第32届中国化学奥林匹克(初赛)试题答案与解析

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第32届全国高中学生化学竞赛初赛含参考答案

第32届中国化学奥林匹克（初赛）试题（2018 年9 月 2 日9:00 〜12:00）・竞赛时间3小肘.迟到超过:半小时者不能进考场口开始老试后1小时内不得离场-时间到，把试卷（背面朝上》放在桌面上，立即超立撤离考场.•试卷装订诫册’不得拆散.所有解答必狈写在指定的方框内"不得用铅笔填写•草稿纸在最后一页.不得持冇任何瓦他纸张.•姓名、报名号和听属学校必皴耳在首页左侧描定也置，目在其他地方者按废卷论处。

•允许便用非编程讣算器以及去尺等文具*第1题（8分）根据所给的条件按照要求书写化学方程式（要求系数为最简整数比）。

1- 1氮化硅可用作LED的基质材料，它可通过等离子体法由SiH4与氨气反应制得。

1-2将擦亮的铜片投入装有足量的浓硫酸的大试管中, 固体微热片刻，有固体析出但无气体产生, 为CU2S和另一种白色物质的混合物。

1-3在50C水溶液中，单质碲与过量NaBH4反应制备碲氢化钠，反应过程中析出硼砂[Na2B4O5（OH）4.8H2O]。

1-4天然气的无机成因说十分诱人。

据称，地幔主成分之一的橄榄石与水和二氧化碳反应,可生成甲烷。

橄榄石以 MgSiO 4和Fe 2SiO 4表示，反应后变为蛇纹石 [Mg s Si 2Q （OH ）4]和磁铁矿。

第2题（8 分）2-1 195K ，三氧化二磷在二氯甲烷中与臭氧反应得到P 4O 18。

画出P 4O 18分子的结构示意图。

2-2 CH 2SF 4是一种极性溶剂，其分子几何构型符合阶点子对互斥（CH 2SF 4的分子结构示意图（体现合理的成键及角度关系）2-3 2018年足球世界杯比赛用球使用了生物基三元乙丙橡胶（ EPDM ）产品 Keltan Eco 。

EPDM 属三元共聚物，由乙烯、丙烯及第三单体经溶液共聚而成2-3-1 EPDM 具有优良的耐紫外光、耐臭氧、耐腐蚀等性能。

写出下列分子中不可用于制备 EPDM 的第三单体（可能多选，答案中含错误选项不得分）。

第32届中国化学奥林匹克初赛试题解析(一)

第32届中国化学奥林匹克初赛试题解析(一)余子迪【摘要】详细介绍和评析了第32届中国化学奥林匹克初赛试题,提供了解题思路、计算过程,并提供了有关参考文章.【期刊名称】《大学化学》【年(卷),期】2019(034)002【总页数】9页(P90-98)【关键词】化学竞赛;试题分析【作者】余子迪【作者单位】北京大学化学与分子工程学院,北京 100871【正文语种】中文【中图分类】G64;O6按照以往惯例，我们对今年的第32届中国化学奥林匹克初赛试题进行了详细的解析。

相较往年，今年的试题更加侧重理论推导能力和计算能力，试题的难度分布较宽，部分试题回归高考，紧贴高中化学，而部分试题难度相对较大，对考生的知识面和理论运用能力要求较高。

