na%P%

A46.99.5E42.118.9

B27.116.5F22.530.4

C33.320.3G36.524.6

D43.426.4H26.135.2

1」A與CO?能激烈作用轉化為B,寫出化學反應方程式（方程1）;寫出B受熱生成C的化

學反應方程式（方程2）；

1-2畫出D、E^F、G^H物質陰離子的結構。

1-3寫出I和J熱裂解的反應方程式。

1-4畫出K的Lewis結構圖；寫出與I形成相同熱分解產物的其它化合物（2個）并寫出它們的

熱分解反應方程式。

第2題（22分）

2-1（13分）

本題中的制備實驗都在惰性氣氛下進行，HC1和（NHQ2C2O4溶液預先除氧。仔細磨細的

0.235g黑色粉末A溶于稍微加熱的2.96mL10%HC1中（密度為1.048g/ml）,形成B鹽的淺

綠色溶液；鹽8淺綠色溶液與3.6768（：0例03）2?6比0（預先溶在1511^1420中）混合，加入

稍稍過量的（NH4XC2O4溶液，生成3.068g黃橙色沉淀C。對黃橙色沉淀C在。2中進行熱分析

（25-900℃）,分三個階段分解；最終失重57.3%形成三組分混合物G；其中一個階段有質

量增加。

B和硝酸鉆的混合溶液加入過量（NH5C2O4,可制備紅色溶液D：溶液D中加入PbO?和

CH3coOH可導致溶液的顏色從紅色變到翡翠綠色；乙醇萃取獲得翡翠綠色晶體E和蘋果綠

色晶體F；晶體F在光照下變成接近無色；熱分析顯示在02中（25?900。0晶體E和F的混合物

分解形成混合物G。

2-1-1推斷化合物A,B,Co

2-1-2確定混合物G的組分與含量3

2-1-3確定溶液D中的配離子。

2-1-4F具有光敏性、在光照下分解，磁距變化從0到1.73但E光照下不會變化，推斷E

和F的化學式。

2-1-5寫出生成B、C、D和翡翠綠色溶液配合物的反應方程式。

2-2（6分）

2?2?1（2分）已知一種化合物的化學式為Co（CO）3P3，畫出該化合物的結構。

2-2-2（2分）

一種不含碳的金屬有機化合物，其陰離子負2價、且僅含2種元素，陰離子中的金屬元素的

質量分數為8.00%、一種常用分析滴定試劑中含有該種金屬：陰離子中含有兩個五元環(huán)。畫

出陰離子的結構。

2-2-3（2分）

把Se、AlCb、SeCLi混合熔融，只生成A；A的陽離子中僅存在一種元素，為環(huán)結構，且鍵

長、鍵角都相等；A分子量為653.4：A于熔融Na[AlCL]中僅存在3種離子。求A的化學式

及A陽離子的結構式。

2-3（3分）

氧硫化碳是一種工業(yè)廢氣，對自然環(huán)境和人類身體健康造成較大的負面影響。最近科學家

利用氧硫化碳進行了利用回收，將氧硫化碳、環(huán)氧化物、催化劑在高壓釜中聚合

可以獲得材料折光指數和阿貝指數都較高的理想聚硫酷光學樹脂。

o

局壓，加熱

o^c^s聚硫酸A

催化劑

2-3-1寫出聚合物A的結構。

2-3-2利用上述合成方法也能把二硫化碳與環(huán)氧化物轉變成聚硫酸和氧硫化碳，寫出二硫化

碳與環(huán)氧乙烷合成聚硫酸的反應方程式。

第3題（H分）

黃色二元化合物A通過加熱完全溶于濃硝酸形成溶液、放出氣體X（密度是空氣的1.586

倍，標況）。加入過量的BaCb到上述溶液中，析出白色沉淀B；過濾收集B；濾液與過量

的硫酸銀溶液反應，析出B和C二種物質沉淀的混合物，過濾分離出B和C；剩余濾液逐

