第34届中国化学奥林匹克模拟化学试题-题目与答题卷

第34届中国化学奥林匹克（初赛）模拟考试卷・1

2020年X月X日，3小时

题号12345678910总分

满分1022119103591011100

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。

时间到，把试卷与答卷背面朝上放在桌面上，待监考人员允许方可离开考场。

•姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他位置者按废卷处理。

•所有解答必须写在卷面指定位置，写于其他位置无效。

•凡要求计算或推演的，须给出过程，无过程即使结果正确也不得分。

•用铅笔解答的部分（包括作图）无效。

•禁用涂改液和修正带，也不得用纸粘贴。否则，整个答卷无效。

•附草稿纸一张，不得将任何纸张带入考场。

•允许使用非编程计算器以及直尺等文具。

•写有任何与试题内容无关的文字的答卷无效。

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网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

气体常数R=8.314Jmol-'K1；阿伏伽德罗常数NA=6.022x1023mol-1；法拉第常数F=

9.65X104Cmol1；标准大气压：100kPa；h=6.625xlO；MJs;1eV=1.602x1O19Jo

第1题（10分）

A、B、C、D是含氮中性钠盐，E、F、G^H是中性含磷钠盐。D和H分别是I和J酸的盐；

这些酸是白色固体，加热容易分解；I加热直接分解为K和水；J的热分解经过二个阶段：先

生成Q（弋体）和L,L进一步分解为Q和M。这些中性钠盐含N或含P量如下表所示：

含氮盐含磷盐

盐Na%N%盐Na%P%

A46.99.5E42.118.9

B27.116.5F22.530.4

C33.320.3G36.524.6

D43.426.4H26.135.2

1」A与CO?能激烈作用转化为B,写出化学反应方程式（方程1）;写出B受热生成C的化

学反应方程式（方程2）；

1-2画出D、E^F、G^H物质阴离子的结构。

1-3写出I和J热裂解的反应方程式。

1-4画出K的Lewis结构图；写出与I形成相同热分解产物的其它化合物（2个）并写出它们的

热分解反应方程式。

第2题（22分）

2-1（13分）

本题中的制备实验都在惰性气氛下进行，HC1和（NHQ2C2O4溶液预先除氧。仔细磨细的

0.235g黑色粉末A溶于稍微加热的2.96mL10%HC1中（密度为1.048g/ml）,形成B盐的浅

绿色溶液；盐8浅绿色溶液与3.6768（：0例03）2・6比0（预先溶在1511^1420中）混合，加入

稍稍过量的（NH4XC2O4溶液，生成3.068g黄橙色沉淀C。对黄橙色沉淀C在。2中进行热分析

（25-900℃）,分三个阶段分解；最终失重57.3%形成三组分混合物G；其中一个阶段有质

量增加。

B和硝酸钻的混合溶液加入过量（NH5C2O4,可制备红色溶液D：溶液D中加入PbO?和

CH3coOH可导致溶液的颜色从红色变到翡翠绿色；乙醇萃取获得翡翠绿色晶体E和苹果绿

色晶体F；晶体F在光照下变成接近无色；热分析显示在02中（25〜900。0晶体E和F的混合物

分解形成混合物G。

2-1-1推断化合物A,B,Co

2-1-2确定混合物G的组分与含量3

2-1-3确定溶液D中的配离子。

2-1-4F具有光敏性、在光照下分解，磁距变化从0到1.73但E光照下不会变化，推断E

和F的化学式。

2-1-5写出生成B、C、D和翡翠绿色溶液配合物的反应方程式。

2-2（6分）

2・2・1（2分）已知一种化合物的化学式为Co（CO）3P3，画出该化合物的结构。

2-2-2（2分）

一种不含碳的金属有机化合物，其阴离子负2价、且仅含2种元素，阴离子中的金属元素的

质量分数为8.00%、一种常用分析滴定试剂中含有该种金属：阴离子中含有两个五元环。画

出阴离子的结构。

