第 26 届中国化学奥林匹克（初赛）试题及答案 - 图文

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 1

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷

（2012 年 9 月 2 日 9:00~12:00）

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分 满分 7

7

10

5

8

7

10

16

12

6

12

100

得分

评卷 人 签名

·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，将试卷 背面朝上放于桌面，立即起立离开考场。

·姓名、报名号和所属学校等必须写于首页左侧指定位置，写于其他位置者按废卷论处。 ·所有解答必须写于卷面指定位置，写于其他位置者无效。

·凡要求计算的，须给出计算过程，无计算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。否则，整个答卷无效。 ·试卷已装订成册，不得拆散。

·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。 ·写有与试题内容无关的任何文字的答卷无效。 H

1.008 元素周期表

He

4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31

26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95

K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.64 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.96 [98]

101.07 102.91 106.42 107.87 112.41 114.82 118.71 121.76 127.60 126.90 131.29

Cs Ba La Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi

Po At Rn

132.91 137.33 138.91 178.49 180.95 183.84 186.21 190.23 192.22 195.08 196.97 200.59 204.38 207.2 (209) (210) (222)

208.98

Fr Ra Ac Rf Db

(223) 226.0 (227) (261) (262)

Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

140.12 140.91 144.24 (145)

150.36 151.96 157.25 158.93 162.50 164.93 167.26 168.93 173.05 174.97

Th

Pa U Np

Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr

232.04 231.04 238.03 237.05 (244) (243) (247) (247) (251) (254) (257) (256) (254) (257)

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 2

第 1 题（7 分）

1-1 向硫酸锌水溶液中滴加适当浓度的氨水至过量，发生两步主要反应。简述实验现象，写出两步主要 反应的离子方程式。

1-2 化合物 [Cu(pydc)(amp)]·3H2O 的组成为 C11H14CuN4O7，热重分析曲线表明，该化合物受热分解发生 两步失重，第一个失重峰在 200 ~ 250 oC，失重的质量分数为 15.2%。第二个失重峰在 400 ~ 500 oC，失重 后的固态残渣质量为原化合物质量的 20.0%。pydc 和 amp 是含芳环的有机配体。通过计算回答： (1) 第一步失重失去的组分。

(2) 第二步失重后的固态残渣是什么，解释理由。

第 2 题 （7 分）A 和 X 是两种常见的非金属元素，其核外电子数之和为 22，价层电子数之和为 10。在 一定条件下可生成 AX、AX3（常见的 Lewis 酸）、A2X4 和 A4X4，反应如下：

Hg，放电

2-1 指出 A 和 X 各是什么元素。 A：

X：

2-2 A4X4 具有 4 个三重旋转轴，每个 A 原子周围都有 4 个原子。画出 A4X4 的结构示意图。

2-3 写出 AX3 与 CH3MgBr 按计量系数比为 1:3 反应的方程式。

2-4 写出 A2X4 与乙醇发生醇解反应的方程式。

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 3

第 3 题（10 分） CuSO4 溶液与 K2C2O4 溶液反应，得到一种蓝色晶体。通过下述实验确定该晶体的组成。

-1

(a) 称取 0.2073 g 样品，放入锥形瓶，加入 40 mL 2 mol L的 H2SO4，微热使样品溶解。加入 30 mL 水，

-1

加热至近沸，用 0.02054 mol LKMnO4 溶液滴定至终点，消耗 24.18 mL。

(b) 接着将溶液充分加热，使淡紫红色变为蓝色。冷却后加入 2g KI 固体和适量 Na2CO3，溶液变为棕色并

-1

生成沉淀。用 0.04826 mol L的 Na2S2O3 溶液滴定，近终点时加入淀粉指示剂，至终点，消耗 12.69 mL。 3-1 写出步骤 a 中滴定反应的方程式。

3-2 写出步骤 b 中溶液由淡紫红色变为蓝色的过程中所发生反应的方程式。

3-3 用反应方程式表达 KI 在步骤 b 中的作用；写出 Na2S2O3 滴定反应的方程式。

3-4 通过计算写出蓝色晶体的化学式（原子数取整数）。

第 4 题 （5 分）1976 年中子衍射实验证实，trans-[Co(en)2Cl2]Cl·HCl·2H2O 晶体中只存在 3 种离子：X+、

+ +

含钴的 A和 Cl-。X中所有原子共面，有对称中心和 3 个相互垂直的镜面。注：en 是乙二胺的缩写符号。 4-1 画出 A+及其立体异构体的结构简图。 + A： 立体异构体：

4-2 画出 X的结构图。

+

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 4

第 5 题（8 分）从尿素和草酸的水溶液中得到一种超分子晶体。X 射线衍射实验表明，该晶体属于单斜晶 系，晶胞参数 a＝505.8 pm，b＝1240 pm，c＝696.4 pm，＝98.13°。晶体中两种分子通过氢键形成二维超 分子结构。晶体密度 D = 1.614 g cm-3。

