中国化学会第26届全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试卷及答案

中国化学会第26届全国高中学生化学竞赛(省级赛区)试卷答案

第1题（7分）1-1 无色溶液产生白色沉淀，后逐渐溶解

（1分，如只写白色沉淀溶解不扣分，未表明白色，扣0.5分）

（1）Zn2++2NH3+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4+ （1分） 写成如下形式均给分：Zn2++2NH3·H2O=Zn(OH)2↓+2NH4+

[Zn(H2O)6]2++2NH3·H2O=Zn(OH)2↓+2NH4+ +6H2O [Zn(H2O)6]2++2NH3=Zn(OH)2↓+2NH4+ +2H2O （2）Zn(OH)2 + 2NH4+ +2NH3 = [Zn(NH3)4]2+ +2H2O

—

如写成Zn(OH)2 +4NH3 = [Zn(NH3)4]2+ +2OH 也对，如产物写成[Zn(NH3)6]2+

扣0.5分，因主要产物是[Zn(NH3)4]2+

1-2 （1）第一步失重失去的组分。

水分子或 H2O 3个水分子或3H2O C11H14CuN4O7的式量约377.8，失去3

个水分子，失重质量分数理论值为14.3%。1分 （2）第二步失重后的固态残渣是什么，解释理由。

CuO或Cu2O的混合物（2分）理由：CuO、Cu2O及C11H14CuN4O7的式量分别为79.55、143.1和377.8。若残渣为CuO，则失重质量分数为79.55/377.8=21.1%；若残渣为Cu2O，则质量分数为143.1/(377.8×2)=18.9%，实验值为20%介于两者之间，故残渣是两者的混合物。（1分）

只答CuO或只答Cu2O，只得1分 。答CuO和Cu混合物，计算正确，理由表述

清晰，也可得3分。

虽然计算正确，但物质在题设条件下不存在（如乙炔铜、氢化铜等），也可得1分（计算分）。

第2题 2-1 A： B X： Cl 共3分 各1.5分 2-2

（2分）

2-3 写出AX3与CH3MgBr按计量数比为1∶3反应的方程式。

BCl3+3CH3MgBr ——>B(CH3)3+3MgBrCl （1分） AX3+3CH3MgBr ——>B(CH3)3+3MgBrCl

写成BCl3+3CH3MgBr ——>B(CH3)3+3/2Mg Br2+3/2MgCl2 也可 2-4 写出A2X4与乙醇发生醇解反应的方程式。

B2Cl4 + 4C2H5OH —> B2(OC2H5)4 +4HCl （1分） A2X4 + 4C2H5OH —> A2(OC2H5)4 +4HX 第3题3-1 写出步骤a中滴定反应的方程式。

—

2MnO4 + 5H2C2O4 + 6H+ == 2Mn2+ 10CO2↑+ 8H2O （1分）

3-2 写出步骤b中溶液由淡紫色变为蓝色的过程中所发生反应的方程式。

—

4MnO4 + 12H+ == Mn2+ + 5O2↑+ 6H2O （2分）

3-3 用反应方程式表达KI在步骤b 中的作用：写出Na2S2O3滴定反应的方程式。

——

KI与Cu2+ 作用：2Cu2+ + 5I == 2CuI↓ +I3 （1分） 3-4 通过计算写出蓝色晶体的化学式（原子数取整数）。

根据3-1中的反应式和步骤a中的数据，得：

——

n(C2O42) = 0.02054 mol·L1×24.18mL×5/2 == 1.241mmol （1分）

根据3-3中的反应式和步骤b中的数据，可得：

—

n(Cu2+)==0.04826 mol·L1×12.69mL==0.6124mmol （1分）

—

n(Cu2+)∶n(C2O42)== 0.6124mmol∶1.2416mmol == 0.4933 ≈ 0.5

—

配离子组成为[Cu(C2O4)2]2。 （1分） 由电荷守恒，晶体的化学式为K2[Cu(C2O4)2]·xH2O

—

结晶水的质量为：0.2073g — 0.6124×103mol×M[K2Cu(C2O4)2]

