中国化学会第25届全国高中生化学竞赛初赛试题
第25届全国高中学生化学竞赛理论试题
第25届全国高中学生化学竞赛理论试题2011年12月3日长春∙竞赛时间4小时，迟到超过30分钟者不能进考场。
开始考试后30分钟内不得离场。
时间到，把试卷和答卷装入信封，放在桌面上，听到指令后方可离开考场。
∙试卷已装订成册，不得拆散。
所有解答必须写在答卷上指定的方框内，写在试卷上无效。
∙用黑色墨水笔或黑色圆珠笔答题，不得携带任何其他纸张进入考场。
若需要草稿纸，可举手向监考老师索取。
∙将营写在试卷首页和每页答卷指定位置，否则无效。
第1题（13分）同族金属A，B，C具有优良的导热、导电性能，若以I表示电离能，I1最低的是B，（I1+ I2）最低的是A，（I1+ I2+ I3）最低的是C。
1-1 同族元素D，E，F（均为非放射性副族元素）基态原子的价层电子组态符合同一个通式，在元素周期表中，位置在A、B、C所在族之前，请给出D、E、F的元素符及价层电子组态的通式。
1-2 元素A存在于动物的血蓝蛋白中，人对A元素代谢紊乱可导致Wilson病。
（1）A2＋硫酸盐在碱性溶液中加入缩二脲HN(CONH2)2会得到特征的紫色物质，该物质为-2价的配位阴离子，具有对称中心和不通过A的二重旋转轴，无金属—金属键，请画出该阴离子的结构（A必须写元素符，下同）。
（2）通过A2＋与过量的丁二酮肟形成二聚配合物，实现了A2＋的平面正方形配位向A2＋的四方锥形配位转化，请画出该配合物的结构（丁二酮肟用NN表示）。
1-3 用B＋的标准溶液滴定KCl和KSCN的中性溶液，得到电位滴定曲线，其拐点依次位于M、N、P处。
（1）请分别写出在M、N、P处达到滴定终点的离子反应方程式。
（2）在N处的物质是无支链的聚合物，请至少画出三个单元表示其结构。
1-4 元素C的单质与单一的无机酸不起作用，但可溶于王水。
C与O2和F2作用制得化合物X，在X中C的质量分数为57.43%，X的结构与1962年N.Barlett开创性工作的产物极为相似，通过推演给出X的化学式。
第25届全国初赛答案(2011)
中国化学会第25届（2011年）全国高中学生化学竞赛参考答案第1题（15分）1-1Ra 镭Po 钋1-2Ti 3++Cu 2++Cl —+H 2O =TiO 2++CuCl ↓+2H +CuCl +Cl —=CuCl 2—解析：Zn 是强还原剂，将TiO 2+还原到低（+3）价态，而低价态Ti 可能显还原性，将Cu 2+还原，从而生成CuCl 沉淀。
1-3N S F NSF B 1-4HH Al MeAl Me Me Me Mg Me Me AlMe Me 1-53Cl 2+16OH —=2FeO 42—+6Cl —+8H 2O②4FeO 42—+20H +=4Fe 3++3O 2+10H 2O ③正极：FeO 42—+4H 2O +3e —=Fe(OH)3+5OH —负极：Mg +2OH —-2e —=Mg(OH)2第2题（11分）2-12-242-3有。
该化合物只有旋转轴（第1类对称元素）。
2-42-52CoCl 2+10NH 3+2NH 4Cl +H 2O 2→2Co(NH 3)6Cl 3+2H 2O第3题（8分）A ．LiNH 2B ．LiHC ．Li 2NHD ．NH 3E ．Li 3NF ．LiOHG ．LiN 3I ．N 2第4题（9分）4-1BaIn 0.55Co 0.45O 3-δ+(1.45-2δ)I —+(6-2δ)H +=Ba 2++0.55In 3++0.45Co 2++(1.45-2δ)/2I 2+(3-δ)H 2O4-22S 2O 32—+I 2=S 4O 62—+2I —4-3根据化合物的电中性原则，有2+0.55×3+0.45S Co =2×(3-δ)（a ）根据反应中的电子得失关系，有0.45×(S Co -2)×n (样品)=2n(I 2)（b ）其中：n (样品)=0.2034g/M =0.2034/(275.0-16.00δ)moln (I 2)=n (S 2O 32—)/2=0.05000M ×10.85mL/2=0.2712×10-3mol解(a)和(b)联立方程得S Co=3.58δ=0.37第5题（10分）5-1A：5-2D：5-2A+1B+1C+3D+3E+35-4A d2sp3C dsp3D d2sp3E dsp35-5顺磁性理由可由下图表达：第6题（10分）6-1⑴设混合气体未被压缩，在298K（V1、T1）达平衡，N2O4(g)的平衡分压为p1，NO2(g)的平衡分压为p2，则p1+p2=1atm(a)K P(298K)=(p2/pӨ)2/(p1/pӨ)=0.141(b)解联立方程(a)和(b)，得：p1=0.688atm，p2=0.312atm⑵设针管压缩未发生平衡移动，已知p T1=1atm，T1=298K，T2=311K，V2/V1=1/2，根据理想气体状态方程p T1V1/T1=p T2V2/T2，解得：p T2=2.087atm，N2O4(g)的分压p1=1.436atm，NO2的分压p2=0.651atm⑶压缩引发压力变化，Q P=0.6512/1.436=0.296<0.363=K P(311K)，平衡正向移动。
25全国化学竞赛(初赛)试题与答案3页
全国化学竞赛初赛试题一、写出制备金属硫化物的几类方法（按：铜、铁……等分别和硫作用均归属金属和硫反应类）。
二、写出制备二氧化硫的几类方法（按：铜、锌……。
等分别和浓硫酸作用归为同一类反应）。
三、1．磁性材料Fe2O3可由FeSO4热分解反应制得。
写出反应方程式。
2．在醋酸溶液中K4Fe(CN)6和NaNO2反应可得纯NO。
写出反应式。
3．在酸性溶液中NaNO2和KI反应可得纯NO。
写出仅应式。
按下列两种步骤进行实验（1）先把NaNO2加入酸性溶液后再加KI，（2）先混合KI和酸性溶液后再加NaNO2。
问何者制得的NO纯？4．硫和石灰乳反应得五硫化钙（CaS5）和硫代硫酸钙（CaS2O3），写出反应式。
四、如图装置。
钥匙中盛硫，金属丝为加热用，容器内盛O2，U型管内盛汞，反应前两侧液汞面持平。
给金属丝通电加热使硫起反应。
反应完成后使容器内温度恢复到反应前温度，U型管两侧液汞面仍持平。
1．由实验结果能得到什么结论？2．若反应前容器内盛空气或N2O。
分别如上实验并恢复到原温度时（已知主要反应产物相同），U形管两侧液汞面是否持平。
说明原因。
五、某温、某压下取三份等体积无色气体A，于25、80及90℃测得其摩尔质量分别为58.0、20.6、20.0克/摩尔。
于25、80、90℃下各取l1dm3（气体压力相同）上述无色气体分别溶于10dm3水中，形成的溶液均显酸性。
1．无色气体为；2．各温度下摩尔质量不同的可能原因是：3．若三份溶液的体积相同（设：溶解后溶液温度也相同），其摩尔浓度的比值是多少？六、1．写出Fe（Ⅲ）和I－在溶液中的反应现象和反应方程式。
2．有足量F－时，Fe（Ⅲ）不和I－反应。
请说出原因。
3．往1．的溶液中加足量F－，有什么现象？原因何在。
4．在足量2mol/dm3 HCl溶液中加Fe（Ⅲ）、I－、F－。
请说出反应现象，它可能和实验2的现象有何不同？七、在开采硫铁矿（FeS2）地区，开采出的矿石暴露在空气和水中，逐渐被氧化。
第25届全国高中生化学竞赛初赛试题
中国化学会第25届全国高中生化学竞赛初赛试题第1题(15分)1-12011年是国际化学年，是居里夫人获得诺贝尔化学奖100周年。
居里夫人发现的两种化学元素的元素符号和中文名称分别是和。
1-2向TiOSO4水溶液中加入锌粒, 反应后溶液变为紫色.在清液中加入适量的CuCl2水溶液,产生白色沉淀.生成白色沉淀的离子方程式是：继续加CuCl2水溶液，白色沉淀消失，其离子方程式是：1-320世纪60年代维也纳大学V. Gutmann研究小组报道，三原子分子A可由SF4和NH3反应合成；A被AgF2氧化得到沸点为27°C的三元化合物B。