5-1 推求晶体中草酸分子和尿素分子的比例。

5-2 画出一个化学单位的结构，示出其中的氢键。

第 6 题（7 分）2,3-吡啶二羧酸，俗称喹啉酸，是一种中枢神经毒素，阿尔兹海默症、帕金森症等都与它有 关。常温下喹啉酸呈固态，在 185~190 oC 下释放 CO2 转化为烟酸。

6-1 晶体中，喹啉酸采取能量最低的构型，画出此构型（碳原子上的氢原子以及孤对电子可不画）。

6-2 喹啉酸在水溶液中的 pKa1= 2.41，写出其一级电离的方程式(共轭酸碱用结构简式表示)。

6-3 画出烟酸的结构。

第 7 题（10 分） 硼的总浓度 0.4 mol L的硼酸及其盐的水溶液中不仅存在四硼酸根离子 B4O5(OH)42， 还存在电荷为1 的五硼酸根离子以及电荷为1 和2 的两种三硼酸根离子。这些多硼酸根离子均由 B(OH)3

和 B(OH) 缩合而成，结构中硼原子以 B-O-B 的方式连接成环。

4

-1

7-1 上述五硼酸根离子中，所有三配位硼原子的化学环境完全相同，画出其结构示意图（不画孤对电子，羟 基用-OH 表达）。

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 5

7-2 右图示出硼酸-硼酸盐体系在硼的总浓度为 0.4 mol 1

L时，其存在形式与 pH 的关系。1、2、3、4 分别为 4 种多硼酸根离子存在的区域。推出 1、2、3、4 分别对 应的多硼酸根离子的化学式。 2

注：以 BO(OH) 为范例，书写其他 3 种多硼酸根离

4

5

4

子的化学式；形成这些物种的缩合反应速率几乎相同， 其排列顺序不受反应速率制约；本体系中缩合反应不改 变硼原子的配位数。

1： 3：

2： 4：

2

的分

第 8 题 (16 分) 右图示出在碳酸-碳酸盐体系(CO3

-2

析浓度为 1.0 × 10mol L1)中, 铀的存在物种及相关电 极电势随 pH 的变化关系(E-pH 图, 以标准氢电极为参比 电极 )。作为比较，虚线示出 H/H 2 和 O2/H2O 两电对的 E-pH 关系。

8-1 计算在 pH 分别为 4.0 和 6.0 的条件下，碳酸-碳酸盐 体系中主要物种的浓度。 11

7

，K

H2CO3：Ka1 = 4.5 × 10 a2 = 4.7×10

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 6

8-2 图中 a 和 b 分别是 pH = 4.4 和 6.1 的两条直线。分别写出与 a 和 b 相对应的铀的物种发生转化的方程式。

a： b：

8-3 分别写出与直线 c 和 d 相对应的电极反应，说明其斜率为正或负的原因。 c： d：

8-4 在 pH = 4.0 的缓冲体系中，加入 UCl3，写出反应方程式。

4

和 U

4O9 (s)能否共存?

4

和 UO

2 (s) 能

8-5 在 pH = 8.0 ~ 12 之间，体系中 UO2(CO3)3 否共存? 说明理由。

说明理由；UO2(CO3)3

第 9 题 (12 分) Knoevenagel 反应是一类有用的缩合反应。如下图所示，丙二酸二乙酯与苯甲醛在六氢吡啶 催化下生成 2-苯亚甲基丙二酸二乙酯。

9-1 指出该反应中的亲核试剂。

9-2 简述催化剂六氢吡啶在反应中的具体作用。

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 7

9-3 化合物 A 是合成抗痉挛药物 D (gabapentin) 的前体。根据上述反应式，写出合成 A 的 2 个起始原料 的结构简式。

9-4 画出由 A 制备 D 过程中中间体 B、C 和产物 D 的结构简式。

催化剂

B C D

第 10 题 (6 分) 辣椒的味道主要来自于辣椒素类化合物。辣椒素 F 的合成路线如下：

画出化合物 A、B、C、D、E 和 F 的结构简式。

A

B

C

D

中国化学会第 26 届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷 2012 年 9 月 2 日 共 8 页 8

E F

第 11 题 (12 分)

11-1 烯烃羟汞化反应的过程与烯烃的溴化相似。现有如下两个反应：

4-戊烯-1-醇在相同条件下反应的主要产物为 B。画出化合物 A 和 B 的结构简式。

A

B

11-2 下列有机化合物中具有芳香性的是 。

化合物 A 经过如下两步反应后生成化合物 D。回答如下问题：

11-3 写出化合物 B 的名称：

11-4 圈出 C 中来自原料 A 中的氧原子。

。

11-5 画出化合物 D 的结构简式。

郑重声明：本试题及答案版权属中国化学会所有，未经中国化学会化学竞赛负责人授权，任何人不得翻印， 不得在出版物或互联网网站上转载、贩卖、赢利，违者必究。本试卷和相应答案将分别于 2012 年 9 月 2 日 12:00 和 8 日 12:00 在网站 http://edu.sina.com.cn/上公布。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/kgbr.html