tceic.com
简单学习网 让学习变简单
当前位置:首页 >> 学科竞赛 >>

第28届中国化学奥林匹克竞赛初赛试题


第 28 届中国化学奥林匹克初赛试题、答案和评分标准
第 1 题 (6 分) 合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而得。涉及的主要反应如下: (1) CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g) (2) 2CH4(g) + O2(g) → 2CO(g) + 4H2(g) (3) CO (g) + H2O(g)→ H2(g) + CO2(g) 假

设反应产生的 CO 全部转化为 CO2, CO2 被碱液完全吸收, 剩余的 H2O 通过冷凝干燥除去。 进入合成氨反应塔的原料气为纯净的 N2 和 H2。 1-1 为使原料气中 N2 和 H2 的体积比为 1 : 3,推出起始气体中 CH4 和空气的比例。设空气中 O2 和 N2 的体积比为 1 : 4,所有气体均按理想气体处理。

1-2 计算反应(2)的反应热。已知: (4) C(s) + 2H2(g) → CH4(g) (5) C(s) + 1/2O2(g) → CO(g)

ΔH4 = -74.8 kJ mol-1 ΔH5 = -110.5 kJ mol-1

第 2 题 (5 分) 连二亚硫酸钠是一种常用的还原剂。 硫同位素交换和顺磁共振实验证实, 其水 溶液中存在亚磺酰自由基负离子。 2-1 写出该子的结构简式,根据 VSEPR 理论推测其形状。

2-2 连二亚硫酸钠与 CF3Br 反应得到三氟甲烷亚磺酸钠。文献报道,反应过程主要包括自由 基的产生、转移和湮灭(生成产物)三步,写出三氟甲烷亚磺酸根形成的反应机理。

第 3 题 (6 分) 2013 年,科学家通过计算预测了高压下固态氮的一种新结构:N8 分子晶体。 其中,N8 分子呈首尾不分的链状结构; 按价键理论,氮原子有 4 种成键方式; 除端位以外, 其他氮原子采用 3 种不同类型的杂化轨道。 3-1 画出 N8 分子的 Lewis 结构并标出形式电荷。写出端位之外的 N 原子的杂化轨道类型。

1

3-2 画出 N8 分子的构型异构体。

第 4 题 (5 分) 2014 年 6 月 18 日, 发明开夫拉 (Kevlar) 的波兰裔美国女化学家 Stephanie Kwolek 谢世,享年 90 岁。开夫拉的强度比钢丝高 5 倍,用于制防弹衣,也用于制从飞机、装甲车、 帆船到手机的多种部件。开夫拉可由对苯二胺和对苯二甲酸缩合而成。 4-1 写出用结构简式表达的生成链状高分子的反应式。

4-2 写出开夫拉高分子链间存在的 3 种主要分子间作用力。

第 5 题 (7 分) 环戊二烯钠与氯化亚铁在四氢呋喃中反应, 或环戊二烯与氯化亚铁在三乙胺存 在下反应, 可制得稳定的双环戊二烯基合铁(二茂铁)。 163.9 K 以上形成的晶体属于单斜晶系, 晶胞参数 a = 1044.35 pm, b=757.24 pm, c = 582.44 pm, β=120.958° 。密度 1.565 g cm-3 。 5-1 写出上述制备二茂铁的两种反应的方程式。

5-2 通常认为,二茂铁分子中铁原子的配位数为 6,如何算得的?

5-3 二茂铁晶体属于哪种晶体类型?

5-4 计算二茂铁晶体的 1 个正当晶胞中的分子数。

2

第 6 题 (16 分) 肌红蛋白(Mb)是由肽链和 血红素辅基组成的可结合氧的蛋白,广泛 存在于肌肉中。 肌红蛋白与氧气的结合度(α) 与氧分压 P(O2)密切相关,存在如下平衡:
kA ?? ? MbO 2 (aq) (a) Mb(aq) + O 2 (g) ?? ? kD