A和B分子中的中心原子与同种端位原子的核间距几乎相等；B分子有一根三重轴和3个镜面。
画出A和B的结构式(明确示出单键和重键，不在纸面上的键用楔形键表示，非键合电子不必标出)。
A B1-4画出Al2(n-C4H9)4H2和Mg[Al(CH3)4]2的结构简式.1-5已知E⊖(FeO42-/Fe3+)=2.20V, E⊖(FeO42-/Fe(OH)3)= 0.72V。
(i)写出氯气和三氯化铁反应形成高铁酸根的离子方程式。
(ii)写出高铁酸钾在酸性水溶液中分解的离子方程式。
(iii)用高铁酸钾与镁等组成碱性电池，写出原电池的电极反应。
第2题(11分)2-1画出2,4-戊二酮的钠盐与Mn3+形成的电中性配合物的结构式(配体用表)2-2已知该配合物的磁矩为4.9玻尔磁子,配合物中Mn 的未成对电子数为。
2-3回答：该配合物有无手性？为什么？2-4画出2,4-戊二酮负离子的结构简式(须明确示出其共轭部分)，写出其中离域π键的表示符号.2-5橙黄色固体配合物A的名称是三氯化六氨合钴(III)，是将二氯化钴、浓氨水、氯化铵和过氧化氢混合，以活性炭为催化剂合成的。
机理研究发现，反应过程首先得到Co(NH3)62+离子，随后发生配体取代反应，得到以新配体为桥键的双核离子B4+，接着发生桥键均裂，同时两个中心原子分别将一个电子传递到均裂后的新配体上，得到两个C2+离子，最后C2+离子在活性炭表面上发生配体取代反应，并与氯离子结合形成固体配合物A。
第25届全国高中学生化学竞赛理论试题-掌门1对1
＋
1
第 25 届全国高中学生化学竞赛理论试题
1-4 元素 C 的单质与单一的无机酸不起作用，但可溶于王水。C 与 O2 和 F2 作用制得化合 物 X， 在 X 中 C 的质量分数为 57.43%， X 的结构与 1962 年 N.Barlett 开创性工作的产物极 为相似，通过推演给出 X 的化学式。
Mn 54.94 Tc [98] Re 186.2
Fe 55.85 Ru 101.1 Os 190.2
Co 58.93 Rh 102.9 Ir 192.2
Ni 58.69 Pd 106.4 Pt 195.1
Cu 63.55 Ag 107.9 Au 197.0
Zn 65.39 Cd 112.4 Hg 200.6
图 4-2 分子筛骨架中存在的一些特征笼型结构
4
第 25 届全国高中学生化学竞赛理论试题
4-3 分子筛骨架中的笼型结构可以采用下述方法画出：将最上一层放在平面图的最内圈， 下一层放在次内圈，依此类推，直到最底层放在平面图的最外圈。图中各原子之间的连接关 系、各种环及其位置当然要与笼型结构中保持一致。例如图 4-3(a)所示的笼，可以表示为图 4-3(a′)。 图 4-3(b)至图 4-3(d)结构不完整地图示在图 4-3(b′)至图 4-3(d′)，即只给出了结构的最 上层和最下层的图示，试在答卷上画出完整的平面图。
第 4 题（13 分） 4-1 硅酸根基本结构单元是硅氧四面体 （SiO4） ， 可以用三角形表示硅氧四面体的平面投影 图形，三角形的顶点代表一个 O 原子，中心是 Si 和一个顶角 O 的重叠。若干硅氧四面体可 以连接成层型结构，如图 4-1(a)所示，两个硅氧四面体共用一个氧原子，又可以将其简单地 表示为图 4-1(b)。 每一种层型结构可以用交于一点的 n 元环及环的数目来描述，例如图 4-1(b)可以描述 3 为6 。 图 4-1(c)至(h)给出在沸石分子筛中经常见到的二维三连接层结构， 图 4-1(c)和图 4-1(d) 2 2 可分别描述为 4.8 和(4.6.8)(6.8 )。 试将对图 4-1(e)至(h)的描述分别写答卷上。
2011年中国化学奥林匹克(初赛)试题、答案、评分标准与细则
评分通则1.凡要求计算的，须给出计算过程。
无计算过程，即使结果正确也不得分。
2.有效数字错误，扣0.5分，但每一大题只扣1次。
