精品解析：第39届中国化学奥林匹克(初赛)宁波市模拟统考

第39届中国化学奥林匹克(初赛)宁波市模拟统考(1) 适用范围：高一、高二化学竞赛学生 1. 根据所给条件按照要求书写化学反应方程式(要求系数为最简整数比)。 （1）高纯二氧化硅可用作集成电路封装剂，它可以通过气相沉积的方法由在氧气气氛下高温反应得到：__________。 （2）将乙炔通入冷的KMnO4和H2SO4的混合溶液，生成了一种ω(C)=26.09%的化合物：__________。 （3）在熔融的条件下，用Na2SiF6处理绿宝石，产物中Si没有与F键连：__________。 （4）在加热的条件下，用足量浓HNO3溶解Fe3C，反应过程中观察到有色气体的生成：__________。 2. 根据要求回答下列问题： （1）元素Al和Ga常以+3价的形式存在，但在某些特殊化合物中，这两种元素也可以以低价态的形式存在，以下便是两个经典的例子。 ①已知阴离子(THF为四氢呋喃)中Al均为四面体配位，符合价键理论，且存在着两种化学环境的Al，画出阴离子的结构。__________ ②最简式为GaBrR(其中)的中性分子的实际存在形式是四聚体，其中Ga均为四面体配位，符合价键理论，Ga和Br都只有一种化学环境，其中含有一根四次映轴(即绕轴旋转90°后以垂直轴的镜面进行反映可以复原)，画出该中性分子的分子结构。__________ （2）以下聚合物可通过单体A发生聚合反应得到，已知聚合过程中未生成小分子。 ①画出形成该聚合物的单体A的结构。__________ ②说明单体发生聚合反应的动力，并判断该聚合反应是酸催化的还是碱催化的。__________ 3. 元素M是人体的组成元素之一，其存在着多种同素异形体，M的某种同素异形体可通过矿物A来制备，已知A只由四种元素组成，其中M的质量分数为18.4%，O的质量分数为38.1%。将单质M在空气中加强热，反应可以得到化合物B，而B和另一种含M的二元化合物C反应，生成了两种对称性与C相同的化合物D和E，已知化合物C中M的质量分数为27.9%。化合物C可以直接和无水ZnCl2反应，反应只生成两种含M的化合物F和G，而G的分子结构中含有一根三次旋转轴，但却不存在二次旋转轴。 （1）写出元素M基态时的电子排布。__________ （2）写出化合物A-G的分子式：A：__________、B：__________ 、C：__________ 、D：__________ 、E：__________ 、F：__________ 、G：__________ (D和E的顺序可颠倒)。 （3）写出分子D中含有的所有对称元素的种类和个数。__________ （4）写出工业上由A提取单质M的化学反应方程式(A、二氧化硅和焦炭高温反应)。____________ 4. Cu是人类最早发现的古老金属之一，早在三千年前人类就开始使用Cu。而Cu可与多种金属形成性能优良的合金，例如Cu与Zn形成的合金A和Cu与Al形成的合金B．已知合金A属立方晶系，体心立方点阵，晶胞参数，Z=4，密度；合金B属立方晶系，简单立方点阵，晶胞参数，Z=4，密度；且两者均属于相。 （1）通过计算推出合金A和合金B的化学式__________、__________。α （2）合金A和合金B均可用作制作电池的材料。 ①分别判断合金A、合金B充当电池的负极材料还是正极材料__________。 ②分别写出电池放电时合金A、合金B的半反应方程式(放电完全时)。合金A _____________、合金B_____________。 ③计算1.000 g合金A在理想状况下能释放出多少电量__________。 （3）在相中存在如下独立的单元(记为)，其中彼此键连的原子种类相同，且由外而内的原子分别记为A、B、C和D．(合金中可能存在不同组成的)。 ①给出一个的分子式__________ (用ABCD表示)。 ②如果忽略原子种类的不同，合金A(已知合金A中只存在一种)、合金B和合金Cu41Sn11 (合金Cu41Sn11属立方晶系，面心立方点阵，Z=8)的结构完全相同，分别推断出合金B和Cu41Sn11中存在的所有的分子式。B中：__________、Cu41Sn11中：__________(用元素符号表示)。 5. U的原子序数为92，是自然界中能够找到的最重元素，其在自然界中存在着三种均具有放射性的同位素，而利用有关U的核反应可以用来获得核能或者测定岩石年代，以下便是这两种用途的具体内容。 （1）当今的核电站是通过发生裂变而获得巨大的能量的，该反应存在着两种情况：受到1个中子的轰击后分裂成了和；受到1个中子的轰击后分裂成了和。