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2018-年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

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(1)下列说法正确的是____________ A.ΔH4 大于零;

B.由图可知 280℃时温度太高,平衡逆向移动,二甲醚转化率减小; C.由图可知 260℃时催化剂效率很快减弱,因此温度不能太高; D.增大水醚比、适当升高温度有利于氢气的生成。

(2)根据上图,写出随温度变化CO在含碳氧化物中体积分数的变化趋势_____________。 四、本题包括 1 个小题,共 13 分 22.(13 分)三苯甲醇是一种重要有机合成中间体,可以通过下列原理进行合成:

已知:a.格氏试剂(RMgBr)非常活泼,可与水、卤代烃、醛、酮等物质反应。 如:RMgBr+ R'Br→R-R'+MgBr2

b.ROMgBr 可与水发生水解,反应方程式为ROMgBr+H2O→ROH+Mg(OH)Br↓

c.水蒸气蒸馏原理:在难溶或不溶于水的有机物中通入水蒸气,使难溶或不溶于水的 有机物和水一起蒸出。 d.几种物质的物理性质如下表 物质 乙醚 溴苯 三苯甲醇 沸点(℃) 34.6 380.0 溶解性 微溶于水 难溶于水和石油醚的固体,能溶乙醚 156.2(92.8*) 难溶于水的液体,能溶乙醚、石油醚 *括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的共沸点

实验步骤如下:

①格氏试剂制备:按如图1组装装置,在三颈烧瓶中加入1.5 g镁屑(约0.06 mol),在滴液漏斗中加入7 mL溴苯(约0.065 mol)和25 mL无水乙醚混合液,先加入1/3混合液于烧瓶中,待镁屑表面有气泡产生时,开始搅拌,并逐滴加入余下的混合液,使反应液保持微沸状态,至反应完全。

②三苯甲醇制备:继续往三颈烧瓶中滴加11 g二苯酮(0.06 mol)和30 mL无水乙醚混合液,水浴回流l h后,在冷水浴下慢慢滴加 30.0 mL 饱和氯化铵溶液。

③分离提纯:蒸馏除去乙醚,然后按如图2组装好水蒸气蒸馏装置,进行水蒸气蒸馏,直至无油状物蒸出。然后将混合物进行过滤得到粗产品,将粗产品经过重结晶,进一步提纯得到产品。

(1)仪器A的作用是 。

(2)在步骤①中,“逐滴加入余下的混合液”的原因是 。 (3)在步骤②中,能否将饱和NH4Cl溶液改为滴加蒸馏水,并说明理由 , 。 (4)在步骤③中, 蒸馏除乙醚应采用的加热方式为___________________。水蒸气蒸馏时若出现堵塞现象,则图2长导管中水位会突然升高,此时应进行的操作是 ,待故障排除后再进行蒸馏。蒸馏结束时粗产品应在图2的 中(填“甲”或“乙”)。 (5)第一次水蒸气蒸馏主要除去的杂质是 。

(6)最后粗产品经过一系列操作可以获得高纯度的产品。下列说法正确的是 。 A.最后水蒸气蒸馏的馏出物经过抽滤、洗涤、干燥可以获得粗产品;

B.粗产品加入 4:1 的乙醇水溶液溶解后,慢慢滴加水,可得到颗粒较细的晶体; C.将重结晶过滤后的母液收集起来进行适当处理,可提高产率; D.可以用测产品熔点判断产物的纯度。 五、本题包括2个小题,共24分

23. (11 分)某研究小组按下列路线合成药物苯噁洛芬:

已知:

HCl,HO (1)R—CN 2 R—COOH

H,Pd/C

(2)R—NO2 2 R—NH2

NaCN

(3)R—X R—CN 请回答:

(1)化合物E的结构简式 。 (2)下列说法不正确的是 。

A.化合物A能发生取代反应、加成反应;

B.化合物F具有两性且遇到FeCl3显色,可以发生缩聚反应; C.1 mol化合物G最多可以与3mol NaOH反应; D.苯噁洛芬的分子式是C16H11ClNO3。

(3)写出C→D的化学方程式 。 (4)设计由苯和乙烯为原料制备化合物A的合成路线(用流程图表示, 无机试剂任选) 。 (5)写出至少3个化合物B可能的同分异构体的结构简式 ,须同时符合:

①1H-NMR谱表明分子中有 4 种氢原子;

②IR谱显示有苯环且其含有邻位二取代的五元环,并有N—H键。

24.(13 分)Flibanserin(氟班色林)是2015年批准上市的明星功能药物,其合成流程如下:

已知:①由A、B合成C中缩合脱去了两种小分子物质;

②化合物D中氮元素的质量分数是13.32%; (1)写出由A、B合成C的总反应方程式 ; (2)画出中间体的结构简式 D 、E 、F 、

G 、H ;

(3)事实上,上述反应得到的是质子化的Flibanserin,圈出最适合被质子化的一个原子。 六、本题包括2个小题,共20分 25.(8分)2017年5月18日,国土资源部宣告我国成为全球第一个在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产气的国家。天然气水合物又叫可燃冰,结构如图。它是世界公认的一种清洁高效的未来替代能源,我国储量世界第一。 请根据题意完成如下问题:

(1)“可燃冰”分子间存在的作用力是 。

(2)天燃气水合物有三种基本晶体结构,其中I型晶体形成立方晶胞,五角十二面体孔穴[512]的中心处在顶点和体心位置,十四面体[51262]的中心位置坐标为(0,1/4,1/2)、(0,3/4 ,1/2),该晶体的晶体类型为 。根据上述坐标及晶体的对称性,可以确定一个晶胞中包含[51262]的个数为 。