3.单位不写或表达错误，扣0.5分，但每一大题只扣1次。
4. 只要求1个答案、而给出多个答案, 其中有错误的，不得分。
5. 方程式不配平不得分。
6. 用铅笔解答的部分（包括作图）无效。
7. 禁用涂改液和修正带。
否则，整个答卷无效。
8. 不包括在标准答案的0.5分的题，可由省、市、自治区评判组集体讨论决定是否给分。
9. 参赛者信息须写于试卷首页左侧指定位置，写于其他位置者按废卷论处。
第1题（15分）1-1 2011年是国际化学年，是居里夫人获得诺贝尔化学奖100周年。
居里夫人发现的两种化学元素的元素符号和中文名称分别是 Ra ，镭 和 Po ， 钋 。
0.5分×4＝2分 1-2 向TiOSO 4水溶液中加入锌粒，反应后溶液变为紫色。
在清液中滴加适量的CuCl 2水溶液，产生白色沉淀。
生成白色沉淀的离子方程式是Ti 3++Cu 2++Cl -+ H 2O ＝TiO 2+ + CuCl ↓ +2H +；1分 继续滴加CuCl 2水溶液，白色沉淀消失，其离子方程式是 CuCl + Cl - ＝CuCl 2- 。
1分第一个离子方程式中，CuCl ↓ 未加箭头不扣分第二个离子方程式, 写成 CuCl + 2Cl - ＝ CuCl 32－, 不扣分在第一个离子方程式中写Ti 3＋(aq ）等也可1-3 20世纪60年代维也纳大学V. Gutmann 研究小组报道, 三原子分子A 可由SF 4和NH 3反应合成；A 被AgF 2氧化得到沸点为27o C 的三元化合物B 。
A 和B 分子中的中心原子与同种端位原子的核间距几乎相等；B 分子有一根三重轴和3个镜面。
画出A 和B 的结构式（明确示出单键和重键，不在纸面上的键用楔形键表示，非键合电子不必标出）。
2分×2＝4分A 图画成直线形不得分写成正确的共振式也得分1-4 画出Al 2(n-C 4H 9)4H 2和Mg[Al(CH 3)4]2的结构简式。
2011年(第25届)全国高中化学竞赛(省级赛区)试卷及答案
中国化学会第25届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题及答案（2011年9月11日9∶00 – 12∶00共计3小时）竞赛时间3小时。
迟到超过半小时者不能进考场。
开始考试后1小时内不得离场。
时间到，把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。
试卷装订成册，不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。
允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh P d Ag Cd In Sn Sb Te IHf Ta W Re Os Ir P t Au Hg Tl P b Bi P o AtAc-LrHLi Be B C N O FNa Mg Al Si P ClSK Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se BrRbCsFrSrBaRaYLa Lu-6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]HeNeArKrXeRn相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt评分通则：1．凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。
2011年第25届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷及答案(完美WORD版
中国化学会第25届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题及答案（2011年9月11日9∶00–12∶00共计3小时）把试卷（背面朝上）放在桌面上，立即起立撤离考场。