——

== 0.2073g — 0.6124×103mol×317.8g·mol1=0.0127g

—

n(H2O) = 0.0127g/(18.02g·mol1) = 0.000705mol =0.705 mmol n(H2O)∶n(Cu2+) = 0.705 ∶ 0.6124 = 1.15 x≈1

—

或用n(C2O42)和n(Cu2+)实验数据的均值0.6180mmol计算水的质量：

—

0.2073g — 0.6180×103mol×M[K2Cu(C2O4)2] = 0.0109 g

—

n(H2O) = 0.0109 g/(18.02g·mol1) = 0.000605mol =0.605mmol n(H2O)∶n(Cu2+) = 0.605∶ 0.6124 = 0.989 x≈1

其他合理的方式，均给分。 第4题

4-2 画出X + 的结构图。

（2分） 画成实线扣1分，未写正号不扣分。

第5题5-1 推求晶体中草酸分子和尿素分子的比例。

——

晶胞体积V=abcsinβ= 505.8pm×1240pm×696.4pm×sin98.13°=4.324×1022cm3 1分

————

晶胞质量 = VD = 4.324×1022cm3×1.614g·cm3=6.979×1022g 1分

—

（1）若晶胞中含1个草酸分子和1个尿素分子，则质量为2.493×1022g，密度约为

—

0.577 g·cm3，不符合测定结果，也不符合对称性要求。

—

（2）若晶胞中含1个草酸分子和2个尿素分子，则质量为3.490×1022g，密度约为

—

0.8071 g·cm3，也不符合测定结果，也不符合对称性要求。

—

（3）若晶胞中含2个草酸分子和4个尿素分子，则质量为6.980×1022g，密度符合

测定结果，对称性也满足题意。

因而晶胞中含有22个草酸分子和4个尿素分子，即二者比例1∶2。 1分 5-2 画出一个化学单位的结构，示出其中的氢键。

（3分）

化学单位：1分 只画出1个草酸分子和1个尿素分子，不给分。

氢键： 2分

只画出2个草酸的羟基与尿素的羰基形成较强的O—H…O氢键，得1分。 只画出2个尿素的氨基与草酸的羧基形成较弱的N—H…O氢键，得1分。 第6题画出此构型（碳原子上的氢原子以及孤对电子可不画）。

3分 其他答案不得分。

一个氢必须在氮原子上，氮原子必须带正电荷，另一个氢原子必须在两个氧原子之间，但不要求氢键的键角，该键是否对称也不要求，2位的取代基必须是羧酸根负离子。 6-2 喹啉酸在水溶液中的pKa1=2.41，写出其一级电离的方程式（共轭酸碱用结构简式表示）。

6-3 画出烟酸的结构。

2分 若画成也给2分。

第7题画出其结构示意图（不画孤对电子，羟基用—OH表达）

（4分） 未标负号扣1分。

7-2 1：B5O6(OH)44 1分 2：B3O3(OH)4 2分

——

3：B4O5(OH)42 1分 4：B3O3(OH)52 2分

—

1：五硼酸根，B5O6(OH)44，三配位硼原子和四配位硼原子的比例4∶1

—

2：三硼酸根，B3O3(OH)4，三配位硼原子和四配位硼原子的比例2∶1

—

3：四硼酸根，B4O5(OH)42，三配位硼原子和四配位硼原子的比例2∶2

—

4：三硼酸根，B3O3(OH)52，三配位硼原子和四配位硼原子的比例1∶2

第8题8-1 计算在pH分别为4.0和6.0的条件下碳酸—碳酸盐体系中主要物种的浓度。

——

H2CO3：Ka1=4.5×107，Ka2=4.7×1011 溶液中存在如下平衡：

———

H2CO3 == H+ + HCO3 Ka1= c(H+) c(HCO3)/c(H2CO3)=4.5×107 0.5分

—————

HCO3== H+ + CO32 Ka2= c(H+) c(CO32)/c(HCO3)=4.7×1011 0.5分

—

pH=4.4，c(H+)= 1.0×104mol错误！链接无效。

—

c(H2CO3)= c(H+) c(HCO3)/错误！链接无效。=2.2×10—7 错误！链接无效。)

