第30-届中国化学奥林匹克(初赛)试题和答案

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1、第30届中国化学奥林匹克（初赛）试题及答案第1題（8分）1・1离子化合物A2B由四种元素组成，一种为氢，另三种为第二周期元素。正、员离子皆由两种原子构成且均呈正四面体构型。写出这种化合物的化学式。1・2对碱金属Li、Na、K、Rb和Cs,随着原子序数増加以下哪种性质的递变不是单调的？简述原因。（a）熔沸点（b）原子半径（c）晶体密度（d第一电离能“保险粉（Na^O^HQ）是重要的化工产品，用途广泛，可用来除去废水（pH-8）中的Cr（VI）,所得含硫产物中硫以S（IV府在。写出反应的离子方程式。1

2、・4化学合成的成果常需要一定的时间才得以应用于日常生活。例如，化合物A合成于1929年，至1969年才被用作牙膏的添加剂和补牙填充剂成分。A是离子晶体，由NaF和NaPO：在熔融状态下反应得到。它易溶于水，阴离子水解产生氟离子和对人体无毒的另一种离子。1・4・1写出合成A的反应方程式。1-4-2^出A中阴禽子水解反应的禽子方稈式。第2題（9分）鉴定NO匚蔼子的方法之一是利用“棕色环”现象：将含有NO/的滚液放入试管，加入FeSO“混匀,然后顺看管壁加入浓H2SO4,在'漆液的界面上出现“棕色环”。

3、分离出棕色物质，研究发现其化学式为[Fe（NO）（H:O）5]SO4o该物质显顺磁性，磁矩为3-8^破尔磁子），未成对电子分布在中心离子周围。2・1写出形成“棕色环"的反应方程式。2・2推出中心离子的价电子组态、自旋态（高或低）和氧化态。2・3棕色物质中NO的键长与自由NO分子中NQ键长相比，变长还是变短？简述理由。第3題（13分）3-1好奇心是科学发展的内在动力之一。P2。#口PQs是两种经典的化合物，其分子结构已经确定。自然而然会有如下问题：是否存在磷氧原子比介于二者之间的化合物？由此出发，化

4、学家合成并证实了这些中间化合物的存在。3-1-1写出这些中间化合物的分子式。3-1・2画出其中具有2重旋转轴的分子的结构图。根据键长不同，将P9键分组并用阿拉伯数字标出（键长相同的用同一个数字标识〉。比较键角ZO-P（V>O和zo-p（in）-o的大小。3-2NHm分子独立存在时H-N-H键角为106.7°。右图是[Zn（NH3）6]2-^子的部分簣构以及H-N-H键角的测単值。解释配合物中H-N-H键角变为109.5。的原因。

5、3-1-1~PQ,PQ$,PQ9

6、3・1・23・3量子化学计算预测未

7、知化合物是现代化学发展的途径之一。2016年2月有人通过计算预言铁也存在四氧化物，其分子构型是四面体，但该分子中铁的氧化态是-6而不是3-3-1写出该分子中铁的价电子组态。3・3・2画出该分子结构的示意图（用元素符号表示原子，用短线表示原子间的化学键〉。第4題（10分）固体电解质以其在电池、传感器等装蚤中的广泛应用而备受关注。现有一种由正离子A"、E十和负高子X•组成的无机固体电解质，该物质50.7七以上形成无序结构（高温相），50.7弋以下变为有序结构（低温相），二者结构示意见右图。图中，浅色球

8、为负离子；高温相中的深色球为正离子或空位；低温相中的大深色球为型•离子，小深色球为B士离子。4・1推出这种电解质的化学式，写出H和加的值。4・2温度变化会导致晶体在立方晶系和四方晶系之间转换，上述哪种晶相属于立方晶系?4-3写出负离子的堆积方式及形成的空隙类型。扌旨出正离子占据的空隙类型及占有率。4・4高温相具有良好的离子导电性，这源于哪种离子的迁移？简述导电性与结构的关系。第5題（8分）化学式为MOxCk的物质有氧化性，M为过渡金属元素，％和〉•均为正整数。将2-9O5g样品溶于水，定容至1血让

9、。移取20.00mL溶液，加入稀硝酸和足量AgNO“分离得到白色沉淀l・436g。移取洛液20.00mL,加入适量硫酸，以"邻苯基氨基苯甲酸作指示剂，用标准硫酸亚铁枝濬酒滴至终爲消耗3-350mmol。已知其中阳离子以•存在，推出该物质的化学式，指出M是哪种元素。写出硫酸亚铁披'漆滋滴定MO广的离子反应方程式。第6題（14分）NOj和NO,的相互转化20血）2NO2（g）S讨论化学平衡问题的常用体系。已^该反应在295K和315K温度下平衡常数坷,分别为0.100和0.400。将一定量的气体充入一

10、个带活塞的特制容器，通过活塞移动使体系总压恒为Ibar（lbar=100kP»）6-1计算295KT体系达平衡时NQ和NOn的分压。6・2将上述体系温度升至315K,计算达平衡时WO乙和NO?的分压。6.3计算恒压下体系分别在315K弟口295K达平衡时的体积比及物质的量之比。6山保持恒压条件下，不断升高温度，体系中NO：分压最犬值的理论趋近值是多少（不考虑其他反应〉？根据平衡关系式给出证明。6・5上述体系在保持恒外压的条件下，温度从295K升至315K,下列说法正确的是：（a）平