2021年第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题

1-2 化合物 CsAuCl 3 呈抗磁性，每个 Cs +周围有 12 个 Cl ?离子，每个

Cl ?离子周围有 5 个金 属离子。金离子处在 Cl 围成的配位中心(也是对称中心)。写出该化合物中 Au 的氧化态以及对应的配位几何构型。 1-3 2019 年 1 月，嫦娥四号成功在月球登陆，探测器上的五星红旗由一类特殊的聚酰胺制

成。以下为某种芳香族聚酰亚胺的合成路线。

画出 A 、B 、C 的结构简式。 第 2 题(6 分) 2-1 48Ca 轰击249Cf ，生成 118 号元素(Og)并放出 3 个中子。写出配平的核反应方程式。 2-2 推出二元氧化物(稳定物质)中含氧量最高的化合物。 2-3 9.413g 未知二元气体化合物含有 0.003227g 电子，推出该未知物，写出化学式。 第 3 题（10 分） 高炉炼铁是重要的工业过程。冶炼过程中涉及如下反应： (1) FeO(s) + CO(g) = Fe(s) + CO 2(g) K 1=1.00 (2) FeO(s) + C(s) = Fe(s) + CO(g) K 2 (T=1200K) (T=1200K)

气体常数R = 8.314J ? mol ?1 ? K ?1；相关的热力学常数(298K ）列入下表：

A CO 2 分子式 C 2H 4O 结构简式 CH 3CHO +1 直线型 +3 八面体(拉长)

48Ca +249Cf = 294Og + 31n 20 98 118 0 H 2O 2 不确定是否考查18O 8 CH 4 （ m 2- 第 33 届中国化学奥林匹克(初赛)试题答案(仅供参考)

第 1 题(10 分) 简要回答问题

1-1 利用不同的催化剂，乙烯催化氧化可以选择性的生成不同产物。产物 A 可使石灰石变浑浊。

写出与 A 摩尔质量相等的其他所有产物的分子式和结构简式。

FeO(s) Fe(s) C(s)(石墨) CO(g) CO 2(g) θ ?1 Δf H m (kJ

? mol ) -272.0 - - -110.5 -393.5 θ ?1 ?1

S m J ? mol ? K 60.75 27.3 5.74 / x 3-2 计算 K 2 3-3 计算 CO 2(g)的标准熵 S θ 单位：J ? mo l ?1 ? K ?1）。（设反应得焓变和熵变不随温度变化） 反应体系中，若 CO(g)和 CO 2(g)字母）

3-4-1 反应（1） A 自发 不自发 C 达平衡

3-4-2 反应（2） A 自发 B 不自发 C 达平衡 若升高温度，指出反应平衡常数如何变化（填写对应的字母）因。 3-5-1 反应（1） A 增大 B 不变化 C 减小

3-5-2 反应（2） A 增大 B 不变化 C 减小 C A

根据ΔH ? T ? ΔS = ?RTlnK 或者ln K 1 = ? △H ? ( 1 ? 1 )

K 2 R T 1 T 2 黄铜矿(CuFeS 2)是自然界中铜的主要存在形式。炼铜的传统方法主要是火法，即使黄铜矿和氧气在控制条件下逐步反应得到单质铜。随着铜矿的减少、矿物中黄铜矿含量的降低以及环境保护的要求，湿法炼铜越来越受关注。该法的第一步也是关键的一步就是处理黄铜矿， 使其中的铜尽可能转移到溶液中。 最简便的处理方法是无氧化剂存在的酸溶反应：向含黄铜矿的矿物中加入硫酸，控制浓度和温度，所得体系显蓝色且有臭鸡蛋气味的气体(A )放出(反应 1)；为避免气体 A 的产生， 可采用三价铁盐[如 Fe 2(SO 4)3]溶液处理黄铜矿，所得溶液和反应 1 的产物类似，但有浅黄色固体物质(B )生成(反应 2)；浅黄色固体物质会阻碍黄铜矿的溶解，因此，办法之一是在类似反应 1 的体系中引入硫酸杆菌类微生物，同时通入空气，反应产物无气体，也无黄色浑浊物 (反应 3)，溶液中阴离子为 C ；但是，微生物对反应条件要求较为严格(如温度不能过高，酸度应适宜等)。采用合适的氧化剂如氯酸钾溶液(足量)，使之在硫酸溶液中与黄铜矿反应(反应 4)，是一种更有效的处理方法。只是，后两种方法均有可能出现副反应(反应 5)，生成黄钾铁矾(D )。D 是一种碱式盐(无结晶水)，含两种阳离子且二者之比为 1:3，它会沉积在黄铜矿上影响其溶解，应尽量避免。5.008g D 和足量硫酸钾在硫酸溶液中反应(反应6)，得到15.10g 铁钾矾 E ，E 与明矾(摩尔质量为 474.4 g·mol -1)同构。

4-1 写出 A~C 、E 的化学式

4-2 通过计算，写出 D 的化学式。

4-3 写出反应 1~6 的离子方程式(要求系数为最简整数比)。

第 5 题（12 分）

将某镧系元素的无水氯化物和异丙醇钠在异丙醇中回流，得淡蓝色溶液。该溶液经蒸发浓缩、真空干燥，所得固体在甲苯中低温重结晶，析出淡蓝色针状晶体 A ，A 为稀土离子的配合物，加热至 300℃也不分解。进一步分析表征结果如下：

（1）溶液电导测定显示，A 为 1:1 电离类型，只有一种外界离子。称取 6.354 g 晶体 A ， 溶解后加入足量硝酸银溶液，得到 0.4778 g 乳白色沉淀 B 。 p CO =p CO2=600kPa

600

K 2 = 100 = 6.00 C A

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