(3)已知某种可燃冰密度为0.90g/cm3,1立方米的可燃冰分解后可释放约164立方米(标准 状况)的天然气。天然气以CH4计,可视为理想气体,则可燃冰组成CH4·xH2O中x为 。 26.(12分)在N2气氛下,0.244 g金属A恰被2.9mL10%HCl(ρ=1.1 g/mL)溶解,形成含有盐B的浅蓝绿色溶液。该溶液和15mL含3.815 g Co(NO3)2·6H2O的溶液混合,再加稍过量的(NH4)2C2O4即可得到3.186 g橙黄色的沉淀C。

化合物C在氧气氛中的热重分析(25℃到900℃)表明,它受热失重分3个阶段,最后以57.3%的总失重得到混合物G。其中,有一个阶段发生了质量的增加,G中A 的化合价只有1种。

(1)通过计算和讨论,确定A、B、C的化学式。 (2)求G的定量组成,用质量分数表示。

2018 年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题评分标准及参考答案

一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C D B B B D C B 二、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共 32 分。每小题可能有1或2个选项符合题意,若有2个正确选项,只选1个且正确给2分,多选、错选都给0分)

题号 11 12 13 14 15 A 16 17 18 答案 CD AB A BC D AB D 三、本题包括3个小题,共21分 19.(8 分)(1)Na2S2O4 (2 分)(2)S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O (2 分) (3)Na2S2O4+O2+H2O=NaHSO3+NaHSO4 (2 分)

(4)2CrO42–+ 3S2O42–+ 4H2O→2Cr(OH)3↓+ 4SO32–+ 2HSO3–(2 分) 20.(9 分)(1)A:C B:N C:Si (各1分,共3分) (2)Si3N4(1 分)

(3)D C4O3 (2分)

21.(4 分)(1)CD(2分,只选1个且正确得1分,多选或有错选得0分); (2)先增加后减小(2分,其他答案不给分)。 四、本题包括1个小题,共13分 22.(13 分)(1)防止外界水蒸气进入(1分) ; (2)防止反应过于剧烈(1分)、减少副反应发生(1分); (3)不可以(1分),用蒸馏水时会水解生成 Mg(OH)Br 沉淀,使产品不纯(2分); (4)水浴加热(1分);立即打开旋塞 K,再移去热源(1分);甲(1分) (5)溴苯(2 分)(6)CD (2分,只选1个且正确给1分,多选或有错选得0分) 五、本题包括2个小题,共24分 23.(11分)

六、本题包括2个小题,共20分 25.(8 分)(1)氢键、范德华力(共2分,各1分);(2)分子晶体(1分),6(2分) (3)6(3分)组成为:CH4·6H2O 26. (12分)

(1)盐酸的物质的量大约为 2.9×1.1×10%/36.5=8.7 mmol。而金属溶解的反应式可以写成: M+nHCl=MCln+n/2H2 由方程式可以计算出金属的原子量。推断如下: a)当 n=1 时,M的原子量为28.04,可能为铝,但铝通常无一价,舍去;

b)当 n=2 时,M的原子量为56.09,可能为铁,蓝绿色溶液符合 Fe 的化学性质,故M是Fe符合题意;

c)当 n=3时,M的原子量为84.14,附近无金属符合题意; d)当 n=4时,M的原子量为112.16,附近无金属符合题意;

e)当 n>4 时,由于盐酸有限的氧化能力,这么高的价态不可能。 因此,A为Fe, B为FeCl2。 (共2分, 每个各1分)

因此溶液B中有0.244/55.85=4.37 mmol铁,且加入钴的物质的量为3.815/291.0=13.1 mmol, 所以可以推断沉淀C中Fe和Co摩尔比为 n(Fe):n(Co)=1:3。 (2分)

假设沉淀 C 中恰好有 1 份铁,则其分子量为 3.186/0.00437=729。为了使沉淀 C 达到电荷 平衡,必须还有4个草酸根,故余下的分子量为144,恰好对应8个水。 因此,C为Co3Fe(C2O4)4·8H2O。 (2分)

(2)化合物C的准确分子量为728.8,故余下的物质分子量为311.2。可以断定高温氧气氛下钴的氧化物为CoO和Co3O4,铁的氧化物是Fe2O3。

假设有1mol沉淀C,CoO、Co3O4、Fe2O3的物质的量分别为x、y、z,则: ①x+3y=3②2z=1③74.93x+240.8y+159.7z=311.2

解得 x=1.771,y=0.4097,z=0.5000(共3分,每个各1分)

故ω(Co3O4)=31.7%、ω(CoO)=42.6%、ω(Fe2O3)=25.7% (共3分, 每个各1分)

本题评分说明: ①没有计算和推断过程,只有答案得0分; ②其他合理的计算和推断方法得到正确的结果,同样得分

2018-年中国化学奥林匹克竞赛浙江省预赛试题

(1)下列说法正确的是____________A.ΔH4大于零;B.由图可知280℃时温度太高,平衡逆向移动,二甲醚转化率减小;C.由图可知260℃时催化剂效率很快减弱,因此温度不能太高;D.增大水醚比、适当升高温度有利于氢气的生成。(2)根据上图,写出随温度变化CO在含碳氧化物中体积分数的变化趋势_____________。四、本题包括1个
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