第一屆Chemy化學奧林匹克競賽聯賽試題答案第一屆Chemy化學奧林匹克競賽聯賽試題答案第一屆Chemy化學奧林匹克競賽聯賽試題答案第一屆Chemy化學奧林匹克競賽聯賽答案（2016年8月28日9:00~12:00）題號12345678910總分滿分888171191091010100得分評卷人·競賽時間3小時。遲到高出半小時者不能夠進考場。

開始考試后

1小時內不得離場。時間到，把試卷（反面向上）放在桌面上，立刻起立撤退考場。·試卷裝訂成冊，不得翻開。全部解答必定寫在指定的方框內，不得用鉛筆填寫。底稿紙在最后一頁。不得擁有任何其他紙張。·姓名、報名號和所屬學校必定寫在首頁左側指定地點，寫在其他地方者按廢卷論處。·贊同使用非編程計算器以及直尺等文具。H相對原子質量HeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe[98]CsBaLa－LuHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn[210][210][222]FrRaAc－LaRfDbSgBhHsMtDsRgCnUutUuqUupUuhUusUuo[223][226]LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLuAcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr第1題（8分）1-1將明礬置于河水中攪拌，生成載帶著懸浮物的氫氧化鋁，爾后沉降，使水澄清。但若用蒸餾水代替河水，便不會發生以上現象，請講解該過程的原因，并寫出生成氫氧化鋁的方程式。1-1Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+（1分）明礬水解生成氫氧化鋁膠體，氫氧化鋁膠體在河水中和其他雜質粒子發生聚沉沉降使河水澄清，而蒸餾水中幾乎沒有雜質粒子氫氧化鋁膠體無法發生聚沉發生沉降。（2分）1-2在氯化汞溶液中逐滴加入碘化鉀溶液，生成橘紅色積淀，連續滴加，發現積淀溶解，寫出反響過程中的兩個化學反響方程式。1-2HgCl2+2I-=HgI2+2Cl-（1分）HgI2+2I-=HgI4-（1分）1-3在含有四氨合銅離子的溶液中加入硫酸，溶液的顏色由絳藍色變成藍色，寫出總反響方程式。1-3Cu(NH3)42++4H+=Cu2++4NH4+（1分）不寫Cu(NH3)42+不得分。1-4在含有鋁離子和鋅離子的混淆溶液中加入過分氨水，生成白色積淀和無色溶液，分別寫出化學反響方程式。1-4Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3+3NH4+（1分）2+32342+2Zn+4NH·HO=Zn(NH)+4HO（1分）氨水寫成NH3也得分，不寫積淀符號也得分，本套試卷中間其他題目不加積淀平易體符號同樣得滿分，其他答案不得分。第2題（8分）有一個經驗規則能夠用于估計基元反響的活化能：活化能