此外，本届试题也出现了许多风格新颖、让人眼前一亮的好题目，例如门捷列夫预测的元素推断、氢碘平衡的新“表现”和同位素推断岩石年龄等。

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)。

1-1氮化硅可用作LED的基质材料，它可通过等离子法由SiH4与氨气反应制得。

1-2将擦亮的铜片投入装有足量浓硫酸的大试管中，微热片刻，有固体析出但无气体产生，固体为Cu2S与另一种白色物质的混合物。

1-3在50 °C的水溶液中，单质碲与过量NaBH4反应制备碲氢化钠，反应过程中析出硼砂[Na2B4O5(OH)4∙8H2O]。

1-4天然气的无机成因说十分诱人。

据称，地幔主成分之一的橄榄石与水和二氧化碳反应，可以生成甲烷。

橄榄石以Mg2SiO4和Fe2SiO4表示，反应后变为蛇纹石[Mg3Si2O5(OH)4]和磁铁矿。

本题为近年来常见的根据所给条件书写化学反应方程式的题目。

这类题目的考查点大致可以分成两类：一是根据题目所给出的俗名、反应条件或是理化性质等，判断反应物或生成物的化学式；二是对反应方程式进行配平，难点主要在氧化还原反应上。

前者属于知识积累，主要源自元素化学的知识，后者属于技能与技巧的运用。

2022-2022(28-31届)中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案(WORD版)

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 为使原料气中的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)ΔH4＝－74.8 kJ mol－1（5）C(s)＋1/2O2(g) → CO(g) 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。

硫同位素交换和核磁共振实验证实，其水溶液中存在亚硫酰自由基负离子。

2-1 写出该自由基负离子的结构简式，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）2022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。

3-2 画出N8分子的构型异构体。

第4题（5分）2022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。

32届全国化学奥林匹克竞赛模拟试题(一)及参考答案

5-4 （2分）计算推测矿物C的化学式。
5-5 （4分）计算推得埃及蓝和中国蓝的化学式。
5-6 （2分）判断矿物A的化学式。
第六题（15分）一一般粹炼⻩黄金金金都是用用氰化钠，它是一一种剧毒且会造成环境污染的化合物，因此，社会大大众皆严厉
批判这所谓的氰化物制程。利利用用硫代硫酸根离子子来浸溶出⻩黄金金金的方方法提供了了另一一个思路路。在此制法中，主要试剂是(NH4)2S2O3，它几几乎是无无毒的。虽然此法对环境是比比较友善的，但它的化学反应很
5-3 （2分）计算矿物B的式量量，及判断其化学式。（提示：矿物B是一一个不不溶于水水的固体盐类物质，且不不含结晶水水）。
制备中国蓝，需拿17.8g的矿物C来代替矿物B（矿物A和SiO2的用用量量和埃及蓝相同），并加热到更更高高的温度。除了了得到颜料料外，还会得到和制备埃及蓝时相同且等量量的气气反应方方向的氧化还原方方程式。
2-3 （5分）电解液中（图1）的M2+(aq)浓度可利利用用碘滴定法分析，取25.00mL的溶液置于锥形瓶中，并加入入过量量的KI，需用用25.05mL0.800mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定方方可达到等当量量，写下此滴定过程的所有氧化还原反应，并计算M2+(aq)的浓度。
年年，古代中国人人亦大大量量使用用另一一种蓝色色颜料料，现在称之为中国蓝。这两种颜料料结构相似，但元素组成不不同。现代实验室可以很容易易地复制古代制备这些颜料料的方方法。假设使用用的化合物都是纯的，且产率均为100%。
制备埃及蓝需加热10.0g的矿物A和21.7g的SiO2以及9.05g的矿物B，加热到800~900℃一一段时间，会有16.7L的气气体混合物（体积是在850℃和1atm下测定）和34.0g的颜料料生生成，没有其它的产物。当混合气气体冷却时，其中一一个物质会凝结。剩下的气气体冷却到0℃，体积会减少为3.04L。

化学竞赛32试题及答案

化学竞赛32试题及答案试题1：请写出水的化学式。答案：水的化学式是H2O。试题2：请解释什么是原子量。答案：原子量是指一个原子的质量与碳-12原子质量的1/12的比值，通常以原子质量单位（amu）表示。

