第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题及答案解析

第33届中国化学奥林匹克(初赛)试题答案与解析

【答案】

1-1、A CO 2 分子式C 2H 4O 结构简式CH 3CHO

1-2、+1 直线型 +3 八面体(拉长) 1-3、

【解析】1-1、乙烯催化氧化，得到CO 2(A)和与A 相对分子质量相同的产物(一定含C 、O 元素)：

O=C=O 从式量上分析 CH 4

从价键上分析 —CH 3，—H CH 3CHO

环氧乙烷

CH 3CHO 1-2、CsAuCl 3呈抗磁性，Cs +和Cl —中均无但电子，Au 外围电子组态5d 106s 1，在此化合物中Au 的平均氧化态为+2，则Au +(5d 10)和Au 3+(5d 8且空出1个5d 轨道)数1︰1。晶胞为四方晶系，化学式为Cs +[Au +Cl 2]—·Cs +[Au 3+Cl 4]，由2个单元Cs +[Au +Cl 2]—和Cs +[Au 3+Cl 4]—构成。晶胞参数c=x +y ，其中x a 。

1-3、将芳香族聚酰亚胺结构重复一次，可清楚地看到邻苯二甲酸酐和—NH2失水而聚合。再根据提供A的分子式和氧化得B(二邻苯二甲酸酐)，推出A的结构。

【答案】2-1、4820Ca+24998Cf==294Og+310n 2-2、H2O22-3、CH4【解析】2-2、二元氧化物含氧量最高=要求另一元素A r最小——H且O原子数要大。可以是臭氧酸HO3或超氧酸HO2，但它们都不稳定。稳定的只有H2O2。2-3、电子的摩尔质量为1/1836 g/mol，故有：n(e—)=0.003227×1836=5.925 mol。设二元气体化合物的摩尔质量为M，分子中含x个电子，故有：

x×9.413 g/M=5.925 mol，M≈1.6x

二元化合物只有甲烷。

y

x

【答案】3-1、p(CO)=p(CO2)=600 kPa 3-2、K2=600 kPa

3-4、C A 3-5、C A

【解析】3-1、平衡体系中(2个平衡反应)的总压为1200 kPa，且第(1)个平衡的K1=1.00，故平衡体系中p(CO)=p(CO2)=600 kPa，而第(2)个平衡的K2= p(CO)。3-4、CO(g)和CO2(g)均保持标态即1×105 Pa，因压强商仍为1.00，反应(1)处于平衡状态。反应（2）由压强为0增大到1×105 Pa，反应正向进行。

3-5、反应(1):△H=—393.5—(—110.5)—(—272.0)=—11 (kJ/mol)

反应(2):△H=—110.5—(—272.0)=+161.5 (kJ/mol)

升高温度，平衡(1)逆向移动，平衡常数减小；

平衡(2)正向移动，平衡常数增大

4-1、A：H2S B:S C:SO42—E:KFe(SO4)2·12H2O

4-2、KFe3(SO4)2(OH)6

4-3、反应1：CuFeS2+4H+==Cu2++Fe2++2H2S

反应2：CuFeS2+4Fe3+==Cu2++Fe2++2S

反应3：4CuFeS2+17O2+4H+==4Cu2++4Fe3++8SO42—+2H2O

反应条件：微生物

反应4：10CuFeS2+34ClO3—+44H+==10Cu2++10Fe3++20SO42—+17Cl2+22H2O

反应5：K++3Fe3++2SO42—+6H2O ==KFe3(SO4)2(OH)6+6H+

反应6：KFe3(SO4)2(OH)6+6H++4SO42—+30H2O ==3KFe(SO4)2·12H2O

【解析】臭蛋味气体为H2S，反应2可认为是反应1产生的H2S被Fe3+氧化：2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S ×2再与反应1相加

黄铁钾矾D中含K+、Fe3+、OH—和SO42—，因为是碱式盐故含Fe(OH)3。

明矾化学式为KAl(SO4)2·12H2O，Fe3+代替Al3+则是与之同构的铁钾矾E(相对分子质量为474.4—27+56=503.4)。15.10 gE为0.03 mol。

根据反应前后K+、Fe3+守恒均为0.03 mol，设D中含1个K+，含Fe3+为3，则D的化学式为KFe3(OH)a(SO4)b，M r (D) =500.8，所以：

质量守恒：17a+96b=500.8—39—3×56=293.8

氧化数守恒：a+2b=1+3×3=10

解得：b=2，a=6 KFe3(OH)6(SO4)2或K2SO4·Fe2 (SO4)3·4Fe(OH)3

设D中含1个Fe3+，含K+为3，则D的化学式为K3Fe(OH)a(SO4)b，M r (D) =500.8，质量守恒：17a+96b=500.8—3×39—56=327.8

氧化数守恒：a+2b=3+3=6

解得：b=3.64 a=—1.28 不合理，舍去

【答案】5-1、M(A)=1906 g/mol 5-2、Nd6(C3H7O)17Cl

5-3、6个端基、9个边桥基、2个面桥基

【解析】5-1、乳白色沉淀B为AgCl，n(AgCl)=0.4778 g/143.4 g/mol=0.003332 mol 因A为1︰1电离类型即含1个Cl—，则M r (A)=6.354 g/0.003332 mol=1907 g/mol 5-2、A分子中含：N(C)= 1907×32.02%/12=51N(H)=1907×6.17%/1=119

N(O)=1907×14.35%/16=17

设A的化学式为Nd x(C3H7O)17Cl，144.2x=1907—17×59—34.45=869.6 x=6

5-3、根据题意，6个Nd各与1个C3H7O—中端基氧配位，共6个端基氧；

虚线组成上、下2个正三角形，6个交点是6个Nd。上、下2个面是C3H7O—中氧形成的面桥基(红线表示，下一面未标出)；

三角形每条边各有1个C3H7O—中氧形成的边桥基共6个(黑线表示，下一面未标出)，外加上下两点形成的3个边桥基(绿线表示)，总共9个边桥基。