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第一届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛答案
（2016年8月28日 9:00 ~ 12:00）
题号 满分 得分 评卷人 1 8 2 8 3 8 4 17 5 11 6 9 7 10 8 9 9 10 10 10 总分 100 ·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。
H He 相对原子质量 1.008 4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.41 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La－Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr Ra Ac－Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo [223] [226] La La
Ce Th Pr Pa Nd U Pm Np Sm Pu Eu Am Gd Cm Tb Bk Dy Cf Ho Es Er Fm Tm Md Yb No Lu Lr Ac
第1题（8分）
1-1 将明矾置于河水中搅拌，生成载带着悬浮物的氢氧化铝，然后沉降，使水澄清。但若用蒸馏水代替河水，便不会发生以上现象，请解释该过程的原因，并写出生成氢氧化铝的方程式。 1-1 Al3+ + 3H2O=Al(OH)3 + 3H+（1分） 明矾水解生成氢氧化铝胶体，氢氧化铝胶体在河水中和其他杂质粒子发生聚沉沉降使河水澄清，而蒸馏水中几乎没有杂质粒子氢氧化铝胶体无法发生聚沉发生沉降。（2分） 1-2 在氯化汞溶液中逐滴加入碘化钾溶液，生成橘红色沉淀，继续滴加，发现沉淀溶解，写出反应过程中的两个化学反应方程式。 1-2 HgCl2 + 2I- = HgI2 + 2Cl-（1分） HgI2 + 2I- = HgI4-（1分） 1-3 在含有四氨合铜离子的溶液中加入硫酸，溶液的颜色由绛蓝色变为蓝色，写出总反应方程式。 1-3 Cu(NH3)42+ + 4H+ = Cu2+ + 4NH4+（1分） 不写Cu(NH3)42+不得分。 ……………………………………………………………最新资料推
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1-4 在含有铝离子和锌离子的混合溶液中加入过量氨水，生成白色沉淀和无色溶液，分别写出化学反应方程式。 1-4 Al3+ + 3NH3·H2O = Al(OH)3 + 3NH4+（1分） Zn2+ + 4 NH3·H2O = Zn(NH3)42+ + 4H2O（1分） 氨水写成NH3也得分，不写沉淀符号也得分，本套试卷当中其他题目不加沉淀和气体符号同样得满分，其他答案不得分。 第2题（8分）
有一个经验规则可以用于估算基元反应的活化能：
活化能/BE 0 ① 0.05 ② 0.3 ③ 1 ④ BE是反应中断掉的键的键能之和。 ① 反应中没有键的断裂的反应； ② 自由基与分子的放热反应；
③ 反应中键不完全断裂（如协同反应）的反应。 ④ 反应中键完全断裂的反应。
根据上述经验规则，估算氢气与氯气反应中各步基元反应的活化能，并与实验值比较。
Cl2 = 2Cl·Ea1 = 242.8 kJ·mol-1 Cl· + H2 = HCl + H·Ea2= 25.1 kJ·mol-1 H· + Cl2 = HCl + Cl·Ea3= 12.6 kJ·mol-1
BE(Cl-Cl) = 243 kJ·mol-1；BE(H-H) = 436 kJ·mol-1；BE(H-Cl) = 431 kJ·mol-1 反应1：Cl2= 2Cl· 直接使用经验公式Ea1= BE(Cl-Cl) = 243 kJ·mol-1（2分） 反应2：Cl· + H2= HCl + H· ΔH= BE(H-H) - BE(H-Cl) = 5 kJ·mol-1> 0（1分） 不能直接使用经验公式Ea2= 0.05·BE(H-H) = 21.8 kJ·mol-1 应用正反应活化能-逆反应活化能 = ΔH间接求算： Ea2=Ea2,逆 + ΔH= 0.05·BE(H-Cl) + 5 kJ·mol-1= 26.5 kJ·mol-1（2分） 反应3：H· + Cl2= HCl + Cl· ΔH= BE(Cl-Cl) - BE(H-Cl) =-188 kJ·mol-1< 0 直接使用经验公式Ea2= 0.05·BE(Cl-Cl) = 12.2 kJ·mol-1（2分） 结果与实验值很好的符合。（1分）
第3题（8分）
3-1 Cr2，Mo2与W2分子中存在着六重键，金属的ns轨道与(n-1)d轨道参与成键。d轨道中的
轨道参与形成σ键，
，
轨道参与形成π键，
，
轨道参与形成δ键。同
样是六重键，Cr2，Mo2与W2的有效键级分别为3.52，5.17和5.19，Cr2明显低于Mo2及W2，最可能的原因是其δ(σ/π/δ)键较弱。 3-2 Sg是元素周期表中位于W下方的元素，受相对论效应的影响，Sg原子的7s轨道能级降低，使得Sg2分子中7s轨道形成的σ*反键轨道的能级低于δ键成键轨道的能级，从而使Sg2分子的成键模式与Cr2，Mo2，W2有显著不同。Sg2分子的键级为4 ，基态的Sg2分子中有
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2个单电子。据此推测，Db2分子和Hs2分子的键级分别为3和4(Db和Hs分别为元素周期表中位于Ta和Os下方的元素)。（每个空1分）
第4题（17分）
羰基化合物是一类重要的配合物。副族金属大多都能形成羰基配合物，如Fe(CO)5、Ni(CO)4、Co2(CO)8等。羰基化合物有一重要性质，存在羰基配位时，中心原子一般遵守18电子规则，又称EAN规则。
4-1 画出Fe(CO)5、Ni(CO)4、Co2(CO)8的结构式，并判断它们的磁属性，试用价键理论解释。 4-1 、、 抗磁，d8低自旋抗磁，d10抗磁，d9 + Co-Co键 （结构一个1分，磁属性和价键分析一个0.5分） Co2(CO)8的结构画成1根Co-Co键每个Co键联4个羰基五配位也可得分。 4-2 你认为Ti(CO)7是否能稳定存在？若存在，请画出其结构；若不存在，请解释其原因。 Fe(CO)5在乙醇中能与氢氧化钾发生反应，生成两种盐和水；常温时能被碘氧化生成一种满足18电子规则的化合物和一种非金属氧化物。Co2(CO)8能与氢气发生反应仅生成一种产物。 4-2 不能。（1分） Ti的半径相对较小无法容纳7个CO配位或者配位数太高。（1分） 4-3 写出上述三个反应方程式，是氧化还原反应的表明氧化剂和还原剂。 4-3 Fe(CO)5（氧化剂）+ 4KOH（还原剂） = K2Fe(CO)4 + K2CO3 + 2H2O Fe(CO)5（还原剂） + I2（氧化剂） = I2Fe(CO)4 + CO Co2(CO)8（还原剂） + H2（氧化剂） = 2 HCo(CO)4 （方程式1分，氧化剂和还原剂表达每个1分） 由于二价铁具有较强的还原性，因此其某些盐热分解时会表现出某些特殊的性质。 4-4 写出FeSO4热分解的方程式。 4-4 2FeSO4 = Fe2O3 + SO3 + SO2（1分） 有一种铁系金属阳离子M与过量氨水反应生成土黄色溶液，在空气中久质溶液会变成红褐色。
4-5 写出使溶液呈现两种不同颜色的粒子的化学式。 4-5 Co(NH3)62+、Co(NH3)63+（每个1分） Ni2+常与许多多齿配体形成螯合物。如Ni2+与丁二酮肟在稀氨水中生成鲜红色沉淀。 4-6画出该鲜红色沉淀的结构。 4-6 （2分）
第5题（11分）
第一届Chemy化学奥林匹克竞赛联赛试题答案