试题3：请列举三种常见的碱性物质。答案：常见的碱性物质包括氢氧化钠（NaOH）、氢氧化钾（KOH）和氢氧化钙（Ca(OH)2）。

试题4：请写出下列化合物的化学式： a) 硫酸 b) 硝酸 c) 碳酸

答案： a) 硫酸的化学式是H2SO4。 b) 硝酸的化学式是HNO3。 c) 碳酸的化学式是H2CO3。

试题5：请解释什么是摩尔浓度。答案：摩尔浓度是指单位体积溶液中所含溶质的摩尔数，通常以摩尔每升（mol/L）表示。试题6：请列举三种常见的有机溶剂。答案：常见的有机溶剂包括乙醇（C2H5OH）、丙酮（CH3COCH3）和甲苯（C6H5CH3）。

试题7：请写出下列元素的符号： a) 钠 b) 铁 c) 铜

答案： a) 钠的元素符号是Na。 b) 铁的元素符号是Fe。 c) 铜的元素符号是Cu。

试题8：请解释什么是氧化还原反应。答案：氧化还原反应是指在化学反应中，原子或离子之间发生电子转移的过程，包括氧化和还原两个方面。

试题9：请写出下列化合物的化学式： a) 氯化钠 b) 硫酸铜 c) 硝酸银

答案： a) 氯化钠的化学式是NaCl。 b) 硫酸铜的化学式是CuSO4。 c) 硝酸银的化学式是AgNO3。试题10：请解释什么是同位素。答案：同位素是指具有相同原子序数但不同质量数的原子，它们具有相同的化学性质但物理性质可能不同。

2018年第32届中国化学奥林匹克竞赛(江苏赛区)初赛试卷

“扬子石化杯”第32届中国化学奥林匹克竞赛（江苏赛区）初赛试卷可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 0:16 Na:23 Mg:24 Al:27 Si:28 P:31 S:32 Cl:35.5 Ca:40 Cr:52 Fe:56 Ni:58.7 Co:58.9 Cu:63.5 题号-一--二二三四五总分核分人得分3.用铅笔作答无效。

4.不可使用涂改液或修正带。

一、选择题（每小题有 1〜2个选项符合题意，每小题 4分，共60分。

若有两个正确选项，选错个得0分，少选一个得2分。

请将答案填在下方的表格内。

）题号12345678910 1112131415得分阅卷人答案A . AI （OH ） 3可与酸反应，但碱性不强，可用作胃酸中和剂B . Fe 2O 3是一种红棕色粉末，常用作红色油漆和涂料A .有机农产品的生产中，不可使用农药和化肥B .天然物质总是比合成物质更安全C .应禁止在食品中添加化学合成物质 2.下列化学用语表示正确的是A . HClO 的结构式：H —O — ClD .大多数需要是人工合成的化学品B . Na 2O 2 的电子式：'"'、•4 AD . C 的原子结构示意图：3.下列实验室制备氨气装置中检查气密性、制备氨气、配制银氨溶液并进行尾气处理的装置和原理,不能达到实验目的的是C .配制银氨溶液.罠* JED .尾气处理4.常温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A . 0.1 mol L _ NaAlO 2溶液：K 、OH 一、Cl 一、NO 3一 ii_2_B .加水稀释时pH 增大的溶液：Na 、K 、Cl 、CO 32+3 +_2 _c .滴入酚酞试液显红色的溶液： Mg 、Al 、Br 、SO 4D . K W /C （OH 一）= 10_12 mol L 一1 的溶液：Na +、K +、SQ 32一、Cl _C . CO 2的比例模型:A .检查气密性C •铜的化学性质不活泼，容易被还原，古人很早就掌握了冶铜技术，并用铜作器皿D .明矶水解产生具有吸附性的胶体粒子，可作漂白剂6•中国传统文化对人类文明贡献巨大，古代文献中充分记载了古代化学研究成果。