写出上述两个核反应方程式_____________、_____________。 （2）利用同位素衰变测定岩石年代是一种重要的地质断代方法，当前在钇铀矿中所含同位素和的摩尔比为139.0：1.的半衰期为，并且经一系列的变化，最终生成非活性的；而则由另一种系列变化生成(其也属于一级反应)。现有一块来自彼得山的钇铀矿，其中含有49.25%的U和6.67%的Pb，且Pb同位素的摩尔比为，而普通铅矿相应的比值为。假设矿物中初始只含U、普通铅矿和惰性杂质，和均可视作稳定同位素且无放射来源。(一级反应，物种含量c随时间t变化的关系式：，其中为起始浓度) ①计算衰变的反应速率常数k__________。 ②计算该钇铀矿的年龄__________。 ③计算的半衰期__________。 6. 碱金属和碱土金属(除了Be和Mg之外)可溶于液氨形成亮蓝色溶液，该溶液具有较强的还原性，可以用于有机合成。T。Weyl于1863年对Na-NH3(l)体系进行了一系列研究，发现在该体系中主要存在着如下平衡(其中“am”表示氨合，忽略NH3的解离)。 ，僽 ，僽 ，僽 （1）已知Na在液氨中的最大溶解度为，而液氨的密度为，假设溶解前后液体的体积不发生改变，计算Na的液氨饱和溶液中各组分的浓度________、________、________、________、________。 （2）往液氨中逐渐加入Na，溶液的电导率先变大后变小最后再变大，由上述平衡给出原因___________。 7. 过渡金属由于其中的d轨道参与成键，而导致其某些性质与主族元素存在着较大的差异，就比如磁性，某些看上去存在顺磁性的物质实际上是抗磁性的，而以下便是抗磁性负离子A的合成步骤。将RuO4溶于含有KCl的盐酸溶液，可以得到许多种负离子，双核负离子A便是其中之一，已知A中Ru为+4价，且Ru的质量分数为35.31%。 （1）通过计算和推导写出负离子A的化学式__________。 （2）忽略其他反应，写出生成负离子A的离子方程式____________。 （3）已知负离子A中的Ru-O-Ru键角为180℃，且其呈现抗磁性。(定义Ru-O-Ru为z轴) ①判断其中O原子的杂化形式__________。 ②负离子A之所以呈现抗磁性，是因为其中存在着多中心电子键，判断负离子A中多中心电子键的种类(用表示)，并画出其中的轨道重叠图(需指出轨道的种类) __________、__________。 （4）与Ru同族的Os形成的负离子在不同的化合物中采取不同的构象，比较晶体。。和晶体中的对称性高低__________。 8. 根据要求回答下列问题： （1）比较下列化合物中标示并加粗的H的酸性(用“1”代表酸性最强的化合物，“5”代表酸性最弱的化合物) __________。 （2）判断下列化合物是否具有手性__________。 9. Kass于2000年报道了如下有趣的重排反应。 （1）画出碳正离子中间体A-C的结构__________。 （2）指出该重排反应进行的动力__________。 （3）已知产物D是主产物，解释原因_____________。 10. 烃类化合物G(其中C的质量分数为94.0%)的结构较为特殊，其合成路线如下所示(其中英文含义：conc．-浓的，pyridine-吡啶，Ph-苯基)。 （1）已知产物G中含有一根三次旋转轴，A中含有环状结构，画出化合物A-G的结构式__________。 （2）用稀释后的硫酸处理丙酮，则不会得到化合物A，而会得到化合物H，画出H的结构__________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 第39届中国化学奥林匹克(初赛)宁波市模拟统考(1) 适用范围：高一、高二化学竞赛学生 1. 根据所给条件按照要求书写化学反应方程式(要求系数为最简整数比)。 （1）高纯二氧化硅可用作集成电路封装剂，它可以通过气相沉积的方法由在氧气气氛下高温反应得到：__________。 （2）将乙炔通入冷的KMnO4和H2SO4的混合溶液，生成了一种ω(C)=26.09%的化合物：__________。 （3）在熔融的条件下，用Na2SiF6处理绿宝石，产物中Si没有与F键连：__________。 （4）在加热的条件下，用足量浓HNO3溶解Fe3C，反应过程中观察到有色气体的生成：__________。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 2. 根据要求回答下列问题： （1）元素Al和Ga常以+3价的形式存在，但在某些特殊化合物中，这两种元素也可以以低价态的形式存在，以下便是两个经典的例子。 ①已知阴离子(THF为四氢呋喃)中Al均为四面体配位，符合价键理论，且存在着两种化学环境的Al，画出阴离子的结构。__________ ②最简式为GaBrR(其中)的中性分子的实际存在形式是四聚体，其中Ga均为四面体配位，符合价键理论，Ga和Br都只有一种化学环境，其中含有一根四次映轴(即绕轴旋转90°后以垂直轴的镜面进行反映可以复原)，画出该中性分子的分子结构。__________ （2）以下聚合物可通过单体A发生聚合反应得到，已知聚合过程中未生成小分子。 ①画出形成该聚合物的单体A的结构。__________ ②说明单体发生聚合反应的动力，并判断该聚合反应是酸催化的还是碱催化的。__________ 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 动力为缓解单体中四元环的张力，该聚合反应是酸催化的 【解析】 3. 元素M是人体的组成元素之一，其存在着多种同素异形体，M的某种同素异形体可通过矿物A来制备，已知A只由四种元素组成，其中M的质量分数为18.4%，O的质量分数为38.1%。将单质M在空气中加强热，反应可以得到化合物B，而B和另一种含M的二元化合物C反应，生成了两种对称性与C相同的化合物D和E，已知化合物C中M的质量分数为27.9%。化合物C可以直接和无水ZnCl2反应，反应只生成两种含M的化合物F和G，而G的分子结构中含有一根三次旋转轴，但却不存在二次旋转轴。 （1）写出元素M基态时的电子排布。__________ （2）写出化合物A-G的分子式：A：__________、B：__________ 、C：__________ 、D：__________ 、E：__________ 、F：__________ 、G：__________ (D和E的顺序可颠倒)。 （3）写出分子D中含有的所有对称元素的种类和个数。__________ （4）写出工业上由A提取单质M的化学反应方程式(A、二氧化硅和焦炭高温反应)。____________ 【答案】（1） （2） ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥. ⑦. （3）、（或写成和）、 （4） 【解析】 4. Cu是人类最早发现的古老金属之一，早在三千年前人类就开始使用Cu。而Cu可与多种金属形成性能优良的合金，例如Cu与Zn形成的合金A和Cu与Al形成的合金B．已知合金A属立方晶系，体心立方点阵，晶胞参数，Z=4，密度；合金B属立方晶系，简单立方点阵，晶胞参数，Z=4，密度；且两者均属于相。 （1）通过计算推出合金A和合金B的化学式__________、__________。α （2）合金A和合金B均可用作制作电池的材料。 ①分别判断合金A、合金B充当电池的负极材料还是正极材料__________。 ②分别写出电池放电时合金A、合金B的半反应方程式(放电完全时)。合金A _____________、合金B_____________。 ③计算1.000 g合金A在理想状况下能释放出多少电量__________。 （3）在相中存在如下独立的单元(记为)，其中彼此键连的原子种类相同，且由外而内的原子分别记为A、B、C和D．(合金中可能存在不同组成的)。 ①给出一个的分子式__________ (用ABCD表示)。 ②如果忽略原子种类的不同，合金A(已知合金A中只存在一种)、合金B和合金Cu41Sn11 (合金Cu41Sn11属立方晶系，面心立方点阵，Z=8)的结构完全相同，分别推断出合金B和Cu41Sn11中存在的所有的分子式。B中：__________、Cu41Sn11中：__________(用元素符号表示)。 【答案】（1） ①. A为 ②. B为 （2） ①. 两者均充当电池的负极材料 ②. ③. ④. （3） ①. ②. 和 ③. 、、和 【解析】 【详解】(1)可知 而A只由Cu和Zn组成，B只由Cu和Al组成，因此A的化学式为，而B的化学式为 (2)①两者均充当电池的负极材料 ② ③而的物质的量则对应的电量 (3)①分子式为 ②合金B中存在的为和 合金中存在的为、、和 5. U的原子序数为92，是自然界中能够找到的最重元素，其在自然界中存在着三种均具有放射性的同位素，而利用有关U的核反应可以用来获得核能或者测定岩石年代，以下便是这两种用途的具体内容。 （1）当今的核电站是通过发生裂变而获得巨大的能量的，该反应存在着两种情况：受到1个中子的轰击后分裂成了和；受到1个中子的轰击后分裂成了和。