2-2-3（2分）

把Se、AlCb、SeCLi混合熔融，只生成A；A的阳离子中仅存在一种元素，为环结构，且键

长、键角都相等；A分子量为653.4：A于熔融Na[AlCL]中仅存在3种离子。求A的化学式

及A阳离子的结构式。

2-3（3分）

氧硫化碳是一种工业废气，对自然环境和人类身体健康造成较大的负面影响。最近科学家

利用氧硫化碳进行了利用回收，将氧硫化碳、环氧化物、催化剂在高压釜中聚合

可以获得材料折光指数和阿贝指数都较高的理想聚硫酷光学树脂。

o

局压，加热

o^c^s聚硫酸A

催化剂

2-3-1写出聚合物A的结构。

2-3-2利用上述合成方法也能把二硫化碳与环氧化物转变成聚硫酸和氧硫化碳，写出二硫化

碳与环氧乙烷合成聚硫酸的反应方程式。

第3题（H分）

黄色二元化合物A通过加热完全溶于浓硝酸形成溶液、放出气体X（密度是空气的1.586

倍，标况）。加入过量的BaCb到上述溶液中，析出白色沉淀B；过滤收集B；滤液与过量

的硫酸银溶液反应，析出B和C二种物质沉淀的混合物，过滤分离出B和C；剩余滤液逐

滴加入NaOH溶液，直到溶液pH值变成接近中性（约pH=7）,此时黄色沉淀D从溶液中

结晶析出，D中含银77.31%。生成的产物D的质量是产物B的质量的约2.4倍。

3-1推断并写出A、B、C、D的化学式。

3-2给出气体X的化学式，写出产生X的反应方程式。

3-3画山A的结构。

3-4写出A与下列物质作用的化学反应方程式。（a）过量氯气；（b）过量的热浓硫酸©与固体

KC1O3研磨。

第4题（9分）

4-1（7分）M是短周期最典型的两性金属，M的氢氧化物存在X、Y、Z三种常见变体；

M的氢氧化物溶于NaOH形成溶液D,D的阴离子中含有M元素的质量分数为28.40%。向

D的溶液通入过量二氧化碳可制得丫。X、Y、Z这些变体相互之间存在一定的共性，均由

化学环境相同的层状结构组成，层状结构可以描述为六配位的M多面体之间互相共棱连接。

X、Y、Z的区别在于它们层间相互连接的方式。X的层与层之间相邻的氢氧根构成一个空

的八面体空隙层；丫的层与层之间相邻的氢氧根构成一个三棱柱空隙层；Z介于两者之间。

已知X的层状结构中每层的化学环境与空间环境完全相同。

4・1.1写出元素M；写出制备丫的化学反应方程式。

4-1-2画出共同堆积层的结构、给出以M为顶点的正当单位。

4-1-3用大写英文字母ABC表示氢氧根的堆积层，小写字母abe表示M的堆积层，〃表

示空的堆积层，分别写出X、Y的堆积方式。

4・1・4将X、Y、Z的密度从大到小进行排列。

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

完全无序分布，写出合金组分的实际分布式（不是最简式）。

第5题（10分）

镶有刺激造血功能的作用，因此银化合物的功能应用得到了广泛的研究。三核银配合物A

由含氮配体L2、含氧配体构成，对氧气表现出奇特的反应特性，与酸式还原酮双加氧胸中

的含银酶表现出相似的反应性，可以作为模拟银酶用于研究生化反应机理。配体与配合物的

合成路线如下：

（1）配体L1的合成：向新蒸的乙醛（50mL）中加入LiAlH’（0.0268mol）,通入氮气搅

拌悬浊液10分钟。将该混合物慢慢滴加到2-（特戊酰氨基-6-（氨甲基）瞰咤（0.0033mol）中，

室温下搅拌24h,然后加入75ml蒸储水；过滤，萃取滤液、用无水Na2s04干燥；减压蒸

除溶剂后得到淡黄色油状液体LI(0.58g,90%)o

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

催化剂演化四丁基核加入乙脂(150mL)中，搅拌混合、氮气气氛下加热回流20ho反应

完毕，冷却至室温，将反应混合物加入到等体积的1MNaOH溶液中。萃取、无水Na2s04

干燥后，减压蒸除溶剂得到黄棕色油状液体；经柱色谱纯化得到黄色液体L2(1.2g,74%)。

(3)配合物A的合成：取0.042g配体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。搅拌15min,将