其中,kA 和 kD 分别是正向和逆向反应的速 率常数。37 oC, 反应达平衡时测得的一组 实验数据如右图所示。 6-1 计算 37 oC 下反应(a)的平衡常数 K。 6-2 导出平衡时结合度(α)随氧分压变化的 表达式。若空气中氧分压为 20.0 kPa, 计算人正常呼吸时 Mb 与氧气的最大结合度。 6-3 研究发现,正向反应速率 v 正 = kA (Mb) P(O2);逆向反应速率 v 逆 = kD (MbO2)。已知 kD= 60 s-1, 计算速率常数 kA。当保持氧分压为 20.0 kPa,计算结合度达 50%所需时间。(提示:对 于 v 逆 = kD (MbO2),MbO2 分解 50%所需时间为 t=0.693/ kD) 6-4 Mb 含有一个 Fe(II),呈顺磁性,与 O2 结合后形成的 MbO2 为抗磁性的。 MbO2 中的铁周 围的配位场可近似为八面体场。 6-4-1 这一过程中 Fe(II)的价态是否发生改变?简述原因。 6-4-2 写出 MbO2 中铁离子在八面体场中的价电子排布。 6-4-3 结合 O2 前后铁离子的半径不变、变大还是变小?简述原因。 6-4-4 O2 分子呈顺磁性,它与 Mb 结合后,价电子排布是否发生变化?简述原因。

第 7 题 (12 分) 在 0.7520 g Cu2S、 CuS 与惰性杂质的混合样品中加入 100.0 mL 0.1209 mol L–1 酸性 KMnO4 溶液,加热,硫全部转化为 SO42–,滤去不溶杂质。收集滤液至 250 mL 容量瓶 中,定容。取 25.00 mL 溶液,用 0.1000 mol L–1 FeSO4 溶液滴定,消耗 15.10 mL。在滴定所 得溶液中滴加氨水至出现沉淀,再加入适量 NH4HF2 溶液(掩蔽 Fe3+和 Mn2+),至沉淀溶解后, 加入约 1 g KI 固体,轻摇使之溶解并反应。用 0.05000 mol L–1 Na2S2O3 溶液滴定,消耗 14.56 mL。写出硫化物溶于酸性高锰酸钾溶液的方程式,计算混合样品中 Cu2S 和 CuS 的含量。

3

第 8 题 (14 分) 不同条件下,HgBr2 溶液(必要时加 HgO)与氨反应可得不同产物。向 HgBr2 溶液中加入氨性缓冲溶液,得到二氨合溴化汞 A。向浓度适中的 HgBr2 溶液中加入氨水,得 到白色沉淀 B, B 的化学式中汞离子、氨基和 Br?的比例为 1 :1 :1。将含 NH4Br 的 HgBr2 浓溶液与 HgO 混合,得到化合物 C,C 中汞离子、亚氨基和 Br?的比例为 2 :1 :2。HgBr2 的浓溶液在搅拌下加入稀氨水,得到浅黄色沉淀 D,D 是一水合溴氮化汞。 从 A 到 D 的结构中, Hg(II)与 N 的结合随 N 上所连氢原子的数目而变化, N 均成 4 个键, o ? N-Hg-N 键角为 180 。A 中,Br 作简单立方堆积,两个立方体共用的面中心存在一个 Hg(II), NH3 位于立方体的体心。B 中,Hg(II)与氨基形成一维链。C 中存在 Hg(II)与亚氨基形成的按 六边形扩展的二维结构,Br?位于六边形中心。D 中,(Hg2N)+形成具有类似 SiO2 的三维结构。 8-1 写出生成 C 和 D 的方程式。 8-2 画出 A 的结构示意图 (NH3 以 N 表示) 8-3 画出 B 中 Hg(II)与氨基 (以 N 表示) 形成的一维链式结构示意图。 8-4 画出 C 中二维层的结构示意图,写出其组成式。层间还存在哪些物种?给出其比例。 8-5 画出 D 中(Hg2N)+的三维结构示意图 (示出 Hg 与 N 的连接方式即可)。 8-6 令人惊奇的是,组成为 HgNH2F 的化合物并非与 HgNH2X (X=Cl,Br,I) 同构,而与 D 相似,存在三维结构的(Hg2N)+。写出表达 HgNH2F 结构特点的结构简式。