试卷装订成册，不得拆散。
所有解答必须写在指定的方框内，不得用铅笔填写。
草稿纸在最后一页。
不得持有任何其他纸张。
姓名、报名号和所属学校必须写在首页左侧指定位置，写在其他地方者按废卷论处。
允许使用非编程计算器以及直尺等文具。
1.008Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag CdIn Sn Sb Te I Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Ac-Lr HLi BeB C N O F Na MgAl Si P Cl S K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Rb Cs Fr Sr BaRaY La Lu -6.9419.01222.9924.3139.1040.0885.4787.62132.9137.3[223][226]44.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9363.5558.6965.3910.8126.9869.7212.0128.0972.61114.8204.4118.7207.2112.4200.6107.9197.0106.4195.1102.9192.2101.1190.298.91186.295.94183.992.91180.991.22178.588.9114.0116.0019.0030.9774.92121.8209.032.0778.96127.6[210][210][210]126.979.9035.454.00320.1839.9583.80131.3[222]He Ne Ar KrXe Rn 相对原子质量Rf Db Sg Bh Hs Mt评分通则：1．凡要求计算的，没有计算过程，即使结果正确也不得分。
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中国化学会第25届全国高中生化学竞赛初赛试题第1题(15分)
1-12011年是国际化学年，是居里夫人获得诺贝尔化学
奖100周年。
居里夫人发现的两种化学元素的元素符号
和中文名称分别是Ra 镭和Po 钋。
1-2向TiOSO4水溶液中加入锌粒, 反应后溶液变为紫
色.在清液中加入适量的CuCl2水溶液,产生白色沉淀.生
成白色沉淀的离子方程式是：
Ti3++Cu2++Cl-+H2O=TiO2++CuCl↓+2H+
2
CuCl+Cl-=CuCl2-
1-320世纪60年代维也纳大学V. Gutmann研究小组报
道，三原子分子A可由SF4和NH3反应合成；A被AgF2
氧化得到沸点为27°C的三元化合物B。
A和B分子中
的中心原子与同种端位原子的核间距几乎相等；B分子
有一根三重轴和3个镜面。
画出A和B的结构式(明确
示出单键和重键，不在纸面上的键用楔形键表示，非键
合电子不必标出)。
A
B
1-4画出Al2(n-C4H9)4H2和Mg[Al(CH3)4]2的结构简式.
1-5已知E⊖(FeO42-/Fe3+)=2.20V, E⊖(FeO42-/Fe(OH)3)=
0.72V。
(i)写出氯气和三氯化铁反应形成高铁酸根的离子
方程式。
(ii)写出高铁酸钾在酸性水溶液中分解的离子方
程式。
(iii)用高铁酸钾与镁等组成碱性电池，写出原电池
的电极反应。
第2题(11分)
2-1画出2,4-戊二酮的钠盐与Mn3+形成的电中性配合物
的结构式(配体用表示
)
2-2已知该配合物的磁矩为4.9玻尔磁子,配合物中Mn 的未成对电子数为
4。
2-3回答：该配合物有无手性？为什么？有.该配合物只有旋转轴(第一类对称元素). 2-4画出2,4-戊二酮负离子的结构简式(须明确示出其共轭部分)，写出其中离域π键的表示符号
.