32届化学竞赛初赛试题解析

32届化学竞赛初赛试题解析化学竞赛初赛试题解析可以从多个角度进行分析和回答。

首先，我们可以从试题的难度和题型入手，解析试题的出题思路和考察重点。

其次，我们可以从化学知识的角度，对试题中涉及的概念、原理和实验操作进行解析。

最后，我们还可以从解题技巧和答题思路的角度，给出一些解题的方法和建议。

试题难度和题型分析：初赛试题的难度通常会适中，涵盖化学的基础知识和一些拓展内容。

试题的题型可能包括选择题、填空题、计算题和解答题等。

针对不同的题型，解题思路和答题技巧也会有所不同。

化学知识解析：针对具体的试题，我们可以从化学知识的角度进行解析。

首先，分析试题中涉及的概念和原理，理解题目的要求和背景。

其次，根据试题中的实验操作或计算要求，运用相应的化学知识进行推理和计算。

最后，对于涉及到化学实验的试题，可以解析实验步骤、反应机理和实验结果的解释。

解题技巧和答题思路：在解题过程中，我们可以运用一些解题技巧和答题思路来提高解题效率和准确性。

例如，可以先阅读题目和选项，理解题目的要求和限定条件，然后分析选项中的差异和可能的答案。

对于计算题，可以注意单位的转换和数据的合理性，避免计算错误。

对于解答题，可以先列出关键的知识点和思路，然后按照逻辑顺序进行解答，给出清晰的论证和结论。

总结：综上所述，解析化学竞赛初赛试题需要从试题难度和题型、化学知识和解题技巧等多个角度进行全面分析。

通过深入理解试题要求和背景，灵活运用化学知识和解题技巧，我们可以更好地应对试题，提高解题的准确性和效率。

希望以上解析对你有所帮助。

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第32届中国化学奥林匹克（初赛）试题答案与解析
第1题（8分）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）。
1-1 氮化硅可用作LED的基质材料，它可通过等离子法用SiH4与氨气反应制得。
3SiH4 + 4NH3 == Si3N4 + 12H2↑
解析：SiH4中Si正价H负价；NH3中N负价、H正价，直接配平产物为H2和Si3N4.
1-2 将擦亮的铜片投入装有足量的浓硫酸的大试管中，微热片刻，有固体析出但无气体产生，
固体为Cu2S和另一种白色物质的混合物。

5Cu + 4H2SO4 == Cu2S↓ + 3CuSO4 ↓+ 4H2O
解析：注意题目中说无气体产生，而这个题中由于产生了Cu2S，Cu显+1价，失电子数为1*2=2；
S显-2价，得电子数为8，说明该反应是氧化还原反应且还有3mol Cu变成了Cu（II）。产物中
除了Cu2S外还有另一种白色固体析出，注意这里是析出不是沉淀，所以该白色固体是CuSO4，
我们常说的CuSO4显蓝色指的是它的溶液和CuSO4·5H2O，而在浓硫酸中，浓硫酸具有脱水性，
所以析出的是无水CuSO4，显白色。再进行配平。

1-3 在50oC水溶液中，单质碲与过量NaBH4反应制备碲氢化钠，反应过程中析出硼砂
[Na2B4O5(OH)4·8H2O]

2Te + 4NaBH4 + 17H2O == 2NaHTe + Na2B4O5(OH)4·8H2O↓ + 14H2↑
解析：这个题目中，注意元素化合价的变动，首先要清楚碲氢化钠的化学式，由于Te是氧族
元素，所以碲氢化钠的化学式NaHTe（类似于NaHS）。根据硼砂的化学式判断参与反应的NaBH
4

的物质的量为4mol，所以有16molH(-1).根据得失电子数进行配平。失电子的为H(-1)。得电子

的物质为Te单质和H2O中的部分H(+1).

