2020年全国高中学生化学奥赛（省级赛区）模拟试题4参考答案.pdf

1 / 10 H 1.008 相对原子质量相对原子质量 He 4.003 Li 6.941 Be 9.012 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 Ar 39.95 K 39.10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58.69 Cu 63.55 Zn 65.41 Ga 69.72 Ge 72.61 As 74.92 Se 78.96 Br 79.90 Kr 83.80 Rb 85.47 Sr 87.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc 98 Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 Xe 131.3 Cs 132.9 Ba 137.3 La Lu Hf 178.5 Ta 180.9 W 183.8 Re 186.2 Os 190.2 Ir 192.2 Pt 195.1 Au 197.0 Hg 200.6 Tl 204.4 Pb 207.2 Bi 209.0 Po 210 At 210 Rn 222 Fr 223 Ra 226 Ac La Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Uut Uuq Uup Uuh Uus Uuo La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr 第第 1 题题（10 分）分） 根据条件书写化学反应方程式。

1-1 NaCN 存在下 Cu 从 Bi(OH)3中沉淀出 Bi 3 Cu + 6 NaCN + Bi(OH)3 = 3 NaCu(CN)2 + 3 NaOH + Bi （四配位也可满分） 1-2 卡尔费歇尔试剂（I2:SO2:吡啶= 1:3:10）的甲醇溶液和氢氧化钠溶液反应得到硫酸氢酯 2 NaOH + I2 + SO2 + CH3OH = 2 NaI + H2O + CH3HSO4 (生成硫酸氢酯的盐也可以) 1-3 NaBiO3在酸性条件下氧化 Mn(II)生成紫红色溶液 2 Mn2+ + 5 NaBiO3 + 14 H+ = 5 Bi3+ + 2 MnO4- + 7 H2O + 5 Na+ 1-4 Hg2(NO3)2在氨水中发生氨解并歧化，产物中存在四元环阳离子 2 Hg2(NO3)2 + 4 NH3 + H2O = Hg2O(NH2)NO3 +2 Hg + 3 NH4NO3 1-5 O2F2与 PtF5发生反应生成离子型化合物并放出气体 2 O2F2 + 2 PtF5 = 2 O2PtF6 + F2 第第 2 题题（19 分）分） 2-1-1 B(OH)3是一种很弱的一元酸，但是其酸性的来源与一般的质子酸有所不同，请写出硼 酸在水中体现酸性的化学方程式。

B(OH)3 + 2 H2O = H3O+ + B(OH)4- 2-1-2 于 H3BO3溶液中加入多羟基醇(甘油、甘露糖醇)，硼酸的酸性会显著提升，请写出涉 及的反应方程式多羟基醇可用下图代替： 2 / 10 2-1-3 非水溶剂中的物质相互作用是一类比较经典的化学反应问题 (1) 已知 HNO3在纯硫酸中扮演质子碱的角色，请写出化学反应方程式 HNO3 + 2 H2SO4 = NO2+ + H3O+ + 2 HSO4- (2) 硼酸 H3BO3在纯硫酸中同样扮演质子碱的角色，当 H3BO3与 H2SO4按照摩尔比 1:6 反 应时，请写出化学反应方程式并画出含硼物种的结构 H3BO3 + 6 H2SO4 = B(HSO4)4- + 3 H3O+ + 2 HSO4- (3) 用 X-表示(2)含有硼元素的离子，请判断纯硫酸中，HX 能否与 KHSO4反应如果可以 的话，请写出反应方程式 HB(HSO4)4 + KHSO4 = KB(HSO4)4 + H2SO4， X-在纯硫酸中以阴离子形式存在， 说明 HX 在纯硫酸中呈强酸性，故能质子化作为碱的 HSO4- 2-2-1 某元素 X 的红棕色单质 Y 在 195 K 下，被 O3氧化生成一橙色氧化物 A，继续氧化可 得到无色的氧化物 B。

已知 A、B 中 O 元素质量分数分别为 0.2310、0.3336，且 A 中 X 元 素氧化态不同、X 原子不相邻请给出 A 和 B 的化学式与分子结构 2-2-2 Y 在 BrF5溶剂中可与 SbF5反应得到一阴阳离子均带一个电荷的离子化合物 C，C 中 的 Sb 原子均为 6 配位阳离子具有线性结构，阴离子中 Sb 元素的质量分数为 0.5458，且 阴离子中不含 Br 元素，阳离子不含 F 元素给出 C 的组成并画出 C 中阴离子的结构 C:Br2+Sb3F16- (折线形也可以) 3 / 10 2-3-1 金属 Ti 室温下不溶于一般的无机酸，但是钛丝却可以溶于氢氟酸中溶解过程中按摩 尔比 Ti：HF=1:3 的比例进行反应，产物中有 2 种含 Ti 物种反应过程中有无色气体生成， 同时溶液变为黄绿色写出溶解过程中的反应方程式 2 Ti+ 6 HF = TiF62- + Ti2+ + 3 H2 2-3-2 金属 Ti 与 HCl 在加热条件下可以反应，反应生成 2 种气体，请写出相关反应方程式 Ti + 4 HCl = TiCl4 + 2 H2 2-3-3 Ti 的化合物中以 Ti()最为丰富。