6
5
π
2-5橙黄色固体配合物A的名称是三氯化六氨合钴(III)，是将二氯化钴、浓氨水、氯化铵和过氧化氢混合，以活性炭为催化剂合成的。
机理研究发现，反应过程首先得到Co(NH3)62+离子，随后发生配体取代反应，得到以新配体为桥键的双核离子B4+，接着发生桥键均裂，同时两个中心原子分别将一个电子传递到均裂后的新配体上，得到两个C2+离子，最后C2+离子在活性炭表面上发生配体取代反应，并与氯离子结合形成固体配合物A。
写出生成配合物A的总反应方程式，画出B4+和C2+离子的结构式。
总反应方程式：
2CoCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O2→2Co(NH3)6Cl3+2H2O
B4+
C
2+
第3题(8分)近年来,某些轻元素的含氢化合物及其复合体系作为氢源受到广泛关注。
化合物A(XYH2)和B(XH)都是具有潜在应用价值的释氢材料。
A受热分解
(g)2NO。
通过计算回答,混合气体经上述压缩后
比平衡前增加了多少倍.
动力学实验证明,上述混合气体几微秒内即可达成
第7题(9分)12000年前，地球发生过一次大灾变，气温骤降，导致猛犸灭绝，北美Clovis文化消亡。
有一种假设认为，灾变缘起一颗碳质彗星撞击地球。
2010年几个研究小组发现，在北美和格林兰该地质年代的地层中存在超乎寻常浓度的纳米六方金刚石，被认为是该假设的证据。
7-1立方金刚石的晶胞如图7-1所示。
画出以两个黑色碳原子为中心的C-C键及所连的碳原子。
7-2图7-2上、下分别是立方金刚石和六方金刚石的碳架结构，他们的碳环构型有何不同？7-3六方硫化锌的晶体结构如图7-3所示。
用碳原子代替硫原子和锌原子，即为六方金刚石。
请在该图内用粗线框出六方金刚石的一个晶胞，要求框线必须包含图中已有的一段粗线，且框出的晶胞体积最小。
7-4六方金刚石中周期性重复的最小单位包含个碳原子。
第8题(10分) 化合物B是以β-紫罗兰酮为起始原料制备维生素A的中间体。
由β-紫罗兰酮生成B的过程如下所示：
8-1维生素A分子的不饱和度为。
8-2芳香化合物C是β-紫罗兰酮的同分异构体,C经催化氢解生成芳香化合物D，D的1H NMR图谱中只有一个单峰。
画出C的结构简式。
8-3画出中间体B的结构简式.
C B
8-4以上由β-紫罗兰酮合成中间体B的过程中，(2)、(3)、(4)、(6)步反应分别属于什么反应类型(反应类型表述须具体,例如取代反应须指明是亲电取代、亲核取代还是自由基取代)。
(2) (3)
(4) (6)
第9题(10分)化合物A、B、C的分子式均为C7H8O2.它们分别在催化剂作用和一定反应条件下家足量的氢,均生成化合物D(C7H12O2).D在NaOH溶液中加热反应后再酸化生成E(C6H10O2)和F(CH4O).
A能发生如下转化:
生成物N分子中只有3种不同化学环境的氢,他们的数目比为1:1:3.
9-1画出化合物A、B、C、D、E、M和N的结构简式. 9-2A、B、C互为哪种异构体?
①碳架异构体②位置异构体
③官能团异构体④顺反异构体
9-3A能自发转化为B和C,为什么?
9-4B和C在室温下反应可得到一组旋光异构体L.每个旋光异构体中有不对称碳原子.
第10题(8分) 威斯迈尔反应是在富电子芳环上引入甲酰基的有效方法.其过程首先是N,N-二甲基甲酰胺与POCl3反应生成威斯迈尔试剂:
接着威斯迈尔试剂与富电子芳环反应,经水解后在芳环上引入甲酰基,例如:
10-1用共振式表示威斯迈尔试剂正离子.
10-2由甲氧基苯转化为对甲氧基苯甲醛的过程中,需经历以下步骤:
(1)芳香亲电取代; (2)分子内亲核取代; (3)亲核加成; (4)质子转移; (5)消除.
画出所有中间体的结构简式.
10-3完成下列反应:
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