1-4 天然气的无机成因十分诱人。据称，地幔主成分之一的橄榄石与水和二氧化碳反应，可生
成甲烷。橄榄石以Mg2SiO4和Fe2SiO4表示，反应后变成蛇纹石[Mg3Si2O5(OH)4]和磁铁矿。

18 Mg2SiO4 + 6 Fe2SiO4 + 26H2O + CO2 == 12 Mg3Si2O5(OH)4 + CH4 + 4Fe3O4
解析：这个题目中首先要确定磁铁矿的化学式为Fe3O4，在Fe3O4可以看作是2mol Fe(III)和1 mol
Fe(II)，所以这个反应是氧化还原反应。而在蛇纹石[Mg3Si2O5(OH)4]中，元素化合价不变。产物
除了蛇纹石和Fe3O4外还有CH4，在CH4中，C由+4变成了-4价，得8个电子，所以甲烷与Fe3O
4

的物质的量之比为8:(1*2)=4:1的倒数，即1:4，由此进行配平。

第2题（8分）
2-1 195K，三氧化二磷在二氯甲烷中与臭氧反应生成P4O18，画出P4O18分子的结构示意图。
2

解析：题目中所说的反应物只有P2O3和O3，根据P2O3的结构，P上有孤对电子。而O3的共振
结构式为：，所以反应的时候臭氧的首
尾两个氧原子可以直接与P相连形成P4O18.

2-2 CH2SF4是一种极性溶剂，其分子几何构型符合价层电子对互斥理论(VSEPR)模型。画出
CH2SF4的分子结构示意图（体现合理的成键及角度关系）

或
解析：根据等电子体原理，CH2SF4与SOF4互为等电子体，所以分子构型相同，S采取sp3d杂
化，分子构型为双角三锥形，CH2位于平面上，且与S形成双键。又由于双键之间的电子云密
度大于单键间的电子云密度，所以在上下侧的F原子要略向右偏移，使得竖直平面上的∠CSF
角度略大于90o.且水平方向上，∠FSF略小于120o。

2-3 2018年足球世界比赛用球使用了生物基元三元乙丙橡胶(EPDM)产品Keltan Eco。EPDM属
三元共聚物，由乙烯、丙烯、及第三单体经溶液共聚而成。
2-3-1 EPDM具有优良的耐紫外光、耐臭氧、耐腐蚀等性能。写出下列分子中不可用于制备EPDM
的第三单体（可能多选，答案中含错误选项不得分）

选CE
解析：C和E中有共轭双键存在，由于共轭π键的反应活性较高，且易受到紫外辐射使得电子
跃迁至π*轨道，所以C和E都是不耐臭氧，不耐紫外光的。

2-3-2 合成高分子主要材料分为塑料、纤维和橡胶三大类，下列高分子中与EPDM同为橡胶的
是：

F 聚乙烯 G 聚丙烯氰 H 反式聚异戊二烯 I 聚异丁烯
选H、I
解析：对于高中基础高分子化学常识的考察

第3题（12分）
为纪念门捷列夫发现元素周期表150周年，国际纯粹和应用化学联合会将2019年设为“国
际化学元素周期表年”。门捷列夫预言了多种当时未知的元素，A即为其中一种。

将含元素A的硫化物矿在N2气氛中800oC处理，分解产物中有A的硫化物B；随后升温
至825oC并向体系中同入氨气，得到红色化合物C，C溶于发烟硝酸得到白色沉淀D。经过滤
洗涤，D在600oC与CoCl2反应，产物冷却后得到液体E，E遇水生成D，在E的6 mol·L-1盐
酸溶液中通入H2S得到沉淀B；将D溶于NaOH溶液，用硝酸调节H+浓度至约0.3 mol·L-1，
3