混合物转移入另一个装有Me4NOH-5H2。(0.029g)的容器中，氮气气氛下室温搅拌3h。

减压蒸除溶剂，将固体残渣用2mL二氯甲烷溶解、过滤；向滤液中加入15mL乙醛，析出

针状橙褐色配合物A沉淀(29mg,38%)o

5-1画出配体L1和L2的结构、指出L2的潜在配位点。

5-2推断A的化学式、写出生成A的化学反应方程式。

5-3实验测得室温下配合物A的有效磁矩出产5.32NB，其阳离子结构近似具有一个C2轴、

垂直于C2轴有一个镜面等对称性，存在两种不同化学环境和配位数的Ni原子、且存在一种

显著短的Ni・N键，画出配合物A的结构。

5-4将配合物A的乙懵-水溶液暴露在氧气中，溶液颜色迅速从橙褐色变为淡绿色。实验测

定表明有一定量的含苯甲酸根配体的银配合物B和一种黄色有机物C生成，反应同时产生

的气体若通入PdCb溶液中、有黑色粉末产生。推断C的结构并推测生成苯甲酸的可能机理。

第6题(3分)

肝主要用作火箭和喷气发动机的燃料，分解产生气体N2和氨，计算氨在298K时的标准生成

燧。已知朋液体和气体的标准生成嬉分别为60.6和95.4kJ/mol,N三N、N=N、N-N和N-H

平均键能分别为946、418、163和389kJ/mol(298K)。

第7题(5分)

配制硫化镂试剂时一般将硫化氢气体导入4-5mol/L氨水溶液中，再加水。但这样配制无法得

到纯的硫化镂水溶液，当低于或高于化学计量比的硫化氢被吸收，溶液中会含有过量的氨或

硫氢化筱。现如下测定硫化铁溶液的组成：

(1)将10.00mL的硫化钱试剂溶液稀释成1.000L、取10.00mL所得到的储存溶液移至蒸储

瓶中并加入-40mL水；将20.00cm3的0.02498moI/L硫酸溶液加入蒸储瓶。将25.00mL的

0.1mol/L硝酸镉溶液加到收集瓶中(蒸储出的成分凝结于此)。

(2)将蒸储瓶中大约一半的溶液蒸播至收集瓶(在收集瓶中可以看到黄色沉淀物)。将留在

蒸储瓶中的物质完全洗涤至滴定瓶，加入数滴甲基红指示剂之后以0D5002moI/LNaOH溶

液滴定，到达平衡点的滴定用去液体10.97mL。

(3)将滨水加入收集瓶的溶液中(沉淀物溶解)，将溶液加热沸腾15分钟移除多余的澳。溟

氧化所有含硫的阴离子成为硫酸根离子。在收集瓶反应生成的H+被14.01mL的O.I012mol/L

NaOH中和。

计算硫化镂试剂溶液的浓度。

第8题(9分)

8-1(3分)

Ln(OTf)sHO

C6H5CHO2

-----------------------------，A

写出A的结构；推测Ln（OTfh为什么能催化此反应，作用是什么。醇醛缩合反应属于什么反

应。

8-2(2分)

Umemoto试剂）是目前最重要的亲电三氟甲基化试剂之

一，可实现1・（1•苯基）烯基环丁醇化合物的三氟甲基化/扩环反应的光催化，合成

二氟乙基取代的环戊酮类化合物。

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

1.2equivTMSOTf

A

465nmblueLEDs,DMF,rt

第9题（10分）

环带燃类分子是由碳环稠合而成的双链大环化合物，由于其奇异的结构与理论预测所

具有的独特理化性质，化学家们一直在对这类分子的合成进行探索。最近化学家首次

合成了全共朝环带⑻芳燃化合物。

R=C2H5

推断与画出A、B、C、D、E的结构。

第10题（11分）

晕苯（coronene）,浅黄色针状晶体，在有机溶剂中呈蓝紫色荧光。化学性质稳定，一般条

件下不易起反应。是结构高度对称的多环芳香煌，在白然界中罕见。它的合成路线如下：

NBS

A

Mg+乙酚（L作傕化剂）

CH

H3C3

10-1