写出上述两个核反应方程式_____________、_____________。 （2）利用同位素衰变测定岩石年代是一种重要的地质断代方法，当前在钇铀矿中所含同位素和的摩尔比为139.0：1.的半衰期为，并且经一系列的变化，最终生成非活性的；而则由另一种系列变化生成(其也属于一级反应)。现有一块来自彼得山的钇铀矿，其中含有49.25%的U和6.67%的Pb，且Pb同位素的摩尔比为，而普通铅矿相应的比值为。假设矿物中初始只含U、普通铅矿和惰性杂质，和均可视作稳定同位素且无放射来源。(一级反应，物种含量c随时间t变化的关系式：，其中为起始浓度) ①计算衰变的反应速率常数k__________。 ②计算该钇铀矿的年龄__________。 ③计算的半衰期__________。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. ③. 【解析】 【详解】则代入数据即 6. 碱金属和碱土金属(除了Be和Mg之外)可溶于液氨形成亮蓝色溶液，该溶液具有较强的还原性，可以用于有机合成。T。Weyl于1863年对Na-NH3(l)体系进行了一系列研究，发现在该体系中主要存在着如下平衡(其中“am”表示氨合，忽略NH3的解离)。 ，僽 ，僽 ，僽 （1）已知Na在液氨中的最大溶解度为，而液氨的密度为，假设溶解前后液体的体积不发生改变，计算Na的液氨饱和溶液中各组分的浓度________、________、________、________、________。 （2）往液氨中逐渐加入Na，溶液的电导率先变大后变小最后再变大，由上述平衡给出原因___________。 【答案】（1） ①. ②. ③. ④. ⑤. （2）一开始加入Na时，溶液中的氨合电子变多，但随着Na的不断加入，多的Na与电子形成Na-而减小了氨合电子的浓度，继续加入时Na又电离出电子，使得氨合电子变多 【解析】 【详解】 7. 过渡金属由于其中的d轨道参与成键，而导致其某些性质与主族元素存在着较大的差异，就比如磁性，某些看上去存在顺磁性的物质实际上是抗磁性的，而以下便是抗磁性负离子A的合成步骤。将RuO4溶于含有KCl的盐酸溶液，可以得到许多种负离子，双核负离子A便是其中之一，已知A中Ru为+4价，且Ru的质量分数为35.31%。 （1）通过计算和推导写出负离子A的化学式__________。 （2）忽略其他反应，写出生成负离子A的离子方程式____________。 （3）已知负离子A中的Ru-O-Ru键角为180℃，且其呈现抗磁性。(定义Ru-O-Ru为z轴) ①判断其中O原子的杂化形式__________。 ②负离子A之所以呈现抗磁性，是因为其中存在着多中心电子键，判断负离子A中多中心电子键的种类(用表示)，并画出其中的轨道重叠图(需指出轨道的种类) __________、__________。 （4）与Ru同族的Os形成的负离子在不同的化合物中采取不同的构象，比较晶体。。和晶体中的对称性高低__________。 【答案】（1） （2） （3） ①. 其中O为sp杂化 ②. 其中存在 ③. 、 （4）其中的对称性更高 【解析】 【详解】 8. 根据要求回答下列问题： （1）比较下列化合物中标示并加粗的H的酸性(用“1”代表酸性最强的化合物，“5”代表酸性最弱的化合物) __________。 （2）判断下列化合物是否具有手性__________。 【答案】（1）A-2，B-3，C-5，D-4，E-1 （2）有手性的化合物：G和I，没有手性的化合物：F、H和J 【解析】 9. Kass于2000年报道了如下有趣的重排反应。 （1）画出碳正离子中间体A-C的结构__________。 （2）指出该重排反应进行的动力__________。 （3）已知产物D是主产物，解释原因_____________。 【答案】（1）、、 （2）该碳正离子重排反应的动力是缓解小环的环张力 （3）在AcOH中存在的是分子AcOH和负离子TsO-，而TsO-的亲核性更强 【解析】 10. 烃类化合物G(其中C的质量分数为94.0%)的结构较为特殊，其合成路线如下所示(其中英文含义：conc．-浓的，pyridine-吡啶，Ph-苯基)。 （1）已知产物G中含有一根三次旋转轴，A中含有环状结构，画出化合物A-G的结构式__________。 （2）用稀释后的硫酸处理丙酮，则不会得到化合物A，而会得到化合物H，画出H的结构__________。 【答案】（1） （2） 【解析】 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $