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第30届中国化学奥林匹克初赛参考答案


第30届中国化学奥林匹克(初赛)参考答案
第1题 (8分) 1-1 (NH4)2BeF4 2分?

1-2 c 1分 密度由2个因素决定:质量和体积。碱金属晶体结构类型相同,故密度取决于其原子 质量和原子体积。原子序数增加,碱金属原子质量和体积均增大,质量增大有利于密度增大,但体积增 大却使密度减小,因而导致它们的密度变化不单调。 1分 1-3 2CrO42– + 3S2O42– + 4H2O → 2Cr(OH)3↓ + 4SO32– + 2HSO3– 2分 1-4-1 NaF + NaPO3 → Na2PO3F 1分 1-4-2 PO3F2–+ H2O → H2PO4–+ F– 1分 第2题 (9分) – + 3+ 2+ 2-1 4Fe(H2O)62+? ? ? + NO 3 + 4H ? ? = 3Fe(H 2O)6 ? ? + [Fe(NO)(H 2O)5] + 3H2O 2+ 3+ 或4Fe? ? + NO3– + 4H+? ? = 3Fe ?? + [Fe(NO)]2+ + 2H2O 2-2 μeff=[n(n+2)]1/2,1分; 未成对电子数:n = 3, 1分; 5 2 中心铁离子的价电子组态为t2g eg ,0.5分; 在八面体场中呈高自旋状态 中心离子的氧化态为+1

3分 3分

0.5分 1分

2-3 N-O键长变短 1分; 中心铁离子的价电子组态为3d7,意味着NO除利用一对电子与中心离子配位之外,还将一个排布 在反键轨道上的电子转移给了金属离子,变为NO+,N-O键级变为3,故变短。 1分

第3题 (13分) 3-1-1 P4O7,P4O8,P4O9 各1分,共3分; 3-1-2共4分:正确画出结构图,得2分;正确标出五组不同的化学键,得1.5分。 O-P(V)-O大于? O -P(III)-O 0.5分

3-2氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤对电子与键对电子间的排斥作用变为键 对电子间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大。 2分

3-3-1 3d2

1分

3-3-2 第4题 4-1 化学式:A2BX4 n=1,m=2

3分

2分 1分

4-2高温相。 2分

4-3 负离子呈立方最密堆积,0.5分; 堆积形成正八面体,0.5分; 以及正四面体两种空隙 0.5分; 正离子占据的是四面体空隙。 0.5分 低温相的四方晶胞中有16个正四面体空隙, 其中6个被正离子占据, 正离子在四面体位置的占有率为 6/16=3/8 1分 4-4源于An+离子的迁移,1分; 高温相的导电性与大量的四面体空位有关,它们为正离子的流动提 供了运动通道。 1分

第5题 第5题:1.436g AgCl沉淀,相应的Cl–的物质的量为: n(Cl–)= 1.436g / (107.9+35.45) g mol-1 = 0.01002 mol = 10 . 02 mmol 1分 MOxy+与Fe2+反应,Fe2+ → Fe3+,消耗Fe2+的物质的量:n (Fe2+) =3.350 mmol 若设反应为MOxy++ Fe2+ →MOpq+ + Fe3+, 即溶液中MOxy+的物质的量,也是M的物质的量:n(M) = n(MOxy+) = 3.350 mmol n(Cl–)和n(MOxy+)的物质的量之比为: n(Cl–)/ n(MOxy+) = 10.02 mmol/3.350 mmol = 2.991≈3, y=3 0.5分 MOxCl3的摩尔质量为:2. 905g / (5 ? 3.350 ? 10 -3mol) = 173.4 g mol-1 1分 MOx3+的摩尔质量: 173.4 – 3 ? 35.45 = 67.1 (g mol -1) 0.5分 若设x=1, 则M的相对原子量 = 67.1 - 16.00 = 51.1 1分 与钒的原子量相近,故认为M为V。 0.5分 氧化性物质的化学式:VOCl3 反应式:VO3+ + Fe2+ → VO2+ + Fe3+

0.5分 0.5分 0.5分

1分 1分

第6题 6-1设体系在295K(V1, T1)达平衡时,N2O4(g) 的分压为P1, NO2(g) 的分压为P2,根据所给条件,有 P1 + P2 = 1 bar (6a) 0.5分 根据反应式:N2O4(g)2NO2(g)和所给平衡常数,有: KP(298K) = (P2/ P2θ)2 /(P1 / P1θ) = 0.100 (6b) 0.5分 解联立方程(6a)和(6b),得: P1 = 0.730 bar,P2 = 0.270 bar 1分

6-2 315K(V2, T2)下体系达平衡,N2O4(g)的分压为P1’, NO2(g)的分压为P2’,类似地有: P1’ + P2’ = 1 bar (6c) 0.5分 θ θ KP(315K) = (P2’/ P2 )2 /(P1’ / P1 ) = 0.400 (6d) 0.5分 解联立方程(6c)和(6d),得: P1’ = 0.537 bar,P2’ = 0.463 bar 1分 6-3根据反应计量关系,有:2 ×?n (N2O4) = ?n (NO2) , 结合理想气体方程PV = nRT, 得:2× (P1V1/ T1 – P1’V2 / T2)/ R = (P2’V2 / T2 – P2V1/ T1)/ R (2 P1 + P2) V1 / T1 = (2P1’ + P2’) V2 / T2 V2/V1 = T2/T1? (2 P1 + P2) / (2P1’ + P2’) = 315/295 ? ( 2? 0.730+0.270) / (2? 0.537 + 0.463) =1.20 1分 因为体系的总压不变,则n2 / n1 = V2/V1? T1/ T2 = 1.20 ? 295/31 5 = 1.12 1分 6-4 1分 1分

6-5 c

1分

6-6 a 1分 因为平衡常数随温度升高而增大,恒容条件下升温平衡向右移动,从而导致体系总压增大,此时若 要保持恒压,则需要增大体积,而体积增大会促使反应向生成更多气体物质的量的方向移动,即促 使平衡进一步向右移动。 2分

第7题 (8分) 7-1 B 2分

B1

1分

7-2 A和D中,Rh的氧化态分别为+1和+3,周围的电子数分别为16和18。共2分,各0.5分 7-3 CH3COI + H2O → CH3COOH + HI 7-4 2分 1分

第8题 (10分) 8-1 每个1分

8-2 8-3 c b 各2分。

第9题(12分)

每个结构简式为1.5分

第10题 (8分)


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