/BE

0

1①

②

③

④BE是反響中止掉的鍵的鍵能之和。①反響中沒有鍵的斷裂的反響；②自由基與分子的放熱反響；③反響中鍵不完好斷裂（如共同反響）的反響。④反響中鍵完好斷裂的反響。依照上述經驗規則，估計氫氣與氯氣反響中各步基元反響的活化能，并與實驗值比較。2a1=kJmol·-1Cl=2Cl·E2·a2=kJmol·-1Cl·+H=HCl+HEH·+Cl2=HCl+Cl·Ea3=kJmol·-1-1；BE(H-H)=436kJmol·-1-1；BE(H-Cl)=431kJmol·BE(Cl-Cl)=243kJmol·反響1：Cl2=2Cl·直接使用經驗公式E-1（2分）a1=BE(Cl-Cl)=243kJmol·反響2：Cl·+H2=HCl+H·-1分）H=BE(H-H)-BE(H-Cl)=5kJmol·>0（1不能夠直接使用經驗公式Ea2=BE(H·-H)=kJmol·-1應用正反響活化能-逆反響活化能=H間接求算：a2a2,逆+H=BE(H·-Cl)+5kJmol-1kJmol·-1（2分）E=E·=反響3：H·+Cl2=HCl+Cl·H=BE(Cl-Cl)-BE(H-Cl)=-188kJmol·-1<0直接使用經驗公式Ea2=BE(Cl·-Cl)=kJmol·-1（2分）結果與實驗值很好的符合。（1分）第3題（8分）3-1Cr，Mo2與W分子中存在著六重鍵，金屬的ns軌道與(n-1)d軌道參加成鍵。d軌道中22的軌道參加形成σ鍵，，軌道參加形成π鍵，，軌道參加形成δ鍵。同樣是六重鍵，Cr2，Mo2與W2的有效鍵級分別為，和，Cr2顯然低于Mo2及W2，最可能的原因是其δ(σ/π/δ)鍵較弱。3-2Sg是元素周期表中位于W下方的元素，受相對論效應的影響，Sg原子的7s軌道能級降低，使得Sg2*反鍵軌道的能級低于δ鍵成鍵軌道的能級，進而使Sg2分子中7s軌道形成的σ分子的成鍵模式與Cr222有顯著不同樣。242分子中，Mo，WSg分子的鍵級為，基態的Sg有2個單電子。據此推斷，Db22分子的鍵級分別為3和分子和Hs別為元素周期表中位于Ta和Os下方的元素)。（每個空1分）第4題（17分）羰基化合物是一類重要的配合物。副族金屬大多都能形成羰基配合物，如Co2(CO)8等。羰基化合物有一重要性質，存在羰基配位時，中心原子一般恪守又稱EAN規則。

4(Db和Hs分Fe(CO)、Ni(CO)、5418電子規則，4-1畫出Fe(CO)5、Ni(CO)4、Co2(CO)8的構造式，并判斷它們的磁屬性，試用價鍵理論講解。4-1、、抗磁，d8低自旋抗磁，d10抗磁，d9+Co-Co鍵（構造一個1分，磁屬性和價鍵分析一個分）Co2(CO)8的構造畫成1根Co-Co鍵每個Co鍵聯4個羰基五配位也可得分。4-2你認為Ti(CO)7可否能牢固存在若存在，請畫出其構造；若不存在，請講解其原因。Fe(CO)5在乙醇中能與氫氧化鉀發生反響，生成兩種鹽和水；常溫時能被碘氧化生成一種滿足18電子規則的化合物和一種非金屬氧化物。Co2(CO)8能與氫氣發生反響僅生成一種產物。4-2不能夠。（1分）Ti的半徑相對較小無法容納7個CO配位或許配位數太高。（1分）4-3寫出上述三個反響方程式，是氧化復原反響的表示氧化劑和復原劑。4-3Fe(CO)5（氧化劑）+4KOH（復原劑）=K2Fe(CO)4+K2CO3+2H2OFe(CO)5（復原劑）+I2（氧化劑）=I2Fe(CO)4+COCo2(CO)8（復原劑）+H2（氧化劑）=2HCo(CO)4（方程式1分，氧化劑和復原劑表達每個1分）由于二價鐵擁有較強的復原性，因此其某些鹽熱分解時會表現出某些特其他性質。4-4寫出FeSO4熱分解的方程式。4-42FeSO4=Fe2O3+SO3+SO2（1分）有一種鐵系金屬陽離子M與過分氨水反響生成土黃色溶液，在空氣中久質溶液會變成紅褐色。4-5寫出使溶液表現兩種不同樣顏色的粒子的化學式。4-5Co(NH3)62+、Co(NH3)63+（每個1分）Ni2+常與很多多齒配體形成螯合物。如Ni2+與丁二酮肟在稀氨水中生成鮮紅色積淀。4-6畫出該鮮紅色積淀的構造。4-6（2分）第5題（11分）某橙紅色晶體A受熱時生成無色氣體B，綠色固體C和水。B與金屬鎂反響生成固體D。D與水作用生成氣體E和白色積淀F。A的水溶液與氫氧化鈉溶液共熱生成氣體E和黃色溶液G。將E通入藍色溶液H中產生淺藍色積淀后又漸漸溶解變成深藍色溶液I。向I中加入氯化鋇溶液后生成白色積淀J。J不溶于稀鹽酸。G中加入氯化鋇溶液則生成黃色積淀K。K可溶于稀鹽酸。推斷A-K代表的物質的化學式。ANH4Cr2O7BN2CCr2O3DMg3N2ENH3FMg(OH)2GNa2CrO4HCuSO4ICu(NH3)4SO4JBaSO4KBaCrO4（每個1分）第6題（9分）實驗室常用以下方法對銅鈹合金中鈹含量進行測定。稱取純凈的氧化汞g，加入20mL10%碘化鉀，2滴酚酞，用待標定鹽酸滴定至終點，耗資鹽酸mL。稱取銅鈹合金g，加入20mL1+1硝酸，待試樣完好溶解后，煮沸以趕走氮氧化物，冷卻，轉入200mL容量瓶中，定容。移取上述溶液mL，加入-15g氯化銨，10mL100gL·Na2EDTA，加入50mL水，煮沸3min，用濃氨水中和至pH~，靜置2h，用中速濾紙過濾，用稀NH3-NH4Cl溶液沖洗，用鹽酸溶解并沖洗濾紙。-1-1-1加入5mL200gL·酒石酸鉀鈉溶液，mL酚酞，加400g·L氫氧化鈉至析出積淀，并用20g·L氫氧化鈉調治溶液呈紅色，靜置10min，用上述鹽酸溶液滴定至無色，加入20mL飽和氟化鈉溶液，用鹽酸標準溶液滴定至無色，耗資鹽酸mL。6-1計算銅鈹合金中的鈹含量。6-1cHCl=2mHgO/(MV)HgOHCl=2×g/g/mol×mL)mol/L（2分）ωBe=cHClVHClMBeV0/(2m0V)=mol/L×mL×g/mol×L/(2×g×mL)=%（3分）6-2Na2EDTA、濃氨水的作用分別是什么6-2NaEDTA的作用是絡合合金溶解形成的鐵離子、鋁離子等。（1分）（答出絡合雜質離2子即可）濃氨水的作用是絡合銅離子并積淀鈹離子。（1分）6-3試寫出鹽酸標定和加入氟化鈉的方程式。-242--（1分）6-3HgO+4I+HO→HgI+2OH--2-（1分）4F+Be(OH)2→2OH+BeF4第7題（10分）7-1Mn和Si的二元化合物A屬于立方晶系，Si位于晶胞的極點及體心，其中一個Mn原子的分數坐標為，x，0)，其中0<x<。7-1-1寫出A的最簡式。7-1-1Mn3Si（2分）7-1-2A采用哪一種點陣形式7-1-2簡單立方。（1分）7-1-3若A中Mn形成正二十面體，求x的值。(結果保存三位小數)7-1-3或（每個2分）7-2Mn、Si和C的三元化合物

B是由[Mn12Si]二十面體、

[Mn6C]三棱柱和孤立的

Mn

原子(圖中白色球)組成的，多面體之間共用Mn原子連結，圖中畫出了一個晶胞中全部三棱柱和部分二十面體。B采用c心單斜的點陣形式，每個Si原子都是一個對稱中心。7-2-1一個晶胞中有多少個7-2-116。（1分）7-2-2寫出B的最簡式。7-2-2Mn16SiC4（2分）

Mn

原子被

[Mn12Si]二十面體和兩個

[Mn6C]三棱柱所共用第8題（9分）人們研究了以下反響：8-1DBU是一種有機堿，其全稱為1,8-二氮雜二環[十一碳-7-烯。畫出其聯合一個質子后的構造。8-1（2分）8-2以丙二酸二甲酯和不多于四個碳的試劑為原料，設計合成A的路線。8-2（3分）8-3在這些中間體及產物中，B含有五元環，C和D均不含碳碳雙鍵，且D可在HCl的甲醇水溶液中反響獲得不含氮的化合物E。畫出B、C、D、E的構造（不考慮立體化學）。8-3BCDE（每個1分）第9題（10分）關于以下反響：9-1已知B不含羥基，B和B’為互變異構體，試給出A、B的構造簡式。9-1（每