4

第 9 题 (7 分) 9-1 在方框中按稳定性顺序分别画出由氯甲基苯、对甲氧基氯甲基苯以及对硝基氯甲基苯生 成的稳定阳离子的结构简式。 9-2 间硝基溴苯、 2,4-二硝基溴苯、对硝基溴苯以及 2,4,6-三硝基溴苯在特定条件下均能与 HO?反应,在方框中按其反应活性顺序分别画出对应化合物的结构简式。

第 10 题 (12 分) 在有机反应中, 反式邻二醇是一类重要原料, 可以通过烯烃的氧化反应制备。 下式给出了合成反式邻二醇的一种路线:

画出上述反应的 4 个关键中间体 A、B、C 和 D 的结构简式。

第 11 题 (10 分) 异靛蓝及其衍生物是一类具有生理活性的染料, 目前在有机半导体材料中有 重要的应用。其合成路线如下:

画出第一步反应的关键中间体 G (电中性) 的结构简式和说明此反应的类型(将这 2 个答案写 在 "生成 I 和 J 的反应过程" 的框中)。 但在合成非对称的异靛蓝衍生物时,却得到 3 个化合物。

5

画出产物 H、I 及 J 的结构简式,并画出生成 I 和 J 的反应过程。

6


推荐相关:

第28届中国化学奥林匹克竞赛初赛试题

第28届中国化学奥林匹克竞赛初赛试题_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 28 届中国化学奥林匹克初赛试题、答案和评分标准第 1 题 (6 分) 合成氨原料气由天然气在...


第28届中国化学奥林匹克竞赛(初赛)试题(word精排版)

第28届中国化学奥林匹克竞赛(初赛)试题(word精排版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 28 届中国化学奥林匹克初赛试题第 1 题(6 分)合成氨原料气由天然气在高温...


“扬子石化杯”第28届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛试卷及答案(扫描版)

“扬子石化杯”第28届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛试卷及答案(扫描版)_学科竞赛_高中教育_教育专区。江苏省化学竞赛1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 文档...


第28届中国化学奥林匹克初赛试题

第28届中国化学奥林匹克初赛试题_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 28 届中国化学奥林匹克初赛试题第 1 题(6 分)合成氨原料气由天然气在高温下与水和空气反应而...


第28届中国化学奥林匹克初赛试题

第28届中国化学奥林匹克初赛试题_学科竞赛_高中教育_教育专区。第 28 届中国化学奥林匹克初赛试题及参考答案 2014—8—31 (9:00—12:00) 第1题 (6 分)合成...


第28届中国化学奥林匹克(决赛)理论试题

第28届中国化学奥林匹克(决赛)理论试题_学科竞赛_高中教育_教育专区 暂无评价|0人阅读|0次下载|举报文档第28届中国化学奥林匹克(决赛)理论试题_学科竞赛_高中教育...


第28届中国化学会高中奥林匹克竞赛试题及答案(初赛 2014.08.31)

第28届中国化学会高中奥林匹克竞赛试题及答案(初赛 2014.08.31)_学科竞赛_高中教育_教育专区。2014年全国高中化学竞赛初赛试题 答案: ...


2014年28届化学奥林匹克化学竞赛试题

2014年28届化学奥林匹克化学竞赛试题_学科竞赛_高中教育_教育专区。 文档...2014年第28届中国化学奥... 11页 2下载券 化学:2006全国初中奥林... 10页...


中国化学会第28届化学奥林匹克竞赛初赛题、答、评分标准终稿-use

中国化学会第28届化学奥林匹克竞赛初赛题、答、评分标准终稿-use_学科竞赛_高中教育_教育专区。奥赛化学 第28 届中国化学奥林匹克初赛试题第 1 题 (6 分) ...


关于2014年第28届中国化学奥林匹克(初赛)《宁夏赛区》结果的通知定稿-银川市教科所网站下载

关于2014年第28届中国化学奥林匹克(初赛)《宁夏赛区...根据竞赛相关条例, 全区共有 325 名学生获得一、...2014小学教师资格考试《... 2014年幼儿园教师资格考...

网站首页 | 网站地图
All rights reserved Powered by 简单学习网 www.tceic.com
copyright ©right 2010-2021。
文档资料库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com