———

c(CO32)= c(HCO3) ×4.7×1011/c(H+) = 4.7×10—7 错误！链接无效。)

—

溶液中以H2CO3为主，c(H2CO3)= 1.0×102mol错误！链接无效。 1分

—

—

pH=4.4，c(H+)= 1.0×106mol错误！链接无效。

—

c(H2CO3)= c(H+) c(HCO3)/错误！链接无效。=2.2 错误！链接无效。) ———

c(CO32)= c(HCO3) ×4.7×1011/c(H+) = 4.7×10—5 错误！链接无效。) 1分溶液中

—

以H2CO3和HCO3形成缓冲溶液。

——

c(HCO3)= 1.0×102mol错误！链接无效。/3.2 =3.1×10—5 mol错误！链接无效。

0.5分 c(H2CO3)= 2.2 错误！链接无效。) = 6.8×10—3mol错误！链接无效。 0.5分其他计算方法合理，答案正确，也得满分。 8-2 图中a和b分别是pH=4.4和6.1的两条直线，分别写出与a和b相对应的轴的物种发生转化的方程式。

—

a：UO22 + H2CO3 —> UO2CO3 + 2H+ 1分

——

b：UO2CO3 + 2HCO3 —> UO2(CO3)22 + H2CO3 1分

8-3 分别写出与直线c和d 相对应的电极反应，说明其斜率为正或负的原因。

——

c：4UO22 + H2O + 6e —> U4O9 + 2H+ 1分

该半反应消耗H+，pH增大，H+浓度减小，不利于反应进行，故电极电势随pH增大而降低，即E—pH线的斜率为负。

8-4 在pH=4.0的缓冲体系中加入UCl3，写出反应方程式。

d：U3+ + 2H2O—> UO2 + 1/2H2 + 3H+ 2分 由图左下部分的E(UO2/U3+)—pH关系推出，在pH=4.0时，E(UO2/U3+)远小于E(H+/H2)，故UCl3加入水中，会发生上述氧化还原反应。

—

8-5 在pH=8.0～12之间，体系中UO2(CO3)34和U4O9(s)能否共存？说明理由；UO2(CO3)34—

和UO2(s)能否共存？说明理由。

—

UO2(CO3)34和U4O9能共存 1分

—

理由：E(UO2(CO3)34/U4O9)低于E(O2/H2O)而高于E(H+/H2)，因此，其氧化形态

—

UO2(CO3)34不能氧化水而生成O2，其还原形态U4O9(s)也不能还原水产生H2。 1分

—

若只答UO2(CO3)34和U4O9(s)二者不反应，只得0.5分

—

UO2(CO3)34和UO2(s)不能共存 1分

——

理由：E(UO2(CO3)34/U4O9)高于E(U4O9/UO2)，当UO2(CO3)34和UO2(s)相遇时，会发

———

生反应：UO2(CO3)34 + 3 UO2 + H2O == U4O9 +2HCO3 + CO32 1分 第9题

丙二酸二乙酯（写结构简式也可以）

六氢吡啶与苯甲醛反应生成亚胺正离子，增加其亲电性。或：与丙二酸二乙酯的α-氢反应生成碳负离子（1分）或烯醇负离子，写给1分

增强其亲核性（1分）。 2分 答丙二酸二乙酯和六氢吡啶也得2分；

写出以上两种作用的，也得满分。 只答六氢吡啶而未答出丙二酸二乙酯不得分。

—

若笼统答丙二酸二乙酯负离子不得分。

9-3写出合成A的2个起始原料的结构简式。

： 和

9-4 画出由A制备D过程中中间体B、C和产物D的结构简式。

第10题（6分）画出化合物A、B、C、D、E和F的结构简式。

第11题

11-2 下列有机化合物中具有芳香性的是 2和5 。共2分；各1分 有错误选项不给分

11-3 写出化合物B的名称 臭氧，O3 。1分 答臭氧化物也可以的1分，其他答案不给分 11-4 圈出C中来自原料A中的氧原子。 11-5 画出化合物D的结构简式。

1分

其他答案不给分