加入钼酸铵溶液常温下反应产生橙黄色沉淀F，F与十二钼酸结构等同；将D加入H3PO2和H3PO
3

的混合溶液可得到黄绿色的亚磷酸盐沉淀G，G在碱性溶液中转换为黄色沉淀H，H放置时脱

水变成I，I也可由D和A的单质在高温下反应产生，D变为I失重15.3%。

3-1 写出A~I的化学式
A. Ge B. GeS2 C. GeS D. GeO2 E. GeCl4 F. (NH4)4GeMo12O40
G. GeHPO3 H. Ge(OH)2 I. GeO
3-2 写出B与氨气反应生成C的反应方程式
3GeS2 + 2NH3 == 3GeS + 3H2S + N2
3-3 写出D在H3PO2和H3PO3中生成G的反应方程式。
GeO2 + H3PO2 == GeHPO3 + H2O
解析：这个推断题刚开始不好判断，题目破题点应该在：“ D在600oC与CoCl2反应，产物冷
却后得到液体E，E遇水生成D”，由此可以判断D应该是A的氧化物，而E是氯化物，“将D
加入H3PO2和H3PO3的混合溶液可得到黄绿色的亚磷酸盐沉淀G”可以判断D应该是高价的氧
化物，G是低价的亚磷酸盐，“G在碱性溶液中转换为黄色沉淀H，H放置时脱水变成I”可以
判断I是A的低价氧化物，假设D为AO2,I为AO，再根据“D变为I失重15.3%”可以判断A
元素为Ge元素。由此可以推出D为GeO2，I为GeO。“ D在600oC与CoCl2反应，产物冷却
后得到液体E，E遇水生成D”可以确定E为GeCl4, “将D加入H3PO2和H3PO3的混合溶液可
得到黄绿色的亚磷酸盐沉淀G”可以判断G为GeHPO3(注意H3PO3的结构，有个H是直接与P
相连，所以G并不是酸式盐)“G在碱性溶液中转换为黄色沉淀H，H放置时脱水变成I”可以
判断H是Ge(OH)2,I是GeO。“将D溶于NaOH溶液，用硝酸调节H+浓度至约0.3 mol·L-1，加
入钼酸铵溶液常温下反应产生橙黄色沉淀F，F与十二钼酸结构等同”可以判断F的化学式为
(NH4)4GeMo12O40，与磷钼酸铵结构类似。“在E的6 mol·L-1盐酸溶液中通入H2S得到沉淀B”
可以判断B为GeS2,“向B中同入氨气，得到红色化合物C，C溶于发烟硝酸得到白色沉淀D”
可以通过化学方程式配平得到C为GeS.

第4题（12分）
4-1 利用双离子交换膜电解法可以从含硝酸氨的工业废水中生产硝酸和氨。
4-1-1 阳极室得到的是哪种物质？写出阳极半反应方程式。
HNO3， 2H2O – 4e == 4H+ + O2↑
4-1-2 阴极室得到的是哪种物质？写出阴极半反应及获得相应物质的方程式。
NH3 2H2O + 2e == H2↑+ 2OH- NH4+ + OH— == NH3 + H2O
解析：首先这个题目中要注意从含硝酸氨的工业废水中生产硝酸和氨。在这之中只是NO3-与
H+结合形成硝酸，NH4+与OH-结合形成氨。所以电解的其实是水。（1）中，阳极失电子，所以
半反应是水失电子产生H+和氧气，H+再于NO3-结合形成硝酸。（2）中，阴极失电子，注意这
里失电子的仍然是水而不是H+,因为H+在阳极产生，而阳极和阴极之间隔着离子交换膜，所以
阴极仍然是水失电子产生氢气和OH-，OH-再于NH4+结合形成氨。

4-2 电解乙酸钠水溶液，在阳极收集到X和Y的混合气体。气体通过新制的澄清石灰水，X被
完全吸收，得到白色沉淀。纯净的气体Y冷却到90.23K，析出无色晶体，X-射线衍射表明，该
晶体属立方晶系，体心立方点阵，晶胞参数a=530.4 pm，Z=2，密度ρ=0.669 g·cm-3。继续冷
却，晶体转换为单斜晶体，a=422.6 pm，b=562.3 pm，c=584.5 pm，β=90.41o。