滴加入NaOH溶液，直到溶液pH值變成接近中性（約pH=7）,此時黃色沉淀D從溶液中

結晶析出，D中含銀77.31%。生成的產物D的質量是產物B的質量的約2.4倍。

3-1推斷并寫出A、B、C、D的化學式。

3-2給出氣體X的化學式，寫出產生X的反應方程式。

3-3畫山A的結構。

3-4寫出A與下列物質作用的化學反應方程式。（a）過量氯氣；（b）過量的熱濃硫酸?與固體

KC1O3研磨。

第4題（9分）

4-1（7分）M是短周期最典型的兩性金屬，M的氫氧化物存在X、Y、Z三種常見變體；

M的氫氧化物溶于NaOH形成溶液D,D的陰離子中含有M元素的質量分數為28.40%。向

D的溶液通入過量二氧化碳可制得丫。X、Y、Z這些變體相互之間存在一定的共性，均由

化學環(huán)境相同的層狀結構組成，層狀結構可以描述為六配位的M多面體之間互相共棱連接。

X、Y、Z的區(qū)別在于它們層間相互連接的方式。X的層與層之間相鄰的氫氧根構成一個空

的八面體空隙層；丫的層與層之間相鄰的氫氧根構成一個三棱柱空隙層；Z介于兩者之間。

已知X的層狀結構中每層的化學環(huán)境與空間環(huán)境完全相同。

4?1.1寫出元素M；寫出制備丫的化學反應方程式。

4-1-2畫出共同堆積層的結構、給出以M為頂點的正當單位。

4-1-3用大寫英文字母ABC表示氫氧根的堆積層，小寫字母abe表示M的堆積層，〃表

示空的堆積層，分別寫出X、Y的堆積方式。

4?1?4將X、Y、Z的密度從大到小進行排列。

4-2（2分）Au-Cu合金具有CuzAu組分，假定此合金的原子具有面心堆積，但Cu和Au

完全無序分布，寫出合金組分的實際分布式（不是最簡式）。

第5題（10分）

鑲有刺激造血功能的作用，因此銀化合物的功能應用得到了廣泛的研究。三核銀配合物A

由含氮配體L2、含氧配體構成，對氧氣表現出奇特的反應特性，與酸式還原酮雙加氧胸中

的含銀酶表現出相似的反應性，可以作為模擬銀酶用于研究生化反應機理。配體與配合物的

合成路線如下：

（1）配體L1的合成：向新蒸的乙醛（50mL）中加入LiAlH’（0.0268mol）,通入氮氣攪

拌懸濁液10分鐘。將該混合物慢慢滴加到2-（特戊酰氨基-6-（氨甲基）瞰咤（0.0033mol）中，

室溫下攪拌24h,然后加入75ml蒸儲水；過濾，萃取濾液、用無水Na2s04干燥；減壓蒸

除溶劑后得到淡黃色油狀液體LI(0.58g,90%)o

(2)配體L2的合成：將0.58g配體L1、2-(氯甲基)-6-苯基毗咤(1.44g)、Na2co3(3.18g)、

催化劑演化四丁基核加入乙脂(150mL)中，攪拌混合、氮氣氣氛下加熱回流20ho反應

完畢，冷卻至室溫，將反應混合物加入到等體積的1MNaOH溶液中。萃取、無水Na2s04

干燥后，減壓蒸除溶劑得到黃棕色油狀液體；經柱色譜純化得到黃色液體L2(1.2g,74%)。

(3)配合物A的合成：取0.042g配體L2溶于2mL乙脯溶液中，加入已溶于2mL乙般

的Ni(CK)4)2,6H2O(0.044g)和PhC(O)CH(OH)C(O)Ph(0.019g)溶液中。攪拌15min,將

混合物轉移入另一個裝有Me4NOH-5H2。(0.029g)的容器中，氮氣氣氛下室溫攪拌3h。

減壓蒸除溶劑，將固體殘渣用2mL二氯甲烷溶解、過濾；向濾液中加入15mL乙醛，析出

針狀橙褐色配合物A沉淀(29mg,38%)o

5-1畫出配體L1和L2的結構、指出L2的潛在配位點。