Ti(OEt)4常以四聚体形式存在，其中每个 Ti 原子都 是 6 配位请画出 Ti(OEt)4四聚体的立体结构 （符合题意即可） 2-4-1 以 CCl4为溶剂，将 NH3气通入 S2Cl2的热溶液中，可以制得 S4N4分子产物中含 S 单 质，请写出反应方程式 6 S2Cl2 + 16 NH3 = S4N4 + 8 S + 12 NH4Cl 2-4-2 硫亚胺 S8-n(NH)n可以看成是 S4N4的衍生物，具有类似的结构请画出当 n=4 时的硫 亚胺结构 2-4-3 用热的 AgF2的 CCl4浆液对 S4N4进行氟化可以得到 S4N4F4，请写出反应方程式 S4N4 + 4 AgF2 = S4N4F4 + 4 AgF 2-4-4 请画出一个不具有对称面、对称中心，但不具有手性的 S4N4F4的立体结构 满足 S4即可 第第 3 题题（6 分）分） 将某无机盐 X 的纯样品置于空气中加热到 220，从热重分析图上可以观察到样品开始失 重当有 66.7%(物质的量分数)的 X 反应完时，将温度迅速提高至 240，剩余物质相互作 用，样品则会按照另一种反应进行失重加热至恒重时，样品中仅存在一种无机盐。

继续提 高温度至 315，样品开始进入新的失重平台，平台结束时，最终样品质量为初始质量的 86.76% (1) 已知失重过程中，减少的质量仅以 H2O 分子形式脱去 4 / 10 (2) 315失重平台结束后，残余固体中不含有 H 元素 (3) X 中仅含有一种金属元素 3-1 通过推理给出 X 的化学式 KH2PO4 3-2 写出涉及的所有化学反应方程式 2 KH2PO4 = H2O + K2H2P2O7 KH2PO4 + K2H2P2O7 = H2O + K3H2P3O10 K3H2P3O10 = 3 KPO3 + H2O 3-3 给出 220、240下失水的质量比 1:1 第第 4 题题（5 分）分） 设在某一温度下，有一定量的 PCl5(g) 解离后的混合气体在100 kPa压力下的体积为 3 1 dm， 在该条件下 PCl5(g)的解离度0.5如果在上述过程达到平衡后，再通入 Cl2(g)，使体积 维持在 1 dm3，而平衡压力增加到 400 kPa用计算说明在这种情况下，PCl5(g)的解离度是增 大还是减小 设反应开始前 PCl5(g)的量为 1 mol，平衡时 PCl5(g)的解离度0.5，则 532 PCl gPCl g + Clg 反应前 1 mol 0 0 平衡时 1 mol mol mol 1 mol=1.5 moln 总 2 22 2 2 10.5100 kPa1 1 10.531 1 p p pp K p pp p 设通入氯气的量为 5 molPClgx， 的解离度为 1 ，则 532 PClgPClgClg 平衡时 1 1 mol 1 mol 1 molx 1 1 molnx 总 因为 0011 0 p VpV nn 总 （1 分） 33 100 kPa 1 dm400 kPa 1 dm 1.5 moln 总 1 6 mol5 molnx 总 ， 1111 1 11 111 1 5 54001 66 11 161003 6 p px p npnp p K p p np 总总 总 由上式解出 1 0.09 通入氯气后， 5 PClg的解离度减小。

5 / 10 第第 5 题题（13 分分） 草酰氯与苯胺反应得到配体 L， 配体 L 在碱性条件下与 cis-Ru(bipy)2Cl2反应可以得到对 应的带两个电荷双钌配合物阳离子 5-1 写出生成配合物的反应方程式 2 Ru(bipy)2Cl2 + (CONHPh)2 + 2 OH- = Ru2(bipy)4(OCNPh)22+ 4 Cl- + H2O 5-2 写出中心 Ru 原子的杂化方式 d2sp3 5-3 画出双钌配合物的结构 5-4 手性配合物的绝对构型用符号和 表示，沿八面体的三重轴方向观察，大拇指方向平 行于配合物的三重轴且朝向纸面外时，符合右手螺旋(下层配位原子转到上层配位原子位置) 用表示，符合左手螺旋用 表示画出对应的立体异构体，并标出他们的绝对构型下图 是三乙二胺配合物的绝对构型示意图 （不考虑 N 的手性，联吡啶可以用表示） 5-5 以 异构体为例，若考虑 N 上的手性，画出 中最稳定的异构体，并解释原因 6 / 10 存在 - 堆积 第第 6 题题（9 分）分） 某化合物的每层堆积形式如图所示，第二层的放在第一层切点 X 处，按照一定的规律呈周 期性排列，可以看作 ADAD 型堆积， 6-1 请给出密致层的原子个数比，黑球为 M，白球为 N M:N=1:2 6-2 画出该晶体的四方晶胞（以黑球为顶点） 画出更大的晶胞得一半分 6-3 给出你所画的晶胞（110）面上原子排布。

7 / 10 即题目给出密致层，若第 2 问晶胞给出更大的晶胞，那么出对应晶面也可以得满分 6-4 该晶体与我们常见的哪种物质的结构最为类似 CaC2 如果回答 NaCl 等类似结构给一半分 6-5 如果把 M、N 当作同种原子，计算这种堆积方式的空间占有率 3 6 2sin602 sin456 4 6 3 69.81% cr abrr r abc 第第 7 题题（9 分）分） 聚苯并咪唑 PBI 是一种研究得较早的耐热高分子，熔点在 400以上，薄膜和纤维达 300 仍能保持良好的力学性能，超过这一温度会迅速降解单体是芳族四元胺和二元酸 或酯： 该缩聚反应分两步进行，第一步在 250形成可溶性氨基-酰胺预聚物，第二步再在 350400成环固化 7-1 画出 PBI 的重复单元的结构 7-2 第一步反应属于有机反应中的哪种机理？ 亲核取代/加成消除 7-3 为什么使用苯酯而不用酸？ 缩聚温度较高，容易脱羧，改用苯酯就可以克服这一缺点 7-4 PBI 中主链中留有单键，在高温下受热易断裂，所以在宇航设备中常使用全梯形聚合物 （分子结构类似梯子）A： 8 /。