5-2推斷A的化學式、寫出生成A的化學反應方程式。

5-3實驗測得室溫下配合物A的有效磁矩出產5.32NB，其陽離子結構近似具有一個C2軸、

垂直于C2軸有一個鏡面等對稱性，存在兩種不同化學環(huán)境和配位數的Ni原子、且存在一種

顯著短的Ni?N鍵，畫出配合物A的結構。

5-4將配合物A的乙懵-水溶液暴露在氧氣中，溶液顏色迅速從橙褐色變?yōu)榈G色。實驗測

定表明有一定量的含苯甲酸根配體的銀配合物B和一種黃色有機物C生成，反應同時產生

的氣體若通入PdCb溶液中、有黑色粉末產生。推斷C的結構并推測生成苯甲酸的可能機理。

第6題(3分)

肝主要用作火箭和噴氣發(fā)動機的燃料，分解產生氣體N2和氨，計算氨在298K時的標準生成

燧。已知朋液體和氣體的標準生成嬉分別為60.6和95.4kJ/mol,N三N、N=N、N-N和N-H

平均鍵能分別為946、418、163和389kJ/mol(298K)。

第7題(5分)

配制硫化鏤試劑時一般將硫化氫氣體導入4-5mol/L氨水溶液中，再加水。但這樣配制無法得

到純的硫化鏤水溶液，當低于或高于化學計量比的硫化氫被吸收，溶液中會含有過量的氨或

硫氫化筱?，F如下測定硫化鐵溶液的組成：

(1)將10.00mL的硫化錢試劑溶液稀釋成1.000L、取10.00mL所得到的儲存溶液移至蒸儲

瓶中并加入-40mL水；將20.00cm3的0.02498moI/L硫酸溶液加入蒸儲瓶。將25.00mL的

0.1mol/L硝酸鎘溶液加到收集瓶中(蒸儲出的成分凝結于此)。

(2)將蒸儲瓶中大約一半的溶液蒸播至收集瓶(在收集瓶中可以看到黃色沉淀物)。將留在

蒸儲瓶中的物質完全洗滌至滴定瓶，加入數滴甲基紅指示劑之后以0D5002moI/LNaOH溶

液滴定，到達平衡點的滴定用去液體10.97mL。

(3)將濱水加入收集瓶的溶液中(沉淀物溶解)，將溶液加熱沸騰15分鐘移除多余的澳。溟

氧化所有含硫的陰離子成為硫酸根離子。在收集瓶反應生成的H+被14.01mL的O.I012mol/L

NaOH中和。

計算硫化鏤試劑溶液的濃度。

第8題(9分)

8-1(3分)

Ln(OTf)sHO

C6H5CHO2

-----------------------------，A

寫出A的結構；推測Ln（OTfh為什么能催化此反應，作用是什么。醇醛縮合反應屬于什么反

應。

8-2(2分)

Umemoto試劑）是目前最重要的親電三氟甲基化試劑之

一，可實現1?（1?苯基）烯基環(huán)丁醇化合物的三氟甲基化/擴環(huán)反應的光催化，合成

二氟乙基取代的環(huán)戊酮類化合物。

1.0mol%Ru(bpy)3(PF6)2

1.2equivTMSOTf

A

465nmblueLEDs,DMF,rt

第9題（10分）

環(huán)帶燃類分子是由碳環(huán)稠合而成的雙鏈大環(huán)化合物，由于其奇異的結構與理論預測所

具有的獨特理化性質，化學家們一直在對這類分子的合成進行探索。最近化學家首次

合成了全共朝環(huán)帶⑻芳燃化合物。

R=C2H5

推斷與畫出A、B、C、D、E的結構。

第10題（11分）

暈苯（coronene）,淺黃色針狀晶體，在有機溶劑中呈藍紫色熒光?；瘜W性質穩(wěn)定，一般條

件下不易起反應。是結構高度對稱的多環(huán)芳香煌，在白然界中罕見。它的合成路線如下：

NBS

A

Mg+乙酚（L作傕化劑）

CH

H3C3

10-1